船用螺旋桨推进器探讨
螺旋桨在船舶推进中的应用研究
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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。
船舶的工作原理
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船舶的工作原理船舶作为水上运输工具,在现代交通中扮演着重要角色。
它们通过特定的工作原理实现航行和货物运输。
本文将介绍船舶的工作原理,涵盖推进力、浮力、航行稳定以及船舶控制等方面。
一、推进力推进力是船舶前进的关键因素。
在水中航行时,船舶需要克服水的阻力,并产生足够的推力来向前行驶。
常见的推进力机制有以下几种形式:1. 螺旋桨推进力螺旋桨是船舶最常见的推进器件。
它通过螺旋型叶片的旋转,将水推向相反方向,从而产生反作用力推动船体前进。
螺旋桨的旋转速度和叶片的角度可以调整,以适应船舶的不同速度和方向需求。
2. 水喷推进力水喷推进是一种通过向后喷射水流来产生推进力的机制。
常见的应用是在高速船或喷气式飞机上。
通过喷射水流,船舶可以产生强大的推力,从而实现高速航行。
3. 水动力推进力水动力推进是利用水的动力学原理来产生推进力的机制。
例如,帆船利用风的动力对帆进行调整,从而产生推进力。
这种推进力的发挥需要充分利用风的方向和力量。
二、浮力浮力是船舶能够漂浮在水面上的基本原理。
根据阿基米德原理,当一个物体浸入液体中时,它所受到的浮力等于所排除的液体的重量。
船舶的设计和体积使其能够排除足够的水,从而产生与其重量相等的浮力,使得船舶能够浮在水面上。
三、航行稳定航行稳定性对于船舶的安全和运营至关重要。
船舶需要保持平衡,以避免侧翻或失去控制。
以下几种因素影响着船舶的航行稳定:1. 重心船舶的重心位置对于航行稳定性有着重要影响。
重心过高会使船舶不稳定,容易倾斜,而重心过低则会导致船身不够稳定。
通过合理设计和货物分布,船舶的重心位置可以得到控制,以保持航行稳定。
2. 填水与排水填水和排水是调整船舶重心和浮力的重要手段。
通过填充或排空船舱中的水,可以对船舶的浮力和重心进行调节,以保持航行稳定。
3. 船体形状船体的形状对于航行稳定性有着重要影响。
例如,船舶的船首设计成尖形,可以减少水的阻力,提高航行的稳定性。
此外,船舶的船宽、船高和船身曲线等因素也会影响其航行稳定性。
螺旋桨系统振动特性研究与优化
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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。
船舶推进器螺旋桨研究
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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。
船用螺旋桨技术研究及系列图谱
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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。
浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数
