船舶推进概念

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船舶推进基本原理

船舶推进基本原理

翻译文献:《船舶推进基本原理》目录前言 (2)基本内容 (2)第一章船舶定义及船体阻力 (3)船舶分类 (3)船舶载重线 (4)船舶尺寸标注 (4)船型的描述 (5)船舶阻力 (9)第二章螺旋桨推进 (15)螺旋桨类型 (15)螺旋桨周围的流动状态 (16)效率 (18)螺旋桨尺寸 (21)螺旋桨的运行环境 (24)第三章主机布置和载荷图 (33)幂函数和对数刻度 (33)推进及发动机的运行点 (34)主机布置图 (37)载荷图 (38)布置图与载荷图运用实例 (41)定距桨船舶中不同的船舶阻力对发动机运行的影响 (48)调距桨船舶中船舶阻力对组合曲线的影响 (51)结束语 (52)前言“船舶”这一术语是用来表示一种通过水路将人或货物从一个地方运往另一个地方的交通工具。

船舶推进通常是通过螺旋桨来实现的,“螺旋桨”一词在英文中最广泛的翻译是“propeller”,但有时也会用“screw”,特别是在词组中,如“twin-screw”就是表示双螺旋桨推进装置。

目前,螺旋桨功率的主要来源是柴油机,而功率需求和转速很大程度上取决于船舶的船体和螺旋桨设计。

因此,为了达成一个最优化的解决方案,一些关于影响推进系统的船舶和柴油机的主要参数的常规知识是必不可少的。

本文将特别的去解释一些关于船舶类型、船舶尺寸以及船体方面常用的基本术语,并阐明一些有关船体阻力,螺旋桨情况以及柴油机载荷图的参数含义。

另一方面,本文部分内容超出本刊物范围的解释了一下怎么样进行船舶推进等的计算。

计算过程极其复杂,读物会涉及到该学科的专业著作,例如在“参考文献”中的。

基本内容本文分为三章,但原则上,也可以看成是三篇独立的论文。

同时它的优势就是,阅读起来,三章的内容彼此联系密切。

因此,一些重要的信息在一章出现后,也可能会出现在新的一章。

第一章,描述了一些用于定义船舶尺寸和船体形式的基本术语,例如船的排水量、载重量、设计吃水、垂线间长、方形系数等;还有其他船舶术语包括有效牵引阻力,它由摩擦阻力、残余阻力以及空气阻力组成,以及这些阻力在运行中的影响。

船舶推进概念

船舶推进概念

1-1 推进器:在船上需设有把能源(发动机)发出的功率转换为推船前进的功率的专门的装置或机构。

1-2 快速性:指船舶在给定主机功率情况下,在一定装载下(以一定的航速航行的能力)于水中航行的快慢问题。

1-3 对快速性的要求四方面:①船舶于航行时所遭受的阻力要小,即所谓的优良线型的选择问题②选择推力足够,且效率高的推进器③选取合适的主机④推进器与船体和主机之间协调一致。

1-4 推进器类型及特点:①螺旋桨:构造简单、价格低廉、使用方便、效率较高②风帆:可利用无代价的风力,但推力依赖于风向和风力,故船的速度和操纵性能都受到限制③明轮:机构笨重,在波涛中操纵性差且易损坏④直叶推进器:操纵性能好,效率较高,汹涌海面下,工作情况也较好,但机构复杂,造价昂贵,叶片易损坏⑤喷水推进器:具有良好的保护性,操纵性能好,但减少了船的有效载重,且推进效率低⑥水力锥形推进器:构造简单,设备轻便,常用于航行在浅水及阻塞航道中的船。

1-5 有效功率(推进器所产生的实际有效功率):船以速度 v 航行时所遭受的阻力为R,则阻力 R 在单位时间内所消耗的功为Rv,而有效推力 T e在单位时间内所作的功为T e v,两者数值相等,故 T e v(或 Rv )为有效功率 P E。

1-6 推进系数 PC :有效功率与主机功率之比,为多种效率相乘之综合名称,通常可以表示用某种机器及推进器以推进船舶之全面性能,推进系数越高,船舶的推进性能越好。

1-7 本课程主要研究:推进器在水中运动时产生推力的基本原理以及它的性能好坏(效率高低)等问题,然后解决如何根据实际的要求设计出一个性能优良的推进器问题。

①推进器(效率、空泡、强度、振动)②船 -桨 -机配合问题③螺旋桨设计。

2-1 螺旋桨各部分名称(通常由桨叶和桨毂构成):①桨毂:螺旋桨与尾轴连接部分②毂帽:为减小水阻力,在桨毂后端加的整流罩,与桨毂形成一光顺流线型体③叶面及叶背:由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面为叶面,另一面为叶背④叶根:桨叶与毂连接处⑤叶梢:桨叶的外端⑥导边及随边:螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者为导边,另一边为随边⑦梢圆:螺旋桨旋转时(设无前后运动)叶梢的圆形轨迹⑧螺旋桨直径 D:梢圆的直径⑨螺旋桨的盘面积 A o:梢圆的面积⑩右(左)旋桨:当螺旋桨正车旋转时,由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者为右旋桨,反之为左旋桨。

