2.1. Расчет винта
Расчет гребного винта осуществляется при помощи модуля Wint и заключается в определении его геометрических характеристик, обеспечивающих наиболее высокие пропульсивные качества судна на основном режиме эксплуатации.
Программа предназначена для определения упора винта и его основных характеристик на заданной скорости и частоте вращения винта.
Как правило, на морских транспортных судах, для которых характерны длительные стабильные режимы используются винты фиксированного шага (ВФШ), более простые и надёжные, чем винты регулируемого шага (ВРШ), которые значительно технически сложнее и многократно дороже.
Принимая во внимание вышеперечисленные аргументы, можно полагать, что применение ВФШ на данном судне следует считать целесообразным.
Расчет винта для двигателя 4S60MC произведён на кафедре СЭУ, О и ЗОС.
Исходные данные и результаты расчета:
────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
ФАЙЛ ISX-WINT. DAT - ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ АВТОНОМНОГО РАСЧЕТА ВИНТА │
────┬──────────────────────────────────┬────────┬──────────┬────────────┤
Nпп│ НАИМЕНОВАНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ │ОБОЗНАЧ.│ РАЗМЕРН. │ЧИСЛ. ЗНАЧЕН.│
────┼──────────────────────────────────┼────────┼──────────┼────────────┤
1 │ Скорость судна │ VR │ узлы │ 15.484│
2 │ Сопротивление движению судна │ R │ кН │ 629.000│
3 │ Осадка судна расчетная │ TSU │ м │ 11.000│
4 │ Коэффициент общей полн. корпуса │ KOB │ - │ 0.822│
5 │ Отношение Dвинта/TSU │ KD │ - │ 0.700│
6 │ Частота вращения винта(0-аппрокс│ N │ об/мин │ 94.000│
7 │ Плотность забортной воды │ ROW │ т/м^3 │ 1.025│
8 │ Число валопроводов на судне │ ZW │ - │ 1│
────┴──────────────────────────────────┴────────┴──────────┴────────────┘
ФАЙЛ CONSTANT. DAT - ЧАСТО ПРИМЕНЯЕМЫЕ ИЛИ РЕДКО ИЗМЕНЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ │
───┬──────────────────────────────────┬────────┬──────────┬────────────┤
Nпп│ НАИМЕНОВАНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ │ОБОЗНАЧ.│ РАЗМЕРН. │ЧИСЛ. ЗНАЧЕН.│
───┼──────────────────────────────────┼────────┼──────────┼────────────┤
1 │ Код типа СЭУ │ CEY │ - │ 1│
2 │ Код степени автоматизации (1-3) │ AWT │ - │ 1│
3 │ Число валопроводов на судне(1-2)│ WAL │ - │ 1│
4 │ Код района расположения МКО(1-3)│ RAS │ - │ 1│
5 │ Код доли стали повышен. прочности│ ST │ - │ 1│
6 │ Число судов в составе серии │ NC │ - │ 5│
7 │ Код бассейна экспл. судна (1-7) │ BASS │ - │ 3│
8 │ Число членов экипажа(0-аппрокс.)│ ZE │ - │ 28
9 │ Код марки топлива на ходовом реж│ TOP │ - │ 1│
10 │ Класс перевозимого груза(│ KLASS │ - │ 7│
11 │ Код наличия утилизации теплоты │ REG │ - │ 1│
