螺旋桨课程设计要点
螺旋桨的材料课程设计
螺旋桨的材料课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解螺旋桨的基本概念,掌握其构造、分类及工作原理。
2. 使学生了解不同材料对螺旋桨性能的影响,掌握常见螺旋桨材料的特性。
3. 引导学生掌握螺旋桨材料选择的基本原则和方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力,能够针对不同场景选择合适的螺旋桨材料。
2. 提高学生的实验操作能力,通过实验观察、数据分析等方法,培养学生的科学探究精神。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对航空事业的热爱,培养其学习航空知识的兴趣。
2. 培养学生的团队协作意识,使其在小组讨论、实验过程中学会倾听、尊重他人意见。
3. 引导学生认识到材料选择在航空领域的重要性,培养其严谨、负责任的科学态度。
本课程针对初中年级学生,结合其认知特点,注重理论与实践相结合,以螺旋桨材料为核心,引导学生掌握相关知识点。
通过课程学习,使学生能够明确螺旋桨材料的选择原则,提高其解决实际问题的能力,同时培养其航空领域的兴趣和科学素养。
二、教学内容1. 螺旋桨的基本概念:螺旋桨的定义、构造、分类及工作原理。
教材章节:第二章 航空器的基本构造与原理,第三节 螺旋桨与尾翼2. 螺旋桨材料特性:金属、复合材料等不同材料的物理、化学性能及其在螺旋桨中的应用。
教材章节:第四章 航空器材料,第二节 常用航空材料3. 螺旋桨材料选择原则:根据不同使用环境、性能要求等因素,选择合适的螺旋桨材料。
教材章节:第四章 航空器材料,第三节 航空材料的选择与应用4. 实践操作:组织学生进行实验,观察不同材料螺旋桨的性能差异,培养学生实际操作能力。
教学安排:课程中段,安排2课时进行实验操作。
5. 案例分析:分析典型螺旋桨材料选择案例,使学生更好地理解理论知识在实际工程中的应用。
教学安排:课程后段,安排1课时进行案例分析。
教学内容安排注重科学性和系统性,结合课程目标,按照教材章节组织教学,理论与实践相结合,旨在帮助学生全面掌握螺旋桨材料相关知识。
螺旋桨设计毕业设计
螺旋桨设计毕业设计一、前言1.研究背景和意义螺旋桨是一种将旋转机械能转化为推力的装置,广泛应用于船舶、飞机、潜艇等领域。
螺旋桨的研究背景和意义如下:(1).提高推进效率:螺旋桨的设计和性能直接影响到船舶、飞机等交通工具的推进效率。
通过研究螺旋桨的流场、水动力性能等,可以优化螺旋桨的设计,提高推进效率,降低能耗。
(2).改善船舶操纵性:螺旋桨的设计和布局对船舶的操纵性有很大影响。
通过研究螺旋桨的水动力性能和流场分布,可以优化船舶的操纵性,提高船舶的航行安全性。
(3).降低噪音和振动:螺旋桨在运转过程中会产生噪音和振动,对环境和人员造成不良影响。
通过研究螺旋桨的流场和水动力性能,可以采取相应的措施降低噪音和振动,提高交通工具的舒适性。
(4).推动新技术的应用:随着计算流体力学(CFD)等新技术的发展,螺旋桨的设计和分析方法也在不断更新。
通过研究螺旋桨的设计和性能,可以推动新技术的应用,提高设计水平和效率。
2.研究目的和问题研究螺旋桨的目的主要包括提高推进效率、降低噪音和振动、改善船舶操纵性以及推动新技术的应用等。
以下是一些目前在螺旋桨研究中存在的问题:(1).效率提升:尽管现代螺旋桨的设计已经取得了很大的进步,但在某些情况下,仍然存在效率低下的问题。
提高螺旋桨的效率可以降低能耗,减少对环境的影响。
(2).噪音和振动:螺旋桨在运转过程中会产生噪音和振动,对环境和人员造成不良影响。
降低噪音和振动是螺旋桨研究中的一个重要问题。
(3).空泡现象:在高航速下,螺旋桨周围的水流可能会产生空泡,从而导致推力下降、噪音增加以及螺旋桨的损坏。
如何有效地控制空泡现象是一个亟待解决的问题。
(4).材料和制造工艺:螺旋桨在高速旋转和海水腐蚀的环境下工作,因此对材料和制造工艺的要求很高。
开发高性能材料和先进的制造工艺是提高螺旋桨性能的关键。
(5).多学科优化:螺旋桨的设计涉及到流体力学、结构力学、材料科学等多个学科领域。
如何将这些学科知识有效地整合到螺旋桨的设计过程中,实现多学科优化,是一个具有挑战性的问题。
轮船螺旋桨叶片课程设计
轮船螺旋桨叶片课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解轮船螺旋桨叶片的基本结构,掌握其工作原理;2. 学生能够描述轮船螺旋桨叶片的几何形状、叶片数量与推进效率之间的关系;3. 学生能够运用流体力学基本原理,解释轮船螺旋桨叶片设计中的相关概念。
技能目标:1. 学生能够运用图纸分析轮船螺旋桨叶片的设计要素,具备基本的识图能力;2. 学生通过小组合作,设计并绘制出符合一定推进要求的螺旋桨叶片草图;3. 学生能够运用数学计算和物理原理,对螺旋桨叶片的推进效果进行初步分析。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对船舶工程和流体力学领域的兴趣,激发其探索精神和创新意识;2. 通过团队合作,培养学生沟通协作能力和集体荣誉感;3. 强化学生对科技与生活紧密联系的认识,提高其学以致用的实践意识。
课程性质:本课程属于科技领域,结合物理、数学和工程实践,注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
学生特点:考虑到学生所在年级,课程内容将结合学生的认知水平,注重理论与实践相结合,提高学生的动手操作能力和逻辑思维能力。
教学要求:课程要求学生在掌握理论知识的基础上,能够将所学应用于实际问题,培养其创新思维和团队合作精神。
通过课程学习,使学生达到预定的学习成果,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 轮船螺旋桨叶片的基本结构:介绍螺旋桨的组成部分,包括桨毂、叶片、叶根等,结合教材相关章节,分析各部分的作用和联系。
2. 螺旋桨叶片的工作原理:讲解螺旋桨在水中推进的物理原理,如流体力学中的升力、阻力、扭矩等概念,结合教材内容,阐述叶片形状与推进效率的关系。
3. 螺旋桨叶片的设计要素:分析叶片的几何参数,如叶形、叶径、叶距等,以及这些参数对螺旋桨性能的影响,参考教材相关章节,进行实例讲解。
4. 螺旋桨叶片的推进效果分析:介绍数学和物理方法在螺旋桨叶片推进效果分析中的应用,如计算流体力学(CFD)模拟、实验数据分析等,结合教材内容,指导学生进行初步分析。
船舶螺旋桨课程设计说明书
