船舶推进器螺旋桨研究
螺旋桨在船舶推进中的应用研究
螺旋桨在船舶推进中的应用研究第一章：概述螺旋桨作为船舶重要的推进装置，其性能直接影响着船舶的能耗、速度、稳定性等方面。
近年来，随着技术不断进步和能源价格的不断攀升，对螺旋桨的研究也日益深入。
本文将着重探讨螺旋桨在船舶推进中的应用研究。
第二章：螺旋桨的原理螺旋桨是一种转动的水翼，在船舶推进中起到重要的作用。
它能将机械能转化为水动能，利用推力推动船只前进。
常用的螺旋桨分为固定螺旋桨和可调螺旋桨两种。
前者的叶片固定，通常安装在干舷后侧的推进器上，适用于速度较慢、推进功率相对较小的船只；后者的叶片可以调整，可以根据不同的速度和船型调整叶片的角度，适用于高速船舶。
第三章：螺旋桨的设计螺旋桨的设计需要考虑多种因素，包括船舶的速度、功率、航行深度、船型等。
其中，螺旋桨的叶片形状和叶片数量对其性能有着至关重要的影响。
现代的设计工具可以通过模拟和试验，优化螺旋桨的设计，更好地满足实际需求。
此外，在螺旋桨的制造和维护过程中，也需要考虑到材料的选用、加工工艺、检测技术等因素。
第四章：螺旋桨的改进与创新在螺旋桨的应用研究中，改进和创新是不可或缺的一部分。
例如，船只在运行过程中，船体周围会形成水泡，来自螺旋桨的气泡会降低螺旋桨的效率。
而通过改进螺旋桨的叶片形状和角度，可以减少水泡和气泡的影响，提高螺旋桨的效率。
此外，部分研究者通过改变螺旋桨叶片的材料和形状，使其可以在将来的高速、大型船只中应用，具有充分的市场前景。
第五章：结论螺旋桨在船舶推进中的应用研究是一个复杂的课题。
通过对其原理、设计、改进和创新的探讨，可以更好地理解螺旋桨在实际应用中的作用，并持续提高其在船舶工业中的应用水平。
同时，还需要根据不同的船舶和推进需求，选择不同类型的螺旋桨，以确保船舶的顺畅航行，提高运行效率。
船用螺旋桨理论研究的发展与方向
船用螺旋桨理论研究的发展与方向吴光林;严谨【摘要】结合近代船用螺旋桨理论研究经历的三个发展阶段,系统地分析各个阶段螺旋桨理论研究的方法,分别介绍动量理论、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元法、粘性流体动力学法等.探讨螺旋桨理论与流体力学之问的关系,重点介绍粘性流体动力学法中计算流体动力学在螺旋桨理论研究中的应用,探讨船用螺旋桨理论今后的研究方向.分析结果表明:船用螺旋桨理论研究的方法和手段都与流体力学学科的发展关系紧密,计算流体动力学和流体力学试验手段的进步将促进螺旋桨理论研究的发展.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2009(004)001【总页数】5页(P8-12)【关键词】船用螺旋桨;螺旋桨理论;发展【作者】吴光林;严谨【作者单位】广东海洋大学,工程学院,广东,湛江,524088;广东海洋大学,工程学院,广东,湛江,524088【正文语种】中文【中图分类】U661.33+6船用螺旋桨理论是随着流体力学理论的发展及其应用而不断发展的，并有着相应的联系。
基于系列螺旋桨模型敞水试验传统图谱的螺旋桨桨型已不能适应由此带来的空泡与振动问题，理论的发展推动了应用螺旋桨设计计算方法的进步，适应了现代船舶大型化及航速增加的要求。
螺旋桨理论研究的目的是螺旋桨设计，因此，基于理论方法的计算分析并与试验结合的现代船用螺旋桨设计方法得到了极大的重视和广泛的应用。
近年来，流体力学学科的发展，特别是计算流体动力学的快速发展推动了船舶流体力学的发展，在船舶螺旋桨理论研究方面的应用也在逐步采用计算流体动力学方法。
船用螺旋桨理论大致可分为三个发展阶段：第一阶段为19世纪中叶，动量理论、叶元体理论的提出；第二阶段为20世纪20~80年代，升力线模型、升力面模型的提出和发展；第三阶段为20世纪80年代至今，边界元法的应用、直接考虑流体粘性的研究［1－4］。
2.1 动量理论19世纪中后期Rankine和Froude R.E.将流体力学中的动量定理和理想流体能量方程应用于推进器的理论研究，提出了动量理论，作为评估船用螺旋桨的分析手段（图1）。
船舶推进螺旋桨基础理论课件
螺旋桨性能测试案例分析
案例一
某型船用螺旋桨在实验水池中的性能测试，分析推力系数、效率系数、空泡系数 和振动系数的变化规律。
案例二
某大型油轮在实际航行中的螺旋桨性能测试，结合数值模拟和理论分析，评估其 实际运行性能。
05
船舶推进螺旋桨的应用与发展趋 势
螺旋桨在船舶推进中的应用
螺旋桨作为船舶推进器，能够将主机 产生的动力转化为船舶前进的推力， 是船舶航行中的重要组成部分。
螺旋桨的安装角度、位置和数量等参 数需要根据船舶的具体需求进行合理 配置，以实现最佳的推进效果。
螺旋桨的设计和制造需考虑船舶的航 速、航程、载重量等要求，以及水域 、气候等环境因素，确保推进效率和 使用寿命。
螺旋桨的修复与更换
修复
对损坏的螺旋桨进行修复 ，如焊接、填补等。
更换
若螺旋桨损坏严重或无法 修复，需更换新的螺旋桨 。
注意事项
更换或修复后需进行动平 衡测试，确保船舶安全。
04
船舶推进螺旋桨的性能评价与测 试
螺旋桨性能评价指标
推力系数
衡量螺旋桨推力与流体动力的比值， 用于评估螺旋桨推力性能。
效率系数
铸造法
适用于大型螺旋桨，但精度较低 。
锻造法
适用于小型螺旋桨，精度高，但工 艺复杂。
焊接法
适用于大型螺旋桨，成本低，但易 产生焊接缺陷。
螺旋桨的维护与保养
定期检查
检查螺旋桨的表面磨损、裂纹等情况。
润滑
定期润滑螺旋桨的轴承和轴套，减少磨损。
清洗
定期清洗螺旋桨，去除附着物和腐蚀产物。
防腐处理
对螺旋桨进行涂层保护，防止腐蚀。
新型船舶推进系统的研究与发展
近代船用螺旋桨研究方向简述