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浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数论1云浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数船舶在水中航行时遭受到阻力,为保持一定的航速,必须供给船舶一定的推力以克服它所受到的阻力,推力是来自船上专门设置的一种设备,此设备称为推进器,推进器运转时必须消耗能量,所消耗的能量由船舶动力装置供给,所以推进器的作用是将船舶动力装置所提供的能量转化成克服水阻力,推船前进的推进功率,推进器的种类很多,有风帆,明轮,喷水推进器,Z型推进器,直叶推进器及螺旋桨等.由于螺旋桨构造简单,重量较轻,效率也较高,因而被绝大多数船舶所采用.螺旋桨和船体,主机在船舶航行中构成了一个统一的"联动机",由主机供给能量,使螺旋桨旋转而发出推力,克服船体阻力,推船以一定速度前进.所以在选择螺旋桨时必须满足船,桨,机之间的联动平衡关系,使之能很好配合,这就是说所选择的螺旋桨的转速和所需功率必须和主机的额定转速和额定功率相结合,使主机处于额定工况下工作,而螺旋桨的进速和发出的推力必须和船舶的航速及遭遇的阻力相配合,使船舶能在预定航速下航行,如螺旋桨不能与主机,船体配合,则会使主机处于"负载过重"或"负载过轻"状态,主机功率不能充分发挥,船舶也将不能达到预定航速.可见,螺旋桨选择是否得当,直接影响到船舶的航行速度,但在实际选择时,不仅考虑到推进效率,还应考虑到空泡,振动等方面的因素,所以,我认为在选择螺旋桨时应考虑以下几方面的主要参数:一,螺旋桨的数目:选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能,振动,操纵性能及主机功率等因素,若功率相同,则单螺旋桨船的推进效率常高于多螺旋桨船,因为单螺旋桨位于船尾中央,伴流较大,且允许有较大直径.因此,只要主机能力许可,现代货船往往采用单螺旋桨船,随着集装箱船的大型化,高速化,由于主机能力的限制,一般采用多螺旋桨.客船要求速度快,振动小,操纵灵活,故采用双螺旋桨,河船常受吃水限制,而且要求操纵灵活,如我们临海制造的吸砂船,大多采用双螺旋桨或多螺旋桨.二,螺旋桨的直径和螺距:一般说来,螺旋桨直径越大.转速越低,则敞水效率越高;但直径过大,桨盘处平均伴流减少,船身效率下降,对总的推进效率未必有利,螺旋桨叶梢应有一定的沉没深度,不要离水面太近,以避免损失和空气吸人发生,并且在风浪中●临海市航运管理所金伯平航行时桨叶不易露出水面.对于河船,因吃水受到限制,螺旋桨直径过小,致使效率偏低, 为解决这一问题,叶梢沉深可减少.从振动方面考虑,螺旋桨与船体间的间隙不宜过小,否则可能引起严重的振动,2001年《刚质海船人级与建造规范》对螺旋桨与尾柱,舵之间的最小间隙作了规定, 如图所示,间隙值不得小于下列数值:a=0.12D(m)b=0.20D(m)c=0.14D(m)d=0.04D(m)\船劈.所以在选择螺旋桨时,可根据船尾部型深,吃水以及间隙要求.即可决定螺旋桨的最大直径.一般地说,当螺旋桨收到功率和转速为一定时,螺旋桨直径增大,螺距就必须减少,反之亦然,只要是同型螺旋桨,且叶数和盘面比相同,直径变动范围在最佳直径第240期-4?2005-船舶工业技术经济信息55i仑I云的一5~1O%之间,可以认为螺距P和直径D之和为常数,即P+D=常数,利用这一关系,可以根据型船的螺旋桨资料方便地预估新船螺旋桨的螺距或直径.三,螺旋桨的转速:螺旋桨转速低,直径大者敞水效率较高,但在选择螺旋桨的转速时,除考虑螺旋桨本身效率外,尚应顾及主机类型,重量,价格及机器效率.一般来说,两者的要求是相互矛盾的.对机器来说,转速越大,效率越高,且机器重量,尺寸都可以减少.若螺旋桨要求转速与主机转速相差过大时,则可采用避免.所以在选择螺旋桨时,应当预估船体自然频率,特别是二节垂向振动频率N2v(Hz),螺旋桨转速no的选择应避开09N2v~1.1N2v,一般应大于1.1N2v.四,螺旋桨叶数:桨叶数目对效率的影响不明显,但对振动,噪音和空泡等影响较大.从减少振动看,叶数多者有利,但盘面比一定时,叶数增加会导致切面厚度增大,容易发生空泡,所以从避免空泡考虑,叶数以少为宜.通常单螺旋桨船多用四叶,双螺旋桨船的叶数可采用三叶或四叶,河船吃水常受限制,而在减速装置以获得妥善解决.在选择螺旋桨转速时,还应考虑船体的振动问题.