船用螺旋桨课程设计说明书“信海11号”1、船体主要参数设计水线长 m L WL 36.70= 垂线 间长 m L PP 40.68= 型 宽 m B 80.15= 型 深 m D 80.4= 设计 吃水 m d 40.3= 桨轴中心高 m Z P 3.1= 排 水 量 t 2510=∆本船由七零八所水池船模阻力试验所得船体有效功率曲线数据如表1-1所示:表1-1 模型试验提供的有效功率数据航速(节) 11 12 13 14 15d=3.4mEHP3.4m (Kw) 457.1 634.8 890.0 1255.01766.1 1.15EHP 3.4 525.7 730.0 1023.5 1443.2 2031.4 d=3.5mEHP 3.5m (Kw) 466.9 652.4 917.6 1303.61824.7 1.15EHP 3.5 536.9 705.3 1055.2 1499.12098.42、主机参数型号 8230zc 二台 额定功率 ()hp KW P S 14691080= 额定转速 mim r N 300= 减速比 5.2=i 传送效率 95.0=S η3、推进因子的决定伴流分数 165.0=w 推力减额 165.0=t 船身效率 0.111=--=wtH η 相对旋转效率 0.1=R η 4、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
螺旋桨敞水收到的马力:()hp ...P RS D 2175.1186 019508501469 85.01469=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηη根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的δ-P B 图谱列表1-2计算.表1-2 按δ-P B 图谱设计的计算表项 目 单 位数 值螺旋桨敞水收到的马力 1186.2175螺旋桨转速 300假定航速 11 12 13 14 15 9.185 10.020 10.855 11.690 12.525 40.412 32.511 26.615 22.114 18.6116.357 5.702 5.159 4.703 4.314 MAU4-4072.50 67.62 60.27 55.39 51.73 0.61 0.65 0.69 0.72 0.760.56 0.59 0.60 0.63 0.64 670.32 702.42 733.56 762.57 787.19 MAU4-5575.84 67.31 59.93 55.46 50.270.72 0.74 0.79 0.81 0.85 0.57 0.59 0.62 0.64 0.67 659.87 690.74 725.25 745.58 773.69 MAU4-70 73.80 66.92 63.01 51.89 49.13 0.72 0.75 0.77 0.83 0.89 0.54 0.55 0.56 0.59 0.62 622.40645.64671.61698.86720.10knhpminr kn N V ()V w V A -=1PB 5.25.0A DP V NP B =D P hp hp hpδ0ηD P 0ηηH D TE P P =δ0ηD P 0ηηH D TE P P =D P δ0η0ηηH D TE P P =图1-1 MAU5叶桨图谱设计计算结果从()V f P TE -曲线与船体满载有效马力曲线之交点,可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素0/η及、D D P 如表1-3所示。
船用螺旋桨的设计关键分析
船用螺旋桨的设计关键分析船、机、桨系统中,船体是能量的需求者,主机是能量的发生器,螺旋桨是能量转换装置,三者之间是相互紧密联系的,但同时又要遵从各自的变化特性。
1.螺旋桨民用船使用的图谱桨,一般以荷兰的B型桨和日本的AU桨为主。
AU桨为等螺距桨、叶切面为机翼型;B型桨根部叶切面为机翼型、梢部为弓形,除四叶桨0.6R至叶根处为线性变螺距外,其余均为等螺距,桨叶有15°的后倾。
为便于设计方便,由.KT、KQ——J敞水性征曲线图转换为BP一δ图谱。
桨与船体各自在水中运动时,都会形成一个水流场。
水流场与桨的敞水工作性能和船的阻力性能密切相关。
当桨在船后运动时,2个原本独立的水流场必然会相互作用、相互影响。
船体对螺旋桨的影响体现在2个方面:(1)伴流。
由于船尾部螺旋桨桨盘处因水的粘性等因素作用,形成一股向前方向的伴流,使得螺旋桨的进速小于船速。
(2)伴流的不均匀性。
船后桨在整个桨盘面上的进速不等(在实用上可取相对旋转效率为1)。
2.螺旋桨对船体的影响由于螺旋桨对水流的抽吸作用,造成桨盘处的水流加速,由伯努利定律可知,同一根流线上,水质点速度加快,必然会导致压力下降,从而造成船的粘压阻力增加。
也就是桨产生的推一部分用于克服船体产生的附加阻力。
如果用伴流分数ω表征伴流与船速的比值,用推力减额t表征船体附加阻力与船体自身阻力的比值。
那么,敞水桨与船后桨的差别就在于一个船身效率(1一t)/(1一ω)从中可以看出,伴流分数ω越大、推力减额t越小,则船身效率越高。
从螺旋桨图谱可以看出,横坐标的参数为√BP或BP。
BP称为收到功率系数(或称为载荷系数),其值为:BP=NPD0.5 /VA2.5式中:N为螺旋桨转速;PD为螺旋桨敞水收到功率;VA为螺旋桨进速。
BP值越小,对应的螺旋桨敞水效率越高;反之,则螺旋桨效率越低。
从个体因素来讲,N值和PD0.5 /VA2.5值越小,BP 值就越小。
PD和VA参数有联动关系,在相对低速的范围内,PD值变大、BP值变小;在相对高速的范围内,PD值变大、BP值也变大。
螺旋桨-课程设计
山东104总吨钢质拖网渔船1.已知船体主要参数船型:单桨,转动导流管平衡舵,尾机型钢质拖网渔船。
设计水线长:L wl=27.50m垂线间长:L pp=26.00m型宽:B=5.40m型深:D=2.50m平均吃水:T m=1.90m尾吃水: T a=2.40m方形系数:C b=0.502棱形系数:C p=0.592宽吃水比:B/T m=2.84排水量:Δ=137.35t浮心纵向坐标(LCB):X b=-0.78m桨轴中心距基线:Z s=0.35m用艾亚法估算船体有效功率数据表:首先计算所需参数如下:L/Δ1/3 = 5.04 Δ0.64 = 23.346 X c=-3%速度 v(kn)9 10 11速长比V/L1/20.974 1.083 1.191 傅汝德数Vs/(gL)1/20.290 0.322 0.354 标准Co 查图7-3 295 243 205 标准Cbc,查表7-5 0.593 0.56 0.546 实际Cb(肥或瘦)(%)15.35,瘦10.36,瘦8.06,瘦Cb修正(%)11.21 7.174 5.104 Cb修正数量△133 17 10已修正Cb之△1328 260 215 B/T修正(%)=-10Cb(B/T-2)% -4.2168 -4.2168 -4.2168 B/T修正数量,△2[式7-23] -14 -11 -9已修正B/T之C2 314 249 206标准Xc,%L,船中前或后,查表7-5 1.838,船中后2.3275,船中后2.4955,船中后实际Xc,%L,船中前或后3,船中后3,船中后3,船中后相差%L,在标准者前或后 1.162,后0.6725,后0.5045,后Xc修正(%),查表7-7(b)0.22 0.5 0.96 Xc修正数量,△3[式(7-24)] -1 -1 -2已修正Xc之C3 313 248 204长度修正(%)=(Lwl-1.025Lbp)/Lwl*100%3.2 3.2 3.2长度修正数量,△4[式(7-25)] 10 8 7已修正长度C4 323 256 211 Vs3729 1000 1331 Pe=△0.64*Vs3/C4*0.735(KW) 39 68 1092.