本科船舶原理思考题(答案)

例1：已知螺旋桨型式为B4－55，直径D ＝2.6米，转速N ＝200r/min ，进速

12.65A

kn V

=，要求发出98100N 推力，如轴系效率为0.97，试求该螺旋桨所需之螺距比

及主机功率。 解：

1）预备计算

200

3.3360

n ==(r/s) 0.514412.65 6.507A

V

=⨯=(m/s)

2

24

10003.33n D

ρ=⨯⨯4

=506736.12(N)2.6

2）计算J 和

T

K

6.507

0.7523.33 2.6

A

J nD

V

=

=

=⨯

2

4

98100

0.194506736.12

T T

K n

D

ρ=

==

3）按算出的J 和T

K

值查B4－55性征曲线图得

1.07P

D

= 0.035Q

K

=

4）求螺旋桨收到功率

2D

nQ P π=

2

25

5

0.0351********.987()3.33 2.6Q Q N m n

K D

ρ==⨯⨯⨯=⋅

2 3.1446112.987 3.33964.333()D

kW P

=⨯⨯⨯=

5）求主机功率 946.333

994.158()0.97

D S S

kW P

P η

=

=

=

例2：已知某单桨船，航速V ＝14.85kn ，有效功率

660.1848E

kW P

=，螺旋桨直径D

＝2.6m ，转速N ＝200 r/min ，推力减额分数t=0.118，伴流分数0.15ω=，相对旋转效率

R

1.0η＝，传送效率S

0.95η＝，求B4－55系列的螺旋桨所需主机功率。

解： 1）计算J 和

T

K

V 14.850.51447.64(/)m s ⨯＝＝

(1)7.64(10.15) 6.50A

V V

ω=-=-=(m/s)

660184.8

86411.623()7.64

E

R N V

P

=

=

=

86411.623

97972.362()(1)(10.118)1

P R T N t Z =

==--⨯

2

2

4

4

97972.362

0.1931000200

() 2.660

T

T

K

n

D

ρ=

=

=⨯⨯

6.50

0.75200() 2.6

60

A J nD V ===⨯

2）由J 和

T

K

值查图谱得

1.07P

D

= 0.035Q

K

=

0.6

6η

= 3）求主机功率

2

2

5

5

0.035100046.205()200

(

) 2.660

Q kN m Q

n K D

ρ==⨯=⋅⨯⨯

46.205

46.205()1.0

B

R

kN m Q

Q

η

=

=

=⋅ 200

22 3.1446.205967.225()60

DB B

n kW Q P π==⨯⨯

⨯= 967.225

1018.132()0.95

DB S S

kW P

P η

=

=

=

一、判断

1、当船模和实船的雷诺数相等时，它们的单位排水量的摩擦阻力相等。

2、因为形状因了1+K 在低速试验求得，所以三因次换算法也只能适用于换算低速船舶的阻力。

3、由于无边界层分离时，就无旋涡，则粘压阻力就不存在。

4、一般说来，随着桨叶数目的增加，螺旋桨效率增加，抗空泡性能与抗激振性能也得到改善。

5、高速螺旋桨易发生空泡的原因在于来流

V

很大，致使叶背上的压力

b

P

很小，从

而具有较高的减压系数，而易发生空泡。

6、系泊时，螺旋桨与主机的匹配若刚好，则其转速保持不变。

7、拖轮常用导管桨，是因为桨受到良好的保护。

8、实效螺距是指实际测量的螺距。

9、敞水性征曲线上效率最高点，即设计图谱上的效率最佳点。 10、军舰速度高，故其伴流分数大。

11、由于船体表面存在纵向和横向弯曲，其摩擦阻力和相当平板的摩擦阻力有差异，此称为尺度效应。

12、某舰试航时，螺旋桨转速达不到设计转速，主机功率不能充分吸收，说明该桨处于负载过轻状态。

二、简答

1、分析浮心纵向位置对阻力的影响。

2、试用理想推进器理论分析提高螺旋桨效率可采取的途径，并举三例。

三、计算

1、某海船模型长度m

L

＝9米，湿表面积

m

S

＝10平方米，在船池中进行试验，测得

其在

m

V

＝1.5米每秒时总阻力

tm

R

＝4.6公斤。已知船模摩擦阻力

fm

R

＝3.4公斤，试用

二因次换算方法，计算缩尺比为25的实船在相应速度时的有效功率

E

P

。

1957ITTC 公式：

2

0.075

(lg 2)

f

e c

R =

-

粗糙补贴：

3

0.410f

c

-=⨯∆

海水：2

4104.5/kgf s

m ρ=⋅

；2

1.158/s m ν=

淡水：2

4101.87/kgf s m ρ=⋅；2

1.139/s m ν=