С В. КУЛИКОВ М Ф ХРАМКИН
Н01ОМ1ГНЫЕ
ДВИЖИТЕЛИ
$

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Рецензент Г. Г. МАРТИРОСОВ
‘~Й6(01)-80 10 80	3605030000







ПРЕДИСЛОВИЕ

J











490(1 оо/мин и 20.4 км/ч при j500 об/мин.






















В США в 1у74 г. предложена
плавно сопрягающийся основной линиеи судна 4 и входным



) л.^напоР'ПЗ м вод. ст.

фоил» (3700 л. с.. 170 м вод. ст.. 1.4b м-’/с. 2080 об/мин. 0 51 м)

щелевидным», заключалось в конструкции его водоводов, кото имели ДВЫТЯНУТУЮ Ф°рму 11 плавно пеРех°Дили в обводы
нием о1евоп>01п^а'аЯ yCTdH0BKa СПК с «ачводным расположи


Ч. Д. Хренникова (имела более низкин КПД) из-за длинных водоводов (забор воды в носу судна), тем не менее катера,

«Уотеруич» с водометами конструкции Рутвена.



4'i«

.Pe"«	'==	”“”™
водоизмещением -500 т Согласно расчету при скорости дви я.ения 90 уо (тяга 45 тс) КПД движитсльнои установки составил 0,3 оеэ учета тепловых потерь которые предполагатись




только закап ивается продувка, закрывается выпускное отвер



17Лкт_ .Ж Ж

	
	



ных архитектурных типов. Однако по пропульсивным каче
ройствя (лопаточного типа) водомета может быть выше, чем КПД открытого гребного винта, но значительные гидравличе ские сопротивления в водоводах водометного движителя приводят к тому, что его КПД оказывается мепыпим, чем у греб-


„шны “.upop" кXTZB"“	pa «о™ . AepZ„„™o де,ав“ZVZkZZ™ 1,сто,° ”рямо™4 пип,те,о, сы„, рассмотренТв, Z) (Г241 КПП	Т"' ных движителей в чэвипп^™ „	} 1 24J’ КПД °оследован- \ Антем может состав,ДВ“ структивных схем гидооне,?™" “зданм оптимальных кон время находятся в cZe,	X Движителей в настоящее , Промышленное применен с “р“™та-',ь"о™ исследования. нА мочением nuZ o”Zh  TZZX, ДВ" “Tt ™ а Двнждтетсм в 6,иа эишие годы не предвТд,™’ " il^== bp	-иА.'г." ,олеВвоа.т“баПс2лр5отнТемяП1,Ив	“ КРЬШЬЯХ' Пр“~ при высокой энерговооруженности СПК ZZtTZ” ™b	Г./1ЛИЛ 2 ТЕОРИЯ ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ РАБОТАЮЩЕЮ В СИСТЕМЕ С КОРПУСОМ СУДИЛ ~^+2Л|.	(2 2) с кормы. Эксперименты, выполненные в то время в механиче- предложено А М.. Басиным [Ь]. а второе —И. AY. Коноваловым
=™=:~=.= "— стей°со’даваемы\РкорщТСЯ ’° в₽за"“ом в™™ ""«Гё™ ньш нгатоё S “Риусом судна, проточным навалом и греб ё ёеатоныё “““Раненные расчеты этих полой скоростей • А М Баспн nneZZ Прак™теск" неосуществимы поэтому : числить <с пт?,.»	определять экспериментально или вы- > ФишГент, „„Р™"	М теории '«““Boro движителя) коэф- ) вать гоТбшХипт ЗТ"Х коэ*Ф™еятов позволяет ироектиро тагам ™LXT с 8 раали,вые Уровня задания „о резу.то татам испытании гребных винтов в свободной воде Зтит Плодотворный путь был ПЯЗВИТ в пчЛптаг Д А1 К Черного	Г и- Франкеля, ”с °П.Х Медведева, пои пооектчпо»?»,,. '	1 " "аШ“ широкое распространение , при проектировании водометных движителей речных судов пм.ГЕ дисследованиях второго направления И М Конов=то-якия коппусаЛнИ1ТВп"г>ВЬ1а бЫЛ0 Предложено Для Учета вли-. " нРрУ Л. а работУ водометного движителя ввести в фор-S ка.ь,щ “"'К0Г" поправочные коэффициенты, учитываю- i реакциТ втёмгошей”*’ °Ра " ВЫбр0Са ж"л«ости; „а силы	1 ХёёХт.Х	вытекающей жидкости н напорные ха-	, рактеристики водометного движителя	F боч.™™?? констРУктивные элементы лопастных систем ра каё ёпё,з»СПРЯМЛЯЮЩет° а"Парата оодометного движ₽и ) теля, как гидравлической машины, выбирают на у,-,,,,, тХиТ "того? вздр"е™й “-«и во данным серийных йены Этот м™ ёё	"° ргаУлиат“ Теоретических расчетов 1 в,™-, Х-. J широкое распространение при ироектиро мл вод“метных движителей, особенно после того как с В А “аёниньём^кп'А “ ТаКЖе В- М' ГРннпроссом совместно ёьё. о г,™	1 ] бь,ЛИ "ОДУ’ОНЫ экспериментальные дан- ные о гидравлических потерях в проточных каналах водомет жим	К0НСТрУкввй " зависимости™ ’• Это направление нашло достаточно широкое применение при проектировании водометных движителей для судов с ди намичесхими принципами поддержания и судов мелкого судостроения. Особенности проектирования водометных движите-Хм™„М°мС Динам",геск”» принципом поддержания были рассмотрены М. А Мавлюдовым [61J. а для малотоннажных 1 псследовагшя фХиХ'кЛ' S«” pa^XZ^Z движителей корпусом судна в одних случаях базировались на теории взаимодействия движителя с корпусом в др«ГИх —	няты в работе [53]. где были рассмотрены^вопросы влияния ровании рабочих колес использовать результаты систематиче- жидкости с поверхности корпуса судна В частности можно тачалоР влияния жавитации на гидродинамические характери
«2Е	пограничный слой стенок ка„ала По-видимому те- ченлс в атом районе в некоторой мере соответствует течениям  жидкости в начальных участках трубопроводов, т о имеет с ; тично потенциальный характер	. о. лчее| lac „„«?,“„беНН°СТИ те,е»"« в "^ои области соответствуют тече- : ото стоя ™"т полромо Раее»отренным в теории кограниц- ' ягам	„[54 Те,ен»я »° в™рой области соответствуют тече- : НИЯМ, изучаемым в теории струй [1301 а в тпеттрй	' 701 м!Т’ 'М'4аемьш в те?Рии адовых движителей [9: 55: 56- : 70, 84] и в теории насосов £58; 60: 85: 86: 87- 92] Течения в’чет’ -вертии области соответствуют течениям, научаемым в ги-пяв ' м244Г7о4ж“ 144 В 9Т“Х мо"огРаФ"ях Дапа обшибая 3 ромеханию,	” Pa““OTP“™x в „их разделов гид ' Различная структура потоков требует соответственно и оаз в кзя-той то","” Т“30Ра “°ЛНЬ'Х "оРивчвчих напряжений Р В каждой точке потока через тензор нормального давления тен -ор осреднепных во времени скоростей деформации и тензор ссредненных пульсационных составляющих скоростей называе^ мыи тензором турбулентных напряжений	Р	’ н‘13Ывае Hl?Я Г44 			 			1 2	Ju °	ди. ди 1 — Р |гг	7^7 1 | р, _ы _*L 2—	I |	 	 	 |	дх	ду	дг + ду vw wi\ pL.JiL	dv	дш 1 дх ~t’ *	дг	ду	дг | (2 3) пенно " Т “ "°РМ“ЬНЬ,е “ ши“™ напряжения соответст-координат44 осе,,“Г? Т™"™ "	«» l нчоснтс тьно сгтемов 7™?“	л*Р-а»-- ле, деляется только тензором давления, т. е первым тепаоп™ УРаВНе“” (2'3)' в ТУР6УЯ“ЧНОМ Р„0WKC 2 тХ < Е™	пульсационных составляющих скоростей те  первым и третьим членами в правой части уравнения (2 3) а в ламинарном подслое - тензорами давления и сковостей деформаций, т. е. первым „ вторым тензорами	Р°СТе" ,	iih & ШИО й I a g g г i S Ж RHh ।	:г §s?5^ м	:	I § : I 71	i !L -s 1 । Г । I s hs! Г fa; I i li; i	1 zs s Ю .iij h“ h H! 1 -и i X H g + + !	o!1s«°is-g	Z	=	2	S	'i I g s §	ч	.4 §й । g “ i	—	t	1	4‘45	®'	'	‘ О	5	в* Й	g if|	2P	4	is	l	§ 7 J	&	& g^Ssg	-g + 3 Sj'So	T	*\>	Tj	‘J	“•	a	II. 3--:-ss +	-4	s s о, I =.' -c 4s	' 1 °-g= i	м >hs> a_i,a	5ич=|§8"	si’	8“	g-g” 4 S ° hg	’=4	gS	§ &5 &г:5	। s! s=s	Os	:§	: is 0.4= °	'0 4^6	“4? ss8s	s	ss	is g s i.
“1УХ„ л	v £ °’c”“a nf"
на ось x, получим	рд ЭТ вектоРа D1V р в- частности,
”17+^-
(2 9)
pdivody —0
(2 Ю)
Цч>-к(”»)^Т	(2 15)
) V^’H’vh’A	(2 16)
и формул (2 5)-(2 7), уравнения (2 3) „ (2 4) пр11Ведем к вда /[₽4г + рГ“^^-Р?-О,уР_(р^]1/т 0 (217)