０前言现代船用螺旋桨类型很多，如定距桨、可调螺距桨、对转桨、导管桨、喷水推进器和吊舱式推进装置等。
随着船舶大型化及航速的增加，螺旋桨的负荷更大，加之船东对振动的更高要求，现代船用螺旋桨的设计成为设计和研究人员越来越关注的关键问题之一。
基于系列螺旋桨模型敞水试验传统图谱的螺旋桨桨型已不能适应由此带来的空泡与振动问题，因此，基于理论方法的计算分析并与试验结合的现代船用螺旋桨设计方法得到了极大的重视和广泛的应用。
１船用螺旋桨的理论发展［１，２］１．１第一阶段：１９世纪中叶１．１．１动量理论Ｒａｎｋｉｎｅ（１８６５）和Ｒ．Ｅ．Ｆｒｏｕｄｅ（１８８７）提出了动量理论，并将其作为评估船用螺旋桨的分析手段，该理论也被认为是理想推进器理论。
动量理论的重要意义在于解释了推进器产生推力的原因。
１．１．２叶元体理论在Ｗ．Ｆｒｏｕｄｅ（１８７８）的叶元体理论中：推进器被认为由几个单独的桨叶构成，同时这些桨叶又分成从导边至随边的连续的带。
通过分析每一叶元体所受的力，以计算整个推进器的推力和转矩。
１．２第二阶段：２０世纪２０年代至８０年代动量理论和叶元体理论这二个理论尽管发展得很好，但是它们没有很好地考虑桨叶数目的影响和为叶元体选择合适的升力和阻力值。
１．２．１升力线模型１９２７年，Ｐｒａｎｄｔｌ等建立了机翼的升力线理论，近代船用螺旋桨研究方向简述张文斌［摘要］按照三个发展时期，对船用螺旋桨的理论发展进行了简要回顾，总结介绍了现代船用螺旋桨的四个典型的设计步骤，最后，提供了设计软件和吊舱式推进装置的一些新信息。
［关键词］现代船用螺旋桨；螺旋桨理论；吊舱式推进装置［中图分类号］Ｕ６６４．３３［文献标识码］Ａ［文章编号］１００１－４６２４（２００７）０２－００３８－０５ＢｒｉｅｆＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭａｒｉｎｅＰｒｏｐｅｌｌｅｒｓｆｏｒＭｏｄｅｒｎＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＶｅｓｓｅｌｓＺｈａｎｇＷｅｎｂｉｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｒｅｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｇｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｒｅｖｉｅｗｓｍａｒｉｎｅｐｒｏｐｅｌｌｅｒｔｈｅｏｒｉｅｓａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｆｏｕｒｔｙｐｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｓｔｅｐｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｒｎｍａｒｉｎｅｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｓｏｍｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｐｏｄｄｅｄｐｒｏｐｕｌｓｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｅｒｎｍａｒｉｎｅｐｒｏｐｅｌｌｅｒｓ；ｐｒｏｐｅｌｌｅｒｔｈｅｏｒｉｅｓ；ｐｏｄｄｅｄｐｒｏｐｕｌｓｏｒｓ!!!!!!"!"!!!!!!"!"船舶总体舾装［收稿日期］２００７－９－２０［作者简介］张文斌（１９７９－），男，工程师，从事船舶总体设计与研究工作。
船用螺旋桨的逆向造型方法与研究
【 ． 都： Ｍ】成 四川 大 学 出版 社 ，０ ７ ７ —０ ． ２ ０ ： ４１７
［】侯跃谦 ， ５ 谭庆 昌， 史尧臣． 汽车后视镜的逆向造型设计与
图８ 三 维 Ｃ Ｄ模 型 Ａ
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由图 可 见 重 构三 维 模 型 与原 始 点 云 偏 差 在 一 ２
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～ ＋ ｍｍ 之 间 ，模 型 与 原 始 点 云 偏 差 较 大 。通 过 ２
进 一 步 对 点云 进 行 光顺 、调 整 曲线控 制 点 等修 改 后得 出重 构 叶轮 模型 ，再 次进 行 偏差检 验 得 ３ Ｄ偏
０ 引言
螺旋 桨 是 船 舶 推 进 器 的核 心 元 件 ， 螺旋 桨 制
造 品 质 的 优 劣 将 直 接 影 响船 舶 的 整 体 性 能 。 船
用 螺 旋 桨 叶 片型 面 较 为 复 杂 ，导 致 了其 叶 片 的设
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制造 出实体 如 图 ９所 示 。
５ 结论
图５ 叶 片型 面
本 文 以 船 用 螺 旋 桨 为 例 ，详 细 阐述 了逆 向工
螺旋桨系统振动特性研究与优化
螺旋桨系统振动特性研究与优化引言：螺旋桨是推进器的核心组件，对于船舶、飞机或其他涉及水上、空中推进的工具而言，其振动特性的研究和优化至关重要。
振动过大不仅会增加噪音和能耗，还会对系统的稳定性产生负面影响。
因此，深入研究振动问题，并找到相应的优化方法，对于提高螺旋桨系统的性能至关重要。
振动特性分析：螺旋桨的振动主要来源于以下几个方面：一是叶片与流体的相互作用力；二是叶片的非均匀分布质量；三是叶片结构和连接部件的刚度和强度。
第一方面，由于叶片与流体的相互作用力，会产生涡脱离和涡脱层现象，从而引起螺旋桨的振动。