船体振动一般分为两类:第一类是当主机或辅机在一定转速时,整个船体处于振动状态,这种影响整个船体结构的振动称为共振;第二类是船舶局部或某些装置处于振动状态,称为局部振动,后者可以采取一些局部措施. 如增设扶强材,支柱等加固措施来消除,而前者则是危险状态应考虑相同设计条件下,一般--nt的最佳直径比四叶的大,所以多用四叶. 一般认为,叶数少者效率高,叶数多者,因叶栅干扰作用增大.故效率下降,但实际比较表明,叶数对效率的影响应视工作范围而定,叶数增加效率不一定下降,因此在选择螺旋桨时,应多进行不同叶数的比较计算.桨叶数目选择与振动关系较大,由于船后伴流场不均匀性,使56船舶工业技术经济信息?第24()期.4.2005 桨叶切面在不同的周向位置下将遇到不同的来流速度和攻角,使螺旋桨的推力和旋转阻力也随之发生变化,这就产生了以叶频(桨叶数目乘转速)为基本频率的周期性不平衡水动力,它作用于船体将引起船体振动.增加桨叶数目,一般可使推力和转矩沿盘面分布更加均匀,对减少激振力有利.因此随着船舶的大型化,振动问题显得突出,单螺旋桨船有采用五叶甚至六叶的趋势.此外,在选择叶数时应避免和船体或轴系发生共振,亦即避免叶频与轴系或船体的自然频率相等或相近,同时还应尽量避免主机气缸数,冲程数与叶数相等或恰为其整数倍.五,桨叶外形或叶切面形状:一般认为,桨Dr#l,形轮廓对螺旋桨陛能的影响很小,其展开轮廓近于椭圆形者为良好的叶形.对于具有倾斜的桨叶,各半径处切面弦长与展开轮廓为椭圆形的各叶切面弦长大致相同者为佳.螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼形两种.弓形切面的压力分布较均匀,不易产生空泡,但在低载荷系数时,其效率较机翼形者约低3~4%.若适当选择机翼形切面的拱线形状,使其压力分布较均匀,则无论对空泡或效率均有得益,故民用船螺旋桨用机翼型切面,或叶梢部分配合用弓形切面.实际螺旋桨常具有一定的后斜角.其目的在于增加与船体的间隙,实践证明,后斜对螺旋桨性能没有什么影响,所以在选择螺旋桨时可根据具体情况确定适宜的后斜角.■。
船螺旋桨工作原理
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船螺旋桨工作原理
船螺旋桨是船舶的主要推进装置之一,它通过旋转产生推力,驱动船舶前进。
螺旋桨的工作原理如下:
1. 流体静压力原理:当螺旋桨旋转时,螺旋桨叶片产生相对于水流的速度差,形成了静压力。
这种静压力使水流靠近螺旋桨的一侧叶片产生高压,而水流离开螺旋桨的另一侧叶片则产生低压。
这个压力差会产生一个向高压一侧的推力,从而推动船舶向前移动。
2. 牛顿第三定律:根据牛顿第三定律,当螺旋桨叶片向后推动水流时,水流同样会对叶片产生反作用力,即向前推动叶片。
这个反作用力使船舶得到向前的动力。
3. 旋转速度和叶片角度:螺旋桨旋转的速度和叶片角度对推进效果有重要影响。
通常,增加旋转速度会增加产生的推力,但也可能导致水流与螺旋桨之间的压力降低,从而降低推力效率。
叶片角度的调整可以改变螺旋桨的推进力和效率。
4. 水动力效应:螺旋桨的设计也考虑到水动力效应,例如螺旋桨叶片的形状和数量,以及船体形状对水流的影响。
通过优化设计,可以提高螺旋桨的推进效率和降低阻力。
总之,船螺旋桨通过利用水流与叶片之间的压力差和反作用力产生推力,驱动船舶前进。
螺旋桨的旋转速度和叶片角度以及水动力效应等因素都会影响螺旋桨的推进效果。
船螺旋桨原理
![船螺旋桨原理](https://img.taocdn.com/s3/m/5bf29149b42acfc789eb172ded630b1c59ee9b2e.png)
船螺旋桨原理船舶螺旋桨原理。
船舶螺旋桨是船舶推进系统的核心部件,它通过推进水流产生推进力,驱动船舶前进。
螺旋桨的工作原理是利用叶片受到水流的冲击产生的动力,从而推动船舶前进。
在航海领域,了解船舶螺旋桨的工作原理对于船舶设计和运行至关重要。
本文将介绍船舶螺旋桨的工作原理及其相关知识。
螺旋桨的结构。
船舶螺旋桨通常由螺旋桨轴、叶片和螺母等部件组成。