主机参数主机型号6160A-123 功率(KW)136转速(转/分)850齿轮箱型号2HC250 减速比 1.97:13.推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨钢质拖网渔船,故使用汉克歇尔公式估算:ω=0.77*Cp-0.28=0.77*0.592-0.28=0.176(2)推力减额分数t对于单螺旋桨渔船,也使用汉克歇尔公式估算:t=0.77*C P-0.30=0.77*0.592-0.30=0.156(3)相对旋转效率缺少资料,故近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.156)/(1-0.176)=1.02434.桨叶数Z的选取根据一般情况,单桨船多用四叶,加之教材中四叶图谱资料较为详尽、方便查找,故选用四叶。
螺旋桨设计说明书课程设计
螺旋桨设计说明书课程设计螺旋桨图谱设计计算说明书“XX号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名班级船舶班学号组员指导教师目录一、前言1二、船体主要参数1三、主机主要参数1四、推进因子1五、阻力计算2六、可以达到最大航速的计算2七、空泡校核4八、强度校核5九、螺距修正7十、重量及惯性矩计算7十一、敞水性征曲线的确定9十二、系柱特性计算10十三、航行特性计算11十四、螺旋桨计算总结13十五、桨毂形状及尺寸计算13十六、螺旋桨总图(见附页)14十七、设计总结及体会14十八、设计参考书15一、前言本船阻力委托XX研究所进行船模拖曳试验,并根据试验结果得出阻力曲线。
实验时对吃水情况来进行。
虽然在船舶试验过程中将本船附体部分(舵、轴支架、舭龙骨等)也装在试验模型上,但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。
本船主机最大持续功率额定转速750转/分,考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。
在船速计算中按来考虑。
螺旋桨转速为300转/分。
二、船体主要参数表1船体主要参数水线长70.36m垂线间长68.40m型宽B15.80m型深H4.8m设计吃水d3.40m浆轴中心高1.30m排水量2510t本船的=3.292;=1.41;=4.329;=4.647三、主机主要参数型号:8230ZC二台额定功率:=1080kw(1469hp)额定转速:750r/min减速比:2.5传送效率:=0.95四、推进因子伴流分数;推力减额t=0.165船身效率;相对旋转效率五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验,表中数值为吃水3.4m时船的阻力试验结果。
表2模型试验提供的有效功率数据航速(节)1112131415d=3.4mEHP3.4(kw)457.1634.8890.01255.01766.11.15EPH3.4525.7730.01023.51443.22031.4六、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
螺旋桨悬臂课程设计
螺旋桨悬臂课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解螺旋桨悬臂的基本概念,掌握其结构组成及工作原理。
2. 学生能掌握螺旋桨悬臂的力学性质,了解其在工程中的应用。
3. 学生能了解螺旋桨悬臂的设计原则,并运用相关知识分析实际问题。
技能目标:1. 学生能运用数学和物理知识分析螺旋桨悬臂的受力情况,提高问题解决能力。
2. 学生能通过实际操作,掌握螺旋桨悬臂模型的制作方法,提高动手实践能力。
3. 学生能运用所学知识,进行螺旋桨悬臂的设计与优化,提高创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习螺旋桨悬臂,培养对航空事业的热爱和兴趣。
2. 学生在团队合作中,学会相互尊重、协作和沟通,培养良好的团队精神。
3. 学生在学习过程中,树立正确的价值观,认识到科学技术对国家和社会发展的意义。
课程性质:本课程为八年级物理学科拓展课程,结合实际工程案例,以提高学生的科学素养和实践能力为目标。
学生特点:八年级学生具备一定的物理基础知识,好奇心强,喜欢动手实践,但缺乏深入的理论分析和实际应用经验。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,采用启发式教学,引导学生主动探究,培养学生的创新能力和实践能力。
通过螺旋桨悬臂课程的学习,使学生在掌握知识的基础上,提高综合运用能力。
二、教学内容1. 螺旋桨悬臂的基本概念:介绍螺旋桨悬臂的定义、分类及其在飞行器中的应用。
教材章节:第一章第三节“飞行器的构造与原理”2. 螺旋桨悬臂的结构组成与工作原理:分析螺旋桨悬臂的各个组成部分及其相互关系,探讨其工作原理。
教材章节:第一章第四节“发动机与螺旋桨”3. 螺旋桨悬臂的力学性质:讲解螺旋桨悬臂的受力分析,探讨其稳定性、刚度和强度等力学性质。
教材章节:第二章第六节“力学性质分析”4. 螺旋桨悬臂的设计原则与应用:介绍螺旋桨悬臂的设计原则,分析其在实际工程中的应用案例。
教材章节:第三章第十节“螺旋桨悬臂的设计与应用”5. 螺旋桨悬臂模型制作:指导学生动手制作螺旋桨悬臂模型,巩固所学知识,提高实践能力。
渔船螺旋桨教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标:(1)了解渔船螺旋桨的基本结构、工作原理和类型;(2)掌握渔船螺旋桨的设计方法和计算步骤;(3)了解渔船螺旋桨对船舶性能的影响。
2. 能力目标:(1)培养学生运用所学知识解决实际问题的能力;(2)提高学生的动手实践能力和创新思维;(3)增强学生的团队合作意识和沟通能力。