这个问题在船舶和飞机上尤为明显，因为在水中或空气中，流体与叶片的相互作用会产生较大的压力和气动力，进而引起振动。
第二方面，叶片的非均匀分布质量也会导致振动问题。
一些螺旋桨在生产过程中存在叶片重量分布不均匀的情况，这会导致螺旋桨在运行过程中出现不平衡，从而引起振动。
第三方面，螺旋桨的结构和连接部件的刚度和强度也会对振动产生影响。
如果螺旋桨的叶片材料选择不当，或者连接部件的刚度不够，都会导致螺旋桨的振动问题。
振动优化方法：针对螺旋桨系统的振动问题，可以采取一系列的优化方法来降低振动水平。
首先，通过减小叶片和流体的相互作用力，可以有效地减小振动问题。
这可以通过改善叶片的流线型设计和减小流体阻力来实现。
同时，可以对螺旋桨进行数值模拟和实验验证，找到合适的叶片形状和角度，以达到减小振动的效果。
其次，通过优化叶片的质量分布，可以减轻螺旋桨的不平衡现象，降低振动水平。
可以通过在叶片上添加适当的减重材料，或者在生产过程中对叶片进行精密加工，以实现叶片质量分布的均匀化。
第三，提高螺旋桨的结构和连接部件的刚度和强度，可以减小振动问题。
可采用更高强度的材料来制造螺旋桨的叶片和连接部件，或者通过加固连接部件的方式来提高整个系统的刚度。
这样可以有效地减少振动的发生。
结论：螺旋桨系统的振动特性研究和优化对于提高系统的性能和稳定性至关重要。
船用螺旋桨技术研究及系列图谱
船舶电气与通信而脉冲上升、下降时间以及脉冲间隔时间对转速的波动和增压压力、排气温度的波动影响并不大。
(2)在多个电流脉冲过程中，脉冲时间间隔的不同，对第一个脉冲周期基本没有影响，但是对后面的循环有较大影响。
随着时间间隔日益缩小，柴油机的转速波动渐趋减小。
(3 )如果不在调速器设定和增压器选型方面采取措施，柴油机增压压力峰值为0.4 MPa，排气温度的峰值也在900T：左右。
主要原因是涡轮增压器转速相对于油量变化滞后，导致喷油量增加后，增压压力没有及时增加，使燃烧过量空气系数偏低，导致燃烧温度较高，但这种高排温是瞬时性的，表观温度处于合理范围[6]。
(4)随着机组综合惯量的减小，转速波动加剧。
(5)电子调速器的各个参数对转速波动有影 响。
比例控制加强，转速超调现象减弱；积分控制加强，转速超调增加；微分控制加强，对转速的影响较小。
(6)电子调速器精度降低后，转速波动率增 大。
排气最高温度降低；但每个脉冲周期排气温度高于700T：的时间仍约为3 s。
(7)涡轮增压器转子转动惯量减小后，转速波动减小，最高排气温度降低，最高排气温度持续时间缩短。
实践证明，机组的合理设计可满足脉冲工况使用要求；但为了优化机组的工作状态，更准确地控制电流脉冲波形，必须在调速器和增压器方面开展相关适用性改进并进行样机试验。
[参考文献][1]杨勇.扫雷用脉冲柴油发电机组研究[J].水雷战与舰船防护，2004 (3): 35-39.[2]赵同宾，陈金涛，王丽杰，等.脉冲负荷柴油发电机组仿真与试验[J].舰船科学技术，2010 (8): 37-43.[3]孙吉，周耀忠，苏广东.消磁脉冲电流对发电机组转速的影响及其改进措施探讨[J].海军工程大学学报，2008 (5)： 109-102.[4 ]朱鸿.遏制削弱积分PID控制算法在船用柴油机调速系统中的应用[J].船舶，2011 (3): 59-65.[5] 丁东东，曾凡明，吴家明，等.消磁船主柴油发电机组系统最佳参数确定[J] •舰船科学技术，2004 (6):21-24.[6]张霞云，孙伟，赵同斌，等.不同涡轮流通面积对脉冲机组瞬间特性的影响分析[J] •柴油机，2014 (5 ):13-15.[新M书^推@船用螺旋桨技术研究及系列图谱内容提要：该书第一作者简介：钱晓南，上海交通大学研究员，1959年船用螺旋桨技术研究及系列图谱部分包括螺旋桨的几 何形状、桨叶剖面翼 型的变化；在复杂运 动状态（变速、调速 和处于不同方位角 时）中，螺旋桨的流 体动力状况和相应工 程技术对策；空泡现 象和船后伴流场的模 拟试验和评估等。
船推进器原理
船推进器原理
船推进器的原理是利用流体动力学和牛顿第三定律来产生推力，用于推动船只在水中前进。
最常见的船推进器包括螺旋桨和水喷射推进器。
螺旋桨是一种通过旋转切割水流并产生反作用力的装置。
当螺旋桨旋转时，它会将水流引导到一个窄的通道中，然后以高速喷出。
由于水流的喷射速度更高，牛顿第三定律会产生一个反作用力，将船推向相反的方向。
螺旋桨通常由几个叶片组成，每个叶片的形状和角度都会对推力的大小和方向产生影响。
另一种常见的船推进器是水喷射推进器，它通过将水射出船体后方的喷嘴来产生推力。
这种推进器适用于需要高机动性和浅水操作的情况。
水喷射推进器通常由一个泵和一个喷嘴组成。
泵将水吸入并通过一个喷嘴射出，形成一个高速的水流。
根据牛顿第三定律，喷射出的水流会产生反作用力，将船推向相反的方向。
调整喷射方向和功率可以控制船的转向和速度。
船推进器的选择取决于船只的大小、用途和性能要求。
螺旋桨通常适用于较大的船只，而水喷射推进器通常适用于小型和高机动性的船只。
船推进器的设计和优化是一个复杂的工程问题，需要考虑多个因素，如推力需求、效率、水动力性能和可靠性。
通过合理的推进器设计，船只能够在水中高效地前进。
水下航行体螺旋桨推进器设计探讨
水下航行体螺旋桨推进器设计探讨摘要：介绍了对转螺旋桨的特点，说明了水下航行器对转螺旋桨的基本要求。
探讨了螺旋桨几何特性与水动力性能，分析了螺旋桨的工作原理。
关键词：水下航行器；推进器；螺旋桨；设计探讨1对转螺旋桨概述1．1对转螺旋桨特点对转螺旋桨是指一对分别装在具有同一轴心的外轴和内轴上的正反转推进装置。
近半个世纪以来，对转螺旋桨这种推进方式在水下航行器推进中得到了广泛应用。