船舶推进系统的动力学分析

船舶推进系统的动力学分析

船舶推进系统的动力学分析船舶推进系统是船舶的核心组成部分,其性能直接关系到船舶的航行速度、燃油效率、操纵性和可靠性等关键指标。

对船舶推进系统进行动力学分析,有助于深入理解其工作原理,优化系统设计,提高船舶的整体性能。

船舶推进系统的主要组成部分包括主机、传动装置、螺旋桨等。

主机通常是内燃机或蒸汽轮机,负责提供动力。

传动装置将主机产生的动力传递给螺旋桨,常见的传动方式有直接传动、间接传动和电力传动等。

螺旋桨则将旋转动力转化为推力,推动船舶前进。

在动力学分析中,首先要考虑的是主机的工作特性。

内燃机的输出扭矩和功率随转速的变化而变化,蒸汽轮机则相对较为稳定。

主机的振动和噪声也是需要关注的重要因素,它们不仅影响船员的工作和生活环境,还可能对船舶结构造成损害。

通过对主机的动力学建模,可以预测其在不同工况下的性能表现,为优化主机设计和运行提供依据。

传动装置在船舶推进系统中起着承上启下的作用。

直接传动方式结构简单、效率高,但主机转速和螺旋桨转速必须匹配,限制了船舶的运行范围。

间接传动通过齿轮箱等装置实现主机转速和螺旋桨转速的调节,提高了船舶的适应性,但传动效率会有所降低。

电力传动则具有更加灵活的调速性能和更好的布置灵活性,但系统复杂度和成本较高。

在分析传动装置的动力学特性时,需要考虑传动比、传动效率、振动和噪声等因素,以选择最适合船舶需求的传动方式。

螺旋桨是船舶推进系统的关键部件之一。

螺旋桨在旋转时会产生推力和扭矩,同时也会受到水的阻力和反作用力。

螺旋桨的设计参数,如直径、螺距、叶片数等,对其性能有着重要影响。

通过流体动力学分析,可以计算螺旋桨在不同转速和进速下的推力和扭矩,评估螺旋桨的效率和空泡现象。

空泡现象会导致螺旋桨表面的腐蚀和损坏,降低推进效率,甚至影响船舶的安全航行。

因此,在螺旋桨设计和选型过程中,必须充分考虑空泡的影响,采取合理的措施来抑制空泡的产生。

船舶在航行过程中,推进系统会受到外界环境的影响。

船舶原理备考知识点总结

船舶原理备考知识点总结

船舶原理备考知识点总结一、船舶的基本概念1. 船舶的定义:船舶是用于在水上进行运输和航行的交通工具,通常由船体、动力装置、船舱以及导航和控制设备组成。

2. 船舶的分类:根据用途和船体特征,船舶可分为货船、客船、油船、拖船、渔船等各种类型。

3. 船舶的结构:船体是船舶的基本结构,通常由船首、船艏、船中、船艉等部分组成。

船体的外形和结构对船舶的性能有着重要的影响。

二、船舶的稳性1. 船舶的稳性定义:船舶的稳性是指船舶在浮力和重力的作用下保持平衡的能力。

船舶的稳性对航行安全具有重要意义。

2. 船舶的稳性要素:船舶的稳定性要素包括浮力、重力、形心、重点、载重线等。

这些要素相互作用,决定了船舶的稳定性水平。

3. 船舶的稳性计算:船舶的稳性计算是通过考虑船体的形状、载重线位置、重心位置等因素,确定船舶在不同工况下的稳性状况。

稳性计算通常使用形心高度曲线和倾覆曲线等参数来表示。

三、船舶的阻力1. 船舶的阻力概念:船舶在航行中受到水流的阻碍,产生阻力。

阻力包括水动力阻力、摩擦阻力、波浪阻力等。

2. 船舶的阻力影响因素:船舶的阻力受到船体形状、航速、水流状况、载重线位置等多种因素的影响。

船舶的阻力与船舶的动力消耗和航行速度息息相关。

3. 船舶的阻力计算:船舶的阻力计算主要通过实验和模型试验进行。

船舶的阻力计算是船舶设计和航行性能评估的重要依据。

四、船舶的推进1. 船舶的推进基本原理:船舶的推进是利用动力装置产生推力,推动船舶在水中前进。

常见的推进方式包括螺旋桨推进、水射推进、水轮推进等。

