Method for analyzing viscosity resistance of the ship



Дата12.11.2017
Размер55.78 Kb.
#34436

ГОДИШНИК НА ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ – ВАРНА, 2008 г.


МЕТОДИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ВИЗКОЗНОТО СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА КОРАБА
METHOD FOR ANALYZING VISCOSITY RESISTANCE OF THE SHIP

Деан Вълчанов

Резюме: В доклада е направен анализ за определяне на визкозното съпротивление на кораба – теоритични и експериментални. Извършени са изчисления за конкретен голямо тонажен кораб и неговите съставляващи за различни числа на Фруд. Въз основа на получените резултати са направени съответните изводи.

Ключови думи: Съпротивление, скорост, визкозно съпротивление, съпротивление на триене и формфактор.

Abstract: In this paper is made analyze of methods which describe viscosity resistance on the ship: theoretical and practical. For different value of Frud numbers are made calculations about one heavy loaded ship and its own members. Relevant calculations have been made from received data.
Keywords: friction resistance, resistance, shape factor, speed, viscosity resistance


  1. Въведение

Известно е, че всяко тяло движещо се в реална течност изпитва върху себе си сили от реакцията на тази течност, зависещи от нейната плътност и визкозност. Това са сили действащи във всяка точка от мократа повърхност на кораба, могат да се характеризират с пълното хидродинамично налягане „P”. Насочено по направление на нормалата към повърхността и с тангенциалното напрежение от триене „τо”, насочено по тангентата към токовата линия, успореднна на корабната повърхност в определена точка.

Съпротивлението на водата „Rт” – представлява резултатната от проекциите на тези сили по посока на движение на кораба.
За по-лесното определяне на пълното съпротивление „Rт”, то се представя като сума от отделни съставляващи

Rт=Rр+RF (1.1)

Rp – съпротивление от налягане

RF съпротивление от триене

Това е най-общото разделение на съпротивлението на съставляващи. Но за практически цели е по-подробно разделение:

Rт=RF+Rvp+Rw+RA+RAp+RAA (1.2)

Rvp – съпротивление на формата

Rw– вълново съпротивление

RA – съпротивление на грапавостта

RAp – съпротивление на издадените части

RAAвъздушно съпротивление

За определяне на визкозното съпротивление ще използваме друг вид разбивка на формулата за пълното съпротивление:

Rт=Rv+Rw+RA+RAp+RAA (1.3)
Rv=RF+Rvp – визкозно съпротивление (1.4)


  1. Анализ

Визкозното съпротивление Rv, представлява сума от съпротивлението на триене RF и съпротивлението на формата Rvp. Съпротивлението от триене възниква в следствие на триенето между течността и корабната обшивка, а също така и между съседните водни пластове вътре в граничния слой. Съпротивлението от триене на гладка корабна повърхност е близко до това на еквивалентна гладка пластина.

RF= RFo+Rк+RА (2.1)

RFo- съпротивление на еквивалентна технически гладка пластина.

Rк – добавка към RFo, отчитаща влиянието на кривината на корпусната повърхност върху съпротивлението от триене

RА – добавка отчитаща влиянието на мократа повърхност.

Това е въображаема пластина с правоъгълна форма, дължина равна на дължината на кораба по водолинията, окра повърност равна на тази на кораба и движеща се в надлъжно направление със скоростта на кораба. Съпротивлението от триене и мократа повърхност са правопропорционални, тъй като колкото по-голяма е площа, толкова по голяма е резултатната сила на триене. То зависи от размерите и формата на корпуса, от грапавостта на обшивката в подводната част и от скоростта на движение на кораба. Корабната повърхност се приема за технически гладка, а грапавостта се отчита с с надбавка за грапавост. Надбавката за обща грапавост се приема 0,4.10-3 по препоръки на Американски опитни басейни. Върху съпртивлението от триене влияе както напречната, така и надлъжната кривина и то поразличен начин. Напречната кривина предизвиква разтичане на течността в сравнение с плоското течение. Влиянието на надлъжната кривина може да се изследва чрез обтичане на плоски профили. Поради тези кривини съпротивлението при кораба е поголямоотколкото при пластината. Като цяло вискозното съпротивление е около 95% от общото, съпротивлението от триене е около 70% а съпротивлението на формата 25%. Съпротивлението на формата е малко защото корабите са добре обтекаеми тела. За да се намали това съпротивление се променя съотношението L∕B, и се подбира форма и дължина на кърмовото заостряне. Моделните изпитания за определяне на вискозното съпротивление се провеждат в аеродинамични тръби с подувки или дублирани спрямо КВЛ модел които да е дълбоко потопен, така няма вълново съпротивление. По този начинс помоща на формфактора може да се определи коефициентана вискозно съпротивление.