螺旋桨轴是螺旋桨的主要支撑部件,叶片则是产生推进力的部件。
螺旋桨的叶片通常呈螺旋状排列,可以根据船舶的设计需求进行调整。
螺母则用于固定叶片,使其能够顺利旋转并推动船舶前进。
螺旋桨的工作原理。
螺旋桨的工作原理可以简单地理解为利用叶片受到水流冲击产生的动力。
当螺旋桨轴带动叶片旋转时,水流将叶片推动,产生反作用力推动船舶前进。
螺旋桨的叶片设计和旋转方式直接影响着推进效率和船舶的性能。
通过改变叶片的角度和数量,可以调整螺旋桨的推进力和效率,以适应不同船舶的需求。
螺旋桨的推进原理。
螺旋桨的推进原理是基于牛顿第三定律,即作用力和反作用力相等而方向相反。
当螺旋桨叶片旋转时,叶片受到水流的冲击产生推进力,同时也会产生反作用力。
这种反作用力将推动船舶向相反的方向移动,从而实现船舶的推进。
螺旋桨的推进原理是船舶动力学的基础,也是船舶推进系统设计的重要依据。
螺旋桨的效率影响因素。
螺旋桨的推进效率受到多种因素的影响,包括螺旋桨的设计、叶片的形状、旋转速度、水流情况等。
合理的螺旋桨设计和优化可以提高船舶的推进效率,减少能源消耗,降低排放。
因此,船舶设计师和船东需要充分考虑螺旋桨的工作原理和影响因素,以提高船舶的性能和经济性。
螺旋桨的发展趋势。
随着船舶工程技术的不断发展,螺旋桨的设计和制造技术也在不断进步。
未来,螺旋桨可能会向着更高效、更节能、更环保的方向发展。
新材料的应用、先进制造工艺的改进将为螺旋桨的发展提供新的机遇和挑战。
同时,智能化技术的应用也将为螺旋桨的运行和维护带来更多便利。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/8c6730e8bb0d4a7302768e9951e79b89680268f6.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/c917cc5d0a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79cf7.png)
螺旋桨船原理螺旋桨船是一种利用螺旋桨推进的船舶,它的推进原理是利用螺旋桨在水中旋转产生的推进力来推动船只前进。
螺旋桨船的推进原理是基于牛顿第三定律,即“作用力与反作用力相等而方向相反”。
螺旋桨在水中旋转产生的推进力,推动船只向相反方向前进,从而实现船舶的推进。
螺旋桨船的推进原理可以通过以下几个方面来解释,首先,螺旋桨在水中旋转产生的推进力是由螺旋桨叶片对水的推动力和水对螺旋桨叶片的反作用力所组成的。
螺旋桨叶片对水的推动力使得水流动,而水对螺旋桨叶片的反作用力则推动船只向前。
其次,螺旋桨旋转产生的推进力是由螺旋桨叶片的扭曲和螺旋桨的旋转速度所决定的。
螺旋桨叶片的扭曲可以改变水流的方向和速度,从而产生推进力;而螺旋桨的旋转速度越快,产生的推进力也越大。
最后,螺旋桨船的推进原理还受到水的阻力和船体的阻力的影响。
水的阻力和船体的阻力会减小螺旋桨产生的推进力,从而影响船舶的推进效果。
螺旋桨船的推进原理对船舶的设计和运行具有重要意义。
首先,船舶的螺旋桨设计应考虑螺旋桨叶片的形状和数量、螺旋桨的直径和旋转速度等因素,以最大限度地提高推进效率。
其次,船舶的运行应考虑水流的速度和方向、船体的阻力和水的阻力等因素,以避免影响螺旋桨产生的推进力。
最后,船舶的维护和保养应重视螺旋桨的清洁和润滑,以保证螺旋桨的正常运转和推进效果。
总之,螺旋桨船的推进原理是基于螺旋桨在水中旋转产生的推进力来推动船只前进,它对船舶的设计、运行、维护和保养都具有重要意义。
只有深入理解螺旋桨船的推进原理,才能更好地发挥螺旋桨船的推进效果,提高船舶的性能和效率。
螺旋桨船原理
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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。
简述船舶推进装置的几种方式