2. 船舶的推进装置:螺旋桨是最常用的船舶推进装置,它通过叶片的旋转产生推力。

水射推进和水轮推进则是在特定船舶类型和工况下使用的推进方式。

3. 船舶的推进性能评估:船舶的推进性能评估包括推进效率、推进功率、航速、加速度等指标。

这些指标反映了船舶在不同工况下的推进性能表现。

五、船舶的操纵1. 船舶的操纵原理:船舶的操纵是通过操舵装置控制船舶航向,以实现转向、停泊、靠泊等操作。

船舶推进知识点归纳总结

船舶推进知识点归纳总结

船舶推进知识点归纳总结船舶推进是船舶运动的关键环节,它直接影响着船舶的速度、稳定性和燃料效率等重要参数。

因此,船舶推进技术一直是船舶工程领域的重要研究方向之一。

在船舶推进技术中,涉及到液体动力学、船舶动力系统设计、船舶工程材料等多个领域的知识点。

本文将从以下几个方面对船舶推进技术的知识点进行归纳总结。

一、船舶推进原理船舶推进的基本原理是利用动力装置产生的动力来推动船体在水中前进。

通常情况下,船舶推进系统包括主机、螺旋桨、转向装置、传动系统等组成部分。

主机通常是柴油机、蒸汽涡轮机或电动机等,它们将化学能、热能或电能转化为机械能,提供动力给螺旋桨。

螺旋桨是船舶推进的核心部件,它通过旋转产生推进力,驱动船舶前进。

转向装置用于调节船舶方向,传动系统则用于将主机的动力传递给螺旋桨。

二、船舶推进系统设计船舶推进系统的设计是船舶工程中的重要环节。

在设计船舶推进系统时,需要考虑船舶的型状、尺寸、载重量、航行速度、航行环境等多个因素。

此外,还需要考虑动力装置的类型、功率大小、螺旋桨的数量、直径和型状等参数。

船舶推进系统设计的目标是通过合理的技术方案,最大限度地提高船舶的性能和燃料效率。

三、螺旋桨设计原理螺旋桨是船舶推进系统中的关键部件,它直接影响着船舶的推进效率和稳定性。

螺旋桨设计的关键是确定螺旋桨的几何形状、旋翼数量、叶片型状和叶片扭曲等参数。

螺旋桨的设计原理包括流体动力学原理、叶片受力分析、尾流影响、螺旋桨与船体的匹配等内容。

四、螺旋桨的材料与制造工艺螺旋桨的材料和制造工艺对螺旋桨的性能和使用寿命有着重要影响。

螺旋桨通常采用耐蚀合金钢、不锈钢、青铜等材料制造,其制造工艺包括铸造、锻造、焊接、机械加工等多个环节。

此外,螺旋桨表面的光洁度和防腐性能也是螺旋桨材料和制造工艺的重要考量因素。

五、船舶推进系统的性能分析船舶推进系统的性能分析是对船舶推进技术进行评价和优化的重要手段。

性能分析通常包括动力系统的效率、螺旋桨的推进效率、船舶的推进阻力、航行速度、燃料效率等参数。

船舶推进概述

船舶推进概述
R v=
R v称为有效功率,表达推动器产生旳 实际有效功率。
15
公制旳有效马力: 英制旳有效马力:
16
17
二、主机功率与传送效率
推动器收到旳功率与机器功率之比值,称为传 送效率(轴系效率):
18
三、推动效率与推动系数
有效功率与推动器收到旳功率之比值,称为推 动效率:
19
有效功率与机器功率之比值,称为推动系数:
12
八、几种推动器旳效率和重量
1公制马力(UShp)=0.7355kW; 1英制马力(UKhp)=0.7457kW;
1英制马力=1.014公制马力
13
船舶推动第2章 功率传递与推动效率 一、有效功率
对于自行船舶而言,有效功率与船舶所遭受旳 阻力大小相等,方向相反。即: 对于拖船来说,有:
14
1、若船舶以速度v航行时所遭到旳阻力为R ,则R在单位时间内消耗旳功为R v。 2、有效推力在单位时间内所做旳功为
推动系数为多种效率相乘旳综合名称,一般能
够表达某种机器及推动器以推动船舶旳全方面
性能,推动系数越大,船舶旳推动性能就越好