同时，随着大型油轮以及大功率军用、民用船舶的出现，对转螺旋桨的应用已经冲出了水下航行器的局限范围，走进了大型船舶舰艇的推进领域。
可是由于对转螺旋桨的复杂轴系、密封技术以及经济成本过高等一系列问题，使得对转螺旋桨尚未能广泛地应用于一般船舶的推进，目前，世界上只有极少数的几条油轮、集装箱船和潜艇、驱逐舰使用了对转螺旋桨推进形式。
水下航行器上之所以采用对转螺旋桨，主要是因为与单浆相比，对转螺旋桨有如下的优缺点：（1）对转螺旋桨使螺旋桨工作时所产生的反力矩得到相互抵消，从而大大减小了横滚现象。
水下航行器的重心距纵轴很近（在其下几厘米处），其横向稳定度很小，因而在不平衡力矩的作用下，将会产生横滚。
横滚现象的出现将导致航向偏差。
（2）对转螺旋桨的前浆和后浆在运动过程中会产生相互干扰，前、后桨相互干扰的结果改变了整个伴流场，即改变了前、后桨的伴流分布和推力减额分数；另一个方面，由于后桨回收了一部分前桨的旋转能量损耗，因此提高了效率。
对转螺旋桨比普通螺旋桨可以提高8％～15％的效率。
（3）因为对转螺旋桨总的桨叶面积增大，所以在吸收同样功率的情况下，其负荷较单桨为低，有利于避免空泡的发生。
（4）在一定负荷下，对转螺旋桨的双桨大约减小15％的直径。
（5）对转螺旋桨与单桨相比其缺点是结构复杂，制造和检修费用较高。
1.2对水下航行器对转螺旋桨的基本要求（1）在满足功率的要求下，应保持最大的推进效率；（2）叶片具有足够的强度；（3）结构工艺性好；（4）噪音及振动要小；（5）提高螺旋桨的无空泡转速。
螺旋桨船原理
螺旋桨船原理
螺旋桨船是一种利用螺旋桨推动船只前进的船舶，其原理是利用螺旋桨叶片受到推进器的推力，产生推进力，从而推动船只前进。
螺旋桨船原理是船舶工程学的基础知识之一，下面将对螺旋桨船原理进行详细介绍。
首先，螺旋桨船原理的基本构成是螺旋桨和推进器。
螺旋桨是由数个叶片组成的，这些叶片的形状和排列方式决定了螺旋桨的推进效率。
推进器则是提供动力的装置，通过推进器向螺旋桨传递动力，使其产生推进力。
螺旋桨和推进器的配合是实现船只前进的关键。
其次，螺旋桨船原理的工作过程是这样的，当推进器提供动力时，推进器会产生推力，这个推力通过轴向传递给螺旋桨。
螺旋桨叶片在推进器的作用下产生扭转运动，叶片受到水的阻力，从而产生推进力。
推进力的大小和方向取决于螺旋桨叶片的形状和排列方式，以及推进器提供的动力大小。
螺旋桨船原理的关键参数包括推进器功率、螺旋桨叶片数、螺旋桨直径和螺距等。
推进器功率越大，提供的动力越大，螺旋桨产生的推进力也越大；螺旋桨叶片数和螺旋桨直径的大小会影响螺旋桨的推进效率；螺距则决定了螺旋桨叶片的扭转角度，从而影响了推进力的大小和方向。
在实际应用中，螺旋桨船原理需要考虑船体的阻力、水流的影响、船舶的载重量等因素。
船体的阻力会影响螺旋桨产生的推进力，水流的影响会改变螺旋桨叶片的受力情况，船舶的载重量会影响船只的浮力和稳定性。
因此，在设计和使用螺旋桨船时，需要综合考虑这些因素，以确保船只的安全和效率。
总之，螺旋桨船原理是船舶工程学中的重要知识，了解螺旋桨船原理有助于我们更好地理解船舶的工作原理，为船舶设计和使用提供理论基础。
希望本文对螺旋桨船原理有所帮助，谢谢阅读。
船螺旋桨原理
船螺旋桨原理船螺旋桨是船舶推进装置的核心部件，它的工作原理直接影响着船舶的推进效率和性能。
了解船螺旋桨的工作原理对于船舶设计和运行至关重要。
本文将从船螺旋桨的结构、工作原理和推进特性等方面进行详细介绍。
船螺旋桨通常由叶片、轴和转子等部件组成。
叶片是最关键的部件，它的形状和布局直接影响着船舶的推进效率。
叶片的形状通常呈螺旋状，这样可以在水中产生推进力。
轴是连接叶片和发动机的部件，它承受着叶片的推进力和扭矩。
转子则是叶片的支撑结构，保证叶片在旋转时保持稳定。
船螺旋桨的工作原理可以简单概括为利用叶片在水中产生的推进力来推动船舶前进。
当船舶的发动机带动轴旋转时，叶片也随之旋转。
由于叶片的螺旋形状，当叶片旋转时，水流被迫沿着叶片的螺旋线方向运动，产生了一个反作用力，即推进力。
根据牛顿第三定律，船舶会受到与推进力方向相反的一个反作用力，从而推动船舶前进。
船螺旋桨的推进特性主要取决于叶片的形状和布局。
一般来说，叶片的螺旋角度越大，推进力越大，但也会带来更大的水动力损失。
叶片的数量和布局也会影响推进效率，一般来说，叶片数量越多，推进效率越高。
此外，船舶的速度、载重量和水流条件等因素也会对船螺旋桨的推进特性产生影响。
总的来说，船螺旋桨是船舶推进装置中至关重要的部件，它的工作原理直接影响着船舶的推进效率和性能。
了解船螺旋桨的结构、工作原理和推进特性对于船舶设计和运行都具有重要意义。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地了解船螺旋桨的工作原理，为船舶的设计和运行提供参考。
新型船舶推进器的研发与应用技术研究
新型船舶推进器的研发与应用技术研究一、引言海运是重要物流方式之一，历史上丝绸之路商路的开辟就推动了海运业的发展，随着经济全球化和全球供应链的稳步发展，船舶的设计、制造和推进技术也在不断地进步。
特别是近年来，随着新材料、新工艺、新技术的应用和融合，新型船舶推进器的技术创新取得了飞速的发展，为船舶的经济性、安全性和可持续发展提供了更高效、更环保的选择。
二、新型船舶推进器的分类根据推进器的结构和作用，通常将船舶推进器分为以下四类：1. 涡轮机推进器涡轮机推进器是船舶推进器中应用最广泛的一种。
涡轮机是通过将热源能与工作物质的热力学循环相结合，将热能转化为机械能的一种转化器。
涡轮机推进器一般采用轴流式涡轮机，其叶轮和经过叶轮的流体的运动方向是基本平行的。
2. 螺旋桨推进器螺旋桨推进器是在船尾上安装有螺旋桨叶片的推进设备，是目前最常见的船舶推进器类型。