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简述船舶推进装置的几种方式船舶推进装置是指用于提供船舶运动动力的设备。
根据不同的技术原理和应用领域,船舶推进装置可以分为多种类型。
本文将从以下几个方面对船舶推进装置进行详细介绍。
一、螺旋桨推进螺旋桨是目前最常见的一种船舶推进装置,其工作原理是将功率转化为水流动能,从而产生向后的推力。
根据螺旋桨的结构形式和安装位置,可以将其分为固定式、可调式和缩水式三种类型。
1. 固定式螺旋桨:这种螺旋桨的叶片角度无法调整,在安装时需要根据预先计算好的设计参数进行固定。
由于受到水流阻力等因素影响较大,因此其效率相对较低。
2. 可调式螺旋桨:这种螺旋桨可以通过调整叶片角度来改变推力大小和方向。
相比固定式螺旋桨,可调式螺旋桨具有更高的效率和灵活性。
3. 缩水式螺旋桨:这种螺旋桨在停泊或航行时可以将叶片缩回船体内部,从而减少水阻和噪声。
当需要推进时,叶片会自动展开。
二、水喷推进水喷推进是一种通过向后喷出高速水流来产生推力的船舶推进方式。
它主要应用于速度较快的高速艇和游艇上。
根据喷嘴结构和排列方式的不同,可以将其分为单个喷嘴、多个聚流式喷嘴和环形喷嘴三种类型。
1. 单个喷嘴:这种水喷推进方式只有一个向后喷射的喷嘴,通过调整其角度来改变推力方向。
2. 多个聚流式喷嘴:这种水喷推进方式有多个小型聚流式喷嘴组成,可以产生更大的推力。
3. 环形喷嘴:这种水喷推进方式是在船体周围安装环形的多个小型聚流式喷嘴,可以实现全向运动。
三、气浮式推进气浮式推进是一种通过向后排放压缩空气来产生推力的船舶推进方式。
它主要应用于低速平底船和浅水船上。
根据气浮装置的结构形式和排列方式,可以将其分为气垫式、气囊式和喷气式三种类型。
1. 气垫式:这种气浮推进方式是在船体底部安装多个小型喷嘴,通过向下喷射压缩空气来产生气垫,从而减少水阻和摩擦力。
2. 气囊式:这种气浮推进方式是在船体两侧安装多个充气的橡胶气囊,通过调整充气量来控制推力大小和方向。
3. 喷气式:这种气浮推进方式是在船体底部安装一个大型喷嘴,通过向后喷射压缩空气来产生推力。
船舶推进第3章-螺旋桨基础理论
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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
轮船螺旋桨工作原理
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轮船螺旋桨工作原理轮船螺旋桨是轮船的动力装置,它的工作原理是通过螺旋桨叶片的旋转来推动水流,产生推进力,从而推动船只前进。
螺旋桨的工作原理涉及到流体力学和动力学等多个学科知识,下面我们来详细了解一下轮船螺旋桨的工作原理。
首先,螺旋桨叶片的设计对于轮船的推进效率至关重要。
螺旋桨叶片的形状和数量会影响到水流的流动方式和速度,进而影响到推进力的大小和方向。
通常情况下,螺旋桨叶片的设计会考虑到船体的形状、航行速度、动力系统的输出功率等因素,以达到最佳的推进效果。
其次,螺旋桨的工作原理涉及到叶片的旋转运动。
当轮船的动力系统提供动力,驱动螺旋桨叶片旋转时,叶片与水流之间会产生相互作用,从而产生推进力。
螺旋桨叶片的旋转方向会影响到推进力的方向,通常情况下,螺旋桨叶片的旋转方向为顺时针方向,船只则会向前推进。
此外,螺旋桨的工作原理还涉及到水流的流动规律。
螺旋桨叶片旋转时,会产生一定的水流动,这种水流动会对周围的水体产生影响,形成一定的流场。
在设计螺旋桨时,需要考虑到这种流场对船体的影响,以保证船只能够稳定、高效地航行。
最后,螺旋桨的工作原理还涉及到推进力的计算和优化。
推进力的大小取决于螺旋桨叶片的设计和动力系统的输出功率,通常情况下,推进力与叶片的旋转速度成正比,与叶片的面积和形状有关。
在实际应用中,需要对推进力进行精确计算和优化,以满足船只航行的需求。
总的来说,轮船螺旋桨的工作原理是一个复杂的物理过程,涉及到多个学科知识的综合运用。
