Влияние мелководья на скорость и расход топлива морских транспортных судов

• Автор: Смирнов, Анатолий Павлович
• Шифр специальности: 05.22.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 201 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВЛИЯНИЮ МЕЛКОВОДЬЯ

НА ДВИЖУИрСЯ СУДНО.

Вывода.

2. ВЛИШИЕ МЕЛКОВОДЬЯ НА ДВИЖЕНИЕ СУДНА И РАБОТУ ДВИЖИТЕЛЫЮГО КОМПЛЕКСА

2.1. Мерные линии, ограничение по глубинам

2.2. Взаимодействие элементов судового цропульсивного комплекса .

2.3. Сопротивление и скорость движения судна

на мелководье .

2.3.1. Влияние мелководья на скорость

обтекания корпуса судна
2.4. Влияние гидрометеорологических условий
на движение судна .
2.4.1. Влияние глубины моря на характер
и величину непериодических течений .
2.4.2. Ветроволновые потери скорости .
2.4.3. Учет ветра на испытаниях
2.5. Влияние мелководья на расход топлива
судовой силовой установки .
2.5.1. Нормирование и учет расхода топлива .
2.5.2. Учет влияния мелководья на работу движителя
2.5.3. Внешние факторы и их влияние
на расход топлива.
Выводы .
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЛИЯНИЮ МЕЛКОВОДЬЯ НА СКОРОСТЬ И РАСХОД ТОПЛИВА.
3.1. Методика и результаты проведения
натурных экспериментов
3.2. Математическая обработка результатов натурных экспериментов по изменению
скорости на мелководье .
3.2.1. Вывод формулы изменения скорости
на мелководье с оценкой точности .
3.3. Вывод форцулы изменения расхода топлива на мелководье при ТР сея с оценкой точности .
3.4. Расход топлива на мелководье цри
П с1вт
Выводы.
4. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА С УЧЕТОМ МЕЛКОВОДЬЯ
4.1. Определение оптимальной скорости
на мелководье
4.2. Выбор пути судна при плавании на
мелководье через изотропные зоны .
4.3. Пример нахождения наивыгоднейшего пути
через изотропные зоны .
Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Для упрощения теоретических расчетов широко используются ^ схематизированные формы обводов корпуса, уравнение поверхности которых задается в виде несложных аналитических выражений. Наиболее удобным является представление ординат поверхности суцна в виде уравнения с раздельными переменными Ц5бЗ. Теоретические формулы для безмерных коэффициентов гидродинамических сил и дифферентующего момента позволяют сделать некоторые цредварительные выводы до непосредственного проведе] адя расчетов. Следует заметить, что представляющие основную сложность при вычислениях и оценках интегралы, входящие в формулы для гидродинамических характеристик тонкого судна, зависят, кроме параметров, определяющих относительную скорость и глубину фарватера, от отношения длины судна к осадке 6 . В работе [} выполнены систематические расчеты коэффициентов волнового сопротивления на ЭВМ для 5 судов, имеющих разные безразмерные параметры для различных глубин фарватера, включая предельный случай глубокой воды. Влияние соотношений главных размерений на волновое сопротивление и посадву судна сохраняется в условиях мелководья аналогичным предельному случаю глубокой воды. Это позволяет утверждать, что судно, лучшее по своим гидродинамическим качествам на глубокой воде, окажется лучшим и в условиях мелководья:. Эта задача впервые была поставлена Н. Е.Жуковским [. Им были найдены оптимальные обводы судна, движущегося со сверхкритическими скоростями в условиях малой глубины воды. Общее решение задачи о форме судна с минимальным волновым соцротивлением при неизменных заданных величинах водоизмещения, длины, осадки и глубины потока было выполнено [8]. Несмотря на значительные успехи применения методов теоретической гидромеханики для исследования движения судов на мелководье, в некоторых случаях из-за сложности и громоздкости получаемых результатов используются более простые и приб-ликенные методы. К таким методам прежде всего следует отнести гидравлическую теорию одноразмерного (одномерного) движения. Для исследования движения судна в канале этот метод впервые использовал Г. И.Сухомел [Юб]. Как известно, стеснение фарватера приводит к изменению скоростей обтекания корпуса, а также к изменению цродольного градиента давления. Приближенная оценка влияния ограниченности фарватера на вязкостное сопротивление может быть сведена к определению коэффициентов, зависящих от формы тела параметром, характеризующих стеснение фарватера. Важность изучения влияния свободной поверхности и ограниченности потока на гидромеханические характеристики движителей общеизвестна. Имеющийся экспериментальный материал показывает, что работа движителя вблизи свободной поверхности сопровождается ухудшением его гидромеханических характеристик:: падением упора и понижением коэффициента полезного действия. Экспериментальные исследования взаимодействия движителя с корпусом судна в условиях ограниченного фарватера свидетельствуют о существенном влиянии мелководья на характеристики взаимодействия. Получены результаты при докритических, критических и сверхкритических режимах движителя. Испытания проводились при относительных глубинах Н/Т = 2,; 4, и 8,. Наиболее полные экспериментальные исследования влияния мелководья на характеристики взаимодействия с корпусом водо-измещающегося судна выполнены Д. И.Боронзой [1б]. В результате испытаний моделей получены зависимости, характеризующие изменения следующих гидродинамических коэффициентов: коэффициента упора; коэффициента момента; коэффициента полезной тяги. Каждая из кривых изменения пропульсивного коэффициента от относительной глубины Н/Т имеет отчетливо выраженный минимум - "провал". При малых глубинах наблюдается существенное снижение КПД винта при критических скоростях хода. При сверхкритических скоростях хода разница в расцределении давления на корпусе по сравнению с распределением давления в докритичес-коы режиме становится не столь существенной, давление выравнивается, и коэффициенты взаимодействия изменяются плавно. Результаты выполненной работы использовать для всех типов судов не представляется возможным.