通过螺旋桨转动将水流产生推力，从而推动船舶前进。
螺旋桨推进器有单桨、双桨、三桨等各种形式。
3. 喷水推进器喷水推进器将泵送的水喷出口附近制造一定的真空，使船尾后方产生背压，从而带动船舶运动。
喷水推进器不受水流方向限制，可以随意转向，操作方便，但是喷水推进器的造价和推力较高。
4. 磁推进器磁推进器是最新的一种船舶推进器，是基于太赫兹频率高能电磁波技术和航空航天飞行器技术的结晶，具有多种优点，例如高效、环保、节能、低噪音、无振动、操作灵活等。
三、新型船舶推进器的研发与应用新型船舶推进器的研发与应用是船舶推进技术的重要方向之一。
随着全球气候变暖和人们对环境保护要求的日益增加，环保型新型船舶推进器的需求也在逐步增长。
因此，磁推进器和涡轮电机推进器已成为推进技术创新的热点和未来发展趋势。
1. 磁推进器的研发与应用磁推进器是一种利用强永磁体与电动机相互作用产生推力的新型船舶推进器。
与传统的涡轮机、柴油机推进器相比，磁推进器具有以下优点：（1）磁推进器为电动驱动，无需燃料，具有更高的经济性和环保性；（2）磁推进器制造和维护成本低，使用寿命长，故障率低；（3）磁推进器稳定性和控制性更强，更适合于航行精度要求高的应用场景；（4）磁推进器噪音小、振动小，提高了船舶的舒适性和性能。
船舶推进第3章-螺旋桨基础理论
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
三、螺旋桨的作用力
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
上式把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的几何特征联系起来，因而比动量理论的结果要精密完整得多。
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
由上式可知，欲求某一螺旋桨在给定的进速和转速时所产生的推力、转矩和效率，则必须知道速度环量和诱导速度沿半径方向的分布情况。这些问题可应用螺旋桨环流理论来解决。
2、当转速不变，随进速的增大，攻角随之减小，从而力矩和推力也相应减小。
当进速的增大到某一数值时，螺旋桨发出的推力为零。此时作用于叶元体上的升力及阻力在轴向的分力大小相等方向相反，故叶元体的推力等于零。
螺旋桨不发出推力时旋转一周所前进的距离称为无推力进程或实效螺距 。
船舶推进第三章 螺Байду номын сангаас桨基础理论
3、当进速再增大到某一数值时，螺旋桨不遭受旋转阻力，其实质乃是升力dL及阻力dD在周向的分力大小相等方向相反。但在此种情况下螺旋桨产生负推力。
螺旋桨不遭受旋转阻力时旋转一周所前进的距离称为无转矩进程或无转矩螺距 。
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
对于一定的螺旋桨，有：
船舶在航行时，螺旋桨必须产生向前的推力以克服船舶阻力，才能使船以一定的速度前进。所以螺旋桨在实际操作时，其每旋转一周前进的距离小于实效螺距。
3、流管远后方CC1断面流出的动量：
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
4、根据动量定理，作用于流体上的立等于单位时间内流体动量的增量。而流体的反作用力即为推力：
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
五、盘面处速度增量与远后方速度增量的关系
1、在盘面前和盘面后应用伯努力方程：
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
螺旋桨工作原理
螺旋桨工作原理
螺旋桨是一种常用的推进器，广泛应用于船舶、飞机和水力发电等领域。
它的工作原理主要基于牛顿第三定律和流体动力学的原理。
螺旋桨的工作原理是利用螺旋桨叶片对流体产生的作用力来推动载体前进。
当螺旋桨旋转时，叶片与流体发生相互作用，产生一个反作用力，推动载体向前运动。
根据牛顿第三定律，对每个作用力必然存在一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
因此，反作用力就会推动载体向前，实现推进的效果。
螺旋桨叶片的形状和布局对推进效率起着重要的影响。
叶片通常呈弯曲的形状，类似于螺旋线。
这种形状可以使叶片在运动中产生较大的推进力，同时减小阻力损失。
叶片的数量、角度和间距也会影响推进器的效果。
此外，推进效果还受到流体动力学的影响。
在运动过程中，螺旋桨所处的流体环境会对推进效果产生阻力。
通过优化叶片的形状和布局，可以减少流体动力学阻力，提高推进效率。
总之，螺旋桨的工作原理是利用旋转的叶片对流体产生的作用力来推动载体前进。
通过优化叶片的形状和布局，可以提高推进效率，实现更加高效的推进。
船舶原理(螺旋桨 螺距)
第一章绪论第二章螺旋桨的几何特征一、主要内容1、本课题的主要研究内容；2、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念；3、螺旋桨的外形和名称及几何特征的有关专业术语。
二、重点内容1、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念；2、桨叶数、桨的直径、螺距比和盘面比等概念。
三、教学方法多媒体授课、结合螺旋桨模型组织教学四、思考题1、什么是有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数？2、表征螺旋桨几何特征的主要参数有哪些？三、下讲主要内容理想推进器理论。
