Работа гребного винта на разных режимах - Судовые движители

Для оценки условий работы двигателей судна надо знать основные характеристики винта: упор Р, момент М и к. п. д. зР на разных режимах, т. е. при любых значениях поступательной скорости хP и частоте вращения n (при разных значениях лР = хP/nD). Рассмотрим некоторые характерные режимы работы винта, условно заменив его одним эквивалентным элементом лопасти, расположенным на радиусе центра тяжести площади спрямленной поверхности лопасти (при r = 0,7R).

Швартовный режим (рис.113,а). Этот режим работы винта наблюдается при снятии судна с мели, движении в ледяных торосах. В швартовном режиме хP = 0 и лР = хP/nD = 0, т. е. винт работает на месте не совершая полезной работы, КПД его зР = Р хP/2рnМ = 0. Так как угол атаки для элемента лопасти достигает наибольшей величины, упор винта Р и момент М (коэффициенты и ) оказываются наибольшими (рис.112). В этом режиме работа винта с полной частотой вращения недопустима из-за перегрузки двигателей и опасности повреждения валопроводов по причине больших осевых усилий и крутящих моментов. Максимальная частота вращения винта на швартовном режиме составляет 60 0,65% частоты вращения расчетного режима полного хода, т. е. nШв < (0,600,65) nП.

режимы работы элемента лопасти

Рис.113. Режимы работы элемента лопасти

Основной (расчетный) режим переднего хода (рис.113,б). Этот режим соответствует относительной поступи лР >0, при которой винт создает полезный упор Р (>0) за счет подведенного от двигателя вращающего момента М (>0), причем КПД зР Находится в области максимальных для данного винта значений (рис.112). Угол атаки элемента лопасти, коэффициенты и в рассматриваемом режиме меньше, чем в швартовом режиме.

Режим нулевого упора (рис.113,в). С дальнейшим увеличением относительной поступи угол атаки для элемента лопасти продолжает уменьшаться, в в связи с чем снижаются значения упора и момента винта. При некотором лР = лР1 упор Р (коэффициент упора) обращается в нуль и зР = Р хP/2рnМ = 0, т. е. винт не совершает полезной работы (рис.112). Момент М (коэффициент момента) остается положительным, т. е. винт требует подведения от двигателя некоторого вращающего момента, который целиком расходуется на преодоление сопротивления вращению винта. Относительную поступь лР1 принято обозначать называют Н1/D и называть шаговым отношением нулевого упора или гидродинамическим шаговым отношением, а величину Н1 - шагом нулевого упора или гидродинамическим шагом. Шаговое отношение нулевого упора Н1/D превышает конструктивное Н/D, и их численное соотношение специфично для каждой серии гребных винтов. Режим нулевого упора наблюдается при реверсе винта и является кратковременным.

Режим нулевого момента (рис.113,г). При увеличении относительной поступи за режимом нулевого упора при лР = лР2 наступает режим нулевого момента винта, когда коэффициент момента становится равным нулю. Понятие КПД винта зР здесь не имеет смысла, так как к винту от двигателя вращающий момент не подводится. Винт вращается под действием набегающего на него потока, а возникающий при этом момент целиком расходуется на преодоление сопротивления вращению винта. Работающий винт оказывает набегающему потоку сопротивление, которое соответствует отрицательному значению упора Р (коэффициент упора). Таким образом, в пределах относительной поступи от лР = лР1 до лР = лР2 гребной винт уже не является движителем, он как бы "парализован" или находится в так называемой зоне Параля (рис.112).

Дальнейшее увеличение относительной поступи за предел лР2 приводит к тому, что не только упор Р, но и момент М оказываются отрицательными, т. е. гребной винт из движителя превращается гидротурбину (рис.113,д), что соответствует Турбинному режиму работы винта.

Похожие статьи




Работа гребного винта на разных режимах - Судовые движители

Предыдущая | Следующая