Перерахування на натуру даних буксирувальних випробувань моделі судна без кута дрейфу

Мета роботи: визначення характеристик опору води руху судна по вільній поверхні рідини і його посадки під час руху на основі даних експериментальних досліджень руху моделі.

3.1. Теоретичні відомості

3.1.1. Методика перерахування даних експериментальних до- сліджень опору. В основу перерахування даних експерименталь- них досліджень опору води руху моделі судна покладена теорія динамічної подоби потоків, елементи якої викладені у ЛР № 2.

Відповідно до цієї теорії при експериментальному дослідженні опору води руху судна моделюється тільки залишковий опір, опори тертя моделі й натури визначаються розрахунковим шляхом. При розрахунку опору тертя модель і судно заміняються еквівален- тними гладкими пластинами.

Перерахування результатів модельних випробувань на натуру

здійснюється в такий спосіб.

_{l. Розрахунковим шляхом визначається опір тертя моделі:}

^RFм

^{ С}F 0м

_мV ²

^м _S

м

₂

, (3.l)

де C_F0м – коефіцієнт опору тертя моделі, обумовлений як коефіцієнт опору пластини при обтіканні її турбулентним прикордонним по- током:

C_F0м = 0,455/(lg Re_м)^2,58; Re_м = V_м L_м/_м, (3.2)

де _м – щільність води в дослідному басейні; _м – кінематичний коефіцієнт в'язкості рідини в басейні; V_м – швидкість моделі; L_м – довжина моделі; S_м – площа змоченої поверхні моделі.

2. Залишковий опір моделі визначається як різниця повного

опору, отриманого в експерименті, та опору тертя:

R_Rм = R_м – R_Fм. (3.3)

_{3. Визначається коефіцієнт залишкового опору моделі:}

_{  V 2 }

_{С  R}

_{ м м S  .}

_(3.4)

2

^{Rм Rм} _ ^м _

 

4. Коефіцієнт опору тертя натури обчислюється за формулою

C_F0н = 0,455/(lg Re_н)^2,58; Re_н = V_н L_н/_н, (3.5)

де _н – кінематичний коефіцієнт в'язкості рідини; V_н – швидкість натури; L_н – довжина натури.

5. Коефіцієнт повного опору натури визначається як сума коефіцієнта опору тертя натури й коефіцієнта залишкового опо- ру моделі:

C_н = C_F0н + C_Rм. (3.6)

У практичних розрахунках до отриманого значення коефіці- єнта повного опору натури додається надбавка на шорсткість C_Fн і надбавка на виступаючі частини C_PPн:

C_Tн = C_F0н + C_Rм + C_Fн + C_PPн. (3.7)

6. Значення повного опору натури визначається за допомо-

_{гою наступного виразу:}

^RТн

^{ C}Тн

_нV ²

^н _S

н

₂

. (3.8)

3.2. Практичні відомості

3.2.1. Перерахування результатів експериментального дослі- дження опору. Відповідно до вищевикладених формул здійснюєть- ся перерахування на натуру даних експериментального дослід- ження опору води руху моделі судна, занесених до протоколу бук- сирувальних випробувань моделі судна.

Приклад перерахування результатів експериментального до-

слідження опору води руху моделі судна, здійсненого на основі да- них протоколу буксирувальних випробувань моделі судна, отри- маних при виконанні ЛР № 2 (див. табл. 2.l), наведений у табл. 3.l.

Занесені в табл. 3.l вихідні дані щодо швидкостей буксиру- вань і відповідних цим швидкостям значень повного опору моделі судна відповідають згладженій кривій опору моделі, яка одержа- на в результаті статистичної обробки експериментальних даних, наведених у табл. 2.l (дод. 2). Розрахунок повного опору натурного судна і його буксирувальної потужності зроблений у табл. 3.2.

3.2.2. Перерахування результатів експериментального дослі- дження посадки судна при ході на тихій воді. Для натурного су- дна шуканими величинами є: осадка Т_Mн; осадка носом Т_Fн; осадка

^{кормою Т}_Aн^{; диферент t}_sн^{; кут диференту }_Vн^{. Відповідно до теорії}

^{кут диференту натури }_Vн ^{при швидкості ходу натури, обумовле-}

^{ної за формулою}

V_н  V_м

l ^{, (3.9)}

^{де V}_м ^{– швидкість ходу моделі, виконаної в масштабі l = L}_н ^{/ L}_м^,

^{дорівнюється куту диференту моделі }_Vм^.

^{Таким чином, кутові характеристики посадки судна при ході}

на тихій воді не потребують перерахування. Зміна ж лінійних розмірів при переході від моделі до натури потребує використан- ня масштабу l.

Приклад перерахування результатів експериментального до- слідження посадки судна при його ході на тихій воді, здійсненого на основі даних протоколу буксирувальних випробувань моделі судна, отриманих при виконанні ЛР № 2 (див. табл. 2.l), наведе- ний у табл. 3.3.