3. 情感目标:(1)激发学生对船舶工程领域的学习兴趣;(2)培养学生严谨求实的科学态度;(3)增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容1. 渔船螺旋桨的基本结构;2. 渔船螺旋桨的工作原理;3. 渔船螺旋桨的类型;4. 渔船螺旋桨的设计方法;5. 渔船螺旋桨的计算步骤;6. 渔船螺旋桨对船舶性能的影响。
三、教学过程1. 导入新课通过图片、视频等形式展示渔船螺旋桨在实际应用中的场景,激发学生的学习兴趣。
2. 讲授新课(1)渔船螺旋桨的基本结构:介绍螺旋桨的组成部分,如桨叶、桨轴、螺旋桨支架等。
(2)渔船螺旋桨的工作原理:讲解螺旋桨如何通过旋转产生推力,实现船舶的推进。
(3)渔船螺旋桨的类型:介绍常见的渔船螺旋桨类型,如桨叶型、螺旋桨型等。
(4)渔船螺旋桨的设计方法:讲解螺旋桨设计的基本原则和步骤,如确定设计参数、选择桨叶形状等。
(5)渔船螺旋桨的计算步骤:介绍螺旋桨性能计算的基本公式和方法,如推力、扭矩、效率等。
(6)渔船螺旋桨对船舶性能的影响:分析螺旋桨对船舶速度、航向、燃油消耗等性能的影响。
3. 课堂练习安排学生进行螺旋桨设计计算,巩固所学知识。
4. 课堂讨论组织学生就渔船螺旋桨设计中的问题进行讨论,培养学生的创新思维和团队合作能力。
5. 课堂总结总结本节课的学习内容,强调重点和难点。
四、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的学习态度、参与程度等。
2. 作业完成情况:检查学生对课堂内容的掌握程度。
3. 课堂练习:评估学生对螺旋桨设计计算的实际应用能力。
4. 课堂讨论:观察学生在讨论中的表现,如观点是否合理、沟通是否顺畅等。
螺旋桨-课程设计
山东104总吨钢质拖网渔船1.已知船体主要参数船型:单桨,转动导流管平衡舵,尾机型钢质拖网渔船。
设计水线长:L wl=27.50m垂线间长:L pp=26.00m型宽:B=5.40m型深:D=2.50m平均吃水:T m=1.90m尾吃水: T a=2.40m方形系数:C b=0.502棱形系数:C p=0.592宽吃水比:B/T m=2.84排水量:Δ=137.35t浮心纵向坐标(LCB):X b=-0.78m桨轴中心距基线:Z s=0.35m用艾亚法估算船体有效功率数据表:首先计算所需参数如下:L/Δ1/3 = 5.04 Δ0.64 = 23.346 X c=-3%速度 v(kn)9 10 11速长比V/L1/20.974 1.083 1.191 傅汝德数Vs/(gL)1/20.290 0.322 0.354 标准Co 查图7-3 295 243 205 标准Cbc,查表7-5 0.593 0.56 0.546 实际Cb(肥或瘦)(%)15.35,瘦10.36,瘦8.06,瘦Cb修正(%)11.21 7.174 5.104 Cb修正数量△133 17 10已修正Cb之△1328 260 215 B/T修正(%)=-10Cb(B/T-2)% -4.2168 -4.2168 -4.2168 B/T修正数量,△2[式7-23] -14 -11 -9已修正B/T之C2 314 249 206标准Xc,%L,船中前或后,查表7-5 1.838,船中后2.3275,船中后2.4955,船中后实际Xc,%L,船中前或后3,船中后3,船中后3,船中后相差%L,在标准者前或后 1.162,后0.6725,后0.5045,后Xc修正(%),查表7-7(b)0.22 0.5 0.96 Xc修正数量,△3[式(7-24)] -1 -1 -2已修正Xc之C3 313 248 204长度修正(%)=(Lwl-1.025Lbp)/Lwl*100%3.2 3.2 3.2长度修正数量,△4[式(7-25)] 10 8 7已修正长度C4 323 256 211 Vs3729 1000 1331 Pe=△0.64*Vs3/C4*0.735(KW) 39 68 1092.主机参数主机型号6160A-123 功率(KW)136转速(转/分)850齿轮箱型号2HC250 减速比 1.97:13.推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨钢质拖网渔船,故使用汉克歇尔公式估算:ω=0.77*Cp-0.28=0.77*0.592-0.28=0.176(2)推力减额分数t对于单螺旋桨渔船,也使用汉克歇尔公式估算:t=0.77*C P-0.30=0.77*0.592-0.30=0.156(3)相对旋转效率缺少资料,故近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.156)/(1-0.176)=1.02434.桨叶数Z的选取根据一般情况,单桨船多用四叶,加之教材中四叶图谱资料较为详尽、方便查找,故选用四叶。
螺旋桨课程设计说明书
重庆交通大学航海学院船舶原理设计课程设计说明书课题:船舶螺旋桨设计专业:船舶与海洋工程班级:10级四班学号:10960201学生姓名:王雪指导教师:赵腾日期:2013.6.20目录一、船体主要参数二、主机主要参数三、推进因子四、阻力计算五、可以达到最大航速的计算六、空泡校核七、强度校核八、螺距修正九、重量及惯性矩计算十、螺旋桨计算总结十一、心得体会十二、参考书十三、船体主要参数船用螺旋桨课程设计一、船体主要参数设计水线长 Lwl=70.36m垂线间长 Lpp=68.40m 型宽 B=15.80m型深 D=4.80m设计吃水 d=3.4m桨轴中心线 zp=1.30m排水量⊿=2510tB/D=3.292D/d=1.412Lpp/B=4.329B/d=4.647 二、主机主要参数型号 8230zc 二台额定功率 Ps=1080km(1469hp)额定转速 N=750r/min减速比 2.5传送效率M =0.95三.推进因子伴流分数ω=0.165;推力减额 t=0.165 船身效率ηH =1;相对旋转效率ηR =1四.阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验,表中数值为吃水3.5m 时船的阻力试验结果。
五. 可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。
取功率储备15%,轴系效率 ηs =0.95 螺旋桨敞水收到马力:PD=1469*0.85*ηs *ηr =1186.2(hp ) 根据MAU-40、MAU-55、MAU-70的δP -B 图谱列表计算根据上表的计算结果可绘制Pte、δ、P/D及η0 对V的曲线从P TE –f (V )曲线与船体满载有效马力曲线之交点,可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P /D 、D 、η0如下表所列。
