船舶推进--6-7章概要课件

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二、计算实例
某散装货船 采用MAU4 图谱桨 ZQAL12-8-3-2 Ne=11100 hp N=124 rpm D=5.6 m P/D=0.7 η0= 0.521 AE/A0=0.586 Vmax=14.68 kn ε=10o G=7.4 gf/cm3
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§7.3 桨叶的径向分布
一、桨叶的叶梢厚度
2、从提高空泡数着手 a 、增加桨的浸深 b、减小桨的转速
思考题：试述空泡的成因及其对螺旋桨性能的影响。
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§6.4 螺旋桨模型的空泡试验
一、相似定理
如几何相似的螺旋桨进速系数相等，则对应点处的速度成比 例，减压系数相等，如两者空泡数相等，对应点处的减压系数与 空泡数的关系一致，即模拟了空泡现象。 满足空泡相似条件：
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§7.4 螺距修正
一、毂径比不同对螺距的修正
设计螺旋桨的毂径比 系列螺旋桨的毂径比
二、叶厚比不同对螺距的修正
修正原则：螺距角 θ 与无升力角 α0 之和为常数
无升力角
其中
修正后的螺距角为
MAU B系列 弓形切面
螺距为
三、经过修正后螺旋桨的螺距
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思考题：螺旋桨设计中为何要进行螺距修正？
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如
则
，产生空泡
如
则
，不产生空泡
减压系数只与 Vb／V0 有关，故与切面形状、入射
角 αk及 B 点的位置有关， 与V0 的大小无关。
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减压系数如图示分布，最高点为最大减压系数，压力最低。
在极限状态
则不发生空泡的
极限速度为：
空泡
气化空泡~水中空气逸出到气核 汽化空泡~水爆发式汽化 似是空泡~水中气核膨胀
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二、空泡对螺旋桨性能的影响
对螺旋桨空泡亦分成两个阶段：
第一阶段：
对水动力性能无影响
第二阶段：
使 KT，KQ，"0下降，
空泡大部分或全部覆盖桨叶。
前者对性能影响不大，但产生剥蚀； 后者影响性能，但无剥蚀作用
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二、延缓螺旋桨空泡发生的措施
1、从降低最大减压系数着手 a 、增加盘面比 b、采用压力分布较均匀的切面 c 、减小叶根处的螺距
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第七章 螺旋桨的强度计算
安全航行~保证螺旋桨的强度~流体动力，离心力，撞击
1、分析计算法 2、规范校核法
§7.1 规范校核法
一、螺旋桨桨叶厚度的确定
根据 1983年《钢质海船入级与建造规范》，桨叶 0.25R 和 0.6R 切面的厚度应不小于下式计算值
功率系数
材料系数
转速系数
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其中：功率系数
泡状空泡
在叶背最大厚度处产生，呈泡状， 在叶背后段溃灭，对水动力性能影响 不大，但发生剥蚀。
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片状空泡
形成于外半径导边附近，如延伸 至随边外则形成超空泡流动，否则为 局部空泡，对水动力性能有影响，超 空泡无剥蚀作用，但局部空泡有剥蚀 作用。
云状空泡
空泡在物面上周期性地生成和溃 灭，被水冲向后方，形成云雾状，剥 蚀严重。
D<3.0 m 时， t’=0.0045D D>3.0 m 时， t’=0.0035D
二、叶厚度的径向分布
1 、线性分布： t’ 到0.25R处厚度连直线； 2 、非线性分布： t’ ~0.6R~0.25R处厚度连成光顺曲线； 3、荷兰船模试验水池建议的厚度分布
x=r/R 处切面的厚度
系数(查表确定)
投射面积
柏利尔限界线
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瓦根宁根水池限界线
应用于 B 系列螺旋桨
日本中小型船限界线
根据柏利尔商船限界线整理而成
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空泡校核举例： 某散装货船 Ps=12000 hp N=118.5 rpm 采用AU5-65 图谱桨 D=5.747 m P/D=0.782 η0= 0.559 Vmax=16.05 kn ρ=104.6 kgfs2/m4 hs=5.99 m pa=10330 kgf/m2 w=0.34
转速系数
桨叶材料的 重量密度
主机额定功率 主机额定转速 切面弦长
盘面比
后倾角
K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8
0.25R 634 250 1410 4 82 34 41 380 0.35R 520 285 1320 16 64 28 57 420 0.60R 207 151 635 34 23 12 65 330
若在敞水中，桨模与实桨的沉深相等，则
在常温下
故有
这样
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可见欲满足空泡相似，必须 这是不可能实现的
二、空泡试验筒概述
由密封的循环水 筒，驱动水泵，条压 装置等组成，工作段 有观察窗，试验时水 循环流动，并减压使 空泡数与实桨相等， 用频闪仪和高速摄影 机观察和记录试验， 由动力仪测量桨的推 力、转矩。
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三、试验方法及测量数据的表达
定流速，调节转速改变 J ，调节 筒内压力以获得所需空泡数σ ，将试 验结果绘制成上图，并进一步绘制成 如右图的不同空泡数的性征曲线。
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§6.5 空泡校验
一、柏利尔限界线
~柏利尔根据统计资料提 出的校核空泡的限界线， 坐标为0.7R处剖面的空泡 数和平均推力系数
第六章 螺旋桨的空泡现象
§6.1 桨叶表面产生空泡的原因
在A ，B两点应用伯努力方程：
定义减压系数为
如
表示压力增高
表示压力降低
当B点的压力降至水的汽化压力及饱和增气压力 pv 时，开始出现空泡， 产生空泡的条件为：
1令空泡数为：来自其中：静压力Pa ~大气压力(10330 kgf/m2 ) hs ~桨轴或叶切面沉深
空泡判别条件只对汽化空泡近似正确
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§6.2 叶切面的空泡对性能的影响
第一阶段：局部空泡，对水动力性 能无明显影响，但可能 产生剥蚀
第二阶段：空泡区拖到随边之外， 无剥蚀，但使对水动力 性能恶化
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§6.3 螺旋桨的空泡现象，空泡对性能的影响
一、螺旋桨的空泡现象
涡空泡
由梢涡和毂涡引起，先于其他空 泡发生，不影响水动力性能，无剥蚀， 但梢涡空泡的另一端可能贴到船底， 构成尾振，它还使噪声明显增大。