Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje Katedra za strojeve i uređaje plovnih objekata PRIMJER PRORAČUNA PORIVNOG SUSTAVA RIBARSKOG

Транскрипт

1 PRIMJER PRORAČUNA PORIVNOG SUSTAVA RIBARSKOG BRODA prof. dr. sc. Ante Šestan Ivica Ančić, mag. ing. Predložak za vježbe iz izbornog kolegija Porivni sustavi malih brodova

2 Primjer proračuna porivnog sustava ribarskog broda Ribarski brod je zadan sa sljedećim podacima : L PP = 30 m B = 7,433 m T = 2,677 m Δ = 232 m 3 (istisnina) v = 12,5 čv C x = 0,606 C wl = 0,812 2

3 1. Preliminarni proračun snage otpora U računalnom programu NavCAD unesu se značajke trupa i odabere željeni raspon brzine za proračun. Za ovakvu vrstu broda preporučene su metode Holtrop 78 i Roach Tugboat. Pri zadanoj brzini v=12,5 čv snaga otpora iznosi P e =324 kw. Krivulja snage otpora broda za odabrano PEbare kw područje brzina: Vel kts 3

4 2. Određivanja značajki vijka Prema uvjetu D<0,7T odredi se najveći ugradivi promjer vijka, a zatim se iz dijagrama preliminarno odrede preostale geometrijske značajke vijka uz pretpostavljenu korisnost rada vijka na krmi η vij =0.5: promjer D=1,8 m, uspon P=1,8 m, omjer površina A e /A 0 =0,5. Vijak ima z=4 krila što je uobičajeno za ovakvu vrstu brodova. 4

5 3. Određivanje snage poriva U računalni program NavCAD se unesu određene značajke vijka te pomoću njih program određuje značajke propulzije: koeficijent sustrujanja w=0,1340, koeficijent upijanja t=0,1108, korisnost vijka u slobodnoj vožnji η 0 =0,6152. Zbog jednostavnosti pretpostavlja se koeficijent prijelaza η R =1. Pri zadanoj brzini v=12,5 čv sila poriva iznosi T=56,6 kn, snaga predana vijku P D =512 kw pri brzini vrtnje vijka n=298 o/min. 5

6 PD/prop kw Vel kts Krivulja snage predane vijku za zadani brod i odabrani vijak 6

7 4. Određivanje ukupne korisnosti porivnog sustava Ukupna korisnost porivnog sustava je umnožak korisnosti pojedinih elemenata sustava: 7

8 5. Izbor porivnog stroja Snaga porivnog stroja tako dobivena je snaga koju je potrebno instalirati kako bi brod postigao zadanu brzinu na pokusnoj vožnji. Tijekom eksploatacije, snaga otpora će se povećavati zbog obraštanja trupa i vijka što se izražava faktorom SM Sea Margin. S druge strane snaga porivnog stroja će se smanjivati zbog povećanja unutarnjih gubitaka što se izražava faktorom EM Engine Margin. Stoga je potrebna snaga porivnog stroja: 8

9 Za ovakvu vrstu brodova obično se koristi brzokretni četverotaktni dizelski motor. Odabran je motor MAN D2842 LE405: Tip motora Vrsta pogona Oznaka motora Maksimalna trajna snaga Broj okretaja Specifična potrošnja goriva Maksimalni moment četverotaktni brzokretni dizelski teški uvjeti rada >3000 h/god. MAN D2842 LE kw 2100 o/min 218 g/kwh 3440 Nm Broj cilindara V12 pod 90 Promjer/hod stapa Vanjske dimenzije mm (duljina/širina/visina) Masa 280/420 mm 1750/1230/ kg 9

10 6. Izbor prijenosnika snage Odabrani motor se vrti u nominalnom stanju na 2100 okr/min, dok je optimalna brzina vrtnje vijka u nominalnom stanju 298 okr/min. Stoga je potreban reduktor čiji je prijenosni omjer i=7. Odabran je reduktor Mekanord 400HS: Oznaka reduktora Mekanord 400HS Prijenosni omjer 6.89 Maksimalni moment Maksimalna sila poriva Promjer vratila na ulazu Vanjske dimenzije mm (duljina/širina/visina) Masa 3440 Nm 150 kn 70 mm 1090/780/ kg 10

11 7. Dimenzioniranje vratilnog voda Vratilni vod se dimenzionira prema propisima HRB-a Dio 7. Strojni uređaj, odjeljak 2 Vodovi vratila. Odabrani materijal vratila je kovani čelik rastezne čvrstoće R m =400 N/mm 2. Promjer vratila vijka mora biti veći od 159 mm (odabrano 180 mm), a međuvratila veći od 131 mm (odabrano 140 mm). Odabrani materijal dosjednih vijaka za spajanje međuvratila i vratila vijka je kovani čelik rastezne čvrstoće 600 N/mm 2. Odabrani broj dosjednih vijaka je i=16, a promjer diobene kružnice D=340 mm (kao prirubnica reduktora) pa je promjer dosjednih vijaka d s >15,4 mm (odabrano d s =20 mm). Stražnji ležaj statvene cijevi je od bijele kovine pa je njegova duljina L>360 mm (odabrano L=400 mm). 11

12 8. Dispozicija strojarnice 12