六、空泡校核按柏利尔空泡限界线中商船上限线,计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深9.13.12.3p t =-=-=Z d h m2v s a v 0/m kgf 12103.51749.1025,1330,10 p h γp p p =-⨯+=-+=- 计算温度 t = 15℃,p v = 174 kgf/m 2,P D = 1186.2hp ,ρ = 104.63 kgf 〃s 2/m 4据上述计算结果作图,可求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。
cad螺旋桨课程设计
cad螺旋桨课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解螺旋桨的基本结构及其在CAD设计中的重要性。
2. 学生能掌握螺旋桨设计中涉及的几何参数和工程术语。
3. 学生能描述螺旋桨设计的基本流程和CAD软件的操作方法。
技能目标:1. 学生能够操作CAD软件,完成螺旋桨的三维模型构建。
2. 学生能够运用CAD工具对螺旋桨模型进行必要的工程分析和优化。
3. 学生能够通过CAD软件输出螺旋桨的设计图纸,并进行适当的标注。
情感态度价值观目标:1. 学生通过螺旋桨设计实践,培养对工程设计和航空领域的兴趣。
2. 学生在学习过程中,发展解决问题的能力和团队协作精神。
3. 学生能够认识到科技在航空领域的重要性,增强创新意识和责任感。
课程性质分析:本课程为高年级工程技术课程,旨在通过具体的螺旋桨设计案例,将理论与实践相结合,提高学生的技术应用能力和工程设计思维。
学生特点分析:高年级学生对工程概念有了一定的理解,具备基础CAD操作能力,需要通过更复杂的工程项目来提高综合应用能力和创新设计思维。
教学要求:课程应侧重于实践操作和工程思维的培养,确保学生在理解理论知识的基础上,能够通过CAD软件完成实际的设计任务,并在过程中形成积极的情感态度和正确的价值观。
通过具体学习成果的分解,教师可进行有针对性的教学设计和效果评估。
二、教学内容1. 螺旋桨基本知识回顾:包括螺旋桨的结构、功能、分类及主要参数。
- 教材章节:第二章 航空动力装置与螺旋桨2. CAD软件操作基础:复习CAD软件的基本操作,如视图控制、基本绘图和编辑命令。
- 教材章节:第一章 CAD软件基础操作3. 螺旋桨设计流程:介绍螺旋桨设计的基本步骤,包括需求分析、参数计算、模型构建和优化。
- 教材章节:第三章 螺旋桨设计与分析4. CAD螺旋桨模型构建:详细讲解如何使用CAD软件进行螺旋桨的三维模型构建。
- 教材章节:第四章 CAD三维建模5. 螺旋桨工程分析:应用CAD软件进行螺旋桨的结构分析和性能评估。
飞机螺旋桨设计任务书
飞机螺旋桨设计任务书一、引言飞机螺旋桨是飞机发动机的重要部件之一,它通过产生推力来推动飞机前进。
螺旋桨的设计直接关系到飞机的性能和效率,因此具有重要的工程意义。
本任务书旨在对飞机螺旋桨的设计进行详细规定,确保设计过程符合相关要求并获得良好的设计结果。
二、设计目标1. 提高飞机的推力和效率,减少能耗;2. 保证螺旋桨的结构强度和稳定性;3. 减少噪音和振动,提高飞行舒适度;4. 降低制造成本和维护成本。
三、设计要求1. 螺旋桨的直径、桨叶数目和桨叶形状等参数需根据飞机的型号、重量和性能需求进行合理选择;2. 螺旋桨的材料应具备良好的强度、耐疲劳性和耐腐蚀性能;3. 螺旋桨的设计应符合相关的空气动力学原理,以提高效率和减少噪音;4. 螺旋桨的结构设计应考虑到各种工作条件下的载荷和振动,确保其安全可靠;5. 螺旋桨的制造和装配应符合相关标准,确保产品质量;6. 螺旋桨的维护保养应方便快捷,降低维修成本。
四、设计流程1. 需求分析:根据飞机的性能要求和工作环境,确定螺旋桨的基本参数;2. 气动设计:根据螺旋桨的工作原理和空气动力学原理,选择合适的桨叶形状和桨叶扭度;3. 结构设计:根据螺旋桨的受力特点和载荷要求,确定螺旋桨的结构形式和材料;4. 性能评估:通过数值模拟和实验验证,评估螺旋桨的性能和效果;5. 制造和装配:根据设计图纸和规范,进行螺旋桨的制造和装配;6. 测试和调试:对螺旋桨进行试验和调试,确保其安全可靠;7. 维护和保养:制定螺旋桨的维护保养计划,延长其使用寿命。
五、设计考虑因素1. 飞机的性能和特点;2. 螺旋桨的工作原理和空气动力学原理;3. 螺旋桨的受力特点和载荷要求;4. 螺旋桨的制造和装配工艺;5. 螺旋桨的维护保养要求。
六、设计评估方法1. 数值模拟:利用计算流体力学方法,对螺旋桨进行气动性能和噪音分析;2. 实验验证:通过风洞试验和飞行试验,验证螺旋桨的性能和效果;3. 结构分析:利用有限元方法,对螺旋桨的结构强度和稳定性进行评估;4. 维修记录:对螺旋桨的维修和保养情况进行记录和分析。
螺旋桨设计与绘制汇总
螺旋桨设计与绘制汇总螺旋桨是一种船舶和飞机上常用的推进装置,其设计与绘制涉及到多个方面,包括几何形状、流体力学、材料力学等等。
以下是关于螺旋桨设计与绘制的汇总,详细介绍了各个方面的内容。
一、螺旋桨的几何形状设计1.螺旋桨的基本几何形状包括螺距、叶片数、叶片截面形状等。
确定螺距时需要考虑推进效率和船舶/飞机的性能需求,叶片数的选择影响到螺旋桨的稳定性和噪音产生。
叶片截面形状通常为翼型,需要进行流线型设计,以减少阻力和音响。
2.利用计算机辅助设计软件进行螺旋桨的三维模型设计,可采用实体造型或曲面造型方法。
实体造型较为简单,但不易调整;曲面造型则可以更加灵活地对螺旋桨进行优化。
二、螺旋桨的流体力学设计1.螺旋桨受到的流体力学作用主要包括阻力、升力和扭矩。
螺旋桨的叶片形状和叶片曲度将直接影响这些力的大小和分布。
三、螺旋桨的静力学和强度设计1.螺旋桨在运行时会受到来自流体力学、离心力和惯性力等载荷的作用,因此需要进行强度和振动分析。
静力学分析用于确定螺旋桨的刚度和变形情况,而动力学分析则用于确定螺旋桨的共振频率和临界速度。
2.使用有限元分析软件对螺旋桨进行强度和振动分析,以确保螺旋桨在运行时不会发生破裂或共振失效。
四、螺旋桨的材料选择和制造工艺1.螺旋桨常用的材料包括高强度钢、铝合金、复合材料等。
材料的选择主要考虑到强度、耐腐蚀性和重量等因素。
复合材料由于具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能,逐渐在螺旋桨制造中得到应用。
2.螺旋桨的制造工艺包括铸造、锻造、机械加工和涂装等。
涂装工艺对螺旋桨的表面光滑度和耐腐蚀性都有重要影响。
总结:螺旋桨的设计与绘制涉及到几何形状、流体力学、静力学和强度分析、材料选择和制造工艺等多个方面。
设计过程中需要使用计算机辅助设计软件和CFD软件进行模拟和优化,并结合有限元分析软件进行强度和振动分析。
材料的选择需要考虑到强度、耐腐蚀性和重量等因素。
制造工艺包括铸造、锻造、机械加工和涂装等。
飞机螺旋桨设计知识点总结
飞机螺旋桨设计知识点总结飞机螺旋桨是飞机发动机的重要组成部分,它通过产生推力并转化为前进动力,使飞机能够前进。
螺旋桨的设计对飞机的性能以及飞行性能具有重要影响。
