3. Число Фруда:
где: ν-скорость судна, м/с
L-длина судна, м
G=9,8 м/с2
Результаты расчета из таблицы 6.1 наносим на миллиметровку на график.
Расчет сопротивления на волнении.
Движение судна на взволнованном море сопровождается падением его скорости, иногда весьма значительным.
Основные причины:
-возрастает сопротивление судна за счет воздействия волн на корпус судна;
-на надводную часть действует ветер;
-снижается эффективность работы пропульсивной установки;
-рыскание судна на курсе.
Теоретический расчет RAW-дополнительного сопротивления судна на волнении ведется на методах, основанных на опытных данных и теоретических предпосылках.
Экспериментальные исследования проводят в мореходных бассейнах, где с помощью специальных устройств создают волнение с заранее заданными характеристиками, модель судна буксируется по взволнованной поверхности, замеряют ее скорость и сопротивление. Испытания проводят на встречном регулярном волнении, когда RAW максимально.
В курсовой работе расчет проводится по приближенной формуле:
RAW=8,9(1+4,4δ)(B2/L1,5)h2,53%Fr1,36exp(-3,5Fr)∙I(α)∙102
RAW(1)=8,9(1+4,4∙0,8)(12,62/862)∙1,252,5∙0,171,36∙exp(-,5∙0,17)∙1,2∙102=81,24
RAW(2)= 8,9(1+4,4∙0,8)(12,62/862) ∙22,5∙0,171,36∙exp(-3,5∙0,17)∙3,5∙102=789
RAW(3)=8,9(1+4,4∙0,8)(12,62/862)∙1,252,5∙0,191,36∙exp(-3,5∙0,19)∙1,1∙102=76,7
RAW(4)=8,9(1+4,4∙0,8)(12,62/862) ∙22,5∙0,191,36∙exp(-3,5∙0,19)∙3,5∙102=812,85
RAW(5)= 8,9(1+4,4∙0,8)(12,62/862) ∙1,252,5∙0,211,36∙exp(-3,5∙0,21)∙1∙102=78,8
RAW(6)= 8,9(1+4,4∙0,8)(12,62/862) ∙22,5∙0,211,36∙exp(-3,5∙0,21)∙3,5∙102=918
Расчеты проводить для двух состояний: 3 и 4 балла, его характеристики приведены в таблице:
Баллы волнения |
3 |
4 |
Высота волн 3% обеспеченности; h3%, м |
1,25 |
2 |
Расчетная скорость ветра νw, м/с |
7,4 |
9,8 |
Воздушное дополнительное сопротивление определяется:
где: CAA-коэффициент воздушного сопротивления (можно принять CAA=0,7 т.к. более точные данные отсутствуют).
ρA=1,23∙10-3 т/м3-плотность воздуха
SA=2,5L–площадь проекции надводной части судна на плоскость мидель-шпангоута (где L-длина судна, м).
SA=2,5L=2,5∙86=215
RAA(1) = 0,7∙(1,23∙10-3 ∙12,42 /2)∙215=14,6
RAA(2) = 0,7∙(1,23∙10-3 ∙14,82 /2)∙215=20,7
RAA(3) = 0,7∙(1,23∙10-3 ∙12,962 /2)∙215=15,9
RAA(4) = 0,7∙(1,23∙10-3 ∙15,362 /2)∙215=22,3
RAA(5) = 0,7∙(1,23∙10-3 ∙13,572 /2)∙215=17,4
RAA(6) = 0,7∙(1,23∙10-3 ∙15,972 /2)∙215=24,2
νA=ν+νW-скорость воздушного потока равна сумме скоростей судна ν и ветра νW.
Дальнейшие расчеты ведутся в таблице 6.2
Таблица 6.2
№ |
Величина |
Разм. | ||||||
1 |
Fr (табл. 2.3) |
0,17 |
0,19 |
0,21 | ||||
2 |
ν (табл. 2.3) |
м/с |
5 |
5,56 |
6,17 | |||
3 |
νS (табл. 2.3) |
узл. |
9,73 |
10,82 |
12 | |||
4 |
RTB (табл. 2.3) |
кН |
42 |
52 |
60 | |||
5 |
Волнение моря |
Балл |
3 |
4 |
3 |
4 |
3 |
4 |
6 |
|
- |
1,65 |
1,3 |
1,67 |
1,3 |
1,69 |
1,3 |
7 |
I(α) по граф. 9 |
- |
1,2 |
3,5 |
1,1 |
3,5 |
1 |
3,5 |
8 |
RAW ф.2.13 |
кН |
81,24 |
789 |
76,7 |
812,85 |
78,8 |
918 |
9 |
νA=ν+νW |
м/с |
12,4 |
14,8 |
12,96 |
15,36 |
13,57 |
15,97 |
10 |
RAA по ф. 2.14 |
кН |
14,6 |
20,7 |
15,9 |
22,3 |
17,4 |
24,2 |
11 |
RAW+RAA |
кН |
95,84 |
809,7 |
92,6 |
835,15 |
96,2 |
942,2 |
12 |
RTB+RAW+RAA |
кН |
137,84 |
851,7 |
144,6 |
887,15 |
152,2 |
1002,2 |