船舶推进课后练习答案

第一章习题

1. 除螺旋桨之外，船用推进器还有那些类型？简述他们的特点及所适用船舶类型?

螺旋桨，风帆，明轮，直叶推进器，喷水推进器，水力锥形推进器

螺旋桨：构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高。

风帆：推力依赖于风向和风力以至于船的速度和操纵性都受到限制。仅在游艇，教练船和小渔船上仍采用

明轮：构件简单，造价低廉，但蹼板入水时易产生拍水现象，而出水时又产生提水现象，因而效率较低。目前用于部分内河船舶。

直叶推进器：可以发出任何方向的推理，操纵性好，推进器的效率高，在汹涛海面下，工作情况也较好，但构造复杂，造价昂贵，叶片保护性差极易损坏。用于港口作业船或对操纵性有特殊要求的船舶

喷水推进器：活动部分在船体内部，具有良好的保护性，操纵性能良好，水泵及喷管中水的重量均在船体内部，减少了船舶的有效载重量，喷管中水力损耗很大，故推进效率较低。多用于内河潜水拖船上，近年来也用于滑行艇，水翼艇等高速船上。

水力锥形推进器：构造简单，设备轻便，船内无喷管效率比一般喷水推进器为高，航行于浅水及阻塞航道中的船只常采用此种推进器。

2. 何谓有效马力（有效功率）？

有效功率：若船以速度v航行时所受到的阻力为R，则阻力R在单位时间内所消耗的功为Rv，而有效推力Te在单位时间内所作的功为Te*v，两者在数值上相等，故Te*v（或者R*v）称为有效功率。

阻力试验R和V都可测。

3. 何谓收到马力？它与主机马力的关系如何？

收到马力：机器功率经过减速装置，推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器连接处所量得的功率称为推进器的收到功率Pd表示。

Pd=Ps*ηs→传递效率或轴系功率

4. 推进效率。推进系数如何定义？如何衡量船舶推进性能的优劣？

推进效率：由于推进器本身在操作时有一定的能量损耗，且船身与推进器之间有相互影响，故有效功率总是小于推进器所收到的功率，两者之比称为推进效率，以ηd表示。

推进系数：有效功率与机器功率之比称为推进系数以P.C表示

P.C=Pe/Ps P.C=ηdηs

5. 何谓船舶快速性？快速性优劣取决于那些因素？

快速性：指船舶在给定主机功率情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问题。

①船舶于航行时所遭受的阻力要小，所谓优良船型的选择问题

②选择推力足够，且效率较高的推进器

③选择合适的主机

④推进器与船体和主机之间协调一致

第二章习题

1. 螺旋桨由那些部件构成？他们各起什么作用？

桨叶和桨毂构成（个人观点）桨叶：通过旋转产生推力桨毂：固定桨叶并传递来自尾轴的力和转矩。

2. 何谓桨叶切面（桨叶剖面）？何谓等螺距及变螺距螺旋桨？叶切面螺距角沿半径如何变化？

桨叶切面：与螺旋桨共轴的圆柱面和桨叶相截所得的截面称为桨叶的切面。

面螺距：螺旋桨的叶面为等螺距螺旋面之一部分。则P称为螺旋桨的面螺距。

等（变）螺距螺旋桨：若螺旋桨叶面各半径处的面螺距等（不等），则称为等（变）螺距螺旋桨。螺旋桨某半径r 处螺距角θ的大小, 不同半径处的螺距角是不等的， r 愈小则螺距角θ愈大。

3. 桨叶切面有哪些常用形状？它们各自的水动力及空泡性能如何？

弓形，梭形，机翼形，月牙形

机翼：叶型效率较高，但空泡性能较差。

弓型：叶型效率较低，空泡性能好。

4. 螺旋桨制图中，使用哪些轮廓（或投影）来表达桨叶外形？桨叶面积有哪几种表达方式？

正视图：从船后向船首所看到的为螺旋桨正视图

侧视图：从船侧看过去所看到的为侧视图。

投影面比，伸张面比，展开面比。

第三章习题

1. 何谓理想推进器？何谓理想螺旋桨？为什么理想螺旋桨效率低于理想推进器效率？

理想推进器理论要满足下列假定（重点）

①推力器为一轴向尺度趋于零，水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后，称为鼓动盘（具有吸收

外来功率并推水向后的功能）

②水流速度和压力在盘面上均匀分布

③水为不可压缩的理想流体

理想推进器：推进器为一直径为D的没有厚度的圆盘面，此盘面具有吸收外来功率并推水使其获得轴向诱导速度的功能，这样一个被理想化了的推进器称为理想推进器，又称为鼓动盘。

理想螺旋桨：理想推进器是通过吸收外来功率而产生轴向诱导速度，而对于螺旋桨而言，是利用旋转运动来吸收外来功率的，因此除了产生轴向诱导速度之外，还要产生周向诱导速度。对于理想螺旋桨则是忽略离心力及尾流收缩的影响，此时螺旋桨产生的周向诱导速度在桨盘紧后方至远后方保持不变，为一常数，这一被理想化了的螺旋桨称之为理想螺旋桨。

理想螺旋桨的效率=理想推进器的效率*理想螺旋桨的周向诱导效率

2. 从理想推进器理论出发，讨论提高推进器效率的措施？

增大直径，盘面积变大，推进器效率提高。

3. 试画出速度多角形，并利用几何关系证明诱导速度un 垂直于合速VR 。

（P22）

2

2a

A

t

t a u V u r u u +-

=

ω ∴两个阴影部分三角形相似

则DFE CAB ∠=∠

又090=∠ABC

则090=∠+∠ACB CAB

BCF DFE EF CB ∠=∠⇒

∴ 090=∠+∠ACB BCF 即 090=∠ACF ∴ DF AC ⊥ 即u n 垂直于V R

第四章习题

1. 何谓螺旋桨的敞水性能？ 孤立螺旋桨的性能

推力系数，转矩系数，效率

2. 何谓螺旋桨模型的敞水试验？理论上要求桨模与实桨之间满足哪些相似关系？实际试验能否做到？为什么？

敞水试验：螺旋桨模型单独地再均匀水流中的试验 相似条件：进速系数J ，雷诺数，付汝德数

弗如德：大于沉没深度，兴波的影响可以忽略不计。

雷诺数：大于临界雷诺数300000，无法满足雷诺相似，如果进速系数和雷诺数同时相等的条件下，则桨模的转速和进速都将过高而难以实现，推力过大而无法测量。

3.何谓螺旋桨的尺度作用？工程实践中对该尺度作用有哪些处理方法? 尺度作用：至于桨模和实桨因雷诺数不同而引起两者水动力性能之差异。 修正：（1）不修正 （ 2）只修正K Q （3）ITTC1978修正方法