В последните години с цел детайлно изучаване на съставляващите на вискозното съпротивление Rv, се използват високо ефективни методи, основани на приложението на теоремата за количеството на движение и на резултатите от измерването на скоростите и налягането в следата зад кораба /модела/. Тези методи позволявт да се определя вискознотосъпротивление и да се получи надеждна инфорнация за особеностите на неговото формиране и структура.

К=КF+Kvp (2.2)

Т
ози коефициент зависи само от формата на корпуса чрез съотношенията където:







отношение на дължина към широчина




отношение на широчина към газене




коефициент на обща пълнота

K – коефициент на влияние на формата

KF – коефициент на влияние на кривината

Kvp- коефициент на формата

L-дължина на кораба

B-широчина на кораба

d- газене на кораба

Визкозното съпротивление може да се определи числено по два начина:


  1. Чрез неговите съставляващи RF Rvp

Rv= RF+Rvp= .RFo +KF.RFo+Kvp+ .RFo=(1+KF+Kvp).RFo (2.3)

  1. Чрез така нареченият формфактор или коефициент на влияние на формата К.

Rv=(1+K).RFo (2.4)

Следователно формфактора представлява сума от KF и Kvp, при това

KF – коефициент на влияние на кривината

Kv – коефициент на влияние на формата

Коефициент KF и Kvp се определят с помощта на формулите:

- Формула на Лаврентиев (2.5)

- Формула на Гренвил (2.6)
Формфактора може да се определи с помощта на формули, получени в резултат на данни от експериментални изследвания. Такива са:

- за 0.60

– формула на Артюшков получена за моделите от Серия 60



- формула на Гренвил (2.8)

Публикувани са и други формули, например на Ватанабе и Сасадзима, които не дават реални значения за К, поради което тук не са приведени. За целите на настоящата работа е използвана като най-точна формулата на Артюшков - формула (2.7).

Изчисленията на Rv по формули (2.3) и (2.4) за конкретен голямотонажен кораб са извършени таблично – таблица 1.

Главните размери на кораба са:

L – 165

B – 24


T – 9

CB - 0.79

Изчисленията са извършени за числа на Фруд Fn=0.14÷0.22, а резултатите от тях са показани на фигура 1.

υ=1,3.10-6m2/s

ρ=1,025t/m3

s=L.T[2+1,37(CB-0,274)B/T]=5769,49 m2Семека

к=14CB(B/L)2=0,23399664≈0,234 - Артюшков





  1. Изводи

Резултатите от изчисленията на визкозното съпротивление по двата метода показват, че те дават близки стойности, при това чрез формфактора се получават по-ниски стойности за Rv – около 8% при малките числа на Фруд и до 13% при големите числа на Фруд.


Литература:

        1. Стоянов Сд, Иванов Ив, - „Ходкост на Кораба” записки част първа ТУ-Варна 1989 г.

        2. Спровочник по теорий корабля, Т.1 Л.С. 1985



За контакти:
Автори:

Диан Вълчанов, студент спец. „Корабостроене и морска техника” ІІІ курс



при КФ на ТУ-Варна ,ул.„Дубровник” № 7, е-mail: d.shadow@abv.bg
Научен ръководител: доц. д-р инж. С. Д. Стоянов





Каталог: tu-varnascience -> images -> stories -> st sesiq 2008
st sesiq 2008 -> Identification of intramedullary nail holes using cone beam reconstruction and simulation techniques
st sesiq 2008 -> Проучване и анализ на методи за повърхностни и дълбочинни корекции на кожни увреждания research and analysis of methods for surface and skin-deep correction of skin harms
st sesiq 2008 -> Methodology and research of surface hardened layers of steel H12Mf (D2 aisi) Иван Христов Иванов, Стелиан Желев Георгиев
st sesiq 2008 -> Influence of the propeller blades number and the propeller area ratio onto the optimal propellers characteristics
st sesiq 2008 -> Тори каньон – последствия и поуки torrey canyon – outcome and lessons руслан Филипов Резюме
st sesiq 2008 -> Екологичната санитария като подход за превръщане на отпадните материали от водите в ресурси
st sesiq 2008 -> Високоволтов високочестотен електронен трансформатор Даниел Георгиев, Крум Бешински
st sesiq 2008 -> Method of cold burning of fluorescent lamps with low and middle power
st sesiq 2008 -> Aнализ и оценка на микрообкръжавашата среда на функциониране на „манаус комерс” оод analysis and valuation of the micro-ambient surroundings of functioning of “Manaus Komers” Ltd
st sesiq 2008 -> Добромира Николова Хаджиева Резюме: Конволюционното кодиране намира широко приложение в съвременната комуникационна техника. Настоящият доклад


Сподели с приятели:




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница