Для морських транспортних судів звичайно ККД гвинта збільшується зі зростанням його діаметру. Це пояснюється зниженням коефіцієнта навантаження при фіксованих значеннях упору і швидкості руху. Тому діаметр гвинта вибирають максимально можливим з умови його розміщення в кормової краю судна. При виборі числа лопатей гребного гвинта керуються міркуваннями, щоб лопатева і подвоєна лопатева частоти не збігалися з власними частотами перших трьох тонів коливань корпусу і основних його конструкцій.
У цьому випадку вдається уникнути інтенсивної вібрації корпусу, спричиненої роботою гребного гвинта. Якщо інформація про зазначені частотах відсутня, для гвинтів в ДП приймають Zp gt; 4, а для бортових залежно від навантаження: при K DT gt; 2 (або K NT gt; 1), що відповідає слабонагруженном гвинтам, беруть Zp=3, для менших значень цих коефіцієнтів Zp=4. Необгрунтоване збільшення Zp нераціонально з двох причин: зростає трудомісткість виготовлення гвинта і дещо знижується його ККД. Остання обставина має місце у зв'язку з тим, що для забезпечення рівного запасу на кавітацію збільшення числа лопатей тягне за собою і збільшення дискового відносини.
Проектування гребних гвинтів транспортних суден, як правило, зводиться до вибору оптимального гвинта. При цьому він повинен мати необхідну міцність і задовольняти умові відсутності негативних наслідків кавітації. У випадку, коли потрібно забезпечити судну задану швидкість, оптимальність гвинта означає мінімальну потужність механічної установки. Якщо задані характеристики двигуна, оптимальний гвинт дозволяє судну рухатися з найбільшою швидкістю.
Усі завдання, пов'язані з проектуванням гребного гвинта, в тому числі і оптимального, ефективно можуть вирішуватися за допомогою діаграм для розрахунку гребних гвинтів Вихідною інформацією при цьому є відомі геометричні елементи гребного гвинта: D max, Zp, AE/AQ і характеристики взаємодії WT, t, i Q. Практично все різноманіття завдань на проектування гребних гвинтів можна звести до чотирьох основних типів, для кожного з яких використовується своя розрахункова схема.
Послідовність розрахунків гребного гвинта така:
. Виписуємо початкові умови:
ZP=4 - кількість лопатей
Z=1 - кількість валів
W t=0,5?- 0,005 - коефіцієнт попутного потоку
t=0,7W t - коефіцієнт засмоктування для гребного гвинта
TE=R - тяга гребного гвинта
D max=0,7T - максимальний діаметр гребного гвинта
n=825об/хв=13,75об/сек
. Обчислюємо дискове відношення, за допомогою якого можна буде вибрати діаграму для подальших розрахунків:
? =(1,5 + 0,35 ZP)/((p 0 -p?)? (D max) 2) + 0,2/Z;
де: p 0=101 + 10,05T=146,2кПа - тиск у потоці
p? =2,3кПа - тиск насичених парів води
? =0,206
3.Рассчітиваем швидкість рідини в диску гвинта:
? a =? ? (1-W t),
де?- Швидкість в м/c
W t - коефіцієнт попутного потоку
. Розраховуємо упор, створюваний рушієм:
T=T E? (1-t),
де Т E - тяга гребного гвинта
t - коефіцієнт засмоктування гребного гвинта
. Розраховуємо коефіцієнт K NT:
K NT =? a/n 1/2? (?/T) 1/4,
де n - частота обертання двигуна, об/с
r - масова щільність води,
? a - швидкість рідини в гвинті
Т - упор
. Визначаємо відносний поступ I за графіком
7.Скорректіруем відносний поступ:
I '= 1,05? I
. Обчислимо оптимальний діаметр гребного гвинта:
D opt =? a/nI '
. Обчислюємо коефіцієнт KT:
K T=T /? n 2 D 4
. За малюнком 4.18 визначаємо ККД гребного гвинта? 0 (K T, I).
Таблиця 2
ВелічінаРазмерностьЧісленное значення? м/c6,3? AМ/c4,26TкН57KNT1,076I0.62I'0.65Dopt=D, 3,12KTм0,13? 0 0,67
Висновок
У результаті розрахунку гребного гвинта ми отримали наступні результати:
v судна=6,3 м/с
Тип ДГ 6 ДКРН 52/105 2,1 об/с
Діаметр гвинта 3,12 м
Дисковий ставленн...
