螺旋桨课程设计要点

JS813尾滑道渔船螺旋桨设计书

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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=0.203

t=0.77*C

P

(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)=1.024

4．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p

0=p

a

+γh

s

=(10330+1025×1.5)×9.8 N/m2=116.302 kN/m2

k取0.2

D允许=0.7×T=0.7×2.2=1.5

A 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1-1

9．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1.5m

p

0-p

v

= p

a

+γh

s

-p

v

=(10330+1025×2-174) kgf/m2 =11591kgf/m2

计算温度t =15℃, p

v =

174 kgf/m2

P 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 rpm

12．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=262.62hp

A 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=0.502m

b0.25R=0.7212×b0.6R=0.362m