螺旋桨设计 作业

0.954000.90.98 1.04762.8D S s R P P hp

ηη==⨯⨯⨯=某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书

1. 已知船体的主要参数

船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 C B = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米 由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下：

航速V （kn ） 13 14 15 16 有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 4045

2.主机参数

型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.98

3.相关推进因子

伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0

船身效率 0777.111=--=w

t

H η

4.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10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力：

根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp

--δ图谱列表计算：

项 目 单位 数 值

假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815

11.536

Bp=NP D 0.5/V A 2.5

42.3368531 35.17684 29.60389 25.19283 Bp

6.50667758

5.931007

5.440946

5.019246

MAU 4-40

δ

76 69 64.4 61 P/D 0.62 0.66 0.68 0.7

ηO 0.56

0.585 0.605

0.625

P TE =P D ·ηH ·ηO

hp 2874.406954

3002.729 3105.386

3208.043

MAU 4-55

δ

74 68 64 60 P/D 0.69 0.718 0.73 0.78 ηO 0.545

0.57

0.59 0.61 P TE =P D ·ηH ·ηO

hp 2797.4139

2925.736

3028.393

3131.05

MAU 4-70

δ

72 67 63 58 P/D 0.7 0.73 0.75 0.79 ηO 0.525

0.545

0.565

0.585

P TE =P D ·ηH ·ηO

hp

2694.75651 2797.414 2900.071 3002.7286

据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及η

O

对V 的曲线，如下图所示。

从PTE —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 及ηO 如下表所列。

MAU Vmax P/D δ

D ηO

4-40 15.0943 0.68167 64.05003 4.2003 0.6068322 4-55 14.99145 0.72977 64.0349 4.1947 0.5898346 4-70

14.80017

0.74507

63.8294

4.1291

0.5610014

5.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 h s =T －Zp=7.2－3.00=4.2m

p 0－p v = pa + γh s －p v = 10300+1025×4.2-174 = 14461kgf/m 2

计算温度t = 15°C ,P v = 174kgf/ m 2 , P D = 4762.8hp, ρ= 104.63kgfs 2/m 4

序号 项目

单位 数值 MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70 1 Vmax

Kn 15.0943 14.99145 14.80017 2 V A =0.5144Vmax(1-w) m/s

5.59821021 5.56006496 5.48912257 3 (0.7πND/60)2 (m/s)2 644.5867656 642.869136 622.9189826 4 V 20.7R =V 2A +3

(m/s)2

872.4246581

867.612709

841.9640147

5 ζ=(p 0- p v ) / 21

ρV 0.7R 2

0.316843035 0.31860031 0.328305808 6 η c 0.133 0.135 0.139 7 T=P D ·ηO ·75/V A

kgf

38720.68429 37894.3086 36507.71276 8 A P =T /

2

1

ρV 0.7R 2·η c m 2 6.378774087 6.18426491 5.962797555 9 A E =A P / (1.067-0.229P/D) m 2

7.002734772

6.87230137

6.652094432

10

A E /A O =A E /

4

1

πD 2 0.505635317 0.49754312 0.497024672 按上述结果作图,可求得不发生空泡的最小盘面比以及对应的最佳螺旋桨要素 A E / A O = 0.4885 P/D=0.664

D=4.202 m ηo=0.5966 Vmax=15.0339 kn