Совершенствование конструкции гребного винта на судах лесосплавного флота

• Автор: Богатырев, Максим Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ Введение

1. Обзор и анализ основных типов лесосплавных судов и их движителей

1.1. Теоретический аспект

1.2. Классификационный обзор лесосплавных судов

1.3. Общие понятия о гидродвижителях

1.4. Анализ литературных источников по движителям су

1.5. Выводы и задачи исследования

2. Теоретическая часть. Тороидальный гребной винт на основе ленты Мебиуса

V 2.1. К инематика тороидальных гребных винтов.

Схемы привода

2.2. Теоретическая модель тороидального гребного винта

2.3. Определение вызванных скоростей от вихревого слоя
кольцевых вихрей
2.4. Поле скоростей винта Жуковского
2.5. Определение эффективного упора тороидального
гребного винта Рм теоретическим путем
7 0 ,
Статистическая обработка результатов теоретических
и экспериментальных исследовании по определению и
упора тороидального гребного винта 2.7 Выводы
3. Экспериментальная часть. Определение эффективного
упора тороидального и лопастных гребных винтов в
условиях гидролотка и на открытой воде
3.1. Определение диапазонов исследуемых величин и
1
З
обоснование достаточности этих диапазонов Статистическая совокупность показаний динамометра при предварительных опытах на лабораторной установке
Экспериментальная установка. Тарировка приборов и измерительной аппаратуры
Испытание тороидального и лопастных гребных винтов на пространственном лотке в гидротехнической лаборатории
Предварительный расчет экспериментальной установки для определения упора гребных винтов Подбор двигателя
Поверочный расчет экспериментальной установки Устройство и работа экспериментальной установки Измерительная аппаратура Порядок проведения испытаний
Модельные испытания тороидального и лопастных гребных винтов
Порядок проведения модельных испытаний Определение сопротивлений воды движению натурного и модельного судов
Определение полного сопротивления воды движению модельного судна в ходе испытаний Определение расчетным путем эффективного упора моделей гребных винтов
Буксировочное сопротивление подводной части лодочного мотора
Определение КПД испытуемых гребных винтов
3.7.7. Статистическая обработка результатов экспериментов
3.8. Выводы
4. Экономическая часть
4.1. Техникоэкономические показатели внедрения проектируемого варианта движителя
4.1.1. Определение сменной производительности буксирного теплохода ЛСБ, оснащенного штатным гребным винтом
4.1.2. Определение сменной производительности буксирного теплохода ЛСБ, оснащенного тороидальным гребным винтом
4.1.3. Расчет общих и удельных капитальных вложений
4.1.4. Техникоэкономические показатели использования гребных винтов
4.2. Выводы
Основные выводы и рекомендации
Список использованной литературы


Определение эффективного упора гребных винтов выполнены посредством математического моделирования, теории подобия, статистической обработки данных. Расчет гидродинамических характеристик сравниваемых объектов производился с использованием вихревой теории Н. Е. Жуковского. Программа лабораторных экспериментов по исследованию эффективного упора гребных винтов производилась в гидротехнической лаборатории МарГТУ. Для обработки результатов лабораторных экспериментов и натурных испытаний использованы . Научная новизна. Спроектирована и изготовлена модель тороидального гребного винта лесосплавного судна для буксировки лент, секций и плотов по воде плотовой лесосплав. Разработана методика определения эффективного упора моделей гребных винтов на лабораторной установке в испытательном лотке МарГТУ и на открытой воде, отличающаяся от традиционных методик оригинальностью конструкции лабораторной установки, а также низкой стоимостью данного способа проведения опытов. Разработана методика теоретического расчета эффективного упора тороидального гребного винта лесосплавного судна, не имеющая аналогов. Пра ктическая ценность работы заключается в повышении эффективной тяги судовой движительной установки буксирного теплохода ЛСБ на 5. Результаты диссертационной работы позволяют внести в технику и технологию лесосплавных предприятий изменения годовой экономический эффект на каждом буксирном теп
доходе ЛСБ в размере 7,2 м км, что составляет рост производительности труда на 4,, направленные на улучшение их эксплуатационных показателей. Степень обоснованности научных положений. Достоверность теоретических зависимостей подтверждена результатами экспериментальной проверки, проведенной в лабораторных условиях и на открытой воде. Результаты численного эксперимента но определению эффективного упора моделей лопастных гребных винтов лесосплавных судов на открытой воде. Личный вклад автора. Обоснована необходимость совершенствования движителей лесосплавных судов. Спроектирована и изготовлена модель тороидального гребного винта для лесосплавного судна. Разработана и научно обоснована методика определения теоретическим путем эффективного упора тороидального гребного винта. Разработана методика определения эффективного упора моделей гребных винтов лесосплавных судов на лабораторной установке в испытательном лотке МарГТУ. Предложена конструкция лабораторной установки для определения упора моделей лопастных гребных винтов лесосплавных судов. Доказано увеличение эффективного упора гребного винта тороидального типа, по сравнению с традиционными лопастными гребными винтами лесосплавных судов, что подтверждено результатами прямых физических экспериментов на открытой воде и теоретическими исследованиями. Определена экономическая эффективность внедрения проектируемого варианта движителя. Апробация работы. Реализация работы. Результаты работы опубликованы в 5 статьях по теме, получено 2 акта внедрения результатов работы. Решением технического совета объединения Судостроительносудоремонтный завод им. С.Н. На кафедре Водных ресурсов изготовлена и внедрена в учебный процесс лабораторная установка для определения эффективного упора моделей гребных винтов лесосплавных судов. Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 9 наименований, в том числе 3 на иностранном языке, 5 приложений на страницах. Объем работы изложен на 6 страницах, количество рисунков , таблиц , формул 5. Прежде чем приступить к исследованию вопросов настоящей работы, воспользуемся опытом предшественников, опираясь на то, что выкристаллизовывалось в течение многих лет труда ученых. Гребной винт был известен на востоке еще в древности. В Европе идея создания гребного винта для судов возникла также достаточно давно, но практически ее стали осуществлять только с появлением первой паровой машины. Яков Перкинс взял патент на судовой движитель двухлопастные гребные винты противоположного вращения. В настоящее время, для получения общих законов работы гребного винта вначале рассматривают теорию идеального движителя, т.