Эффективность гребных винтов увеличенного диаметра на судах с туннельными кормовыми обводами

• Автор: Петров, Анатолий Борисович
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 207 c. : ил

Лист
1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОФИЛИРОВКИ ЧАСТИ ТУННЕЛЯ ПЕРЕД ГРЕБНЫМ ВИНТОМ НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ КОРПУС-ДВИЖИТЕЛЬ.
1.1. Геометрические параметры туннельных кормовых обводов для оценки пропулъсивных качеств
судна с гребными винтами увеличенного диаметра
1.2. Теоретическое исследование течения жидкости
вблизи корпуса судна
1.3. Экспериментальное исследование взаимодействия гребного винта и туннеля с открытым выбросом
струи
1.4. Влияние основных геометрических элементов туннеля и расположения движителя на коэффициент засасывания
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОНИЖЕНИЯ СВОДА ТУННЕЛЯ ЗА ГРЕБНЫМ ВИНТОМ НА РАБОТУ ДВИЖИТЕЛЪНОГО КОМПЛЕКСА.
2.1. Вихревая теория гребного винта с конечным
числом лопастей,работающего вблизи экрана
2.2. Алгоритм, программа и результаты расчёта гидродинамических характеристик винта на ЭВМ
2.3. Экспериментальное исследование влияния кормового свеса туннеля на пропульсивные характеристики водоизмещающего судна
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВИЖИТЕЛЪНОГО КОМПЛЕКСА СУДОВ С ТУННЕЛЬНЫМИ КОРМОВЫМИ ОБВОДАМИ И ГРЕБНЫМИ ВИНТАМИ УВЕЛИЧЕННОГО ДИАМЕТРА.
3.1. Расчёт ходкости судна с туннельными кормовыми обводами и гребным винтом увеличенного диаметра
3.2. Экспериментальное исследование серии двухвальных моделей судов
3.3. Условия обеспечения целесообразности применения винтов увеличенного диаметра на судах с туннельными обводами

Лист
3.4. Определение эффективности использования туннельных обводов в сочетании с гребными винтами увеличенного диаметра
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ Создание принципиально новых видов транспортных средств, обеспечивающих существенное сокращение расхода топлива и энергии /I/, является важнейшей задачей народного хозяйства.
В своём выступлении на заводе "Серп и молот" Генеральный Секретарь ЦК КПСС, Председатель Президиума Верховного Совета СССР тов.К.У.Черненко сказал: "...В первую очередь нужно максимально ускорить разработку и внедрение энергосберегающей техники и технологии..." /2/.
Перспективным путём повышения технико-экономических показателей транспортных судов является выбор новых технических решений, реализуемых на стадии проектирования. В основу таких решений должны быть положены последние научно-технические достижения в судостроении и машиностроении.
Энергия крупнотоннажного грузового судна, заключенная в сжигаемом топливе, расходуется в среднем следующим образом: 95-96$ тепловой энергии потребляют главные двигатели и 4-5$ -вспомогательные механизмы. На рис.1,а) приведена схема теплового баланса главной энергетической установки (ЭУ) грузового крупнотоннажного судна с ограниченной осадкой, откуда видно, что доля энергии, затрачиваемой непосредственно на движение (полезная энергия на выполнение транспортной работы), составляет только 22$ от энергии, расходуемой главными двигателями.
Снижение непроизводительных затрат энергии в общем её балансе возможно за счёт создания более экономичных главных двигателей и совершенствования гидродинамического комплекса судна (ГКО). Затраты на обеспечение ходкости современных морских транспортных судов составляют около половины постоянных эксплуатационных расходов, которые зависят от дедвейта судов и цен на

уЗ=/^/^ , где - площадь в плоскости шпангоута, расположенного над ГБ. Она ограничивается сверху самим шпангоутом, а снизу - горизонтальной прямой, касательной к бортовому свесу туннеля (на рис.1.5 - соответственно 4 и 8); Ге - площадь в этой же плоскости,отличающаяся тем, что её верхняя граница образована проекцией обвода теоретического шпангоута на транце (на рис.1.5 - соответственно 5, б, 7). Коэффициент ^3 подобен коэффициенту расширения неполноценной насадки. Если уЗ ^ I (конфузорный туннель), то струя движителя поджимается в туннеле, а если/5 > I (диффузорный туннель), то отбрасываемая струя расширяется. В разработанной экспериментальной серии моделей с открытым выбросом струи коэффициент ^ соответственно составлял 0,72; 0,93; 1,25 (см.табл.1.1).
Самоходные испытания проводились методом "жесткой запряжки". Частота вращения ГВ соответствовала числу Фруда:/?^= Л* = 7,16; 6,26; 5,37. В качестве движителей были использованы четырехлопастные гребные винты типа Трооста серии "В" диаметром 0,2 м, дисковым отношением 0,55 и шаговыми отношениями 0,6 ; 1,0; 1,2.
Винты поочередно устанавливались на каждую модель серии.
Буксировочным и самоходным испытаниям одновальной модели предшествовали испытания всей серии гребных винтов в свободной воде при погружениях, соответствовавших относительным заглублениям вала каждой модели/^= 0; 0,15; 0,40, а также при/^=0,5; 0,75 и стандартном заглублении/^= 2,0.
В объём эксперимента входил диапазон чисел /у-= 5,8; 7,2;
8,5 , характерный для судов с ограниченной осадкой. Масштабный эффект возникновения подсоса воздуха не исследовался.
При изучении действия частично погруженных винтов возникает ряд явлений, определяемых спецификой работы винта на границе воды и воздуха. Известно, что при работе винта в условиях частично-