Расчет и построения паспортной диаграммы судна

3.2.1 КПД линии валопровода принимаем равным η_вл= 0,98.

Коэффициент полноты корпуса судна определяем по формуле:

(1)

где V — объемное водоизмещение судна в грузу, м³.

где ρ — плотность морской воды, ρ = 1025 кг/м³. Тогда

3.2.2 Принимаем за базовый номинальный режим работы пропульсивного комплекса по исходным паспортным данным.

Определяем коэффици­ент попутного потока ω и засасывания t по формулам:

(2)

(3)

Вычисляем величину относительной поступи гребного винта на приня­том номинальном режиме:

(4)

Сводим расчет паспортной диаграммы в табл. 1.

3.2.3 Задаемся несколькими значениями λ_р, при этом одно значение λ_р берем больше λ_рн, а два значения — меньше λ_рн: λ_р1 = 0,44; λ_р2 = 0,49; λ_р3 = 0,54; λ_р4 = 0,59.

3.2.4 По кривым действия гребного винта определяем безразмерный коэффициенты упора k₁ и момента k₂ для каждой выбранной величины λ_р. Приложение Г для z=4, q = 0,55)

3.2.5 Затем задаемся четырьмя значениями частоты вращения вала п_с, начиная от п_с = 0,7 п_сн до величин п_с полного хода п_спх = п_сн, n_c1 = 1,25; n_c2 = 1,48; п_с3 = 1,60; n_c4 = 1,78 с־¹.

3.2.6 Вычисления v, Р_е, N_e согласно методическим указаниям и форму­лам данного раздела сводим в таблице 1.

Таблица 1 - р асчет построения паспортной диаграммы

Определяемая величина, ее обозначение и размерность	Способ определения	Постоянные величины	Задается не менее 4-х значений
пс, с־1	Относительная поступь λр
0.44	0.49	0.54	0.59
Безразмерный коэффициент упора k1	По кривым действия гребного винта		0.381	0.345	0.309	0.273
Безразмерный коэффициент упора k2	По кривым действия гребного винта		0.042	0.038	0.034	0.030
Скорость судна v, узл.	λр c 1 n c	c 1 = 20	1,25	10.9	12.1	13.3	14.6
1,42	12.3	13.7	15.2	16.6
1,60	13.9	15.5	17.1	18.7
1,78	15.5	17.2	19.0	20.8
Полезная тяга гребного винта Pe, кН	k 1 c 2 n c 2	c 2 = 943	1,25
1,42
1,60
1,78
Эффективная мощность главного двигателя Ne,кВт	K 2 c 3 n c 3	c 3 = 53240	1,25
1,42
1,60
1,78

3.2.7 По результатам расчетов строим на миллиметровке формата А4 графики изменения эффективной мощности главного двигателя N_e = f₃ (ν, п_с) и полезной тяги гребного винта Р_е = f₂ (ν,п_с) в зависимости от скорости судна v при выбранных постоянных частотах вращения гребного винта п_с = const, (рис.3).

3.2.8 На паспортной диаграмме N_e = f₃ (ν, п_с) наносим положение огра­ничительных характеристик для работы главного двигателя по механической напряженности, а на графике Р_е = f₂ (ν,п_с) строим границу предельной тяги, достижимой при данных гребного винта, и ГД для соответствующей скоро­сти хода судна.

Определяем допустимый номинальный крутящий момент:

кНм (5)

Для построения ограничительной характеристики на диаграмме N_e = f₃(v, n_c) требуется определить два значения N_e для разных п_с при М_ен = const, т.к. зависимость N_e при М_ен = const прямая линия АВ.

Первую точку А берем для номинального режима N_ен = 10300 кВт и п_сн = 1,78 с־¹. Находим вторую точку В при п_с3 =1,6 с־¹, для чего вычисляем N_еб при М_ен = const.

кВт. (6)

При работе двигателя в режиме так называемого «легкого» винта (на­пример, при меньших осадках судна), когда λ_р, > λ_рн = 0,54, ограничительной характеристикой служит зависимость изменения N_e при постоянной номи­нальной частоте вращения п_сн = const (на диаграмме линия п_сн = 1,78 с־¹ правее точки А).

С графика N_e = f₃(v, n_c) положение ограничительных характеристик (точки А и В) переносим на диаграмму изменения Р_е = f₂ (v,n_c) получаем точки А' и В' соответственно, через которые проходит граница достижимой полезной тяги, а также границей служит линия изменения Р_е при достиже­нии п_сн.

Рисунок 3 - паспортная диаграмма судна