Санкт-Петербург (812) 441-29-99
Москва (495) 974-31-79
kronshtadt@kron.spb.ru

Производительность водометных движителей

21.02.2014 07:30:00

Проектирование судна связано с точными расчетами и подробным техническим анализом всех его подсистем, любая упущенная мелочь может привести к неприятным последствиям. Ошибки при проектировании водометных комплексов часто приводят к двум проблемам – кавитации и аэрации движителя. Разберемся с ними.

Комментирует ведущий специалист ООО «Инжиниринговая компания «Кронштадт» по подбору водометных движителей (ВД) Тимур Аппазов:

"Кавитация и аэрация – два фактора, которые в различной степени влияют на эффективность водометных движителей, но имеют совершенно разную природу. Понимая сущность этих явлений, судостроители смогут минимизировать их вредные последствия."

Аэрация

Аэрацией применительно к движителям называется процесс, при котором воздух попадает в ВД вместе с поступающей водой через водозаборник и далее может дойти в области низкого давления до лопастей рабочего колеса, что приводит к уменьшению потока воды и, как следствие, к снижению упора и производительности ВД.

На практике небольшое количество воздуха всегда попадает в поток – вследствие смешивания воды с воздухом в носовом буруне у корпуса. Воздух в потоке проходит под днищем в водозаборник водомета, который обычно справляется с ним без потери производительности. О недопустимом повышении аэрации может свидетельствовать рост оборотов двигателя при одновременном снижении скорости судна.

Для обеспечения расчетного упора конструкторам и строителям стоит учитывать факторы, повышающие уровень аэрации, чтобы минимизировать ее воздействие:

На способность противодействовать аэрации ВД также влияют его рабочие параметры. При высоких скоростях хода в водозаборнике возникает положительное гидродинамическое давление, при котором пузырьки воздуха уменьшаются непосредственно перед попаданием в зону рабочего колеса, что снижает негативное воздействие аэрации на упор. Однако при низких скоростях и одновременно высокой мощности на валу движителя (например, при скоростях выхода на глиссирование), давление на входе в ВД очень низкое, и при попадании к рабочему колесу пузырьки быстро увеличиваются в размере. В этих условиях даже небольшое количество воздуха может привести к срыву потока – тогда реактивная тяга заметно снижается, а обороты двигателя увеличиваются.

Аэрация может быть также вызвана не только конструкционными особенностями конкретного катера, но и внешними факторами, такими как "белая вода" в бурных реках. В некоторых регионах аэрированная речная вода – абсолютно обычное явление. Чтобы работать в таких условиях, нужны принципиально новые решения. Для решения проблемы аэрации, компания HamiltonJet внедрила в свои продукты ряд технических решений, которые позволяют уменьшать влияние воздуха на эффективность движителя и катера в целом.

Кавитация

В отличие от обычных гребных винтов, кавитация которых возникает на больших скоростях, ВД могут столкнуться с кавитацией на низких скоростях. Кавитация – это явление быстрого формирования и распада паровых пузырьков, которые возникают в результате локального падения давления, обычно связанного с высокими локальными скоростями. Воздействие смыкающихся пузырьков пара на металлические поверхности приводит к возникновению очень высокого местного давления (до 1000 МПа), которое большинство материалов не выдерживает. От кавитационной эрозии страдает рабочее колесо водометного движителя, а в худшем случае – и лопасти статора, и сопло.

Кавитация возникает в водометных движителях при следующих условиях:

Частой причиной кавитационных повреждений становится буксировка судном с ВД другого судна, либо перегруз, при котором требуется длительная работа на большой мощности. Если в таких условиях возникает кавитация, ее можно устранить медленным повышением скорости, подавая полную мощность только при достижении, например, 20 уз. Альтернативным вариантом снижения сопротивления является уменьшение нагрузки судна, перемещение центра тяжести либо регулировка дифферента. В некоторых случаях небольшая кавитация может быть устранена установкой водомета с меньшим диаметром импеллера. Но следует помнить, что размер импеллера меньше оптимального понизит тягу ВД.

Лучшим решением проблемы кавитации является правильный выбор водомета под задачи, выполняемые судном, еще на стадии его проектирования, а также тщательный контроль веса судна во время строительства. Для снижения кавитации необходимо обратить особое внимание на следующие характеристики:

Кривая упора для каждой модели водометных движителей HamiltonJet показывают минимальную скорость судна при длительной работе на полную мощность. Совмещение этих кривых и кривых сопротивления корпуса судна позволяет определить кавитационный запас. Графики минимальной скорости для каждого рабочего колеса отображают минимальные скорости, при которых можно работать длительное время без риска кавитационных повреждений. Выходить за пределы этих значений на непродолжительное время можно, но длительная работа на скоростях ниже указанных может привести к кавитационным повреждениям деталей водометного движителя.

Из всего вышесказанного следует, что начальное проектирование и подбор моделей водометного движителя и импеллера – очень важный этап в строительстве катера. Именно поэтому специалистами HamiltonJet производится тщательный анализ каждого проекта судна перед поставкой и установкой движителей.

Катер с движителями HamiltonJet в условиях аэрированной воды

катер с водометными движетялями

Пример кавитационной эрозии лопаток импеллера водомётного движителя

кавитационная эрозия

Пресс-служба Инжиниринговая компания «Кронштадт»

ООО «Инжиниринговая компания «Кронштадт» – эксклюзивный поставщик HamiltonJet в России
Санкт-Петербург, (812) 441–29–99, доб.112

| www.kron.spb.ru



Новости компании

Инжиниринговая компания "Кронштадт"
(812) 441-29-99
kronshtadt@kron.spb.ru
www.kron.spb.ru

Kron-CIS Gmbh
49 4030 398-834
kronstadt@gmx.net
www.kroncis.com

KRON ENERGY LLC
713 425 4930
info@kronenergy.com
www.kronenergy.com

KRON WELL Ltd
+86 21 32517131
office@kron-well.com
www.kron-well.com

Закрыть

Оформить заказ

Уважаемые коллеги! Вы можете задать свой вопрос или оставить онлайн-заявку на интересующее Вас оборудование. Наши менеджеры свяжутся с Вами в кратчайшие сроки в удобное для Вас время для уточнения параметров заявки и ответят на все Ваши вопросы.

Все данные в онлайн-заявке являются конфиденциальными и распространению не подлежат.