12 │ Дисковое отношение винта │ TET │ - │ 0.700│
13 │ Годовой период эксплуатации судна│ TGOD │ сут/год │ 320.000│
14 │ Процент. ставка за польз. капиталом│ EN │ 1/год │ 0.150│
15 │ Коэфф. использования своб. тоннажа │ KGR │ - │ 1.000│
16 │ Коэффицмент использ. грузоподъемн.│ AGR │ - │ 0.950│
17 │ Коэфф. пересчета рубль/доллар1983г│ INDD │ руб/долл│ 0.640│
18 │ Длит. стоянки без гр. оп.(танкер) │ TST │ сут/рейс│ 4.000│
19 │ Длительн. стоянки с гр. оп.(танкер)│ TSTG │ сут/рейс│ 0.750│
20 │ Длительн. стоянки с мойкой(танкер)│ TSTM │ сут/рейс│ 2.000│
21 │Отн. доля стоянки без гр. оп.(ун. сух│ AST │ - │ 1.000│
22 │ Отн. доля стоянки с гр. оп.(ун. сух)│ ASTG │ - │ 0.500│
RPR= 629025.0 NEPR= 8228.0 VPR= 15.484 VSU= 15.484
NEG= 1000.0 TWG= 0 TCS= 0 ZW= 1
TSU= 11.000 HB= 17.500 LMKOB= 18.38 KD= 0.7000
TE= 580678.2 NETR= 8108.737 NERR= 7297.86 VR= 14.8772
GGWB= 41.5 GWALB= 35.2 GDB= 210.0 GZTB= 1312.0
Характеристики винта на режимах М, Р и L3
DW - диаметр винта, м
LP - относительная поступь V/N*DW
P - упор винта R/(1-TP),кН
VA - скорость воды в диске винта VR*(1-WT),м/с
KT - коэффициент упора P/RO*N**2*DW**4
KDE - коэффициент упора-скорости V*DW*SQRT(RO/P)
CTA- коэфф. нагрузки по упору 8*KT/PI*LP**2 (0.4<CTA<7.)
KW - к. п.д. винта в свободной воде 1.876-1.235*CTA**0.1
IQ - коэффициент влияния неравномерности на момент
WT - коэффициент попутного потока
TP - коэффициент засасывания
KPROP-пропульсивный коэффициент
Pежим M - при DW=DWMAX
DW= 7.7000 LP= 0.4878 P= 794645.00
VA= 8.0631 KT= 0.1812 KDE= 2.4738
KW= 0.5565 CTA= 1.9386 IQ= 0.9572
WT= 0.4580 TP= 0.2693 KPROP= 0.78388
Pежим P - рабочий на винтовой проходящей через MДM
DW= 6.4014 LP= 0.3873 P= 770451.37
VA= 7.5824 KT= 0.1812 KDE= 2.0566
KW= 0.4942 CTA= 3.0752 IQ= 0.9535
WT= 0.4903 TP= 0.2463 KPROP= 0.76643
Pежим P - рабочий на винтовой проходящей через MДM
DW= 6.4023 LP= 0.3874 P= 770467.44
VA= 7.5828 KT= 0.1811 KDE= 2.0569
KW= 0.4942 CTA= 3.0741 IQ= 0.9535
WT= 0.4903 TP= 0.2463 KPROP= 0.76645
2.2. Расчет валопровода
Валопровод предназначен для передачи механической энергии от ГД к движетелю и передачу развиваемого упора движителем корпусу судна.
Расчет гребного вала заключается в определении его геометрических и прочностных характеристик, обеспечивающих надежную работу на номинальном режиме его эксплуатации.
Расчет проведен на кафедре СЭУ, О и ЗОС.
Программа предназначена для определения геометрических и прочностных характеристик при заданных мощности, частоте вращения, диаметре винта и т. д.
Валопровод состоит из гребного и промежуточного валов, опорного подшипника скольжения, дейдвудного устройства с подшипниками на масляной смазке с дейдвудным уплотнением, тормозом и гребного винта с обтекателем.