И сьецлалько заданным начальным условиям
(2 12)

’(pE)Jtlr 0	(2 18)
тетральные функции нулю, полую,"' щффеоеншитьное урТвн" ние динамики сплошной среды. Дифференциальное уравнения случая движения судна с вадо„,?женн1>е ,еРи ^Ряжения должно удовлетворять ур увиенц^^"“^“ГГтак ГеТ чальпым и граничным условиям' ра РЫвН01-Т11 а также на
Уравнение (2.19) соответствует урав„ап1ю реиолыса пр„ 'Т7аеТоХ'“ £5“	сил в объеме То
только для установившегося дн ,Же1Р ““ <2Л9) "звест“°
Ди идеальной жидкости, ног™ ’" идеальной жидкости.
О1Ур=-ега11р
при установившемся движении ypilBHeMe (2 1д) прин1|ч аи
-J pfudr+ ( pEtrfTH- Nindx
pl‘v/ ‘,~р1' W^-grad/,	(2 20)
поток^вне%труиН1дввжител'яГОвядРя)дрртрвасРР^^хвр^,,1^иР^е^1Р

Замеияя интегралы по поверхности через интегралы ю
J	fDivPdt
Уpvvndu — J р (и v)vdx',	(2 15)
(2 9)
Уравнения (2.4) и (2.5) должны удовлетворять в песжимае
J Pnvdc CuDiv№ <’k+an+°oo	T
(2 16)

(2 Ю)
и формул (2.5) —(2 7), уравнения (2 3) и (2 4) приведем к виду


’-|ре),]*-0	(2 17)
-p(pg).]*-0	(2 18)
(2 12)
в специально заданным начальным условиям.
1 Особенностью уравнений (2.4) и (2.5) применительно
С целью упрощения решения различных задач в теории судовых^ движителей силовое воздействие лопастей замс-
метких^ движителей объем т0 включает рабочее колесо нспрям-
- j pvundo -
+ J рР vdr + J р Е vdr + j Niadj
(2 14)
Используя произвольность объема т и приравнивая подын ниеР динамики сплошной среды, выраженное через напряжения для случая движения судна с водометным движителем, которое должно удовлетворять уравнению неразрывности а также на
(2 19)
Уравнение (2.19) соответствует уравнению Рейнольдса при условии дополнительного действия массовых сил рЕ в объеме т0.
В настоящее время решение уравнения (2.19) известно только для установившегося движения идеальной жидкости.
DivP —gradp
при установившемся движении уравнение (2 19) принимает р (tv) v-pf+(pE)t-eratip	(2 20)
При решении этого уравнения в теории идеального движи теля (9; 49] принимается, что действие массовых сил рЕ на
щадью ^с"Ределевных "° поверхности диска движителя иле- , nvc?rafH,°^™P£!I“H‘I" а"ал°™чкых задач при наличии кор- • П}са 14 а также проточных каналов водомета очевипнт m оНпт>™ЭаТ,ь„Р„™еНИ’ ана™™“° Упрощают® „ "обобщаются t ? n идеального водометного движителя Результаты ’ небХРН ?А	°УДуТ изложены ниже. В то же время пре- потучешпях решен»™10 В значительиой мере снижает ценность оассм^тон^тк гидромеханики значительно упрощаются, если кос™иввести соот1е?ств™ щ?е ™ В безгРаничной жид ™VnnZT И второй областях можно использовать до-Оеяовнимн Я • В теоР11И пограничного слоя и теории струй погпятпшил допущениями являются малые размеры толщины ' ви‘ны лоп!п₽и^Я 6 П° сРавнениго с длиной н радиусом крн- ' зтсм JuXan°‘О сечения струи или судовой поверхности. При р еорегают пульсационными составляющими движения Щи'", ° nJI0ch0CT"' перпендикулярной основному движению к дХоиоТТ™ Твомют аа=™ УРевнения Рей1юльдса ное (о гаЛ	частности, для плоского случая уравне- Пр-ндтлти "ривад"™ R в™У уравнения пограничного слоя	u-t/„c(x) о vm(x) р-рт(х)
* з	(22‘) ? -день первый член в квадратных скобках характеризует ка ™НМ напряжения в ламинарном подслое, а второй - к» *том	касательные напряжения в турбулентном потоке при t	ЙМ ^1!1 = - = - : - ~-~ -- ч := Г is|| S3 lili у ин у sfil Н
а»	.	"-™ии'Это'нс"вотяет'свесте'и д'ч^юю^треж"\"ры°поток""к реше
Х7.= Х“" ” ФФ,Щ“еНТ	аа’кост„ воете88"™' <221) должн° УДОВ,створять устовню неразрыв	Го£Т1ЕЕт£^
^+V'°	(2 22) И на границе пограничного слоя зависимости 	(223> вХХуелХ™- "а ГраН"ВД ,гагРа“1™по слоя) а также гра	Q = pv.F. - const	(2 24) О,- —— 1 vdF Е“ Z f'x
Уравнение Вериулаи для плавно изменяющегося потока ре-“™,1 и ^"."няисяв'ввдё0™1”'"'” Te,e""" ”ЖДУ	уравне.ие (2.26) вошли следующие безразмерные числа
4‘1Г+~Г+г1“4“ V+~r+Za+/'"	(2 25) но™ тоГЛ0™ “шеие центРа тяжести над свободной поверх- -"	”	ас™ пошали поперечного сечения канала которая ' находится над свободной поверхностью, м: п, л-— статические давления (постоянные поперек канала)- Р Р~ ^ические .	Re	—число Рейнольдса	Fr--^=- —число Фруда
Л//'	—^^iddF	пое моделирование при равенстве только одного ичи двух чи-
kh" k — коэффициенты осреднения энергии потока по расходу "Течение гидРавл«ческог° сопротивления или потеря на- ' пора между сечениями 1 и 2 м	р Рассмотренные допущения примем в качестве исходных д,я "S“HK™p„;z-c\s“reTB“'	»- рел1Хпщ“е=™^ ГЙе.гею™ ИПрЯАени" "лл характеристик пограничного слоя в се тении на срезе сопла водометного движителя. Связь же ' гёт'тййй талами реакции втекающей и вытекающей жидкости юттеТ	" внешнюю зада,У теории водометных дви : А конструктивные элементы лопастного механизма обе^по жХ”Х „ЙГ"ЬК и,Ш рем"“ вт“а™“ а вь'текТющои жидкости, находятся при решении внутренней задачи теории водометных движителей, связанной с определением з.гергет ™гштеХта1РавйЬР"С™К ПОТОКа' пРотекающсго через водометный движитель. Внешняя и внутренняя задачи должны решаться поп водомет °дааК0В°™ Рас'°да антьости протск’ющсй йерет Наряду с теоретическими методами имеют актуальное зн». гение акспериментальпые методы решения поставленных задач Для зтого необходимо знать законы моделирования которым подчиняются условия работы водометных движителей Приведем уравнение (2.19) к безразмерному виду выбрав 3 .. масштаб длину L. а за масштаб других величин их значения ' T°™a УРаВНеН"е (2J9> “ожет бвт "Р"в" 5РТГ + (а?)“-^^	Egradp+^Pn + P-v^ (2 26) где Р„, Рр — второй и третий члены тензора напряжении (2 3)	1	Z= | (р™л +p)do \p,ldo+\Pnda Y\Pnda | \p„du (2 28) Z \ pv3(u3— vn)da Рлк — Rk — R„	(2 29)
Из уравнения (2 32) полушм
Vz = V v2- + 2(p2—Р1)/р	(2 33)
Переходя в уравнении (2.30) от скоростей в сечении 3 к скоро стям в сечении 2 по формулам (2.31) и (2.33). получим
-J₽4/^+ - f [jZ“i-
(2 34)
ответственно, F2, F й2 — площади поперечного сечения струи и
В уравнении (2.34) интеграл для области вне стеда равен
Первый интеграл уравнения (2.34) представляет собой при-вытекающец струи т е силон реакции вытекающей жидко-
(2 35)

