Расчет ходкости судна и подбор пропульсивного комплекса

Информация » Расчет ходкости судна и подбор пропульсивного комплекса

Расчет сопротивления воды движению судна

Этот способ основан на обработке результатов испытаний почти двухсот различных моделей и натуральных судов. Метод может применяться для расчета сопротивления самых разнообразных типов судов с широким изменением параметров формы, таких, например, как танкеры, контейнеровозы, рыболовные суда и т. д., включая суда с предельно большой полнотой обводов и необычным соотношением главных размерений.

Для расчета данным способом надо использовать следующие данные:

Главные характеристикм судна-проекта:

Lpp - длина между перпендикулярами 110 м;

Lwl - длина по КВЛ 114,58 м;

B - ширина наибольшая 18,33 м;

Tap - осадка в корме 7,05 м;

Tfp - осадка в носу 7,05 м;

V - объемное водоизмещение 8558,4 м3;

lcb – абсцисса центра величины в % от (Lwl/2) -0,06 %;

cm – коэффициент полноты мидель-шпангоута 0,966;

cwp – коэффициент полноты ватерлинии 0,728;

v - расчетная скорость 15,0 узлов;

Значения Lpp, Lwl, B, Tap, Tfp, V, cm, cwp берем из своего варианта;

lcb = (

Lwl/2 – (Lwl/2 + Xc))/

Lwl

x 100%.

Дополнительные данные:

Abt – площадь сечения носового бульба на шп. 0 0,00 м2;

hb – возвышение ЦТ площади сечения бульба 0,00 м;

S – площадь смоченной поверхности 2619,9 м2;

At – площадь смоченной поверхности транца 0,00 м 2;

d – диаметр туннеля подруливающего устройства 0,00 м;

Cbto – к-т сопр-я подруливающего устройства (0,003-0,012) 0,003;

ie –1/2 угла входа КВЛ 18º;

cstern – форма кормы (V-шп = -10; норм. = 0; U-шп. = +10) 0;

Awind – площадь парусности 445,50 м2;

CXwind – коэффициент сопротивления воздуха (0,8-1) 0,80;

Vwind – скорость ветра (нормально 2,5 м/с) 2,5 м/с.

Данных Abt, hb, d для данного проекта нет;

S – берется из предыдущей курсовой работы;

ie –данные снимаются с теоретического чертежа, при его отсутствии эту величину приближенно можно вычислить по формуле

ie = 1 + 89 exp [-(L/B)0,80856 x (1-α)0,30484 x (1-φ-0,0225 x lcb)0,6367 x (LR/B)0,34574 x (100 V/L3)0,16302];

LR = L x (1-φ + 0,006 x lcb/(4φ-1));

φ = V Ω L – коэффициент продольной полноты;

cstern – данные снимаются с теоретического чертежа;

Awind – берется из предыдущей курсовой работы или приближенно вычисляется по формуле Awind = B2;

Смоченная поверхность выступающих частей:

Arud1 – руль за рудерпостом 0,00 м2;

Arud2 – балансирный руль 10,26 м2;

Arud3 – полубалансирный руль 0,00 м2;

Awb – кронштейн гребного вала 0,00 м2;

Arh – пятка руля 0,00 м2;

Awt – свободный гребной вал вне корпуса 0,00 м2;

Awh – обтекатель гребного вала 2,14 м2;

Aw – гребной вал 0,00 м2;

Af – гидродинамический успокоитель качки 0,00 м2;

Adome – домы 0,00 м2;

Askiel – скуловые кили 0,00 м2.

Тип и расположение привода выбираем по правилам российского морского регистра судоходства.

Площадь руля F назначают, пользуясь зависимомтью:

F = L T / A

A – коэффициент, который выбирается в зависимости от типа судна в следующих пределах: 40-70 для грузовых транспортных судов.

λ = h / bcp = h2 / F – относительное удлинение руля;

Arh, Awh – данные снимаются с теоретического чертежа.

Константы:

g – ускорение свободного падения 9,81 м/c2;

rho – плотность воды 1025 кг/м3;

nue – коэффициент кинематической вязкости воды 1,188x10-6 м2/c;

rho2 – плотность воздуха 1,225 кг/м3.

Полное сопротивление судна

RT = CT (ρ V2 / 2) Ω = CT Fr2 (ρ g Ω L )/ 2;

Ω – смоченная поверхность судна.

Буксировочная мощность:

PE = RT V.

Коэффициент полного сопротивления:

CT = CV + CW + CTR + CA

Коэффициент вязкостного сопротивления:

CV = CF0 (I + K)

CF0 = 0,075 / (lg R - 2)2 - коэффициент сопротивления трения эквивалентной пластины.

Параметр формы (I + K) определяется по формуле:

(I + K) = C13 [0,93 + C12 (B / LR)0,92497 x (0,95 – φ + 0,0225 lcb)0,6906];

C13 – коэффициент, учитывающий влияние формы кормовой оконечности на вязкостную составляющую сопротивления.

C13 = 1 + 0,003 Cкормы

Значение коэффициента Cкормы

Тип кормовой оконечности

Cкормы

С V-образными шпангоутами

-10

С обычными обводами

0

С U-образными шпангоутами и бульбом

10

Коэффициент C12 определяется по формуле:

C12 = (T / L)0,2228446, если T / L > 0,05;

C12 = 48,20 (T / L – 0,02)2,078 + 0,479948, если 0,02 ≤ T / L ≤ 0,05;

C12 = 0,479948, если T / L < 0,02.

