| RD | Дата: Суббота, 07.04.2012, 19:40 | Сообщение # 1 |
 Генералиссимус
Группа: Админ
Сообщений: 41
Статус: Offline
| Подбор оптимального гребного винта для комплекса «лодка + мотор» - задача не из простых, как это может показаться на первый взгляд. Более того, точно подобрать винт для различных условий эксплуатации практически невозможно, поскольку на движитель действует одновременно множество меняющихся факторов.
Тяжёлый и лёгкий гребной винт
Методы измерения шага гребного винта
Подбор гребного винта происходит приближенно по эмпирическим формулам, основанным на обработке результатов испытаний гребных винтов для каждого конкретного сочетания судна и двигателя. Каждая такая формула составляется поданным о винтах определенного типа и, естественно, не может гарантировать результат, близкий к оптимальному. Более надежный метод — пользоваться несколькими такими формулами или составленными по ним графиками, чтобы в результате прийти к «золотой середине».
На практике элементы гребного винта для конкретного судна можно рассчитать, располагая лишь кривой сопротивления воды движению данного судна, внешней характеристикой двигателя и расчетными диаграммами, полученными по результатам модельных испытаний гребных винтов, имеющих определенные параметры и форму лопастей. Здесь мы не будем касаться вопроса влияния формы лопастей на эффективность винта, поскольку в подавляющем большинстве случаев конфигурацию лопастей своими силами не изменяют. Гораздо более насущным является определение оптимального диаметра и шага винта. Стараясь не загромождать материал математическими выкладками, укажем только, что для определения диаметра гребного винта наиболее важными исходными данными являются мощность, частота вращения и скорость. Эти величины обычно выводятся на график (рис. 39).
Рис. 39. График для определения диаметра трехлопастного винта при мощности от 5 до 45 л. с.
Для выполнения вспомогательных вычислений необходима номограмма для определения поступательной скорости встречи винта с водой (рис. 40). Ясно, что поступательная скорость v встречи винта с водой меньше скорости vx хода судна, так как за и под кормой, где находится винт, корпус задерживает и увлекает за собой воду, ввиду чего возникает попутный поток. Скорость движения этого потока зависит от обводов кормы и от места расположения винта. Чем больше объем кормы и менее плавны ее обводы, а также чем ближе к корпусу расположен винт, тем значительнее замедление потока, набегающего на винт. Это замедление учитывается коэффициентом попутного потока w: w = (vx—v)/vx. На рис. 40 приведена номограмма для определения скорости встречи винта с потоком, если известны скорость хода и тип судна. Пользование этой номограммой состоит в следующем.
Рис.40. Номограммадля определения поступательной скорости встречи винта с водой
Найдя на шкале 1 деление, соответствующее типу судна, а на шкале 2 деление, соответствующее ожидаемой скорости хода судна, нужно положить линейку так, чтобы ее ребро соединило эти два деления. Тогда пересечение ребра линейки со шкалой 3 укажет искомую скорость встречи винта с водой. Например, если судно остроскулое и мы ожидаем скорость хода vx = 30 км/час, то этому судну соответствует на шкале 1 деление «Остроскулое средней быстроходности» 0,08, а на шкале 2 деление против числа 30. Приложив линейку к этим двум делениям, найдем, что ее ребро пересекает шкалу 3 немного выше деления 7,5. Поэтому искомая скорость встречи винта с водой v = 7,6 м/сек. Если бы судно было остроскулым, быстроходным, со скоростью хода vx = 80 км/час, то скорость v была бы равна v = 21 м/сек.
Помимо указанной номограммы для подбора винта нужно использовать график для определения шага винта (рис. 41).
Pиc. 41. Номограмма для определения шага винта
В качестве примера использования графика на практике приведем вариант подбора винта для судна со следующими параметрами:
Полное водоизмещение Δ= 1200кг; Δ/Nвал = 57кг/л.с.
Мощность на валу Nвал= 21 л.с.
Число оборотов винта n = 1000 об/мин = 16,7 об/сек;
Ожидаемая скорость хода: νx — 25 км/час;
Коэффициент попутного потока: w = 0,18;Относительное скольжение: s = 0,26 (см. рис. 40);
КПД силовой передачи: ηсп = 0,95.
Определим величины, которые потребуются для подбора винта:
N = 21x0,95 = 20л.с.
ν = 5,55 м/сек = 20 км/час.
Определяем по графику (рис. 41) шаг винта Н:
Задано: ν = м/сек; n = 16,7 об/сек; s = 0,26.
Прикладывая линейку к делениям 5,55 и 16,7 на шкалах, соответственно 1 и 2, получаем на оси 3 точку пересечения, соединив которую с делением 0,26 на шкале 4, получаем на шкале 5: Н = 0,450 м. Определить диаметра винта можно с помощью графика (рис. 39). Определим диаметр винта для предыдущего примера (n = 16,7 об/ сек; N = 20 л.с; ν = 5,55 м/сек). Соединяя линейкой деления 16,7 и 20 на шкалах 1 и 2, а затем полученную точку пересечения на оси 3 с делением 5,55 на шкале 4, на шкале 5 получим ответ: D = 0,43 м.
|
| |
| |