(2 36)
(2 37)
F'^IMH1 ч^ТеГР^л	^(2.34).^характеризующий ^по
[йо—V и2 + 2 (ра - р0)/р] dF	(2 38)


(2 39)
теграл (2.35°С™вид™° ДЭВЛСН11Я попеРек струп представим ин-

(2 40)
(2 41)
/акции втекающей жидкости пли силу сопротивления стока
(2 42)
-(^1) (2 46)
( учетом (2.3b), (2.38) и (2.40) из уравнения (234)
нии втекающей жидкости
учетом ci ты реак

Jro интегральное соотношение характеризует изменение по срезе сопла водомета вследствие отбора жидкости в водомерный движитель. Если оюирать жидкость в корме при условии = ^второй член уравнения (2.46) по структуре анатоги


тегралу проекции на направление движения касательных на
(2.48) казалось, можно оыло ОЫ рассматривать как коэффициент характеризующий изменение скорости потока натекающего на водометный движитель, вследствие подтормаживания внешнего потока корпусом судна. Однако такое представление ошибочно
поступает жидкость из пограничного слоя, коэффициент а„=1 О

(2 44)

Pe=pfe’*Qc’sp Ц-р — aepQv0 = PQ~Rq, (2.49) приводящее всю систему действующих сил к силам реакции Видно, что уравнение (2.48) при независимости параметров k • Р от скорости v0, позволяет свести вычисление и обобщение- сложной структуры сил к одному неизвестному — ае. Иными словами, внешняя задача теории водометных движителей в наи оолее простом виде сводится к двум интегральным соотноше
него движителя может оыть сведена к решению одного из следующих трех уравнений при заданной скорости движения судна

Pe-pf'Qo,]/ 1+p -Z + K^ + R,	(2.50)
внутренней задачи теории водометных .


— То 1,рЕи)г +2 f Vp„da	(3 3)
Ni — J i^vndo -i- J pvndc	(3 4)

-pj (Uo + ^^dtT
(3 6)
С учетом формул (3 9) и (3 10) упор равен
(ЗН)
даст силу действующую со стороны движителя на тела APri = Pei — Pi = pfpWoo Ao
(3 12)
Ди-ц,—(о0+и>«>/2).
Потенциалы <р2 и <р3 являются решением задачи типа Ней мана для конкретного случая, удовлетворяющего уравнению
(3 16)
формулой -Лагалли [49], принимая за положительное значение

(3 22)
(3 17)

положим в уравнении (3.21) а)«,=0, т. е. рассмотрим условие когда движитель не создает упора, тогда
(3 23)
на поверхностях тел тЛ (х —ось движителя п— нормаль к по верхности тел тй).
Так как граничные условия в задачах (3.16) и (3.17) не зависят от va и wx, то их решения также не зависят от этих вели-взаймнымРрДеЛЯЮТСЯ К0НФ11гурацией поверхностей тел тй и их
А-/» и Фз/аУоо —
(3.18)
деления °общУ СТреМЯТСЯ использовать такой подход для опре-щих работу движителя в присутствии тел. Такая возможность действительно есть.
Предположим, что найдено решение уравнения Лапласа для потенциала ф Тогда местная скорость в диске движителя будет
(3 19)
<320)
Подставляя значения (3 18) в уравнение (3 20) получим
Аи = аи0 +	(321)
Поскольку движение безвихревое а движитель имитируется распределением стоков по поверхности Fp с осредненной плот ностыо wm, можно при определении силы APei воспользоваться
В диске, и тягой его вычисленной по теореме импульсов. По протекающего через диск движителя и на бесконечности в струе. Для устранения этого несоответствия в теории идеального оп-

Исходя из условия равенства расходов Fpvs = Fxvx нетрудно
(3 28)
С учетом зависимостей (3 8) и (3 13) коэффициент 1агрузки

(3 30)
Скорость в струе на бесконечности
2»	1 -т
(3 31)

(3 32)



(3 34)


§ 3 3 Идеальный движитель с большой осевой
Л™£'=иаРо-

(3 40)

скорости на срезе сопла и в диске движителя
коэффициент поджатия струи
(3 52) по упору или
напору’Хен"’1	К°Эф*’щпе“т »агР>зки

«ГнХХв™яИ “ответ"»>»№ значение коэффициента „о

На рис 3 9 приведены значения Rsvn/v^f<n /и 1 я d id =i=&-=iS= sSSSSSffs ;«==^й“Ъ-==:5= =врЕ *=-ГГЕ” ГТи“с—
(3 57) pv]Fp \ ₽э Cs /
(3 59)
(3 60)
Подставляя зависимости (3,62) (л.Ь4) в формулу Р, FP&p
 mi '-tHziJ



(3 69)
(3 70)
теля поток будет равномерным, схема такого потока изображена на рис- 3.16. Исходя из условия сохранения энергии при
yHF-\pFB	(3 71)
шй? ^Са«Л12~315 гРаФически изображены зависимости течем ~ д ДЛЯ различ,1ых зазоРов между трубой и движи
В действительности при небольших зазорах в результате смешения струн и окружающей жидкости в пределах движи-