本文将从螺旋桨的工作原理、设计要素以及优化方法等方面进行综述,请随我一起探索飞机螺旋桨设计的知识点。
一、螺旋桨的工作原理螺旋桨的工作原理基于气动力学中的牛顿第三定律,即"作用力等于反作用力"。
螺旋桨通过旋转产生推力,推力的产生基于以下两个原理:1. 绕流理论:螺旋桨在旋转时会形成一个旋涡,通过该旋涡产生的压差产生推力,使飞机前进。
2. 应力传递原理:螺旋桨旋转时,叶片将受到离心力和拉力的作用,通过这种力的传递,产生推力。
二、螺旋桨的设计要素螺旋桨的设计要素直接影响着飞机的性能和效率。
以下是一些螺旋桨设计中需要考虑的重要要素:1. 螺距(Pitch):螺距指的是螺旋桨在旋转一周内推进的距离。
螺距越大,推进力越大,但是对于不同飞行阶段(起飞、巡航、着陆)而言,理想的螺距也会有所差异。
2. 数量与形状:螺旋桨的叶片数量和形状直接影响着气动效能和噪音产生。
一般来说,叶片数量多的螺旋桨在低速飞行时效果更好,而叶片相对较少的螺旋桨在高速飞行时效果更好。
3. 直径(Diameter):螺旋桨的直径影响着推力的大小,直径越大,推力越大。
但是,直径也需要根据飞机的设计要求和空间限制来确定。
4. 材料选择:螺旋桨可以采用各种不同的材料,如合金、复合材料等。
材料的选择对于螺旋桨的强度、重量和耐久性都有重要影响。
三、螺旋桨设计的优化方法为了提高飞机的性能和效率,螺旋桨的设计需要考虑多个方面的因素。
以下是一些常见的螺旋桨设计优化方法:1. 流场模拟:通过数值模拟和流场分析,可以评估不同设计方案的气动性能,从而指导螺旋桨设计的调整和改进。
2. 叶片轮廓设计:通过设计不同形状和截面的叶片轮廓,可以改变螺旋桨的扭转特性、气动力和推力分布等参数,从而优化螺旋桨的性能。
螺旋桨的课程设计
螺旋桨的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解螺旋桨的基本概念、分类和作用;2. 学生掌握螺旋桨的构造、工作原理及其与飞行器性能的关系;3. 学生了解螺旋桨在航空领域的应用和发展。
技能目标:1. 学生能够分析螺旋桨的优缺点,并针对不同飞行器选择合适的螺旋桨;2. 学生能够运用所学知识,设计简单的螺旋桨模型;3. 学生通过实际操作,提高动手能力,培养解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对航空领域的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生团队合作意识,提高沟通协调能力;3. 增强学生的创新意识,鼓励勇于尝试、积极探索。
课程性质:本课程为航空知识科普课程,旨在让学生了解螺旋桨的基本知识,培养学生的航空兴趣和动手能力。
学生特点:五年级学生具备一定的学习能力和动手能力,对新鲜事物充满好奇,喜欢实践操作。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生的参与和互动,通过实际操作和小组讨论,提高学生的综合能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 螺旋桨的基本概念:介绍螺旋桨的定义、作用及其在飞行器中的重要性;- 教材章节:第二章“飞行器的基本构造”,第三节“推进装置”。
2. 螺旋桨的分类与构造:讲解不同类型的螺旋桨及其构造特点;- 教材章节:第二章“飞行器的基本构造”,第三节“推进装置”。
3. 螺旋桨的工作原理:阐述螺旋桨的工作原理及其对飞行器性能的影响;- 教材章节:第二章“飞行器的基本构造”,第三节“推进装置”。
4. 螺旋桨的选择与应用:分析不同飞行器对螺旋桨的需求,以及如何选择合适的螺旋桨;- 教材章节:第三章“飞行器的设计与制作”,第一节“飞行器设计的基本原则”。
5. 螺旋桨模型设计与制作:引导学生运用所学知识,设计并制作简单的螺旋桨模型;- 教材章节:第三章“飞行器的设计与制作”,第二节“模型制作的基本方法”。
6. 螺旋桨在航空领域的应用与发展:介绍螺旋桨在航空领域的发展历程及其未来发展趋势;- 教材章节:第四章“航空领域的发展”,第二节“飞行器推进技术的发展”。
螺旋桨倒车教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标:使学生掌握螺旋桨倒车的操作要领,了解倒车时的注意事项。
2. 技能目标:培养学生熟练操作螺旋桨倒车的能力,提高实际操作技能。
3. 情感目标:激发学生对螺旋桨倒车的兴趣,培养团队协作精神。
二、教学内容1. 螺旋桨倒车的基本原理2. 螺旋桨倒车的操作步骤3. 螺旋桨倒车时的注意事项4. 螺旋桨倒车故障排除三、教学方法1. 讲授法:教师通过讲解螺旋桨倒车的基本原理、操作步骤、注意事项等,使学生掌握相关理论知识。
2. 演示法:教师现场演示螺旋桨倒车的操作过程,使学生直观了解操作要领。
3. 实践法:学生分组进行螺旋桨倒车操作,教师巡回指导,纠正操作中的错误。
4. 讨论法:学生分组讨论操作过程中遇到的问题,共同解决,提高团队协作能力。
四、教学过程1. 导入教师简要介绍螺旋桨倒车的基本概念和重要性,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解(1)螺旋桨倒车的基本原理(2)螺旋桨倒车的操作步骤(3)螺旋桨倒车时的注意事项3. 演示教师现场演示螺旋桨倒车的操作过程,强调操作要领和注意事项。
4. 实践(1)学生分组进行螺旋桨倒车操作(2)教师巡回指导,纠正操作中的错误5. 讨论学生分组讨论操作过程中遇到的问题,共同解决。
6. 总结教师总结本次课程的主要内容,强调操作要领和注意事项。
五、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的学习态度、参与程度等。
2. 实践操作:评估学生在实际操作中的熟练程度和准确性。
3. 团队协作:观察学生在讨论过程中是否能积极发言、倾听他人意见、共同解决问题。
4. 反馈:收集学生对教学内容的意见和建议,不断优化教学方案。
螺旋桨优化设计及特性分析
螺旋桨优化设计及特性分析概述:螺旋桨作为船舶和飞行器的重要部件,具有至关重要的作用。
优化设计和特性分析是研究螺旋桨性能的关键。
本文将从螺旋桨的设计原理、优化流程及特性分析三个方面探讨螺旋桨的优化设计及特性分析。
螺旋桨的设计原理:螺旋桨设计的基本原理是通过叶片的几何参数和其绕中心轴的旋转来造成流体的流动,从而产生推力。
螺旋桨的设计要素主要包括叶片数、叶片截面形状、叶片扭曲、叶片展位角等。
其中,叶片数和叶片截面形状直接影响螺旋桨的推进效率,而叶片扭曲和展位角的设计则会影响螺旋桨的噪音、振动等特性。
螺旋桨优化设计的流程:螺旋桨的优化设计可以分为几个步骤,包括初始设计、离散化、流场计算、性能评价和优化设计。
在初始设计阶段,需要确定螺旋桨的类型、工作条件和设计目标。