通过合理的设计和优化,可以实现轮船的高效推进,从而保证船只的航行安全和经济性。
希望通过本文的介绍,读者能对轮船螺旋桨的工作原理有更深入的了解。
船用螺旋桨防护技术及其材料研究
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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。
船舶螺旋桨原理
![船舶螺旋桨原理](https://img.taocdn.com/s3/m/5f4207dc6aec0975f46527d3240c844769eaa01b.png)
船舶螺旋桨原理
船舶螺旋桨是船舶推进系统中的关键组件,其原理基于流体动力学和牛顿第三定律。
船舶螺旋桨的核心原理是通过旋转产生的离散被称为螺旋线的叶片,将水流动能转化为推力。
具体而言,当船舶螺旋桨旋转时,叶片会在传动力的作用下以螺旋形状切割水流,将水流动能转变为受力的水动力。
根据牛顿第三定律,当螺旋桨将水推向后方时,水会以相等且相反的力推回螺旋桨。
这种相互作用力的平衡使得船舶螺旋桨能够产生推力,并推动船舶前进。
船舶螺旋桨的效率与多个因素相关。
其中,螺旋桨的叶片形状、叶片的角度和叶片的数量是决定螺旋桨效率的重要因素。
叶片的形状和角度会影响水流的切割和受力情况,从而影响推力的大小和方向。
同时,螺旋桨的数量也会影响推进效率,多个螺旋桨可以提高推力和机动性。
此外,船舶螺旋桨的旋转速度也会影响推进效果。
过高或过低的旋转速度都会降低螺旋桨的效率,因此需要根据船舶的实际情况调整旋转速度。
总的来说,船舶螺旋桨原理是利用螺旋形状切割水流,将水动能转化为推力的过程。
根据牛顿第三定律,推力的同时也会产生反作用力,使得船舶得以前进。
螺旋桨的叶片形状、角度、数量和旋转速度等因素都会影响螺旋桨的效率和推进功率。
新型推进系统在船舶动力中的应用
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新型推进系统在船舶动力中的应用船舶的动力系统一直是一个备受关注的话题,为了提高船舶的速度和效率,不断有各种新型推进系统出现。
其中,新型推进系统在船舶动力中的应用越来越广泛,本文将详细介绍其工作原理及优点。
一、新型推进系统的基本原理新型推进系统主要是基于水动力原理和气动力原理,能够更好地利用水和空气的动力,提高船舶的速度和效率。
其中,新型推进系统主要包括以下几个部分:1. 喷口推进系统喷口推进系统是一种利用高速水流推动船舶的推进系统,其核心是喷水喉。
喷水喉通过将水喷射出去,形成一个向反方向的水流,从而可以推动船舶向前。
这种推进系统具有加速快、动力强等优点,而且还可以在船舶停泊时为其提供定位服务。
2. 螺旋桨推进系统螺旋桨推进系统是最常见的船舶推进系统,其主要原理是利用旋转的螺旋桨使水产生推力,从而推动船舶前进。
这种推进系统的优点是推进效率较高,可根据船体结构和使用环境进行不同的设计以提高其效率。
3. 水喷射推进系统水喷射推进系统与喷口推进系统类似,其主要原理是通过将水喷射出去,形成一股高速水流,从而提供船舶推进力。
这种推进系统具有加速快、稳定性好等优点,而且还可以降低船舶噪音和振动。
4. 磁悬浮推进系统磁悬浮推进系统是一种以磁悬浮技术为基础的船舶推进系统,其主要特点是无接触、无摩擦、无振动等。
磁悬浮推进系统的主要工作原理是利用电磁感应力提供推进力,使船舶在水中快速行驶。
该推进系统具有高效、低噪音、环保等优点,适用于大型客船和货轮。
二、新型推进系统的优点相较于传统的推进系统,新型推进系统具有以下几个优点:1. 提高船舶速度和效率新型推进系统采用了更加高效的动力源和推进原理,能够提高船舶速度和效率,使航程更加迅速。
2. 减少能源消耗和污染新型推进系统通过优化推进原理和设计,能够降低船舶的能源消耗,同时减少排放物的产生,为环保和可持续发展做出贡献。
3. 极大提高操作和驾驶体验新型推进系统的设计使得操作和驾驶更加便捷,舵手可以更好地掌握船舶的运动状态,驾驶更加稳健。