зорах (1—Fp/f)<0,05 между коэффициентами нагрузки по на
ГЛАВА 4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ СТРУИ ВОДОМЕТНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ, РАБОТАЮ ЩИХ В СИСТЕМЕ С КОРПУСОМ СУДНА
. -^--2^ГР	. 4-4L-----1 (4 3)
2 (n -L 1) (2л

‘‘I 2n (1 +	2 + 2,1 4-'l: |1 -L- 2L_L-^ J_\  (4 5)
2(1-|-л)''	' S 2 + n у J I d 1 + n у I
;-1+;/б>1 о

₽»-
(4 8)
2fa4 11n'+1'Hn+^- 2"+.‘~'l	(49)

Совместное решение уравнений (4.5) ичи(4 7) с (4 9) поэво

ххгпРр"йн«‘не связа,м со скоростью “““ - =
Зависимостью (4.10) можно воспользоваться и в том случае а 1 = тЬ <где ^—поперечный paUp
при у — 1 +1	1
е+тгт) ч?+2'+^)
((i+a+^) <4,7>
(4 18)




Рассмотрим особенности расчета отдельных составляющих
тивления гладких и шероховатых труб может быть вычислен по формуле, связывающей коэффициент сопротивления трения с числом Рейнольдса и относительной шероховатостью
УХ
181gA^7
(4 26)
ступов- Rc=yd/v —число Рейнольдса: v — коэффициент кинема-ТПЧДтя1 расчетов рекомендуется принимать: среднее значение скорости и равным средней скорости потока перед рабочим колесом средний диаметр трубопровода — равным диаметре па coca коэффициент кинематической вязкости^ 1,14-10 ьм^с
новых, чистых— 1 Obfei = 6,0(3—10), м, подверженных коррозии— 10bfei = 13,0(6—20), м, сильнозаржавленных — 106fei = 200( 100—300), м.
C v„Sy расчетов по формуле (4.26) приведены на рис. 4 9 с учетом этих данных для расчетов первого приближения ппп мендуется значение >.-0 024	ир.ю.и.жения реко-
°„“вГЙГИИ,ТаХ “"Р°т₽имнп" изогнутых11 каналов про’тт'оре-1ИВВ1 [21] и в основном зависят от отношения радиуса скрыта
чые данные о сопротивлении колен с учетом трения. На соло
При частичном повороте потока коэффициент сопротивления
а ври двойном по р ^(2в0)_1Л(еО)Р	(4.28)
ского типа (рис. 4.8. а), приемное отверстие которых размещено ческ™В типа°Р(рис. *4.8, б). отверстия которых размещены пер
Некоторые результаты испытании в воздухе приемных патрубков статического типа [68]. имеющих наклон при наборе
(4 29)
привечены на рис. 4.11. а. где показаны характеристики коп структивных и гидродинамических параметров схематизированных каналов (на рис. 4.11. б — элементы эллиптического водо-
ется влияние потери напора в пограничном слое.
(1_рн)Уо2/и,2 = /(Уо/У!;) и (1—₽n)=f(os/fo) нанесены па рис. 4.11 в виде кривых 1 и 2 (при 8-а). рассчитанных по формулам для

По экспериментальным материалам [61], частично
ческого водозаборника с учетом внутренних сопротивлении аппроксимируется зависимостью при FIFBX^2
I че Fbx. F — площади канала на входе в водозаборник и ь uic е
мула при о0/р,_о „ F/F„-l согласуется с иннымл га ли’ во ь“ оГр П00пр	0 ь вред1
-(005HH0Xl)rf₽°?’rOk <Развальиовка отверстия) радиусом г= ’ соответственно11
ДеляетсРя°™;мХ7ВДОЗаб0РН"Ка "Р" ВНешвем обтеюв”" »”РВ-


Л ~O2fo	(4 36)
и ™”m™p“,^OhZL поверхности вода аборнп, а
Г _J«=32u Л

*Хо“/ЛИН* °сеВ0И линпи канала и которой выполнен диф фуоор, <А(-диаМетр трубопровода в конпе участка с изменен нои площадью поперечного сечения	'	и-менен
напора, диаметр которого по длине изменяется по формуле
(4 38)
де к - отстояние рассматриваемого сечения от вкода в диффс °Ра ~ ДИВМВТР на вх0Де в диффуор Диаметр диффузора в сечении	‘
”'у«ние (конфу ор) Коэффициент гидр а” лиевы,у потерь в сопле водомета рассчитывают по формуле ’
-0 04(1	'
ко-eta соо7в"тстаенноСС,еВ11Я С°"Ла " канала в двске Р’бочего
Профилировку сопла можно выполнять ио формуле <4 38)
=..и	Xа X “
"“а™ "о 7TeK0,rPe,T Ре“"”	" Ь "РЯ




где R~f{c0) —сопротивление судна, Н: У —мощность лвига теля, Вт, ио = О,5 М/Я — ожидаемая скорость судна, м/с
Рассчитывают приближенно диаметр проточного канта в диске рабочею колеса D} = D2 р 2 и площадь поперечного се чсния Длину участка соплового аппарата принимают равном опмеща"1 HatOca—0,9 D>- ПРИ необходимости можно сопло
Далее, исходя из условии конструктивного размещения во помета, профилируют изогнутый капал водозаборника имею щего в нормальных сечениях к осевой линии канала постоянный диаметр с минимально возможными углами изгиба и нам-







"™Л^(и”’_7С;0ПЛТИВЛ!!Н"С судна’ Н; "-мощность ив гга 1СЛЯ, Ьт, vo-0,5 Л//? —ожидаемая скорость судна, м/с
Рассчитывают приближенно диаметр проточного каната в диске рабочего колеса О,-О, ф/2 и площадь поперечного ее тения ДлинуУчастка соплового аппарата принимают равной ™«ша"“i ямт°'9 °'' ПР" ’“«“"'«ости можно сопло т-^т'’6'' "?ходя ”J условии конструктивного размещения во домета, профилируют изогнутый канал водозаборника имею
" "J чмь о н я к е
°'- е минимально возможными углами изгиба и наи “ k " ’ к I” о " 3 т пре

связь	и 3ХС,ИЛСТ5“" § 4 ‘- 1станавливающими
£“':<Ь,/2!С1)' В частное™, для идеализирован-чьи случаев Ь-0, формулы (4.44) — (4.46) принимают
(4 48)

(4 51)
Формула (4.47) показывает, что гем больше величава сопло тивлслиш которые ве участвуют в формировании пограничного слоя (ь>1), ИЛИ с чем меньшего периметра отсасывается по с?руиЧНЫИ СЛ°И	Тем ниже пропульсивный коэффициент
При С=т 1 пропульсивный коэффициент имеет наиболь шее значение. На основании этих же уравнений С = т=1 можно выделить зоны возможных изменений пропульсивных качеств струи водометов в идеализированных условиях, приведенные на рис. 4.17. Нижние кривые / соответствуют хорошо известным значениям i]Oi и a2e2=f(t>o/v2) для водометных движителей работающих в идеальной жидкости. Кривые 2 соответствуют заоору жидкости из пограничного слоя пластины в корме а кривые 3 — равномерно распределенному отбору жидкости из пограничного слоя вдоль пластины.	ю
Наличие гидравлических потерь значительно снижает про пульсивные качества струи водомета, и реально осуществимый диапазон изменения пропульсивного коэффициента изображен тейРдругихЬтиВпоРваВНеНИИ С дапными полученными для движите-
Рассмотрим некоторые вопросы экстремальных значений зпачениСИВН0Г° К0ЭФФициеНта CTPvtL Введем следующие обо-

