Опір руху суден
На корпус судна, що рухається, діє тиск води на підводну частину судна і тиск повітря на надводну. Тиск води на підводну частину судна складається з гідростатичного і гідродинамічного тиску, який залежить від швидкості руху, форми обводів корпусу та інших чинників. Рівнодіюча гідродинамічного тиску направлена в сторону, протилежну руху судна. Горизонтальна складова рівнодіючої гідродинамічного тиску протидіє руху судна і називається опором буксирування.
В усіх підручниках опір буксирування записують формулою
де с – коефіцієнт повного опору;
ρ – густина води в т/м³;
v – швидкість руху судна в м/с;
S – змочена поверхня голого корпусу;
Sвч – змочена поверхня виступаючих частин.
Для того, щоб судно рухалося з постійною швидкістю, необхідно прикласти до нього силу, рівну силі опору і протилежно направлену. Ця сила називається упором. Вона створюється гребним гвинтом або іншим рушієм.
Добуток опору буксирування на швидкість називається потужністю буксирування.
Nб = R × v (кВт).
Потужність головного двигуна на виході гребного валу називають ефективною потужністю.
Відношення потужності буксирування до ефективної називається пропульсивним коефіцієнтом.
.
На одногвинтових транспортних суднах пропульсивний коефіцієнт коливається в границях 0,40 … 0,80.
Буксировочний опір поділяють на дві складові – опір тиску і опір тертя.В свою чергу опір тиску поділяють на опір форми і хвильовий опір.Їх назви говорять самі за себе.
Таким чином повний опір води
R = Rf + Re + Rw,
де Rf – опір тертя;
Re – опір форми (або вихровий опір);
Rw – хвильовий опір.
На судні опір води (упор гвинта) можна приблизно визначити по формулі
(кН),
де N – потужність головного двигуна в кВт,
η – пропульсивний коефіцієнт комплексу корпус - рушій,
v – швидкість судна в вузлах.
В багатьох підручниках пропульсивний коефіцієнт комплексу корпуc – рушій рекомендується розрахувати по формулі Лаппа
η = 0,885 – 0,00115 n √L,
де n – частота обертання гребного гвинта в 1/с,
L – довжина судна між перпендикулярами в м.
Але ця формула дає завищені значення пропульсивного коефіцієнта, який не перевищує 0,7-0,8.
При розрахунках ходовості використовують коефіцієнти подібності – число Фруда і число Рейнольдса.
Число Фруда
Fr = 
,
де v – швидкість судна в вузлах,
g = 9,81 м/с2,
L – довжина судна між перпендикулярами в м.
Число Рейнольдса
Re = 
,
де v – швидкість судна в вузлах,
L – довжина судна в м,
γ – кінематична в’язкість рідини в м2/с. Для морської води при температурі 20ºС кінематична в’язкість ν ≈ 1,05×10-6 м2/с.
Для водотонажних суден значення числа Фруда коливається від 0,2 до 0,3.
При русі судна на мілині збільшується осадка за рахунок зменшення тиску води на днище і зростає опір буксирування.
При швидкості судна vk = 
(де Н – глибина води) перед судном утворюється одиночна хвиля і різко зростає опір. Ця швидкість називається критичною.
При глибині води Н = 8 м критична швидкість vk = 
= 
= =8,86 м/с =17,2 вуз.
Приклад 2.9.
Визначити опір руху суховантажного судна “TIMBER NAVIGATOR”при осадці по вантажну марку, прийнявши пропульсивний коефіцієнт комплексу корпуc – рушій η = 0,75.
Згідно Додатку А потужність головного двигуна суховантажного судна “TIMBER NAVIGATOR” N = 2970 квт, швидкість з вантажем v = 13,7 вуз.
Опір руху судна
= 
310 кн ≈31,6 тс.
Приклад 2.10.
Визначити число Фруда і число Рейнольдса для суховантажного судна “TIMBER NAVIGATOR”
При швидкості судна 13,7 вуз і довжині між перпендикулярами
L = 112,29 м:
число Фруда
Fr = 
= 
,
число Рейнольдса
Re = 
= 
= 
.
Дата добавления: 2015-09-28; просмотров: 847;