Исходные данные и результаты расчёта:
────────────────────────────────────────────────────────────────────────
ФАЙЛ WAL_RAZM. DAT - ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ WAL_RAZM
────┬──────────────────────────────────┬────────┬─────────┬─────────────
Nпп│ НАИМЕНОВАНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ │ОБОЗНАЧ.│ РАЗМЕРН.│ ЗНАЧЕНИЕ
───┼──────────────────────────────────┼────────┼─────────┼─────────────
1. │ Mощность на номинальном режиме │ NEL │ кBт │ 8160.000
2. │ Частота вращения номинальн. режим│ NL │ об/мин │ 105.000
3. │ Упор винта " " " │ P │ кН │ 770.593
4. │ Длина ахтерпика (>50.-дл. судна) │ LAP │ м │ 174.800
5. │ Длина главного двигателя │ LGD │ м │ 6.116
6. │ Диаметр винта │ DW │ м │ 6.402
7. │ Дисковое отношение винта │ TETA │ - │ 0.700
8. │ Временн. сопр. матер. гребного вала │ BGR │ МПа │ 500.000
9. │ Временн. сопр. матер. промежут. вала │ BPR │ МПа │ 550.000
10.│ Временн. сопр. матер. соедин. болтов │ BBOL │ МПа │ 600.000
11.│ Код класса ледового усиления │ LU │ - │ 4
12.│Код смазки дейдвуда:1-масло/2-вода│ SMD │ - │ 1
13.│ Наличие шпонки гр. в.:1-есть/2-нет│ JW │ - │ 1
14.│ Число болтов фланца пром. вала │ ZB │ - │ 8
15.│Схема турбокомпаундной системы 0-2│ TKS │ - │ 0
16.│ Наличие валогенератора 0/1 │ TWG │ - │ 0
17.│Схема валопр.(0-?,1/2-опор в дейдв│ SXW │ - │ 2
────────────────────────────────────────────────────────────────────────
*
ФАЙЛ WAL_RAZM. REZ - РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ WAL_RAZM I
*
NппI НАИМЕНОВАНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ IОБОЗНАЧ. I РАЗМЕРН. I ЗНАЧЕНИЕ I
*
1. I Диаметр промежуточного вала I DPR I м I 0.4500
2. I Диаметр гребного вала I DGR I м I 0.6300
3. I Диаметр упорного вала I DUP I м I 0.4858
4. I Толщина облицовки гребного вала I SOBL I м I 0.0236
5. I Длина ахтерпика I LAP I м I 6.5112
6. I Длина гребного вала I LGW I м I 10.1587
7. I Длина консоли I LK I м I 1.4490
8. IСумарная длина промежуточных валовI LPRS I м I 7.9602
9. I Длина промежуточного вала I LPR I м I 7.9602
10 I Число опор валопровода I ZOP I - I 5.0000
11.I Число опор промежуточного вала I ZPR I - I 1.0000
12.I Расстояние между опор гребн. вала I LMOPG I м I 5.1062
13.I Минимально допустимое расстояниеI LMOPG1I м I 4.3655
14.I Максимально допустимое расстояниеI LMOPG2I м I 11.1122
15.I Расстояние между опор промеж. валаI LMOPR I м I 3.9801
16.I Минимально допустимое расстояниеI LMOPR1I м I 3.6895
17.I Максимально допустимое расстояниеI LMOPR2I м I 9.3915
18.I Толщина фланца гребного вала I TFLG I м I 0.1575
19.IТолщина фланца промежуточного валаI TFLPR I м I 0.0900
20.I Диаметр соединительных болтов I DB I м I 0.0500
21.I Диаметр гребного вала I DGW I м I 6.4020
22.I Диаметр ступицы гребного вала I DST I м I 1.2804
23.I Длина ступицы гребного вала I LST I м I 1.2600
24.I Масса гребного вала I GGW I т I 25138.2207
25.I Длина главного двигателя I LGD I м I 6.1160
26.I Ремонтный габарит гребного вала I LREM I м I 17.9300
27.I Длина МКО I LMKO I м I 18.7747
ФАЙЛ WALOPR. LST
ИCXOДHЫE ДAHHЫE
GB= 25138.2 LK= 1.449 G= 8000.0 N= 5 NB=105.0
H P L L1 M
0.63000
0.45000
0.45000
0.48000
OПOPHЫE MOMEHTЫ И PEAKЦИИ
M(KHM) R(KH)
-333.
-3.
-32.
-4.
-5.
GW= 48943. GS= 48926.
TE= 770.59 ЉЌ N= 8160.00 Љ‚’ Z= 5
ЃќKB= 68.98730
E= 196200. DB=6.4020 FB=0.7000 AL=1.0000
BЫHУЖДEHHЫE И COБCTBEHHЫE ЧACTOTЫ
NB= 105.0 NL= 525.0 NSG= 788.1 NSPR= 1685.8