(4 19)
~ |(Т + с/(1 +U)-P„I


(4 59)
Уравнения (4.56) (4.58) позволяют найти при 7=1/=1 ппе дельные значения тС до которых справедливы эти формулы
(™Q-=1

(4 60)
20 30 40 5,0 6,0 8,0 бег
«плоского» муча"М°СТЬ	ПрИ ₽2=К22 0	02 " 6 для

определения суммарной нагрузки следует иметь в виду особен
js ф _Ф+ .1

дф/di— производная потенциала по времени, вычислен
_ дФ 22. w	(57
Wx дх и ду г дг
Лр--РТ#0йт
(5 11)

(5 27)
(5 28) Вид потенциала Ф, (ц. §), вызванного z винтовыми свободными вихрями^с отрицательной единичной циркуляцией- хорошо из
(5 29)

“<(1*	7~^7 =
—2 4.(fcV)K1!(fal‘)“sfeE
при |1>Ц
= -5^i
(5 30)

— 2	) Kfc;(bp)sin/?J?
। при р>|1
-ТГ-i Кц(Ь|.)'ьМ»«

Ф2(ц. ?) - 2	51пЫ (5 32)
-vL^.““sinM
Ол-^/г/ьДкр") ^(fepj

Окружная^ составляющая скорости 6wt, индуцированной трубой и ступицей в произвольной точке (ц 5) находится дифференци рованием (5 32) по g
- -F 2 |с' rbz (fe9) + 4Кйг (*гц)] kcos kzl
<5 34>
Аналогичное соотношение между осевой и окружной составляющими имеет место и для скоростей элементарного винта
Радиус цилиндрической ступицы равен н>лю (|*о=О) дельных переходов и подстановки a?i:	Р	Р
4-0 CA-fl^/fez/faffeZJl!)
Фг(н ?)	(5 35)
(5 33)
Формула (5.35) впервые была получена В В. Копеецкнм в работе [48]. Если окружная вызванная скорость должна быть вычислена для точек, лежащих на винтовой поверхности, совпадающей с элементарным вихрем, то следует положить 5 = 0.
В случае, если элементарный вихрь лежит на поверхности трубы (ц-И1), то окружная скорость, индуцированная трубой
(И, а 2 ЬК„, (fen,) costas (S 36)
и с точностью до произвольной постоянной обратна по направ
рости поле вызванных скоростей внутри труоы, на поверхности которой лежат винтовые вихри, отсутствует. В частности, это иллюстрируется винтом типа НЕЖ, работающим в трубе без 3 2₽арадиус цилиндрической труоы стремится к бесконечности
kzKk,{kzti0\

(5 37)
V kK.ta (ta[i ) l'b [hih«)	cos M
в работе [45] методом вариации произвольных постоянных для случая винта типа НЕЖ. Структура потенциала соответствует структуре решения задачи об оптимальном винте со ступицеи бесконечной длины [120]. В случае, если элементарный вихрь лежит на поверхности ступицы (ц'=цо), то окружная индуци рованная ступицей скорость оказывается равной
(5 38)
Полная осевая wa + 6wa и окружная да( + бшг вызванные ско рости от г элементарных вихрей, лежащих на цилиндрической ступице, оказываются равными (w0, wt — скорости индуцированные вихрями в безграничной жидкости)
(5 39)

ш* = wo +	= о	(5 40)
лежащих на бесконечном цилиндра, всюду конечны во внешней
V ) '» (fap.) KtAkB±-
(5 48)
Вз, В4 —учитывают индукцию от внешней и внутренней труб
11 M; <5 49>
Ряды Bl, Bz расходятся при r^r', поэтому для расчетов скоро-у=3дГ™°Ии SP0LTH !п Н °К1ЛА Н Щ Р
(5 50)

в, - 2гц kKb (Ian ) liz (4гц)	(5 44)

В, - 2гц ji к ltz (Ьц ) Kla (4гц)	(5 45)
(о 51)
р Скорости индуцируемые цптиндрическими трубами при g-0
из.
1Mt " НМ «~М(В1 + В‘>	<5 46)
Ж'Е~" ~ -77ЙГ	~ 2ч,-М, (В‘+В‘> <5 47>





(5 53)
Ъ s %	?=
Используем зависимости (5.43), (5.50) и (5 55) д1я окружного фактора индукции, получим
г ----1)ва при г<г,
---l) (1+BJ при с>г
(5 57)
( оответствснно окружной фактор индукции труиы
Si, =	+ 6i„ - —z (1 - -у) (В, + Bt) (3.58)
±	=60)
Треугольники скоростей, соответствующие рассматриваемому случаю, приведены на рис. 5.12. Здесь wa и wt представляют-' собой скорости, индуцированные на бесконечности всеми сво--* бодными вихрями, a 6wa и t>wt—скорости, индуцируемые тру-
Рис. 5,12. Треугольник скоростей по- Рис. 5.13. Треугольник скоросп чего ко^есааЮЩеГ° ЭЛеМенТ раб0' тока- натекающего на элемент ло-

координат движущейся со скоростью ve должен быть
CFi + ^wadF + f wadF — О
Используя доказанное в работе [48] условие
j = f 8&td<f — О
найдем величину скорости подпорного течения
С---

Гр f^cospi —u2cos₽a).	(5.64)-'
По теореме И. Е. Жуковского «в малом» подъемная сила




А-1,2 + 0,52(т-0 о)
в --ilk „in	---0 85 (т-О Э) + 0 5
D-0 00I (1,33т2 — 7Т + 227)
(5 73)
Для практических расчетов в первом приолижепии снимать pa° = yU- — ₽23-	п ям ю и об
1тауюВзадачи еПряма°яШзадача сводится к определению коэф нциента подъемной силы по известным геометрическим пара
^Обратная задача сводится к определению геометрических


ПрППриближенно что условие выполняется, если хорду профиля располагать под углом у=|+„ а стрелку прогиба кривизны
1005„-------------rf*----------,	(5 74)
А в( Jk_	0 9D1006
(5 75)
+>„ = AI006cp-(-^-) В 1OO6CP + D0° 1005 + 0 90 I00006cp6
-----коэффициент дпя густых решеток
(5 76)
В формулах (5 72) и (5 74) значения углов подставтяются в градусах
	Выражение в квадратных скобках представляет собой обычно «кому» функциюF вариация которой должна удовлетворять
гично винту в свободной воде, обычно ищут такое распреде- • тонне циркуляции вдоль его лопасти, которое обеспечивало бы ' заданный упор при минимальной потере энергии. Кроме того заданных значениях перепада статического давления или пол- Все последующие рассуждения относятся к слабонагружен-ному винту, лишенному профильных потерь и имеющему бес- -l/tg₽i = g Потерянная энергия Е представляет собой разность между -работой, затраченной на приведение в действие винта Р.М и  полезной работой Е^которая может быть определена как про (5 77) дачей вариационного исчисления. Как известно. Необходимое Л6Р = 0	(о78)	^Е-0	(5 83) Представим окружную составляющую скорость через цирку (584) 1 2лг 1 -т/.Го / 2пйт С счетом (5 84) уравнение (5.83) п (5 82) приведем к виду р- ГО _ 2И-	(5 85) Таким образом, для вихревои пелены постоянного шага у бесконечнолопастного винта, циркуляция перемещением затвердевшей вихревои пелены со скоростью ' т Примем за полезную мощность гребного винта, работающего аАрубе произведение расхода жидкости в единицу вре-мени на средний статический напор «с - v f	J 2"г	х
P=pJ 2лгау(£Эг—wt/2)dr^p^ 2nrwtP.rdr	(5 79) ;	хр4)к“т^Ья™;сИг	(586) Сохраняя квадраты вызванных скоростей при определении
M - pJ 2лда (v0 +waiZ) r*dr	(5 80)	потерянной энергии, найдем £enM-vQ//„-nr»X(l+2ll!)	(587)
Сохраняя квадраты вызванных скоростей при определении	В уравнении (5.87) отброшены как несущественные для Данной задачи постоянные величины и учтены следующие соотношения
£-ПМ^р0о_р|2лт0^-(1+цг)бг	(5 81)	jm’dF-^aj.-CfdF-ftniilF + C	fwldF^O
С учетом (5 81) н (5 79) уравнение (5,78) имеет вид	At = р J 2«r> (v.+^L)dr~l’\ O^uwdr
6Е-Х6Р-р j 2лга06	(1	dr-0 (5 82)	Принимая за полезный статический напор ветчину Нст _ __L_ f 2^w<Qdr	(5 88)
188	189