20
2
三、推动器 推动器:把能源(发动机)发出旳 功率转换为推船舶迈进旳功率旳专 门旳装置或机构。如:浆、篙、撸 、帆以及明轮、螺旋桨等。
3
四、研究迅速性应该考虑旳问题
1、船舶航行时船舶所受旳阻力要小,即所 谓优良线型旳选择问题; 2、选择推力足够,且效率高旳推动器;
3、选用合适旳主机; 4、推动器与船体和主机之间旳协调一致。
4
§1-1 船舶推动器发展简史
一、螺旋推动器早期旳几种形式
5
二、螺旋桨
螺旋桨构造简朴、造价低廉、使用以便、效率 较高,是 目前应用最广泛旳推动器。

海运船舶的船舶动力与推进系统

海运船舶的船舶动力与推进系统

海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分,它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。

本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统,介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。

一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。

发动机是船舶动力系统的核心,其作用是将能源(如燃油、天然气等)转化为机械能,进而驱动船舶前进。

传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置,常用的传动装置包括液力传动和机械传动。

推进装置是船舶的“动力发射器”,它将能源转化为推进力,驱动船舶在水中运行。

二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一,其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。

柴油机具有功率大、效率高的特点,常用于大型远洋船舶;而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。

传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式,螺旋桨是目前最常用的推进装置,通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。

2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统,它将柴油发电机和电动机相结合,通过电力传输实现船舶的推进。

涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点,在环保节能方面具有较大的潜力。

3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。

它采用了先进的涡轮技术,将风能转化为动力,并通过转子驱动船舶前进。

涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖,具有环保节能的特点,是未来船舶发展的一种趋势。

三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升,船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。

首先,船舶动力系统将更加注重能源的利用效率,提高动力装置的效率,减少能源的浪费和环境污染。

其次,船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展,以提升船舶的航行性能和舒适性。

此外,随着新能源技术的不断成熟和应用,如太阳能、风能等,未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源,并实现多能源混合驱动。

船舶推进复习资料

船舶推进复习资料

船舶推进复习资料船舶推进是指通过推进装置将船舶推进至所需速度的过程。

有着不同的推进方式和推进装置,船舶推进技术一直是船舶设计和运营领域的重要研究内容。

本文将对船舶推进的基本原理、主要推进方式和推进装置进行复习和总结。

一、船舶推进的基本原理船舶推进的基本原理是牛顿第三定律,即作用与反作用。

船舶推进时,推进装置(如螺旋桨)通过排放水流的方式产生推力,水流的反作用力推动船舶向前移动。

推进装置所产生的推力主要取决于排放水流的速度和质量流量,而水流速度和质量流量受到推进装置的转速、叶片形状以及离心泵的工作原理等因素的影响。

二、主要推进方式船舶推进方式主要包括逐渐推进和近似匀速推进。

逐渐推进是指船舶在推进过程中逐渐增加速度直到达到目标速度的过程,而近似匀速推进则是指船舶在达到目标速度后保持相对稳定的速度航行。

三、主要推进装置船舶推进装置主要包括螺旋桨、水喷口和喷气推进器等。

螺旋桨是目前主要的船舶推进装置,通过叶片的旋转产生推力。

螺旋桨又可分为固定螺旋桨和可调节螺旋桨两种类型,可调节螺旋桨能够根据船舶的工况进行角度调整以达到更好的推进效果。

水喷口是一种利用水流动能产生推力的推进装置,适用于一些特殊用途的船舶。

喷气推进器采用高速喷射水流的方式产生推力,具有较高的推进效率和机动性能。

四、船舶推进效率的影响因素船舶推进效率受到多种因素的影响,其中包括船舶的外形设计、推进装置的类型和性能、推进装置与船体的匹配程度、船舶的航行工况以及水动力性能等。

合理选择和设计推进装置,优化船舶的外形设计和航行工况,对提高船舶的推进效率具有重要意义。

五、船舶推进研究的新进展随着船舶技术的不断发展,船舶推进领域也取得了一些新的进展。

例如,研究人员正在积极探索新型的推进装置和推进方式,如无舵区浆轮技术、电力推进技术以及混合动力推进技术等。

这些新的推进技术有助于提高船舶的推进效率、降低燃油消耗和减少环境污染。

总结:船舶推进作为船舶设计和运营的重要环节,对于船舶技术的发展和航行效率的提高至关重要。

船舶的原理和设计应用

船舶的原理和设计应用

船舶的原理和设计应用1. 船舶原理简介•浮力原理:船舶利用其形状和底部的空腔产生的浮力来支撑和抵消其重力,实现浮起和悬浮。

•推进原理:船舶利用推进器或推进螺旋桨通过推动水来产生推进力,从而推动船体前进。

2. 船舶设计的基本原则•浮力满足:船舶设计应该满足所需的载荷和乘员数量,并保证浮力充足。

•推进效率:船舶设计应该考虑推进系统布局和推进器的选择,以提高推进效率。

•良好的稳定性:船舶应该设计具有良好的纵向和横向稳定性,以保证船舶在不同水面条件下的稳定性和安全性。

•良好的操纵性:船舶设计应该考虑良好的操纵性和机动性,以便在不同的操作环境下灵活应对。

•节能减排:船舶设计应该注重节能减排,采用高效的推进系统和船舶材料,以降低能耗和环境污染。

3. 船舶设计的关键要素1.船体结构设计–船舶的结构设计应该满足强度要求和刚度要求,考虑到船舶在不同环境下的承载能力和安全性。

–船舶的船体形状设计应该满足涉水阻力和航行稳定性要求。

–船舶的舱室和甲板布局设计应该满足船舶使用需求,并考虑操作和工作效率。

2.推进系统设计–船舶的推进系统设计应考虑推进器的数量、布局和功率分配,以及动力系统的选型和配置。

–船舶的推进系统应满足航行速度和操纵性的要求,并考虑到能耗和环境污染的问题。

3.船舶控制系统设计–船舶的控制系统设计包括舵机系统、操纵台和自动驾驶系统等,用于实现船舶的操纵和操纵精度的控制。

–船舶的控制系统应满足操纵性和安全性的要求,提供方便和准确的操作界面。

4.船舶配套设备设计–船舶的配套设备设计包括供电系统、通信系统、消防系统、救生系统和辅助设备等,用于支持船舶的正常运行和应对突发情况。

–船舶的配套设备设计应满足安全性和船舶功能要求,并考虑到能耗和环境保护。

4. 船舶设计应用的发展趋势•绿色船舶设计:注重船舶的节能减排和环境保护,采用新材料和新技术,提高船舶的能效和环保性能。

•智能船舶设计:利用先进的计算机和信息技术,实现船舶的自动化控制和智能化管理,提高船舶的操纵性和航行安全性。

船舶推进

船舶推进

船舶推进采用电力推进的舰船,在恶劣海况下航行时,电力负荷在螺旋桨调速过程中会出现较大变化,比如加速和减速过快,导致原动机响应速度就可能与电力负荷变化速度出现不协调的情况,使电力系统的工作出现振荡,威胁整个船舶电网的安全、稳定运行。

此时就要对电力负荷的变化幅度加以限制,确保电力系统稳定工作。

因此,研究船舶电力推进电力负荷的动态变化,特别是重负荷的变化特性以及如何控制是十分必要的,这可为船舶电站容量的确定和船舶电站运行的控制提供依据或数据,使船舶电站容量能够合理确定。

同时,根据研究成果,开发制成船舶电力仿真软件,可以进行相关仿真试验供船舶设计和选型时参考。

还可用与仿真训练,提高运行管理人员的管理水平或操作培训人员的操作水平。

智能DTC(直接转矩控制)机动性和可靠性1、从异步电机数学模型出发,分析和研究异步电机DTC基本原理,得出异步电机DTC控制系统的基本结构,并对电力推进船舶的船-桨系统进行建模分析,为后续研究打下理论基础;2、根据DTC的基本原理,在仿真环境中搭建异步电机传统DTC系统的仿真模型;3、分析船舶电力推进电机动态负荷的常规变化以及恶劣海况条件下的变化,并针对分析提出电力推进控制的先进算法;4、分析电力推进船舶电网谐波产生的机理,并针对分析提出抑制电网谐波的先进滤波算法。

5、最后以某实际电力推进船舶为仿真对象,用仿真软件搭建电力推进系统的仿真模型并得出船舶速度,加速度,电机功率、转矩与时间关系的曲线。

关键技术:关键技术:1、考虑船舶电力负荷的固有变化和随机变化,建立基于神经网络和小波的多变量电力负荷回归预测模型,对未来电力负荷进行有效预测,并提供相应的控制决策;2、设计在海况恶劣情况下基于预测模型的智能DTC算法,在保证船舶电网安全的情况下提高船舶的机动性和可靠性;3、建立神经网络控制器代替传统DTC控制系统中的滞环比较器,以提高不同强度的磁链与转矩误差信号比较结果的精确程度;4、将神经网络控制算法与空间矢量脉宽调制的算法相结合,以解决传统DTC 控制中开关频率不稳定的缺点;5、采用非线性非高斯领域的粒子滤波统计算法设计粒子滤波器,有效抑制舰船电网的谐波问题。