离散化是将连续的叶片分割成离散的控制点,以便进行后续的流场计算。
流场计算使用计算流体力学方法,通过求解流体力学方程组,分析螺旋桨的流场,得到其叶片负载和推力性能。
性能评价是对螺旋桨的性能指标进行综合评估,包括推力、效率和噪音等方面。
最后,根据评价结果进行优化设计,通过改变叶片几何参数,实现螺旋桨性能的最优化。
螺旋桨特性分析:除了优化设计,对螺旋桨特性的分析也是非常重要的。
特性分析包括推力特性、效率特性、噪音特性等方面。
推力特性是指在不同工况下,螺旋桨的推力输出量和输入功率之间的关系。
效率特性是指螺旋桨的功率转换效率,即输出推力与输入功率的比值。
噪音特性是指螺旋桨在运行时产生的噪音水平,主要影响因素有叶片振动、湍流噪音和相对流噪音等。
通过对这些特性的分析,可以评估螺旋桨的性能并对其进行改进。
结论:螺旋桨优化设计及特性分析是提高螺旋桨性能的关键。
通过合理的设计和优化,可以提高螺旋桨的推进效率和降低噪音水平,从而提升船舶和飞行器的整体性能。
在未来的研究中,可以结合新的设计理念和计算方法,进一步提高螺旋桨的性能,并在实际应用中持续改进和优化。
总而言之,螺旋桨的优化设计及特性分析是一个复杂且持续的工作,需要综合考虑多个因素和方法。
螺旋桨课程设计要点
JS813尾滑道渔船螺旋桨设计书指导老师:学生姓名:学号:达成日期:第2页共16页船型单桨流线型舵,前倾首柱,巡洋舰尾,柴油机驱动,尾机型尾滑道渔船。
设计水线长:LWL=29.80m垂线间长:BPL=28.00m型宽:B=6.30m型深:D=2.90m 设计吃水:T d方型系数:B=0.555=2.20m C排水量:=222t棱型系数:C P=0.653纵向浮心坐标X b纵向浮心地点c1/3=-1.36m0.64x=%L/ 4.9231.74宽度吃水比B/T 2.86艾亚法有效功率估量表:速度V/Kn91011Froude数0.270.300.33标准Co(图7-3)332.58270.58223.22标准Cbc0.6250.5770.555实质Cb(肥瘦%)(本船Cb=0.555)12.0%(瘦) 3.8%(瘦)0Cb修正%8.70% 1.88%0Cb修正数目128.93 5.090已修正Cb之C1361.51223.22275.67B/T修正%-4.773-4.773-4.773B/T修正量217.2510.6513.16已修正B/T之C2378.76233.87288.83标准Xc(L%)船中后 1.30%(后) 2.39%(后) 2.04%(后)实质Xc(L%)船中后(本船为后) 4.56% 4.56% 4.56%相差%L,在标准后(本船均为在标准后) 3.26% 2.52% 2.17%Xc修正(%) 4.4% 3.2% 5.4%Xc修正数目3-12.71-9.24-15.602已修正Xc之C3366.05279.60218.27长度修正%=(Lwl-1.025Lpp)/Lwl*100% 3.7% 3.7% 3.7%长度修正413.5410.348.08已修正长度之C4379.59289.44226.35V^372910001331PE=(^0.64)*(V^3)*0.735/C4(KW)44.8180.47137.20PE=(^0.64)*(V^3)*0.735/C4(hp)60.97109.48186.672.主机参数型号:8E150C标定功率:P S2=199kw标定转速:750r/min标定马力270.75hp减速后转速:297.62r/min减速比:i=2.52减速箱效率ηg:0.96轴系效率ηs:0.98最大连续功率:262.63hp相应转速:235.85rpm3.推动因子确实定(1)伴流分数ω本船为单桨海上渔船,故使用汉克歇尔公式估量ω=0.77*Cp-0.28=0.222推力减额分数t,用汉克歇尔公式估量t=0.77*C P-0.3=0.203(3)相对旋转效率近似地取为ηR=1.0(4)船身效率H=(1-t)/(1-ω)=(1-0.203)/(1-0.222)=1.0244.桨叶数Z的选用依据一般状况,单桨船多用四叶,加之四叶图谱资料较为详细、方便查找,3应采纳四叶。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
JS813尾滑道渔船螺旋桨设计书指导老师:学生姓名:学号:完成日期:1. 船型单桨流线型舵,前倾首柱,巡洋舰尾,柴油机驱动,尾机型尾滑道渔船。
艾亚法有效功率估算表:2.主机参数3.推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨海上渔船,故使用汉克歇尔公式估算ω=0.77*Cp-0.28=0.222(2)推力减额分数t,用汉克歇尔公式估算-0.3=0.203t=0.77*CP(3)相对旋转效率近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.203)/(1-0.222)=1.0244.桨叶数Z的选取根据一般情况,单桨船多用四叶,加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找,故选用四叶。
5.AE/A0的估算按公式A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k进行估算,其中:T=P E/(1-t)V=137.2/((1-0.203×11×0.5144)=30.3kN水温15℃时汽化压力p v=174 kgf/m2=174×9.8 N/m2=1.705 kN/m2静压力p0=pa+γhs=(10330+1025×1.5)×9.8 N/m2=116.302 kN/m2k取0.2D允许=0.7×T=0.7×2.2=1.5A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k=(1.3+0.3×4)×30.3/((121.324-1.705)×2.2×2.2)+0.2 = 0.494 6.桨型的选取说明由于本船为海上渔船,MAU型原型螺旋桨比较适合在海洋中工作的要求。
所以选用MAU型较适宜。
7.根据估算的AE/A0选取2~3张图谱根据A E/A0=0.494选取MAU4-40, MAU4-55,MAU4-70三张图谱。
