螺旋桨的推力和转矩

螺旋桨的推力和转矩 伴流系数（因子） wP = VW / V
伴流的分布
螺旋桨的推力和转矩
螺旋桨进速Vp： Vp = V- VW = V (1- VW/V) Vp = V(1- wP ) 可见，伴流使螺旋桨进速 比船速低，螺旋桨推力增大。 其中，VW为伴流；
wP为伴流系数。
螺旋桨的推力和转矩
② 螺旋桨对船体的影响（推力减额△T ） 船尾螺旋桨工作时，其产生的水流柱，引起船体
螺旋桨的推力和转矩
螺旋桨的推力和转矩
1、机翼产生升力的原理 2、螺旋桨产生推力和转矩的原理 3、敞水螺旋桨推力及转矩 4、船后螺旋桨的特性
螺旋桨的推力和转矩
1、机翼产生升力的原理 F L
机翼升力条件：
来流速度V
来流的冲角

D
V
产生压力差F（机翼上、下表面 压Biblioteka Baidu之差）
压力差F分解为：
升力L（垂直流速方向的分力）
螺旋桨的推力和转矩
③ 滑失对推力的影响（滑失S ） 虚滑失比（SA）： 虚滑失（螺旋桨进速Vp若用船速V
代替）与螺旋桨理论速度之比。 SA = (nP-V) / nP = (1-V)/nP 虚滑失比是表征不同航行状态下螺旋桨负荷的参数。
螺旋桨的推力和转矩
主要结论： 在船型和螺旋桨形状一定是，螺旋桨的推力和转矩
阻力D（平行流速方向的分力）
螺旋桨的推力和转矩
2、螺旋桨产生推力和转矩的原理
dL
dT
S

nP
f
Vp
b
dQ
r
n2pr
螺旋桨推力、转矩示意图
螺旋桨的推力和转矩
3、敞水螺旋桨推力及转矩
推力：
T = ·n2 ·D4 ·KT
转矩：
Q = ·n2 ·D5 ·KQ
其中，KT为推力系数， KQ为转矩系数, 可根据螺旋 桨敞水试验求得，且为进速系数（J）的函数。 进速系数：J = Vp / (n ·D)
其中， Vp为螺旋桨进速，相对水的速度。
螺旋桨的推力和转矩
KT
10KQ 0.8
KQ
0.6 KT
0.4
0.2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 J
螺旋桨特性曲线
螺旋桨的推力和转矩
4、船后螺旋桨的特性
① 船体对螺旋桨推力的影响（伴流VW影响） 伴流：船舶在水中以船速V行驶时，其附近受到船体 运动的影响而产生一种追随船体运动的水流。 伴流的组成：摩擦伴流、势伴流、兴波伴流。 伴流的特点：沿船体前后方向，船首最小、船尾 最大，离船体越远，伴流越小；船尾处 沿螺旋桨的径向，上大下小，左右对称。
主要取决于船速、转速和滑失比。 当船速一定时，T和Q与转速的平方正正比； 当转速一定时，船速越低，滑失比越大，T和Q 越大。 实际操船中，驾引人员常常通过降低船速，增加转速
来增大滑失比，提高舵效，但应当注意避免使主机超负 荷工作而损坏主机。
尾部流速加快，压强降低，从而使船体阻力产生增值， 这部分增加的阻力称为阻力增额。计算时常处理为 推力减额。
Te = T- △T = T (1- △T /T) = T(1-t) 其中， Te为有效推力；t为推力减额系数。
螺旋桨的推力和转矩
③ 滑失对推力的影响（滑失S ） 除上述影响外，螺旋桨的推力还与螺旋桨的运动状
态、水中深度和转动方向有关。 滑失（S）：螺旋桨理论速度nP与实际速度Vp的差值。
S = nP-Vp = nP-V (1-wP ) 滑失比（SR）： 滑失与螺旋桨理论速度之比。
SR = (nP-Vp) / nP = 1-V (1-wP )/nP 其中，n为螺旋桨的转速；P为螺旋桨的螺距；
Vp为螺旋桨进速；V为船速。