船舶推进PPT课件

船舶推进PPT课件

05
船舶推进系统的挑战与解决 方案
船舶推进系统面临的挑战
能源效率问题
随着全球能源供应日趋紧张,船舶推进 系统面临着提高能源效率的挑战。
技术更新换代
船舶推进系统需要不断进行技术更新 和升级,以适应船舶运输业的发展需
求。
环境保护法规
随着全球环境保护意识的提高,船舶 推进系统需要满足更为严格的排放法 规。
船舶推进系统的未来发展趋势
新能源技术的应用
随着新能源技术的不断发展,船舶推 进系统将更多地应用太阳能、风能等 可再生能源,降低碳排放。
智能化的推进器
未来船舶推进系统将更加智能化,具 备自适应调节、故障诊断和远程监控 等功能。
多推进器协同工作
通过多推进器协同工作,实现更加灵 活、高效和安全的航行。
新材料的应用
船舶推进系统的优化方法
优化设计参数
对船舶推进系统的设计参数进行优化,以提 高推进效率、降低能耗。
仿真模拟技术
通过仿真模拟技术对船舶推进系统进行模拟 和优化,降低试验成本和风险。
智能控制技术
应用智能控制技术对船舶推进系统进行优化, 实现高效、稳定、经济航行。
综合优化方法
结合多种优化方法对船舶推进系统进行综合 优化,实现更全面的性能提升。
船舶推进系统的组成
船舶推进系统通常包括推进器(如螺旋桨、喷水推进器等) 、传动装置(如减速齿轮箱、链条等)、动力装置(如柴油 机、燃气轮机、电动机等)和控制装置(如控制系统、调节 器等)。
船舶推进的重要性
保证船舶航行性能
保障航行安全
船舶推进系统是船舶航行性能的关键 因素之一,它决定了船舶的航速、航 向和操纵性能。
旅游观光
科学考察与探险

船舶推进基本原理

船舶推进基本原理

船舶推进基本原理目录引言 (3)本文的范围 (3)第一章船舶定义及船体阻力 (4)船舶类型 (4)舶载重线 (2)船舶尺寸的标示 (5)船体形状的描述 (5)船舶阻力 (7)第二章螺旋桨推进 (10)螺旋桨类型 (1)螺旋桨周围的水流情况 (111)效率 (2)螺旋桨尺寸 (1)螺旋桨工况 (15)第三章主机的设计和负载图 (20)功率函数和对数坐标 (20)螺旋桨和主机配合点 (20)主机布置图 (22)负载图 (22)使用布置图和负载图的例子 (25)不同船舶阻力对主机运行的影响 - 定距浆船 (27)船舶阻力对配合曲线的影响–调距桨船 (29)参考文献 (30)船舶推进基本原理引言本文中关于“船”这个词是指在水上从一个地点到另一个地点运输人或者货物的交通工具,通常船的推进借助螺旋桨(propeller)来进行的,虽然有时候也用“screw”这个词,比如“twin_screw”(双螺旋桨)推进系统,但是“propeller”这个词是在英语中最常用的如今船舶推进动力主要来源于柴油机,其所需功率和转速都取决于船体形式和推进器的设计,因此,为了让推进方案尽可能的优化,我们必须先了解一些基本的船舶以及影响船舶推进系统的柴油机参数的知识。

本文将试图解释一些船型、船舶尺度、船体形式方面的术语,阐明一些关于船体阻力、推进工况以及柴油机负载图相关的一些参数。

另一方面,本文将不会解释怎样进行推进系统的计算,因为这些计算非常复杂,读者可以参考“参考文献”中的那些专业文献来了解这些知识。

本文的范围本文分为三章,从内容上看基本上可以当成三篇独立的文章,但它们也彼此相互关联,因此在某一章中讲述过的内容也可能出现在另一章中第一章讲述了用于定义船舶尺寸和船体形式的一些基本术语,例如船舶排水量、载重吨、设计吃水、垂线间长、方形系数,等等。

其他一些船舶术语,比如有效拖曳阻力、摩擦力的组成、残余阻力以及空气阻力以及这些阻力对船舶运行的影响。

船舶推进概述

船舶推进概述
出路在哪里呢? 发展螺旋桨是最好的题解。
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1. 船舶推进工具
螺旋桨能在蒸汽机时代阔步向前,有三盏指 路明灯:
1. 古代的车轮。构成了螺旋桨的雏型; 2. 古代的风车,随风转动可以输出扭矩; 3. 阿基米德螺旋泵。
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形态各异的船用螺旋桨
19
形态各异的船用螺旋桨
20
形态各异的船用螺旋桨
一、有效功率(effective power)
有效推力Te 与船舶所遭受的阻力R 大小相等, 方向相反
Te = R 有效马力(effective horsepower,即e.h.p )
PE