螺旋桨推进力学分析及优化设计
![螺旋桨推进力学分析及优化设计](https://img.taocdn.com/s3/m/39babe06b207e87101f69e3143323968011cf48f.png)
螺旋桨推进力学分析及优化设计导语:螺旋桨作为船舶和飞机等交通工具的关键部件,其推进力学分析和优化设计对于提高交通工具的性能至关重要。
本文将对螺旋桨的推进力学进行深入探讨,并提出一些优化设计的思路。
一、螺旋桨的工作原理螺旋桨是通过旋转产生推力,从而推动交通工具前进。
其工作原理可以简单概括为流体力学中的牛顿第三定律:每个动作都有一个相等且反向的反作用力。
当螺旋桨旋转时,它将水或空气推向后方,而反作用力则将船舶或飞机向前推进。
二、螺旋桨的推进力学分析1. 推进效率推进效率是衡量螺旋桨性能的关键指标。
推进效率取决于螺旋桨的推力和功率之间的比值。
理想情况下,推进效率应该接近100%,即所有输入的能量都被转化为推进力。
然而,在实际应用中,由于流体的粘性和其他损耗,推进效率往往低于理想值。
2. 推力的产生螺旋桨产生推力的原理是通过改变流体的动量来实现的。
当螺旋桨旋转时,它将流体加速并改变其动量方向,从而产生推力。
推力的大小取决于螺旋桨的旋转速度、叶片的形状和数量,以及流体的密度和速度等因素。
3. 水动力学效应在水中运行的船舶螺旋桨面临着水动力学效应的挑战。
例如,螺旋桨叶片周围的水流会形成旋涡,这会导致推进效率的降低。
此外,螺旋桨叶片与水的相互作用还会产生噪音和振动等问题。
因此,在螺旋桨的优化设计中,需要考虑如何减小水动力学效应对推进效率的影响。
三、螺旋桨的优化设计思路1. 叶片形状的优化螺旋桨叶片的形状对于推进效率具有重要影响。
通过优化叶片的几何形状,可以减小水动力学效应,提高推进效率。
例如,采用更加流线型的叶片形状可以减小阻力,提高推进效率。
2. 叶片材料的选择叶片材料的选择也对螺旋桨性能有着重要影响。
优质的材料可以提高螺旋桨的强度和耐久性,减小振动和噪音。
同时,材料的轻量化也可以降低螺旋桨的重量,提高推进效率。
3. 流体力学模拟与实验验证为了更好地理解螺旋桨的推进力学,可以借助流体力学模拟和实验验证的方法。
船舶推进器工作原理
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船舶推进器工作原理
船舶推进器是用于推动船只前进的设备。
它的工作原理主要涉及到牛顿第三定律和流体力学。
船舶推进器通常使用螺旋桨来产生推力。
螺旋桨由一系列螺旋形叶片组成,这些叶片可以通过电机或发动机以高速旋转。
当螺旋桨旋转时,它会在周围的水中产生强烈的动力影响。
根据牛顿第三定律,水对螺旋桨叶片的反作用力会推动船体向前行驶。
具体来说,当螺旋桨旋转时,它会将水从一侧吸入,并将其排出到另一侧。
这个过程中,水的动量改变会导致水对船体产生反作用力,从而推动船只向前移动。
另一个重要的因素是流体力学。
螺旋桨的设计和形状可以影响水流的流速和方向,进而影响推进效果。
一般来说,螺旋桨的形状会被优化,以实现最大的推进效率。
这涉及到叶片的角度、曲率和数量等因素的选择。
此外,还有一些其他的推进器类型,如水喷射推进器和舵推进器。
它们的工作原理类似,都是利用流体动力学的原理来产生推力,从而推动船只前进。
总之,船舶推进器通过旋转螺旋桨或其他推进装置,利用牛顿第三定律和流体力学原理来产生推力,从而推动船体前进。
通过优化设计和形状,可以提高推进效率,使船只在水中更加高效地行驶。
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船用螺旋桨推进器探讨
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。
这种就叫做龙叶导管螺旋桨。
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。