Раздел 2. Расчет параметров винта и потребной мощности двигателя

Необходимые для расчета исходные данные:

• Максимально допустимый диаметр винта

D_max=0.8·T=1,968;

• Число винтов Z_P =2 в случае, если отношение B/ D_max > 6.5, если B/ D_max <6.5 Z_P =1; число винтов 1;

• Расчетное сопротивление R_K снимается с кривой буксировочного сопротивления в соответствии со значением расчетной скорости движения судна V_K;

• Коэффициент попутного потока вычисляется по формуле

w_k  =0,085;

• Коэффициент засасывания вычисляется по формуле

t_k  0.7  w_K  0.06 = 0,1195;

• Коэффициент влияния корпуса вычисляется по формуле

0,962;

• Номинальная скорость потока, набегающего на гребной винт

V_A  V_K (1  w_K) = 5,56;

• Упор движителя

70,63;

• Кпд упорного подшипника η_B=0,95;

• Кпд зубчатого редуктора η_r=0,97.

Данные, необходимые для выбора расчетной диаграммы:

• Коэффициент нагрузки винта по упору

1,5;

• Если коэффициент нагрузки винта по упору C_TA>2, то должна быть выбрана диаграмма для гребного винта в насадке, в ином случае – диаграмма для открытого гребного винта;

• Дисковое отношение выбирается наименьшим из возможных;

• Число лопастей Z принимается произвольно, z = 4.

Таблица 3. Расчет потребной мощности при неограниченном диаметре винта.

Частота вращения винта, об/сек	nco	3	4	5	6	7	8	9	10
Коэффициент упора-частоты	KNT	1,108	0,960	0,858	0,783	0,725	0,678	0,640	0,607
Относительная поступь оптимального винта	Jopt	0,7	0,6	0,53	0,48	0,45	0,43	0,4	0,38
Диаметр оптимального винта, м	Dopt	2,62	2,3	2,09	1,93	1,84	1,61	1,54	1,46
Шаговое отношение	Pp/D	-	-	-	0,8	0,78	0,75	0,72	0,7
Кпд винта в свободной воде	η0	-	-	-	0,55	0,53	0,5	0,48	0,46
Потребная мощность, кВт	Ps(min)	-	-	-	775,52	804,78	853,07	888,61	927,25

Таблица 4. Расчет потребной мощности винта максимально допустимого диаметра

Частота вращения винта, об/сек	nco	3	4	5
Коэффициент упора-частоты	KT	0,52	0,29	0,18
Относительная поступь оптимального винта	Jp	0,940	0,700	0,560
Шаговое отношение	Pp/D	1,05	0,64	0,5
Кпд винта в свободной воде	η0	0,74	0,68	0,62
Потребная мощность, кВт	Ps(min)	576,40	627,26	687,96

В данных таблицах:

• Коэффициент упора-частоты ;

• Относительная поступь оптимального винта J_opt определяется по диаграмме Папмеля в зависимости от коэффициента упора-частоты K_NT;

• Диаметр оптимального винта определяется по формуле ;

• Шаговое отношение Pp/D определяется по диаграмме Папмеля в зависимости либо от коэффициента упора-частоты K_NT (табл.3), либо в зависимости от коэффициента упора KT и относительной поступи J_P (табл.4);

• Коэффициент полезного действия винта в свободной воде η₀ определяется по диаграмме Папмеля в зависимости либо от коэффициента упора-частоты K_NT (табл.3), либо в зависимости от коэффициента упора K_T и относительной поступи J_P (табл.4);

• Минимальная потребная мощность рассчитывается по формуле ;

• Коэффициент упора , где D_p=D_max;

• Относительная поступь вычисляется по формуле .

По полученным данным подобран двигатель марки L086TIH мощностью 780 кВт, числом оборотов 750 об/мин и коэффициентом редукции 1,77.