8.列表按所选图谱(考虑功率储备)进行终结设计,得到3组螺旋桨的要素及V sMAX功率储备取16%,轴系效率ηS=0.98,齿轮箱效率ηG=0.96螺旋桨敞水收到功率P DO = Ps×0.9×0.98×ηS×ηG= 199×0.84×0.98×0.98×0.96= 159.13kw = 213.3 hp (English)由图谱可查得:相应曲线(如下图1-1所示)得到数据图1-19.空泡校核,由图解法求出不产生空泡的(A E/A0)MIN及相应的V sMAX、P/D、η0、D.按柏努利空泡限界线中商船上限线,计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深h s由船体比例取1.5mp0-pv= pa+γhs-pv=(10330+1025×2-174) kgf/m2 =11591kgf/m2计算温度t =15℃, pv =174 kgf/m2P DO = 156.78 kw = 213.3 hp (English) ρ=104.63 kgf×s2/m4空泡校核图如下数据分析据上述结果作图二,可求得不发生空泡的最小盘面比及对应的最佳螺旋桨要素:A E/A0=0.5923,P/D=0.7884,D=1.5534m,η0=0.6093,V MAX=10.14kn图1-2 空泡校核10.计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线由B4-40,B4-55,P/D=0.735的敞水性征曲线内插得到B4-50.5, P/D=0.735的敞水性征曲线,其数据如下:图1-3 螺旋桨无因次敞水性征曲线11. 计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0由敞水性征曲线得J=0时,K T=0.348, K Q=0.0419计算功率P D=199*0.96*0.98/0.735=154.72hp系柱推力减额分数取t0=0.04,主机转矩Q=P D×60×75/(2πN)=254.72×60×75/(2×3.1416×297.62)= 612.72 kgf.m 系柱推力T=(K T/K Q)×(Q/D)=(0.348/0.0419)×(612.72/1.5534)= 3276.01 kgf车叶转速N0=60×√T/(ρ×D4×K T)=60×(3276.01/(104.63×1.55344×0.348))0.5= 235.85 rpm12.桨叶强度校核按我国1990《钢质海船入级与建造规范》校核t0.25R及t0.6R,应不小于按下式计算所的之值:t=√Y/(K-X) (mm)式中Y=A1×N e/(Z×b×N),X=A2×G×A d×N2×D3/(1010×Z×b) 计算功率N e=262.62hpA d= A E/A0=0.5923,P/D=0.7884,ε=10º, G=7.6gf/cm3, N=297.62rpm在0.6R处切面弦长b0.6=2.1867×A E/A0×D/Z=0.502mb0.25R=0.7212×b0.6R=0.362m13.桨叶轮廓及各半径切面的型值计算最大切面在0.66R处,b0.66R=0.226*D* A E/A0/(0.1*Z)=0.520m轴线处最大厚度= 0.050D=0.050×1.55×1000=77.67mm实际桨叶厚度MAU型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下:(单位:mm)14.桨毂设计最大连续功率P D=262.63hp,此时N0=235.85 rpm(P D/N)1/3= (582/314.8) 1/3= 1.036根据中文课本P198图9-1可查得螺旋桨桨轴直径d t=150mm采用整体式螺旋桨,则螺旋桨的毂径d h=1.8d t=1.8×150=270mm毂前后两端的直径d2=0.88×dh=0.88×270=237.6mmd1=1.10×dh=1.10×270=297mm桨毂长度l0=d h+100=370mm减轻孔的长度l1=0.3×l0=0.3×370=111mm毂部筒圆厚度δ=0.75×t0.2R=0.75×63.07=47.30mm叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径r1=0.033D=0.033×1553.4×1000=53.8mm,r2=0.044D=0.044×1.5534×1000=68.35mm15.螺旋桨总图绘制(详见螺旋桨设计总图)附纸16.螺旋桨重量及转动惯量计算铝青铜材料重量密度γ=8410kgf/m3 ,0.66R处叶切面的弦长b0.6=0.520mm,螺旋桨直径D=1.55m,t=0.06307 m,t0.6= 0.03386m0.2最大连续功率P D=262.63hp,此时N0=235.85 rpm毂径d=0.167×d t=0.167×1.5534=00.2700m,毂长L K=0.3700m桨毂长度中央处轴径d0 =0.045+0.108(P D/N)1/3-KL K/2=0.045+0.108×(582/314.8)/3-0.1×0.3934/2=0.0666md/D=0.174则根据我国船舶及海洋工程设计研究院提出的公式:桨叶重G bl=0.169γZb max(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)=0.169×8410×4×0.520×(0.5×0.06307+0.03286)×(1-0.174)×1.5534=248.06kgf桨毂重Gn=(0.88-0.6d0/d)L Kγd2(kgf)=(0.88-0.6×0.0666/0.2700)×0.3700×8410×0.27×0.27=166.05kgf螺旋桨重量G= G bl +Gn= 414.1kgf螺旋桨惯性矩I mp=0.0948γZb max(0.5t0.2+t0.6)D3=0.0948×8410×4×0.52×(0.5×0.06307+0.03386)×(1.5534^3)=406.5kgf·m·s217.设计总结本次课程设计的内容较之以前几次课程设计来说是比较复杂的,通过本次螺旋桨设计,我对本课程的知识有了一个系统的了解,这对于我们的后续课程学习很有帮助。
本次课程设计的难点在于以下几个方面:1、第一步有效功率初估,因为缺乏公式,故只用了艾亚法推荐的公式,另查阅了《内河船舶设计手册》,有些相应公式也语焉不详。
2、根据设计图谱得到数据进行画图时,在CAD 中比例的掌握是一个小问题,困扰了一小段时间,但后来根据标度不同,但能较好地放在同一张图中的原则,通过数据乘以某一个比例的方法还是得到了较好地曲线。
3、总图绘制软件有时不能正常运行,重启电脑后材可以进行绘制。
17.设计体会课程设计的独立完成,从中体会到了不少平时无从得知的东西,像方法、态度等问题,均有不少感触。
事非亲历不知难,像这种比较大的课程设计对一门课程的学习是一个很好的回顾,也能有不少收获。
首先要细心谨慎,在记录数据、读图谱、计算时宁肯慢一点也不能太快,因为欲速则不达,如果出错重新改正则检查、修改必然花费更多时间,如果一开始没有满足条件,之后从头再来也必然得不偿失,所以对于初学者而言,螺旋桨课程设计可以说是慢工细活。
再者,在进行图谱设计时要不断翻阅课本,有时甚至要翻阅手册,在课设完全结束时,课本也基本重新精读了一遍。
最后,螺旋桨课程设计有着很重要的实际意义,跟以后的工作紧密联系,所以在本科阶段第一次设计时就培养良好的习惯对以后是大有裨益的。