Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 6

Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính thuỷ động của bánh lái. - Ảnh hưởng của mặt nước và vỏ tàu đến đặc tính thuỷ động của bánh lái: Dòng chảy thực qua bánh lái bị ảnh hưởng bởi mặt thoáng của nước, vỏ tàu, tác dụng của chân vịt… Đa số tàu hiện đại có kết cấu vùng đuôi đảm bảo khi tàu chở đầy, bánh lái vẫn ngập sâu trong nước và hầu như không bị ảnh hưởng của mặt nước. Ở đây, ta chỉ xét đến ảnh hưởng của mặt nước khi thiết kế một số...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 6 Chương 6: Đặc tính thuỷ động của bánh lái 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính thuỷ động của bánh lái. - Ảnh hưởng của mặt nước và vỏ tàu đến đặc tính thuỷ động của bánh lái: Dòng chảy thực qua bánh lái bị ảnh hưởng bởi mặt thoáng củanước, vỏ tàu, tác dụng của chân vịt… Đa số tàu hiện đại có kết cấu vùng đuôi đảm bảo khi tàu chởđầy, bánh lái vẫn ngập sâu trong nước và hầu như không bị ảnhhưởng của mặt nước. Ở đây, ta chỉ xét đến ảnh hưởng của mặt nước khi thiết kế mộtsố loại tàu sông có bánh lái cắt ngang mặt nước, phà, tàu lướt, tàucánh ngầm. Vỏ tàu nằm trong dòng chảy qua bánh lái nên ảnh hưởng đếngóc tấn thực tế của bánh lái, đến vận tốc dòng chảy, đến sự phânbố các thành phần vận tốc trong dòng chảy…do đó ảnh hưởng đếnlực thuỷ động tác dụng lên bánh lái. Thực tế khi tính toán thì ảnh hưởng của vỏ tàu được tính đếnbằng hệ số kv, giảm vận tốc dòng chảy qua bánh lái: vbl = v* kv (2-15) kv = (1- v)2 < 1 (2-16)Trong đó: v: vận tốc chuyển động của tàu, m/s v: hệ số dòng theo của vỏ (tra bảng 1-13, Sổ tay thiết bị phụtàu thuỷ). Đối với hệ bánh lái + trụ lái thì v lấy bằng 1.3 hệ sốdòng theo của chân vịt. Ở đây, trong chương trình tính toán ta chọn trường hợp “Khe hởgiữa vỏ và mép trên bánh lái lớn hơn chiều dày lớn nhất của bánhlái” theo bảng 1-13, Sổ tay thiết bị phụ tàu thuỷ. 2 * h1  h2 v = (0.68*  - 0.43 +  + 0.18* )* u (2-17) HTrong đó: = 0 đối với tàu có đuôi phẳng (chọn  trong trường hợp này) = 0.18 đối với tàu có đuôi thuần dương hạmu = 1.0 khi bánh lái nằm trong mặt phẳng đối xứng (chọn u trongtrường hợp này)u = CB + 0.15 khi bánh láinằm sang phía mạn: hệ số béo thể tích củatàu H h2 h1 Ñöôøng cô baûn Hình 2.8. Khe hở giữa vỏ và mép trên bánh lái lớn hơn chiều dày lớn nhất của bánh lái.h1, h2, H: hệ số tuỳ chọn phụ thuộc vòm đuôi tàu (hình vẽ 2.8)Trong chương trình tính toán, tôi chọn h2= h (chiều cao bánh lái);h1= 40%* h; H= h1 + h2 + 30%* h Từ đó tôi xác định được hệ số kv theo (2-16) - Ảnh hưởng của chân vịt đến đặc tính thuỷ động của bánh lái: Dòng nước được đẩy bởi chân vịt chảy qua bánh lái, có ảnhhưởng lớn đến đặc tính thuỷ động của bánh lái. Mỗi chất điểm trong dòng chảy của chân vịt có 3 thành phầnvận tốc: vận tốc dọc vd hướng dọc trục chân vịt, vận tốc tiếp vthướng vuông góc với bán kính trục chân vịt, vận tốc hướng kínhvhk hướng dọc bán kính. Trị số và tương quan của các thành phần vận tốc nói trên phụthuộc hệ số lực đẩy của chân vịt cv: 8* P cv = (2-18)  *  * vcv * Dcv 2 2Trong đó: P: lực đẩy của chân vịt, N R P= , N (2-19) z * (1   ) R: lực cản chuyển động của tàu, N z: số chân vịt, chiếc : hệ số hút : khối lượng riêng của nước, kG/m3 vcv: vận tốc dòng chảy tới chân vịt, m/s vcv = v* (1- cv) (2-20) v: vận tốc chuyển động của tàu, m/s cv: hệ số dòng theo của chân vịt 3 V cv = 0.165* z *  W (2-21) Dcv hay cv = 1- (1- 0)* (1- ms) (2-22) : hệ số béo thể tích tàu V: thể tích lượng dãn nước của tàu, m3 Dcv: đường kính chân vịt, m W: lượng hiệu chỉnh theo số Froude; nếu Fr > 2 thì W =0.1*(Fr – 0.2), nếu Fr  0.2 thì W = 0); trong trường hợp này tôichọn W = 0 0: hệ số dòng theo của tàu đẩy 3 V 0 = 0.13* z * (2-23) Dcv ms: hệ số dòng theo do ma sát  ms ms = (2-24) L 1  2 ms * Amax Amax: diện tích m ...