21 j 2nrxw	(5 106)

(5 107)



tB₽" (5I05)

Аналогично дтя хпора создаваемого енрямтяющим аппаратом,7
В формулах (5.114) и (5.115) следующие соотношения учи-
(э 109) '





(5 111)
При отсутствии зазора Л1=1 и Г-const из уравнения (5111) получается основное уравнение гидродинамики турбомашин связывающее напор насоса с циркуляцией или вызванными
gH -	— а)( Qr
(5 112)
р Для^ гребных винтов с контрпропетлером уравнение (5 109)


размер^6'™ (5113) И <5108) мопт быть пР,1ВеДены к оез

yQ/7 _ аНе



l?₽ -
'= lg₽i





(5 122)


(5 119)


(5 123)

Выразим средник коэффициент разрежения 1ерез число ка




мпстью Стзй = 2Г/о^.Цгде vik — скорость натекания на элемент
(5 128)

Необходимая величина относительного шага решетки контр

при произвольном распределении циркуляции
(5 127)
WbJ-i



и (gglS) шэоииэннве я (KI S) вииэжв^мя BBirasiatfou
1ВЭИЯЕ£ ‘машиэичп-йг я онвевяок хэ»Лд яви ‘г/ и инИянХф at'J tats)	‘Vi = ~S ”j4 ?




d	d	винажейнн я (goi S) и (DEI S)

гГо,б р Gdr' _ ' Я" 7S J lBP
> (Ч> фо)cosтр|/<р0—| г (<p <p0)cosпф|/<р0 (5 i4S)
f‘ 2	а,-r-л

иусам фо=/(л/п0); y~-p(n/na), где l и p меняются от 0 до п0.


К)
/2L)C0S nl^-
(5 144)
°” <5145>



(5 146)


Таким образом, пользуясь Ja6^- 1 и 2 приложения, можно



J EWdr
1 а также подпорное течение. Как показали
тывать только на внешних радиусах г и г', во всех остальных случаях достаточно только учесть скорости индуцируемые вих ре Вызванные” скорости рассчитывают по табл. 3 в такой по счедовательности. Предварительно в горизонтальной строчке 1 записывают заданные нормирующие множители распределения циркуляции вдоль лопасти гребного винта Gm и заданные вс Хв вертикальном столбце 1. В вертикальные столбцы о_8 вписывают коэффициенты £>п согласно табл. 1, вычислен " вписывают значения факторов индукции и ie, снятые с гра фнков в зависимости-от r'lr и Затем при двух последних расчетных радиусах г' = 0,946 и 1,00 (вертикальные столбцы 7 S 8) учитывают влияние стенок трубы, вычисляя факторы ин цукции по формилам (5.59) н* радиусах г=0,8, 0,946 и 1,0 При чтом ДЛЯ значений г=г' рекомендуется принимать ц,а-= 'Чтобы повысить точность и быстроту определения значении факторов индукции, необходимо сначала вписать значения фак торов индукции при отношении г7г'=1 на всех расчетных ра диусах г. Если то
При По-6 го-0 2
= 0,1047 [Е (л/6) + Е(5л '6)] ч-
+ 0 1812 [£ (л/3) + Е (2л/3)] + 0 2094Д (л/2)
При го¥=О 2
1ДС В, — заданный угол
Вписывают нулевые значения факторов индукции it, ‘и ука
занные в табл. 3 приложения.	„„„„„
Далее начинают вычисление аксиальных факторов пндук
Или этом расчеты ведут в юризонталькых строчках 8 да оее _2В строчках 7, 6 и 5 около нулевых значении ц, ограничи 0аЯОколоЧнулсвых<1 значении 1'а_вычисляют факторы индукции тангенциальных скоростей для r'jr ^0,5 по формуле
ф --у, л/3, л/2, 2л/3 5л/6 (во всех случаях)
Оставшиеся значения факторов индукции снимают с графи К°ВЗатем Румпожают факторы индукции на коэффициент и вычисляют сумму значений tnii,a по вертикали. Результаты сум
мнровавия вписывают в строку 10. Для определения вели,и,ы относительной циркуляции на радиусе г-0.6 в строка, 11 12 13 вычисляют коэффициенты A R С и	’
ГЛАНД (i ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОС ЕВЫХ НАСОСОВ И ГРЕБНЫХ ВИНТОВ

HJt020 4i^4
Результаты вычисления вызванных скоростей по формулам
вписывают в строку 15 В строке 16 находят значении
жешя1^1'6 ^-’’ВДУКтгвпын угол рассматриваемого прибли

(6 9)

Следовательно проведя линии <тН4-сопД или Л йн = tfq/yXr=const на экспериментальных диаграммах =f(K~)-	можно получить кривые A'dHopt =-Г(ле) или
/<' =/ /]/X’l=f(X<-). соответствующие максимальному значению 14 На основании найденных значении или Лр по заданным значениям Q и Я или Р и vs, а также диаметру D рассчитывают оптимальную частоту вращения.
Для определения оптимального диаметра при заданной ча стоте вращения в насосостроении используют коэффициент оы
истота эра пения и удельные обороты насоса в ми
Подставим в уравнение (6.15) значения Ли и Лу по прибли женным зависимостям (6.5) и (6.6), найдем значения удельных оборотов, выраженные через кривые действия греоных

Проведя линии X'n, = const или ns=const на экспериментальных диаграммах Нъ или	или К«= RAq), можно
установить линии K'nSo?\,	или n?opt /(Л<г), пли -на
чечия X- К» соответствующие максимальному значению КИД по заданным значениям Р, vs, п, Н, Q и п. По значениям Л или Kq нетрудно рассчитать оптимальный диаметр.
При заданных Q. п и А нетрудно установить безразмерный коэффициент по мощности и коэффициент быстроходности
Pvs	ops я tQH __ g KhKq
П.--Д7ТГ- a Пн 75N 2я Ks	oNt
значения P и H подставим их
116	75N а№
связь между безразмерными и разме
Безразмерные коэффициенты соответствующие различным условиям работы осевых насосов и гребных винтов приведены


произойдет как бы вскипание воды и нарушение сплошности потока. Рассмотрим элемент лопасти насоса или гребного винта * (рис. 7.1), перемещающийся со скоростью v в идеальной жидко- ; сти плотностью р, в которой давление равно рх. При этом дав-ление в какой-либо точке на профиле будет рт а местная ско-рость vm. Используя теорему Бернулли, можно написать еле- ‘ дующее уравнение: Pl — Pm -yPf2 (“рт— 1)	?	W HillhlH jli jPIhhli НЦ!![Р11! Ивирии q| li |g s-g з * | s i h ii tiMllh !i ifilfi!! « E * g a S § ° S ° £ ° n SIlHlis il «5 = 5 S p § s ?
Эйлера)	н р При увеличении скорости натекания v давление рт будет на работу гидравлических машин оказывает паровая °кавнтация ' кого к давлению насыщенных паров Скорость о=Оир, при ко- -торой на профиле возникает паровая кавитация, называется критической, и коэффициент разрежения в этом случае равен Число кавитации (являющееся частным случаем написания числа Эйлера) широко применяют в качестве безразмерного параметра для сопоставления кавитационных характеристик. Многочисленные экспериментальные исследования позволили установить, что формы кавитационных явлений (в дальнейшем щие при дальнейшем увеличении скорости потока о>окр. Исследования [77] показали, что все формы начальных ка не приводят, как правило к серьезным изменениям режима ра-	t


(7 10)

Принимая во внимание, что знаменатечь представляет сооои
(7 12)

(7 6)


(7 В)



--1 (7 8)


(7 9)



(7 15)


ГЛАВА 8
ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДОМЕТНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ
аНе	ОНг
При этом пропутьсивный коэффициент струи равен° ДВИ1Е11теля
(8 4)

Предположим, надо определить гидродинамические харак теристики водометного движителя со статическим водояябории
Примем .значения коэффициента гидравлических потерь в во до^аборнике заданными в результате предварительных расче тов по формулам, приведенным в гл. 2
ловля приведен в табл. 7 приложения и ^а'ри"3 8.1* Получен
Для решения уравнения (8.3), удовлетворяющего условию задания по скорости v0 и уравнениям (8.1). (8.2). можно выбрать два пути. В первом, рассмотреть зависимость критического числа кавитации от режима работы водомета по обобщен-

ое_ SR
ptfriD2
*окр-Ж)	(8 9)

7Q.= 1.86) и насоса ОП 5 (Хн = 0,14, Х^ = 0,50, т]п=0,86,	—


(811)
честв струи. Воспользуемся для этого данными § 8.1, осреднив

Характеристики насосов ОП-3,₽ОГЬ5 s' ОД-[(/приведены на
(8Ю)
значением КПД насоса. В §*8Л и 8.2 бьмо показано, что для
бочего колеса Производя аналогичные расчеты для ряда ско
K.t	при V^d const,

Pe = pn2DlKt
M = Pn2D^
vQ = nD).o



кающей чере^ этот объем. Пусть поверхность о0 ограничивает ооъем в безграничной жидкости, в котором размещено тело с движителем. Причем <у0 находится на достаточно большом удалении от тела, когда влияние тела и движителя на скорости и давления по поверхности Оо вне струи движителя пренебрежимо мало. Рассмотрим поток в обращенном стационарном равен6НИИ В С00тпетстпии с ’вложенным главны! вектор Z
при условии неразрывности жидкости, причем сипа Z деи стьующая на систему судно — движитель считается положи
объели яИткостиВ(рННОИ1В СТОр°Ну’ o6PaTIIV° вытекающей из
Приолиженпо формула (».1) при стягивании поверхности <т0 к оо дает упор движителя. Последнее условие может быть успешно использовано в различных практических приложениях
Ь практике расчетов водометных движителей могут встретиться случаи, когда неооходимо рассчитать вектор сил реакции втекающей и вытекающей жидкости, а также рассчитать силы, действующие на гребной винт в тех или иных условиях
Предположим, необходимо рассчитать силу реакции жидкости, втекающей в насадку, ось которой развернута к направлению набегающего потока под углом ср. Количество движения жидкости, втекающей в выделенный объем So равно pQv„ и вектор сил реакции втекающей жидкости должен быть напрлв лен в сторону ир независимо от того, под каким утлом расположено отверстие к скорости vp. Опыты показывают, что что условие не зависит от ср а точка приложения равнодействую-

Pq-pQ^o(1— Г)	(Q2)
водомета, изложенные в паботя- П9 ль	>*A',d Hd тяг>
ВЬ1Ука'-нто?'’уПпош"0Т,>еННЬИ: авт°Рами частных “слта’ен быть иX ' ™ Те0,е“ количества движения может винт работаю . ЙТ . оР„ ™' действующих на гребной аппарат водометного дви^тХ ЗС “а“Р“™ВД“
Г1е	а>о-(к«—f0(l — И7) — f/tgpjcos^p
-теЯ1-3 х
(9 4)

5 - £ Расчет кривых действия гребных винтов И Пульсирующих сил, действующих на валопровод, при заданной неоднородности потока
Решение задачи получим пои сямчо щающих предположениях- ' Р Л}1°

принимается постоянным для 1 те ьн м ра щсё“Ва"“ “"Р0"" ” Л"“е
-О,,о зависящей от угловой координатор: инечно оольшое число тпЯгт»й «стьшую
в шт ггеет бесконечно оольшое чист, „ ти осевую протяженность	11
Координатная система изображен, н- пл- оч г
Треугольник скоростей, натекающий на гребной в'шт

P л7?2р] 2r&yfl[t»a(l— i^) + Wo]dr
i^Jprcos'p sn’pcir] j 2г cos3 р dr] -
42,п	Н!1п2^]
-Ь-= [i'cos’pyir] [Хгс053Мт] - [1-A arete-У]
1 — 2 -р — 1 — 2 [ f cos2 р,sin2PidrJ |jcos2 PfrfrJ
— 1—2^Z(arclg-^- i (1-^аг^г)-
/± _ f 2rx cos2 Pidr — f(z HID)
на'рис 9.5;; !JI' |^2;<^-3»а«»ия интегралов приведенные
MD ~~nD

lox.-iaa^K.+oi	(96)




(9 9)
О 75R cos (0~-

Коэффициент упора винта на заданной относительной по ступи в зависимости от угла поворота может быть снят и с кривых действия гребного винта (если последние известны) графически в зависимости от относительной поступи

хотящиесяТт'о"'113461111* ки^ФФнцнентоп vnopa и момента npi
~	*2Л	Дй)	(9 8)
(9 10)








(9.13)



/>„(«)%-^2100% = ? life» |м„(0)%)	(9 16)
е. остается кривая	а изменяется масштяо шкалы

для момента изгиоаощею вато|роЕод в вертикальной пло-
МД0)% = шп%
“ 2" ) “s (е Н ~2")]	<9 1Л



W- _sTT100'% 71Л1Е(°)%].	(9 18)




ГЛАВА 10 ВОДОМЕТНЫЕ ПОДРУЛИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА


|Р,(В)%| V [р.(0)%|г+ [Р,(В)«/«]2	(9.19)
М, (В) %I - k [M,(B)%]2+ [М£(В)%]2	(9 20)

М0(в)И

Рис 107 ПУ фирмы Стоун (Англия)
(№ 1004627) на ПУ, в котором гребной винт, с целью увеличе-ттЛ"’1" размещен в уширенной части ' канала
(рис 10.7) В то же время есть предложения в которых рабочее устройство рекомендуется устанавливать в суженной !асти 365
быть°°иОраЛНОИ Ф°рмы (Рису1010> Такое устройство может
чтхЦЬр створок J’ шаРниРн° закрепленных в поперечных кана-Чг«на. При торможении судна открываются Нба Портовых отверстия одновременно. Тормозной эффект создается как вследствие наличия поперечных струй, так и в результате гидравлического сопротивления труоопровода (потеря энергии потока
на^а^ПУ СК0Р°СТЬ С>АНа “ СК0Р0СТЬ выброса струи из ка-