第一章绪论一、本课题的研究对象和内容1、船舶快速性船舶在给定主机马力（功率）情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问题。
2、推进器将能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门装置或机构。
常见的推进器为螺旋桨。
3、主要内容1）推进器在水中运动时产生推力的基本原理及其性能好坏；2）螺旋桨的图谱设计方法。
二、马力及效率1、有效马力P E1）公制有效马力（本教材常用）2）英制有效马力式中，Te 为有效推力（kgf ），R 为阻力（kgf ），v 为船速（m/s ）E ()7575P v Rv UShp =e＝或hp T E ()7676P v Rv UKhp =e ＝T 思考：在船舶专业中常用的速度单位还有哪些？2、主机马力和传送效率推进船舶所需要的功率由主机供给，主机发出的马力称为主机马力，以PS表示。
主机马力经减速装置、推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器联接处所量得的马力称为推进器的收到马力，以PD表示。
传送效率ηs ＝PD/ PS，它反映了推力轴承、轴承地、尾轴填料函及减速装置等的摩擦损耗。
2、推进效率和推进系数推进效率ηD ＝P E / P D ，它反映了推进器在操作时有一定的能量损耗，及船身与推进器间的相互影响的能量损耗。
推进效率也称为似是推进系数或准推进系数QPC 。
推进系数PC ＝P E / P S ，它反映了用某种机器及推进器以推进船舶的全面性能。
船用螺旋桨三维建模方法研究
０ 引 言
目前 ，螺 旋 桨仍 然是 经济 性较 好 、应 用 最广 的 一种船 舶推 进器 。设 计者 确 定螺旋 桨 的设 计参 数后 ，需
要 加工 桨模 进 行水池 试 验 ，或 者运 用计 算机 模拟 对 其性 能计 算分 析 。因此 ，快速 建立 精 确 、合 理 的三 维模
型 显得 非 常必 要 。
最大 厚度
导
最 大拱 度
弦长
图 １ 二 维 叶切 面
图２ ＮＡ Ｃ Ａ 二 维 切 面 型值 分 布
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ５ — ０ ６ 第 一 作 者 简 介 ：张 磊 ， 男 ，助 理 工 程 师 ， １ ９ ８ ６年 生 。２ ０ １ ２年 毕业 于 大 连 理 工大 学船 舶 与海 洋 结 构 物 设 计 制 造 专业 ，现 从
事船 舶设 计 工 作 。
张
磊 ，等 ：船 用 螺 旋 桨 三 维 建 模 方 法 研 究
４ １
分布 的纵坐标值 ，把这些坐标值用光顺 曲线连接便是拱度线 （ 或中拱线 ） 。以最大厚度和厚度分布计算 出 该切 面沿 弦长 分布 的半 厚度值 。然后 根据 式 （ １ ）计算 出上 表面 （ 叶 背 ）和 下表 面 （ 叶面 ）的坐标 值 ［ ２ ］ ，由
Ｉ 螺旋 桨几何 特征
通 常 ，设计 螺旋 桨 需要确 定 其在 不 同半径 处 的弦长 、最 大拱度 和 最大 厚度 、螺距 、侧 斜和 纵 倾等 轮廓 参 数 的分布 。此 外 ，还 需要 己知 其 叶切面 纵坐 标 的分布 形 式 ，如 ：系列 图谱 设计 中，Ａ Ｕ 型、ＭＡ Ｕ型和 Ｂ 型螺 旋桨 叶切 面 的叶面 、 叶背纵 坐标 值直 接 以其 最大 厚度 的百 分 比分布 给 出【 ｌ 】 ；ＮＡＣ Ａ 系列 则分 别给 出拱 度 、厚度沿 弦 长 的分布 Ｌ ２ Ｊ 。
螺旋桨性能研究范文
螺旋桨性能研究范文螺旋桨是一种提供推力的装置，广泛应用于航空、航天、风力发电等领域。
它的性能研究对于提高其效率、降低噪音、减少振动等方面都具有重要意义。
本文将从几个方面对螺旋桨性能进行研究。
首先，螺旋桨的推力性能是研究的重点之一、推力性能与螺旋桨的设计参数、材料特性以及流体动力学相互关联。
在螺旋桨设计中，需要考虑螺旋桨的直径、螺距、叶片形状、叶片数目等参数。
这些参数会直接影响到螺旋桨的推力性能。
通过理论计算、数值模拟以及实验测量等手段，可以研究不同参数对螺旋桨推力性能的影响，进而优化螺旋桨设计，提高其推力效率。
其次，螺旋桨的噪音性能也是性能研究的重要内容之一、由于螺旋桨在运行过程中会产生涡流和压力波，这些涡流和压力波会引起噪音。
对螺旋桨噪音性能的研究可以帮助减少噪音污染对环境和人体的影响。
在研究中，可以通过声学测量、声学分析以及降噪技术等措施，对螺旋桨噪音进行评估和优化，以降低噪音水平，提高舒适性和安全性。
此外，螺旋桨的振动性能也是需要关注的重点。
螺旋桨在高速旋转时会受到惯性力和气动力的作用，导致螺旋桨产生振动。
振动会影响螺旋桨的使用寿命、安全性以及舒适性。
因此，对螺旋桨振动性能的研究非常重要。
通过动力学分析、结构优化以及材料选择等手段，可以减少螺旋桨的振动，提高其运行稳定性和使用寿命。
最后，螺旋桨的风力转化效率也是性能研究的关注点之一、螺旋桨在风力发电中的应用越来越广泛，风力转化效率的高低直接影响到风力发电系统的经济性和可持续性。
因此，对螺旋桨风力转化效率的研究具有重要意义。
通过数值模拟、风洞实验以及现场测量等手段，可以研究不同参数对螺旋桨风力转化效率的影响，以提高风力发电系统的整体效率。
总之，螺旋桨性能的研究对于优化其设计、降低噪音、减少振动以及提高风力转化效率等方面都具有重要意义。
通过对螺旋桨性能的深入研究，可以进一步提高其性能，满足不同领域的需求。
船用螺旋桨防护技术及其材料研究
船用螺旋桨防护技术及其材料研究摘要：文章对船用螺旋桨出现腐蚀和污损的原理进行介绍，并在此基础上对相应的防护技术进行研究，最后对目前比较先进的几种不锈钢以及复合材料等新型船用螺旋桨材料进行介绍，以供参考。
