船舶阻力与推进课程设计说明书

鲁东大学

船舶阻力与推进课程设计说明书

课程名称：船舶原理

院（系）：交通学院

专业：船舶与海洋工程

班级：船舶1002班

学号：20102814325

学生姓名：宋淑臣

1、船体主要参数：

单桨、中机型渔船

垂线间长Lpp=78m

型宽B=14m

型深H=8.8m

平均吃水Tm=6m

菱形系数Cp=0.735

排水体积▽=4973m³

排水量△= 5097t

浆轴线中心线距基线高Zp=2m

模型试验提供的有效功率数据：

2、主机参数：

型号

主机功率MHP = 1618kw(2200hp)

转速N = 280 r/min

螺旋桨材料Cu3镍铝青铜

旋向右旋

3．船桨相互作用系数：

（1）伴流分数：

根据汉克歇尔公式，对于单桨渔船

ω=0.77Cp-0.28=0.77×0.735-0.28=0.28595

（2）推力减额分数：

根据汉克歇尔公式，对于单桨渔船

t=0.77Cp-0.30=0.77×0.735-0.30=0.26595

（3）转身效率：

ηh=（1-t）／（1-ω）=（1-0.26595）／（1-0.28595）=1.028

（4）相对转身效率：

ηR=1.0

（5）轴系效率：

ηS=0.97

4、

（1）船体有效马力与航速关系计算：

采用MAU 4桨叶图谱进行计算

取功率储备10％，轴系效率ηS=0.97

螺旋桨敞水收到马力：

Pd=MHP×0.9×ηS×ηR=2200×0.9×0.97×1.0=1920.60 hp 图谱计算公式V A=V（1-ω）BP=NPD^0.5／V A^2.5

根据表计算结果可绘制PTE、δ、P／D及η0对V的曲线，如图所示：

从PTE——f（V）曲线与船体满载有效马力曲线，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳设计要素P／D、D及η0，如图所示：

MAU Vmax/kn P/D δD/m ηO 4-40 11.94 0.589 92.5 2.643 0.496

4-55 11.83 0.624 92 2.604 0.474

4-70 11.76 0.638 90.5 2.547 0.462

（2）、空泡校核：

按柏利尔空界限中渔船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。浆轴沉深：

h s=T-Z p=6-2=4 m

P0-pv=pa+γhs-pv=10330+1025*4-174=14256kgf/m2

计算t=15℃pv=174kgf/m2 PD=1920.6hp ρ=104.63kgf/m2

空泡校核计算结果：

7 T=PD*η0*75/V A m2 17362.00 16746.190 16419.392

8 Ap=T/0.5ρV0.7R^2*τ

c m2

2.903 2.847 2.789

9 AE=Ap/(1.067-0.229P/D

) m2

2.721 2.668 2.613

10 AE/A0=AE/(0.25πD2) 0.496 0.501 0.513

图 2 空泡校核计算结果

据表计算结果作图如下，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。

A E/A O= 0.54 P/D= 0.624 D= 2.61m ηo=0.474 V max= 11.83kn （3）、强度校核：

按2001年《规范》校核t0.25R及t0.6R,应不小于按下式计算之值：t=√Y/(K--X)

Y=1.36A1*Ne/(Z*b*ne)

X=A2*G*Ad*N^2*D^3/(10^10Zb)

计算功率

Ne=2200*0.97=2134hp

Ad= AE/AO=0.54

P/D=0.624 ε=8°

G=7.6 g/cm2（表 7-1 材料系数可得）

N=ne=280r/min

b0.66R=0.226DaE/(0.1Z)=(0.226*2.61*0.54)/0.4=0.7963.

b0.25R=0.7212b0.66R=0.7212*0.7963=0.5743.

b0.6R=0.9911b0.66R=0.9911*0.7963=0.7892.

强度校核计算表

实际螺旋桨厚度计算按公式：

1.0

0.0045 R

t D

==0.0045*2.61=11.745与

0.25

110.6 R

t=连直线决定：

t0.2= 115.5mm t0.3= 106mm

t0.4 =98.5mm t0.5= 85.9mm

t0.6= 76mm t0.7 = 66.1mm

t0.8=56.2mm t0.9=46.3mm

（4）、螺距修正：

根据尾轴直径大小，决定毂径比dh/D=0.18,此值与MAU桨标准毂径比相同，故对此项无需修正。

由于实际桨叶厚度大于MAU桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。

设计桨t0.7 = 66.1mm ，b0.66R=1.4692m,叶片宽度比《1》中查表8-4 可得0.9964.

(t/b)0.7R=0.0661/(0.9964*1.4692)=0.04515.

标准桨t0.7R=0.01771*D=0.0171*2,61=0.044631.（0.0171由表查得）.

(t/b)0.7R=0.044631/(0.964*0.796311)=0.05625.

(取MAU4-55为基准桨) 1-s=V A/NP=(1-w)V×30.866/(NP)

=(1-0.33)×11.83×30.866/(280×1.62864)

=0.5365.