Tev 75

Rv 75
(Ushp ) ( 公 制 )
PE

Tev 76

Rv 76
(UK hp )
11
1. 船舶推进工具
对转螺旋桨推进器
又称双反转螺旋桨 ,就是两只普通螺旋 桨分别装于两根同心 轴上,并以等速或不 等速反问转动。这种 推进器传动装置比较 复杂,多用于鱼雷和 潜艇。
12
1. 船舶推进工具
两个螺旋桨串列装于同一轴上以 相同的转速运转的推进器。
对转螺旋桨+Z型传动
13
1. 船舶推进工具
端与推进器连接处所量得的功率 传送效率/轴系效率(transmission efficiency of
shafting):
S PD / PS
马力传送及轴系示意图
25
2. 功率传递及推进效率
三、推进效率和推进系数
有效功率PE:克服船体阻力的功率 推进效率(propulsive efficiency)ηP:有效功率和推
优点:能发出任何方向的推力,船舶操纵性能良好; 在 船倒退时无须逆转主机;效率较高(与螺旋桨略同); 在汹涛海面工况较好。

船舰推进原理

船舰推进原理

船舰推进原理船舰推进原理是指通过各种方式将船舰推动前进的基本原理。

在海洋和水域中,船舰需要克服水的阻力才能移动。

为了实现这个目标,人们发明了许多推进技术和装置。

本文将详细介绍与船舰推进原理相关的基本原理。

1. 摩擦阻力与水动力学在水中行驶时,船舰需要克服摩擦阻力、波浪阻力和空气阻力等各种形式的水动力学阻力。

其中,摩擦阻力是最主要的一种。

当船体移动时,其表面与周围水体之间会产生摩擦作用。

根据流体力学的基本原理,摩擦阻力与流体速度平方成正比,并与流体密度和表面积成正比。

因此,减小摩擦阻力可以通过减小流体速度、降低流体密度或减小表面积来实现。

为了减小摩擦阻力,人们采取了以下措施:•船底光滑处理:通过使用光滑的涂层或抛光船底来减小船体与水的摩擦。

•减小船体重量:减小船体重量可以降低摩擦阻力。

•使用流线型设计:通过优化船体外形,减小阻力系数,从而降低摩擦阻力。

2. 推进装置为了推动船舰前进,人们发明了各种推进装置。

下面介绍几种常见的推进装置及其基本原理。

2.1 舵和桨叶在古代,人们使用桨叶或舵来推动船只前进。

桨叶通过划动水面产生反作用力,从而将船只推向前方。

而舵则通过改变方向来控制船只的行驶方向。

2.2 螺旋桨螺旋桨是现代海洋交通工具中最常见的推进装置之一。

它是由一片或多片螺旋状的叶片组成,可以通过电机或发动机驱动旋转。

螺旋桨的原理是利用牛顿第三定律——作用力与反作用力相等且方向相反。

当螺旋桨旋转时,它将水推向后方产生反作用力,从而推动船只向前方移动。

2.3 喷水推进器喷水推进器是一种通过将水喷出船身以产生推力的装置。

它通常由一个或多个喷嘴和一个泵组成。

通过泵将水吸入,并通过喷嘴加速喷出,产生反作用力推动船只前进。

2.4 气垫船气垫船是一种利用气垫来减小摩擦阻力的特殊船只。

它通过在船底产生气囊并将空气注入其中,形成气垫来支撑整个船身。

在气垫的作用下,摩擦阻力大大减小,从而使得气垫船能够以较高的速度在水面上行驶。

船舶推进

船舶推进

第一章:绪论1、快速性:船舶在给定主机马力情况下,在一定装载时于水中航行的快慢问题。

2、推进器类型:①螺旋桨(构造简单、造价低廉、使用方便、效率较高);②风帆(可利用无代价的风力,但推力依赖于凤向和风力,以致船的速度和操纵性能都受到限制);③明轮(构造简单,造价低廉,但蹼板效率较低);④直叶推进器(操纵性良好且在船舶倒退时也无须逆转主机,推进效率较高,汹涛海面下工作情况较好);⑤喷水推进器(活动部分在船内,具有良好的保护性,操纵性能良好,但减少了船舶的有效载重量,推进效率低);⑥水力锥形推进器(构造简单设备轻便,效率较一般喷水推进器高)3、特殊推进器:导管螺旋桨、可调螺距螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨。

4、Ps 主机发出的马力;Pd 推进器收到的马力;Pe 克服船体阻力的功率,有效马力;ηs 传送效率ηs = Pd/Ps ;ηD 推进效率ηD=Pe/Pd ;P.C 推进系数 P.C =Pe/Pd 。