关键词：船用螺旋桨；防护技术；材料1引言船用螺旋桨由于具有较高的效率和较好的水动力性能，在19世纪一经发明和推广应用则被广泛应用于大型船舶的船用推进器中。
但是由于船舶通常在海洋中进行服役，海水中还有成分较为复杂的强电解质，不仅会对螺旋桨造成化学腐蚀而导致螺旋桨污损，而且螺旋桨高速旋转中受到上述侵害之后会降低其航速以及增加燃油消耗。
这主要是由于螺旋桨受到腐蚀之后会造成浆叶表面粗糙和形状改变，导致其受力不均匀以及寿命的大大降低。
因此，船用螺旋桨的防护技术研究也一直是螺旋桨制造和应用相关专家学者重点研究的话题之一。
2船用螺旋桨防护技术2.1螺旋桨的腐蚀和污损在对船用螺旋桨的防护技术进行研究之前，需要对螺旋桨的腐蚀和污损原理进行分析和掌握。
螺旋桨在水中进行高速旋转时会加快周围水体的流速，这就会增加水体各部分压力变的不均匀性，而且在此过程中会产生气泡并快速破灭，在此过程中会对螺旋桨的金属表面产生破坏，导致出现空泡腐蚀。
空泡腐蚀主要分为云状空泡、泡状空泡以及片状空泡三种，其中螺旋桨桨叶表面受到的空泡腐蚀为云状空泡腐蚀，就是在云状空泡在磨灭时会对桨叶产生冲击压力或喷射作用而导致出现的腐蚀问题。
而引起空泡腐蚀的主要原因则是由于桨叶表面耐腐蚀性氧化膜形成不充分而引起的。
在空泡的作用下会导致氧化膜局部脱落，剩余的氧化膜就会与新的基体之间产生电位差并促进腐蚀问题。
此外，电化学腐蚀和环境腐蚀也是螺旋桨运行中的常见腐蚀形式，一是由于螺旋桨的金属材料与船体金属材料种类不同而导致化学活泼性不同，会加速电化学腐蚀的发生。
二是水中存在的工业污染物等化学腐蚀性物质会对浆液表面的氧化膜产生破坏而导致浆叶腐蚀。
此外，除了螺旋桨的腐蚀问题，另一个问题就是生物污损的问题。
船舶螺旋桨毂帽鳍研究与进展
船舶螺旋桨毂帽鳍研究与进展骆婉珍1，吴铁成2，孙瑜2（1．集美大学轮机工程学院，福建厦门361021；2．哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001）摘要：螺旋桨毂帽鳍是在桨毂帽处安装整流鳍板的节能装置，具有结构简单、安装方便、故障可能性低以及造价低等诸多优点，并适用于旧船的改造，对提高船舶推进效率、减少船舶能耗有着积极的作用。
本文整理归纳了国内外关于螺旋桨毂帽鳍研究工作的文献，并把这些研究按实验研究和理论预报两个部分进行介绍，并对今后的研究方向提出了一些观点。
关键词：螺旋桨；毂帽鳍；实验研究；理论研究Studies and Advances of Marine Propeller Boss Cap FinLUO Wanzhen1, WU Tiecheng2, SUN Yu2(1. Institute of Marine Engineering, Jimei University, Xiamen, 361021, China; 2. College ofShipbuilding Engineering, Harbin Engineering University, Harbin, 150001, China)Abstract: The propeller boss cap fin is an energy-saving device which is installed an rectifying fin in the boss cap, it has the advantages of simple structure, convenient installation, hard to breakdown, and lower cost. It is suitable for transformation of old ships and can reduce the energy consumption. This paper summarizes the domestic and foreign articles about the research of propeller boss cap fin and divides these studies into two parts, one is experiment study, the other one is theory prediction, and also, we give some opinions about future research.Keywords: propeller, boss cap fin, experiment study, theory study1引言近年来，我国船级社、研究设计院所、高等学校和船厂通过对中国船舶的EEDI指数计算验证。
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船舶推进器螺旋桨研究
一，船用推进器的发展历程。
船舶推进器的种类很多，最古老的要算篙了，它可撑着
船前进。
后来又发明了桨和橹，它们一直沿用至今。
随后是
利用风帆作为推进工具，出现了多种形式的帆船。
随着机器
在船上的应用，就出现了明轮推进器。
19世纪初出现了螺旋
桨推进器。
为了证明螺旋桨的优越性, 英国海军组织了一场
有趣比赛:把动力相当的“响尾蛇号”螺旋桨轮船和“爱里克
托号”明轮进行了竞赛。
两艘船的船尾用粗缆绳系起来，让
它们各朝相反的方向驶去。
“响尾蛇号”的螺旋桨飞快地旋
转，“爱里克托号”的明轮猛烈地向后拨水。
先是互不相让，但过了一会儿，“响尾蛇号”就把“爱里克托号”拖走了。
这场比赛证明了螺旋桨的优越性。
从此，螺旋桨轮船就取代
了明轮。
二，螺旋桨的基本构造与在船舶中的应用基本知识。
