螺旋桨设计

1.26 293.21 1728
164
1.01 236.74 2197
259
3
2.主机参数（设计航速约 11.5kn）
型号： 标定转速：
6135A 1500 r/min
标定功率： 减速比：
PS2 = 140kw×2 i = 2.85
3．推进因子的确定
(1)伴流分数 w 本船为双桨内河客船且 较小，故使用巴甫米尔公式估算
2
300 客位内河客船螺旋桨设计任务书
1.船 型
双桨组合型舵，前倾首柱，方尾，柴油机驱动，尾机型内河客船。
设计水线长： 型宽：
LWL=35.00m B=7.20m
垂线间长： 型深：
LBP=34.00m D=2.50m
设计吃水： 排水量： 纵向浮心坐标 L/Δ1/3
Td=1.50m Δ=181t Xb= -0.702m 6.187
方型系数： 棱型系数： 纵向浮心位置 Δ0.64
CB=0.478 CP=0.567 xc=-2.06% 27.86
宽度吃水比 B/T 4.8
1.1 艾亚法有效功率估算表：（参考《船舶原理（上）》P279-P285）
速度 V(kn)
Froude 数 vs/
ᴢ
标准 C0,查图7-3 标准 Cbc,查表7-5（双桨） 实际 Cb(肥+或瘦-)(%) Cb 修正(%)，瘦则查表7-6 Cb 修正数量Δ1 已修正 Cb 之 C1=C0+Δ1 B/T 修正(%)=-10Cb(B/T-2)% B/T 修正数量，Δ2 已修正 B/T 之 C2 标准 xc,%L，船中后，查表7-5 实际 xc，%L，船中后 相差%L，在标准后（+）前（-） xc 修正(%),查表7-7 xc 修正数量，Δ3 已修正 xc 之 C3 长度修正%= (Lwl-1.025Lpp)/Lwl*100% 长度修正Δ4 已修正长度之 C4 V3 ᴢ Δ0.64*V3/C4 (hp)
PDO = Ps×(1-0.10)×ηR×ηS×ηG = 140×0.9×1×0.98×0.96= 118.54kw = 161.28hp
螺旋桨转速 N= 1500/2.85=526rpm
列表查图谱可得：
项目 假定航速 V VA=VS*(1-w) BP=N*(PDO)0.5/VA2.5 Bp’=Bp×
ᴢ
MAU4-40
δ P/D η0 D=δ*VA/N PTE=PD0*η0ηHηR
ᴢ =2PTE
单位 kn kn
m hp hp
10
9.209 25.956 26.279 5.126
61 0.720 0.620 1.067 97.99 195.99
11 10.130 20.453 20.707 4.480 54.5 0.756 0.652 1.050 1003.05 206.10
0.578 0.606 0.616 0.626 0.646 m 1.042 1.040 1.047 1.019 1.024
PTE=PD0*η0ηHηR hp 91.35 95.78 97.36 98.94 102.10
ᴢ =2PTE
hp 182.71 191.56 194.72 197.88 202.21
12.55 12.53 12.41
P/D
0.800 0.902 0.904
δ
48.8 47.2 47.0
D(m)
1.070 1.038 1.024
η0
0.685 0.674 0.635
10 0.282
385 0.603 20.7 12.87 49.55 434.55 -11.47 -49.88 384.67 2.085 2.06 -0.025 0.12 -0.46 384.5 0.43
1.65 386.2 1000
72
11 0.310
340 0.577 17.1 12.08 41.07 381.07 -11.47 -43.46 337.61 2.336 2.06 -0.276 2.28 -7.70 329.91 0.43
ᑫ (1-0.1003)/(1-0.0791)=0.98
ᑫ′
4．桨叶数 Z 的选取
根据一般情况，普通船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找， 故选用四叶。
5．AE/A0 的估算 按公式 AE/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-pv)D2 + k 进行估算， 其中：T= PE =138.1*0.735/（(1-0.1035)×11.5×0.5144）=19.14kN (1 t)V
据 1.1 中艾亚法估算的有效功率及上表计算结果可绘制 PTE、δ、P/D、D 及 η0 对 V 的曲线，如图一所示：
图一 6
从 PTE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可得不同盘面比所对应的设计 航速及螺旋桨最佳要素 P/D、D 及η0 如下表所列。
MAU
4-40 4-55 4-70
VMAX(kn)
310 0.562 14.9 10.93 33.88 343.88 -11.47 -39.45 304.43 2.467 2.06 -0.407 4.10 -12.48 291.95 0.43
258 0.552 13.4 9.84 25.39 283.39 -11.47 -32.51 250.88 2.515 2.06 -0.509 6.04 -15.15 235.73 0.43
1.42 331.3 1331 112
11.5 0.324
325 0.568 15.8 11.48 37.31 362.31 -11.47 -41.20 321.11 2.415 2.06 -0.355 3.39 -10.89 310.22 0.43
1.33 311.55 1521
136
12
13
0.338 0.366
6．桨型的选取说明
由于本船为内河客船，故选用 MAU 型进行设计计算。
7．根据估算的 AE/A0 选取 2~3 张图谱
根据 AE/A0=0.739 选取 MAU4-55, MAU4-70 两张图谱。
8．按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计得到 2 组螺旋桨的要素及 VsMAX
功率储备取 10%，轴系效率ηS=0.98，齿轮箱效率ηG=0.96 螺旋桨敞水收到功率
47 0.818 0.694 1.070 109.69 219.38
