انتخاب اجزای اصلی و انطباق سیستم رانش یک شناور باربری جهت ارتقای سرعت

نویسندگان

مؤسسه دریایی شهید محلاتی

چکیده

تطبیق اجزای اصلی سیستم رانش شناور شامل موتور، گیربکس و پروانه، یکی از دغدغه‌های اصلی در طراحی و بازطراحی سیستم رانش می‌باشد. عدم تطابق اجزاء، منجر به وقوع حالت‌های فرابار و یا فرادور در موتور می‌شود. در این پژوهش، روشی کارآمد برای انتخاب پروانه و تطبیق آن در سیستم رانش یک شناور کامل جابجایی ارائه شده که در آن محاسبات سیستم رانش از موتور تا پروانه برای ارتقاء سرعت انجام شده‌است. مقدار توان و مقاومت شناور برای سرعت 10کیلونات توسط نرم‌افزار مکسرف به‌دست آمده و سپس موتور و گیربکس مناسب انتخاب گردیده‌است. موتور انتخابی دارای توان 478 کیلووات در دور rpm2150 و گیربکس دارای ضریب تبدیل 05/3 می‌باشد. پروانه‌ی گام‌ثابت محاسبه‌شده از سری بیوگنینگن بوده و دارای قطر و گام به‌ترتیب m13/1 و cm80 با 4 پره و نسبت سطح 70% می‌باشد. نتایج نشان‌دهنده‌ی انطباق کامل پروانه انتخابی با موتور می‌باشد و نمودار توان مصرفی پروانه تطابق خوبی با توان نظری پروانه موتور دارد. میزان تراست تولیدی پروانه در دور rpm704 برابر KN6/45 بوده که با احتساب دو عدد پروانه و ضریب کاهش تراست 2/0، با مقاومت KN 73 شناور برای سرعت knots10 مطابقت دارد. میزان گشتاور پروانه در دور نهایی برابر N.m6125 می‌باشد که مقدار knots 4 به سرعت شناور اضافه گردیده‌است. در این تحقیق، تحلیل رفتار پروانه انتخابی در دورهای مختلف موتور به خوبی بررسی شده‌است.

کلیدواژه‌ها


[1]    Shamsi, R., and Ghassemi, H., “A BEM/RANS coupled method for numrical simulations of poded drive system,” Modares Mechnical Engineering, Vol. 17, No. 2, 2017, pp. 65-76. (in Persianفارسی )

[2]    Shamsi, R., and Ghassemi, H., “Numrical analysis of marine propultion using coupled BEMT/RANS method,” Marine Engineering, Vol. 13, No. 25, 2017, pp. 1-14 (in Persianفارسی )

[3]    Abasi, J., Pakian Busheri, M., and Hashemi, S. J., “Modification of semi-submersible and supercavitating propeller to prevent engine overloaded on high speed craft,” Proceedings of the 18th Conference on Marine Industries, Kish Island, Iran, Oct. 18-21, 2016. (in Persianفارسی )

[4]    Bagheri, M. R., Seif, M. S., and Mehdigholi, H., “Hydrodynamic and acoustic analysis of under water propeller by a numrical method,” Marine Engineering, Vol. 9, No. 17, 2013, pp. 1-14. (in Persianفارسی )

[5]    Zalazn, K., “A method of calculation of ship resistance on calm water useful at preliminary stages of ship design,” Maritime university of Szczecin, Vol. 38, No. 110, 2014, pp. 125-130.

[6]    Javanmard, Sh., Mansurzade, Sh., and Azimian, A. R., “Comparison of fixed propeller pitch with moving control propeller pitch of propulsion components,” Proceedings of the 1th National Conference on Novel and Applied approaches in Mechanical Engineering, Bonab, Iran, Feb. 9-10, 2016. (in Persianفارسی )

[7]    Zaveshti, M., and Javani, N., “Numerical analysis of the B-Wageningen propeller with using the computational fluid dynamics,” Proceedings of the 9th National Conference Onmechanical Engineering, Khomeini Shahr, Iran, Feb. 15-16, 2017. (in Persianفارسی )

[8]    Bentley System, “Maxsurf resistancemethods for displaement ship,” User Manual, 2013, pp. 5-6.

[9]    Yanmar Products Guide, “Marine diesel engine large power products, 2016, pp. 24-27.

[10]  ABS Rules, “Steel vessels under 90 meters in length,” Hoston, 2017, Part 4, Chapter 3, pp. 35-59.

[11]  Gerr, D., “The complete refrence for choozing, installing and understanding boat propeller,” Handbook of propeller, International Marine, U.S.A: McGraw-Hill, 2001.

[12]  Woodward, J., “Matching engine and propeller,” International Marine, The university of Michigan, Michigan, 1973, Chapter 5, pp. 3-5.

[13]  Caterpillar Engine Division Service Training, Marine analyst service handbook, Handbook of service marine, 4th ediion, 2001, pp. 63-64.

[14]  Schneekluth, H., and Bertram, V., “Ship design for efficiency and economy,” 2th ediion, India, 2004, pp. 180-185.

[15]  Bernitsas, M. M., Ray, D., and Kinly, P., “Kt, Kq and efficiency curvs for wageningen B- series propeller,” The university of Michigan, Michigan, 1981, pp. 46-47.

[16]  Man Diesel & Torbo, Basic propulsions of ship propulsion, 2011, pp. 20-25.

[17] Calculate inboard propeller sizerequest a propeller sizing analys, Michigan Wheel Marine, http://www.miwheel.com/inboard-propellers/prop-it-now/

[18] Propeller size calculator for displacement/Semi displacement Hulls, Vectoria Propeller LTD; www.vicprop.com/displacement_size.php