船舶螺旋桨的设计与计算过程.课件资料

某沿海单桨散货船螺旋桨

设计计算说明书

刘磊磊

2008101320

2011年7月

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： P D = 4762.8 hp

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

69.013042 69.01304 69.01304225

69.013042

25

Bp

268.96548

323.7116 384.6505072

451.99967

07

MAU 4-40

δ

75.6 72.10878 64.87977369 60.744 P/D 0.64 0.667321 0.685420561 0.720498 ηO 0.5583333 0.582781 0.605706806

0.62606

P TE =P D ·ηH ·ηO

hp 2863.9907 2989.395 3106.994626 3211.4377 MAU 4-55

δ

74.629121 68.63576 63.56589147 59.341025 P/D 0.6860064 0.713099 0.740958466 0.7702236 ηO 0.5414217 0.567138 0.590941438 0.6111996 P TE =P D ·ηH ·ηO

hp 2777.2419 2909.156 3031.255144 3135.1705 MAU 4-70

δ

73.772563 67.77185 63.03055556

58.68503

P/D 0.69254 0.723162 0.754280639 0.7861101 ηO 0.5210725 0.54571 0.565792779 0.5828644 P TE =P D ·ηH ·ηO

hp

2672.8601

2799.238

2902.2542 2989.8239

据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 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

如下表所列。

螺旋桨最佳要素P/D、D及η

O

MAU Vmax P/D δ D ηO

4-40 15.137 0.68919 64.1006 4.239876691 0.608622

4-55 15.037 0.74201 63.3998 4.165819112 0.59173872

4-70 14.851 0.749606 63.68688 4.132919936 0.563077426 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hf =T－Zp=7.2－3.00=4.2m

p 0－p v = pa + γhs－pv = 10300+1025×4.2-174

= 14461kgf/m2

计算温度t = 15°C ,Pv = 174kgf/ m2 , P D = 4762.8hp, ρ= 104.63kgfs2/m4

序号 项目

单位 数值 MAU4-40

MAU4-55

MAU4-70

1 Vmax

Kn 5.614046889 5.576958649 5.507974522 2 V A =0.5144Vmax(1-w) m/s

657.4605465 634.6935143 624.7082313 3 (0.7πND/60)2 (m/s)2 688.978069 665.795982 655.0460146 4 V 20.7R =V 2A +32

(m/s)2

0.401205334 0.415174744 0.421988181 5 σ=(p 0- p v ) / 2

1

ρV 0.7R 2

0.401205334

0.415174744 0.421988181 6 Τc(柏利尔空泡限界

图) 0.16 0.162 0.163333333 7 T=P D ·ηO ·75/V A

kgf

38725.33823 37901.48027 36517.3961 8 A P =T /

2

1

ρV 0.7R 2·τ c m 2 6.714962773

6.716975401

6.524195084

9 A E =A P / (1.067-0.229P/D) m 2

10

A E /A O =A E /

4

1

πD 2

7.385771885

7.487601521

7.286833423

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 = 0.549200516 P/D= 0.741852486 D= 4.166m ηo=0.591857369 Vmax= 15.03775 kn