δ
60
55
52
50
45
5
P/D
0.770 0.796 0.840 0.868 0.916
η0 MAU4-55 D=δ*VA/N
0.605 0.638 0.652 0.661 0.684 m 1.050 1.059 1.047 1.050 1.024
数量
11.5 10.590 18.304 18.531 4.304
52 0.764 0.660 1.047 103.05 206.10
12 11.051 16.454 16.658 4.081
51 0.780 0.672 1.071 104.32 208.63
13 11.972 13.469 13.637 3.693
PTE=PD0*η0ηHηR hp 95.62 100.84 103.05 104.47 108.1
ᴢ =2PTE
hp 191.24 201.68 206.10 208.94 216.22
δ59.5Fra bibliotek5452 48.5 45
P/D
0. 780 0.816 0.824 0.878 0.940
MAU4-70 η0 D=δ*VA/N
ᑫτᑫ
∗
′ 舷侧螺旋桨 x=2
Fr>0.2 时， ′ ᑫτᑫ
ᑫτ⺁ ᑫτᑫ ᑫτ ⺁ ᑫτ⺁ ᑫτᑫᑫ⺁
故 ᑫτᑫ
∗
′ ᑫτᑫ
∗ ᑫτ
⺁
ᑫ ᑫτ
ᑫ
−
ᑫτᑫᑫ⺁
ᑫτᑫ ᑫ
（D 取 1.05，见第 5 处）
(2)推力减额分数 t
使用霍尔特洛泼公式
t=0.325×CB-0.1885D/
=0.325×0.478-0.1885*0.96/ τ⺁ ᑫτ =0.1003 (3)相对旋转效率： 近似地取为ηR =1.0 (4)船身效率
300 客位内河客船螺旋桨设计任务书
指导老师：********
专业班级：***********
学生姓名：********
学 号：*******
邮
箱：************************
完成日期：2018/6/30
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目录
1．船 型..............................................................................................3 2．主机参数......................................................................................... 4 3．推进因子的确定............................................................................. 4 4．桨叶数 Z 的选取............................................................................. 4 5．AE/A0 的估算.................................................................................. 4 6．桨型的选取说明............................................................................. 5 7．根据估算的 AE/A0 选取 2～3 张图谱...........................................5 8．列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计.................... 5 9．空泡校核......................................................................................... 7 10．计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线...................................8 11. 船舶系泊状态螺旋桨计算........................................................... 9 12．桨叶强度校核............................................................................... 9 13．桨叶轮廓及各半径切面的型值计算...........................................9 14．桨毂设计..................................................................................... 12 15．螺旋桨总图绘制......................................................................... 12 16．螺旋桨重量及转动惯量计算..................................................... 13 17．螺旋桨设计总结......................................................................... 14 18．课程设计总结............................................................................. 14
4
水温 15℃时 pv=174 kgf/m2=174×9.8 N/m2=1.705 kN/m2 静压力 p0=pa+γhs=(10330+1025×1)×9.8 N/m2=111.279 kN/m2 k 取 0.2 D 允许=0.7×Td=0.64×1.5=1.05m AE/A0 = (1.3+0.3×Z)×[T/ (p0-pv)D2 ]+ k] =（1.3+0.3×4）×19.14/((111.279-1.705)×1.052)+0.2 = 0.596