螺旋桨俗称车叶，由若干桨叶所组成。
桨叶的数目通常为
三叶、四叶或五叶，各叶片之间相隔的角度相等。
螺旋桨通常
装在船的尾部，螺旋桨与艉轴的连接部分称为毂，桨叶就固定
在毂上。
有船尾向船首看时，所看到的螺旋桨桨叶的一面称为
叶面（压力面），另一面称为叶背（吸力面）。
桨叶的外端为
叶梢，而与毂的连接处称为叶根。
螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨
迹为梢圆，此圆称为螺旋桨桨盘，直径称为螺旋桨直径，其面
积称为盘面积。
螺旋桨正车旋转时，有船尾向船首看所见到的旋转方向为
顺时针方向的称为右旋桨，反之为左旋桨。
双桨船的螺旋桨装
在船尾二侧，正常旋转时，若其上都向着船中线转动的称为内
旋桨，反之为外旋桨。
螺旋桨直径的大小往往受到船舶吃水的
限制。
一般来说，螺旋桨直径愈大转速愈低，其效率愈高。
螺
旋桨与船的尾框要有良好的配合，避免叶尖露出水面而影响效率。
螺旋桨船体间隙要适当，以避免引起严重的振动。
三，船用螺旋桨的工作原理。
螺旋桨旋转时，把水往后推。
根据力的作用与反作用的原理，水给螺旋桨以反作用力，这就是推力，推船前进。
螺旋桨的运动情况同螺钉的运动情况极为相似。
把螺钉旋转一圈，它就在螺帽中向前推进一段距离，这段距离称为螺距。
螺旋桨的桨叶叶面（压力面）通常是螺旋面的一部分，就像螺钉的螺纹的一部分那样，不过螺旋桨是在水中运动的，水取代的螺帽的地位。
四，船用螺旋桨的有关几何参数。
桨叶数目(B)：可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。
直径(D)：影响螺旋桨性能重要参数之一。
一般情况下，直径增大拉力随之增大，效率随之提高。
所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。
螺距：它是桨叶角的另一种表示方法。
各种意义的螺矩与桨叶角的关系。
实度(σ)：桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。
它的影响与桨叶数目的影响相似。
随实度增加拉力系数和功率系数增大。
桨叶角(β)：桨叶角随半径变化，其变化规律是影响桨工作性能最主要的因素。
习惯上以70％直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。
五，船用螺旋桨的效率问题。
船舶主机产生的动力经过主轴传递到达艉部，要有传递的能量损失，所以有一个传递效率的问题，同时推进器本身也有一个效率问题。
把这些损失综合起来，就是个总效率问题，也
就是说机器功率要比推船前进的有效功率大得多，可用下式表示：p1=p2/p3,
式中：p2——有效功率；
P3——机器功率；
P1——推进系数，它是各种效率相乘的综合之称；p1数
值愈大，表示船的推进性能愈好。
船舶推进器是将主机发出的功率转化为推船前进的推力装置。
从上面分析可见，为改善船舶的快速性，除应具备良好的
船型以降低航行时的阻力外，还必须配以性能良好、效率较高
的推进器，这样才能收到较好的效果。
为了增大效率，可以在
螺旋桨的外面套上一个截面为机翼形状的圆形套筒（称为导管），导管的外径一头较大，另一头较小，其最小内径比螺旋
桨的直径稍大。
导管的作用是造成一个有利于螺旋桨工作的流畅。
这种就叫做导管螺旋桨。
水气喷旋式螺旋桨是装于船舶舰艇上的螺旋桨结构的改进。
在螺旋桨主体上装有３～９片桨叶，螺旋桨主体装在主轴上，
主轴是双层空心轴，中心是通气道，与桨叶背面的喷气口相连通，包在中心通气道外围的是圆环形通水道，与喷水口相连通。
优点是减小阻力，增加轴向推力，可以节约能耗，提高航速。
这种螺旋桨很好的提高了效率。
六，船用螺旋桨的空泡现象。
螺旋桨在水中旋转工作时，桨叶的叶背压力降低而形成吸
力面，当某处的压力降至该温度下水的饱和蒸汽压力时，该处
的水就会发生汽化现象，形成气泡覆盖于叶背，称为空泡现象。
空泡产生后，会使螺旋桨的效率降低或发生剥蚀和局部振动的
现象，在螺旋桨设计时应予避免。
而对于高速舰船，因为主机
功率大，转速高，空泡现象往往难以避免，就出现了所谓空泡
螺旋桨或全空泡螺旋桨。
由于桨叶负荷过重以及船尾流场的不均匀而产生的螺旋
桨空泡,是导致桨叶剥蚀损伤和船尾强烈振动的重要原因。
避免
螺旋桨空泡激振,已成为近代商船螺旋桨设计中必须考虑的一个
重要因素。
因此,对空泡的机理,尺度效应,预测方法及防止对策
等问题的研究就显得日趋重要了。
螺旋桨模型空泡试验是进行
上述研究的一个重要手段.试验一般在空泡试验筒或减压水池中
进行,螺旋桨模型的进流可以是均匀来流或模拟船尾伴流。
通过
本试验可以观察和测量桨叶上空泡的初生,消灭及空泡区域,体
积随时间的变化情况,测量不同空泡数时螺旋桨模型的水动力性
能等。
七，船用螺旋桨的设计。
船用螺旋桨的设计方法有两种，图谱设计法和环流理论设
计法。
一般船舶的螺旋桨都用图谱设计法，此类设计法计算简单，能满足工程要求，因此使用广泛。
制造螺旋桨的材料有铜合金、铸铁和铸钢等几种。
铜合金
具有强度高、制造加工方便、抗海水腐蚀性能好、表面光滑、
螺旋桨效率高等优点，故广泛使用。
铸铁价格便宜，但强度低，故多用于小船上。
采用合适的新型的高阻尼吸声材料来制造螺
旋桨。
目前世界各国用复合碳纤维材料和玻璃钢材料等来制造
螺旋桨,通过其力学性能优越的特点,控制螺旋桨叶片的变形,来
减少空泡噪声,但阻尼性能差。
如果采用智能型阻尼吸声材料,
根据螺旋桨的实际应用情况调解其阻尼吸声性能,使其力学强度
和损耗因子都能达到理想值,用于主动式螺旋桨的噪声控制。
学生：童海丰
学号：200904030330
日期：2011/5/15。