Эксплуатация современных судовых дизельных установок - страница 7
Совмещение характеристик корпуса и винта определяет необходимую мощность ГД. Рассмотрим взаимодействие и условия работы элементов ПК.
Взаимодействие гребного с водой и корпусом судна характеризуется создаваемым винтом упором P, вращающим моментом поглощаемым винтом, частотой вращения винта n>p, скоростью воды, поступающей на лопасти V>a, (из-за наличия попутного потока она меньше скорости движения судна V), поступью гребного винта h>p и в конечном итоге к.п.д. винта η>p.
Схема судового пропульсивного комплекса и описание взаимодействия его элементов приведены в источнике [2].
Гребной винт встречает воду не со скоростью движения судна V, а со скоростью V>a уменьшенной на величину скорости попутного потока, который вызван трением воды вдоль сторон корпуса и увеличивает упор винта.
V>a = V–V>п
Наличие попутного потока улучшает работу ПК, его влияние учитывается коэффициентом попутного потока.
Кроме того, в процессе работы ГВ засасывает воду из под кормы, отбрасывая ее назад и уменьшая давление воды на кормовую часть. Возникающая сила засасывания, отнесенная к упору винта, называется коэффициентом засасывания.
Обводы, размеры и состояние корпуса и кормовой части, расположение и режимы нагрузки гребного винта влияют на пропульсивные качества и оцениваются коэффициентом влияния корпуса.
где ω – коэффициент попутного потока, ω = 0,2…0,45;
t – коэффициент засасывания, t = 0,12…0,3;
i – коэффициент, учитывающий неравномерность поля скоростей в диске винта, i = 0,95…1,03.
Буксировочная мощность расходуется на преодоление сопротивления движению судна.
N>б = R ∙ V = P>е ∙ V
Осевая скорость винта относительно воды V>p незначительно отличается от скорости V>a.
Пропульсивный коэффициент – это отношение буксировочной мощности к мощности подводимой к винту N>B.
Пропульсивный коэффициент характеризует гидромеханические потери на ГВ при его взаимодействии с корпусом.
Помимо этих потерь следует учитывать потери в редукторной передаче η>n (при ее наличии), валопроводе η>B и потери в ГД.
Тогда К. П. Д. пропульсивного комплекса представляется в виде:
Поступь винта h>p – это путь, пройденный винтом в воде за один оборот. Относительная поступь – это поступь, отнесенная к диаметру винта D.
Если бы гребной винт вращался в твердой среде, как штопор в пробке, то за один оборот он бы прошел расстояние, равное шагу винта