Коэффициент волнового сопротивления:

CW = A Fr-2 exp[ml Fr-0,9 + C15 φ2 exp(-0,1 Fr-2) cos (λ Fr-2)];

A = 2 C1 C2 C3 δ B T / Ω;

C1 = 2223105 C73,78613 (T / B)1,07961 (90 - iK)-1,37565;

C7 = 0,229577 (B / L)0,33333, если B / L < 0,11;

C7 = B / L, если 0,11 ≤ B / L ≤ 0,25;

C7 = 0,5 - 0,0625 (L / B), если B / L > 0,25;

C2 – коэффициент, учитывающий влияние носового бульба на волновое сопротивление:

C2 = exp (-1,89 √ C3);

C3 = 0,56 ABT1,5 / [B T (0,31 √( ABT + TF - hB))];

ABT – площадь поперечного сечения бульба на носовом перпендикуляре;

hB – отстояние ЦТ этого сечения от линии киля;

TF - осадка на носовом перпендикуляре;

C5 – коэффициент, учитывающий влияние транцевой кормы на волновое сопротивление:

C5 = 1 – 0,8 AT / ( B T β);

AT – площадь поперечного сечения погруженной части транца при нулевой скорости;

m1 = 0,0140407 ( L / T) – 1,75254 (V1/3/ L) – 4,79323 (B / L) – C16;

C16 = 8,07981 φ – 13,8673 φ2 + 6,984388 φ3, если φ > 0,80;

C16 = 1,73014 – 0,7067 φ, если φ > 0,80;

C15 = -1,69385, если L3 / V < 512;

C15 = 0, если L3 / V > 172715;

C15 = -1,69385 + (L / V1/3-8,0) / 2,36, если 512 < L3 / V < 172715;

λ – коэффициент, характеризующий волнообразующую длину λL:

λ = 1,446 φ – 0,03 (L/B), если L / B < 12;

λ = 1,446 φ – 0,36, если L / B > 12.

Коэффициент сопротивления транцевой кормы:

CTR = 0,2 (1-0,2 FrT) AT/ Ω, если FrT < 5;

FrT = Fr √ (L B (1 + α) / 2A);

CTR = 0, если FrT ≥ 5;

Расчет сопротивления трения:

Rf = ρ V2 CF0 (1 + K1) Ω / 2000 (кН);

Расчет сопротивления воздуха:

Rwind = ρA / 2 (V + Vwind)2 Cxwind Awind / 1000 (кН);

ρA = 1,226 кг/м3 – плотность воздуха.

Расчет сопротивления модели:

Ra = (ρ / 2) V2 Ω C / 1000 (кН);

C = 0,006 (LKWL + 100)-0,16 – 0,00205 + 0,003 √( LKWL / 7,5) δ4 C2 (0,04 – C4);

C4 = 0,04, если Tfp/LKWL > 0,04;

C4 = Tfp/LKWL, если Tfp/LKWL < 0,04.

Расчет сопротивления транца:

Rtr = (ρ / 2) V2 Ω CTR / 1000 (кН);

Расчет сопротивления выступающих частей:

Rapp = ((ρ / 2) V2 Sapp (1 + k2)eq CF0) + ρ V2 3,14 d2 Cbto)/ 1000 (кН);

Sapp – сумма смоченных поверхностей выступающих частей;

(1 + k2)eq = C1 / Sapp, если Sapp > 0;

(1 + k2)eq = 0, если Sapp = 0.

Расчет волнового сопротивления:

RW = C1 C2 C3V ρ g exp [m1 Fr-0,9 + C15 φ2 exp(-0,1 Fr-2) cos (λ Fr-2)] (кН)

Расчет сопротивления носового бульба:

Rb = 0,11 exp (-3 P B-2) Fni3 Abt1,5 g ρ / (1 + Fni2) / 1000 (кН);

PB = 0,56 √Abt / Tfp – 1,5 hb;

Fni = V / (g (Tfp – 1,5 hb – 0,25 √ Abt)) + 0,15 V2

Расчет суммарного сопротивления:

R = Rf + Rapp + Rw + Rb + Rtr + Ra + Rwind

Расчет произведен с использованием программы "Microsoft Excel", результаты представлены ниже в табличной форме.

Актуальное на сайте:

Выбор и обоснование метода восстановления
Большинство деталей автомобилей, примерно 65 %, имеет износ до 0,15 мм и только 5 % деталей при выходе автомобилей в капитальный ремонт имеют износ более 0,5 мм. При ремонте автомобилей повторно после восстановления могут использоваться д ...

Определение экологического ущерба в гривнах от перевозок груза
Экологический ущерб Иэ определяется отдельно для автомобилей с карбюраторными и дизельными двигателями по формуле (4.3) где n – количество режимов работы двигателя; Vi – удельный ущерб, грн./ч на i-м режиме работы двигателя; Ti – прод ...

Разработка технологических процессов машинизации текущего содержания пути
При разработке технологического процесса планово-предупредительных работ по текущему содержанию бесстыкового пути на железобетонных шпалах с применением ведущей машины ВПР и других в « цепочке » путевых машин в соответствии принят следующ ...

Автомобильные дизельные топлива

Для автомобильных дизельных двигателей выпускаются топлива на базе керосиновых, газойлевых и соляровых дистилляторов прямой перегонки нефти. Для снижения содержания серы используют гидроочистку и депарафинизацию.

Продолжить чтение »