отношения силы 3 к тяге движителя ПУ Рв от величины т. на рис. 10.14 приведены результаты испытаний моделей двух раз личных судов, оборудованных ПУ с обычным гребным винтом (три верхние кривые) и соосными винтами противоположною
Как покалывают графики, относительная величина силы 3 уменьшается с увеличением скорости выброса струи из канала н с уменьшением скорости движения cv-дна. Это обстоя Тсльство следует иметь в виде’ при проектировании ПУ
Методы,^ принципиальные основы которых изложены d раб(>™

При проектировании выбору конструктивных элементов ПУ предшествует гидродинамический расчет его основных элементов. Такой расчет для ПУ рассмотренных выше конструкций при которых обеспечивается заданная тяга при минимальной жителя на основе гидродинамического расчета возможен и с целью определения максимальной тяги когда задана мощ
В соответствии с современным подходом к проектированию ПУ гидродинамический расчет основных его характеристик ве дут для швартовииго режима работы водометного движителя
вают^незначительное влияние на режим течения в канале ПУ
На основании уравнении (4 41) и (4 46) можно написать за
d2 и p2 — соответственно скорость и давление

в потоке на выходе из трубы; 2£2 — коэффициент суммарных
б Для швартовного режима (о0 = 0) эти выражения примут
(Ю.4)
(Ю5)
(10 6)


х.. _Q5------0 1 (при г D 0 06-0 10 и ₽х-60-90).
о, =1.7. т. е. коэффициент нагрузки движителя ПУ, раоотаю-
07)

Уравнение (10.8) показывает, что сила тяги, отнесенная
Типоразмер	М""'"""ьв„„„„ | Дн1ие1р врш м	(шзартониы/рсжим)
ПУ 500	500	।	2^5	S
ПРИЛОЖЕНИЕ
				
са2	« й g. В! ! В В s !•!!!- з !•!!I! °-1!-1ВI § s ® 1	8	S	9	8	8 5	8	® Si g	S	а	в	§ § g	=	з	s	g = § » § g J §» ^	=	0	=	7у	=	И00	=	=	=	„!?о	=	=	_	_оо??=-о^1Т	“ ?	? Р “ S ? 5=	° i О О О 1 с о i О i 1 i 1 о О i и	BE
ilS5?H5? I t I Jsslsflll E I ?
'«ULh
rPWjH ,;|;'i'l
’e°"
"lipp	FT
Jlpllll I I I
“ лини	Ф ± ~
;	'|.ti
! sgsSSsss
	jillpp ! зВЩвШ ! ? iliOH » -BBSSBII= П гд=ш~ ^S5S5§:-3	! -| J r-			<SslilS|| ! | ! ! I ! ---И-М-И! 1 j 4** -ЩЦ&; J':. и!§1	-ф^: i Ss- !• 1 !-§!-
	jii-lSlip	§ фВИНШ 1-Н1НЦ -BISBIlf- Я. нйя=! bF ф Й S Ё 8 8 S? S	- § B:	i		даОр	8 || .ЖЗД8В * • I т1 рк 01.12 ^12’125?
1	_	„ s s		1	JL_	-	i	,	s	Si

Эдао	Коэффяцие т	Искомое
	g -к d м* т .J, к ^4	"Ж
	„	219	-ЗК"->« K’ii	нч	°;'

Задано	Ко ффициеит		Искомое
	„р	8Р	у?/	
р^нл/я2	к‘ ^г- “°/f 7^-Г—- ' л /	D21gH fl’	
	" 2|9-!Ф(-тГ«:,,-!^-	
	Элементы на оса			KQ	«ЛП,		z	-,/r,
1	Г7«	п”	Е		0 088	2,930		2,800
	- _ о“Л;2г=4.	по”	S’«3	1 iiii	“no	E	?E	2И0
3			i 'i i i i 'i	Ssasgs	z	2,030	z	
1	zb/D 4,42; г-6;			i i i i i i		E	g g g g g. s.	4'“
Х4>,	->„.-12 12(1 ^Г-^- Т" ’b,D								
" р'ж"“ “ ”fc,“"		
3	a2f,	1.000	0,800 4	Цо	0,560 0,575 5	ой2	0,893	0,835 6	o/,s	3,500	3,500 7	p2	0,505	0,488 8	o2, м/	20,00 16,70 9	10 Fa m9	0 245 0 441 10	10 F m2	0,485 0,905 11	Dm	0,248 0,340 12	Q m3/c	0,490 0,735 14	л. c	140	137 15 x, критическое 7,900 4,980 16	Xo, заданное	1,960	1 960		0 500	0,600	0,700 1 000	0,800	0,600 0,893	0,835	0.750 20,00	16,70	14,30 0 245	0,441	0,800 0,296	0,400	0,554 0,490	0,435	1,145 139	135	139 1 960	1 960	1 960
е п*““" °-s ”’"’™
		Ло= (12)(8) Kde ~ -Чф А е		5.52.6	0.W8						«»	?r
Г™га!2"»ттйС”“ ""и”"””'» ^“ит с	Оп 3 "Р" Уте												
16	%Hd A'q/J/ к“ Д ПО (8,12) к		S	i	“J		” 5 g | § § р| fe. | g§ ss s		Z		I	E
по формулам (9.14)4 (ft° 15)

УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
Л ЧКй'<196ое 1 НИ В В ГидР°дииамнка Теория идеачьиог движителя М ИЛ ^1956 С М 8 ” Д Вебер И Аэродинамика авиационных двигателей, трнсп-р d1949eHTbeD В' М' Расчет е>'ДиВЫХ гребных винтов М.. Морской ТР1,ы чп'й'тез’к г* р	К О «X т.рйш по выбранному распределению вихрей. М.. Оборонгиз	ТШП 1'аПЧ Н 60 Л о м а к н нh А**	Ц MeXgHi,Ka жи-,’кости и газа. Гостсхиздат |Q.r>7 Ы Мавлюдов М. А Русенкий А. А., Садовников Ю М	5 л” Судостросние- «973. "OUILJO «пати функций,- Груды ЦЛГИ.'ж’К’пршсмен'ие."’®. 1 Ы. Миикопар Г. И.. Лепилкиц Л. М„ Халеал, д в ta-нинамическив расчет плптоп по лопастной теории,—Труды ЦАГИ вып 5’9	' 64. Мамедов а. м. Д„ Вашу,, В, Д„ Ромадин Л д Хв„. ™.“д«, в”иРо“?2	» '•"₽ |U™l'c?J”p'okJe‘lr6’„’\''^J,“""P *'Д"’И 'Т"Р Н в прхтр^нст™?	и, н‘ чиКТ°РЬ’ инд™ии для элементарных вихрен	: в о®? bpthW чв вРпр К°т в ТПр„ °PO* “к ВПр Йзд-во	гидравическии спр в. генк Ц— 1 /3. Патент ФРГ, № 1/56768 (кл. 65f 24/46	8.07. 1971.	- £4. Патент Франции, № 2055433 (кл. Б63» 19/00). 7.05. 1971. 7б' ПеТрНнТиДПАНИА Пр^*4794 <КЛ' 84E2J'B6(?h ,/32)- 3005 1975 техи7датП 1932 Д Т Ь Л- ’Ритьенс °- ”"^0- иЧэродинТмика^ч6 1. Гое ОНТИ' 1932° К У Р а Г Ф ЦентРобежнь1е 11 пропеллерные насосы. М — Л .	ных^удоГ'цНИИТэЙс^д?! М'1кевриров 1,ИЯ крч1нотоннажнь,х транспорт 11. «)05N2.IOrentinO А Lb EhLhe dlrCzional‘ L'1 Marne Hahana 196 Proceed, of the Royal Society. 1929. vol. A. 123. N 729.	P
306	307
Дт„„т ,	„тррагурь1

ОГЛАВЛЕНИЕ