第二章:螺旋桨的几何特征1、螺旋桨:通常由桨叶和绛毂构成。

2、桨毂:螺旋桨与尾轴连接的部分,是一个截头锥形体。

为减小水阻力,在桨毂后端加一整流罩,于桨毂形成一光顺流线形体,称为榖帽。

3、桨叶:固定在桨毂上。

由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面为叶面,另一面称为叶背。

4、叶根:桨叶与毂连接处。

叶梢:桨叶的外端。

导边:螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面的一边。

另一边称为随边。

5、右旋转:当螺旋桨正车旋转时,由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者。

反之,为左旋转。

内旋桨:装于船尾两侧之螺旋桨,在正车旋转时其上部向船的中线方向转动者。

反之,称为外旋桨。

6、描述螺旋桨的几何参数:(角标所有字母均大写!!!!!!)D:螺旋桨旋转时(设无前后运动)叶梢的圆形轨迹称为梢圆,梢圆的直径称为螺旋桨直径,用D 来表示。

oA :椭圆的面积称为螺旋桨的盘面积,以oA 表示,42D A o π=P :母线绕行一周在轴向前进的距离称为螺距,用P 表示。

船舶行业的船舶动力系统和推进技术

船舶行业的船舶动力系统和推进技术

船舶行业的船舶动力系统和推进技术船舶行业一直以来是国际贸易和运输的重要组成部分。

船舶的动力系统和推进技术是决定船只性能和效率的关键因素之一。

本文将探讨船舶行业的船舶动力系统和推进技术的发展和应用,以及对船舶运营的影响。

一、船舶动力系统的发展船舶动力系统是船只的能源来源,也是船只运行的核心部件。

船舶动力系统的发展经历了从传统燃煤蒸汽动力系统到现代高效能源系统的转变。

1. 传统蒸汽动力系统在船舶行业的早期,燃煤蒸汽动力系统是主要的推进方式。

利用燃煤发电产生蒸汽,通过蒸汽机驱动船只前进。

虽然该系统在当时是先进的技术,但存在燃料消耗大、环境污染等问题。

2. 内燃机动力系统20世纪初,内燃机动力系统的出现引领了船舶动力系统的革新。

内燃机以石油为燃料,通过燃烧产生能量,驱动船只前进。

相对于传统蒸汽动力系统,内燃机动力系统更加高效、灵活和环保。

3. 温室气体减排技术随着环境意识的增强和温室气体排放的限制,船舶行业开始研究和应用温室气体减排技术。

例如,采用低硫燃料、液化天然气(LNG)等替代传统的石油燃料,以减少二氧化硫和氮氧化物的排放。

二、船舶推进技术的发展船舶推进技术是船只转化动力为推进力的关键环节。

船舶推进技术的发展旨在提高船舶的航速和燃油效率。

1. 螺旋桨推进技术螺旋桨是目前船舶推进技术最常用的方式。

通过螺旋桨的旋转,将动力转化为推进力,推动船舶前进。

螺旋桨推进技术的不断改良和优化,使得船舶的航速和效率得到了大幅提升。

2. 水喷推进技术水喷推进技术是一种相对较新的推进方式。

通过将水喷射到船舶尾部,产生推进力。

水喷推进技术在低航速、大船舶或特殊操纵要求下具有优势,能够提高船舶的机动性和操控性。

3. 水轮推进技术水轮推进技术是一种高效能的推进方式。

它利用水轮的旋转产生推进力,将船舶推进。

水轮推进技术的应用可以减少阻力,提高船舶的航速和燃油效率。

三、船舶动力系统和推进技术对船舶运营的影响船舶动力系统和推进技术的发展对船舶运营产生了重要影响。

船舶推进器工作原理

船舶推进器工作原理

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。

船舶阻力与船舶推进1知识讲解

船舶阻力与船舶推进1知识讲解

船舶阻力与船舶推进1一、船舶阻力总论第一部分:主要知识点一、船舶快速性的含义1、概念:船舶尽可能消耗较小的主机功率以维持一定航行速度的能力。

或者说,船舶快速性是在给定主机功率时,表征船舶航行速度高低的一种性能。

对一定的船舶在给定主机功率时,能达到的航速较高者,谓之快速性好,反之为差;或者,对一定的船舶要求达到一定航速时,所需主机功率小者,谓之快速性好,反之则否。

2、船舶能达到航速的高低取决于:它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。

3、主要内容:船舶阻力和船舶推进两个方面。

4、推进器是指把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。

二、船舶阻力的分类裸船体阻力静水阻力船舶阻力水阻力附体阻力船舶阻力汹涛阻力附加阻力空气阻力*汹涛阻力:波浪中的水阻力增加值。

三、船体阻力的成因和分类1、成因船体在静水中运动时所受到的阻力与船体周围的流动现象密切有关。

1)兴波一般首柱后缘为波峰,尾柱前缘为波谷,改变了船体周围的水压力分布,船首的波峰使首部压力增加,而船尾的波谷使尾部压力降低,于是产生首尾流体动压力差(与船航行方向相反)。

这种由兴波引起的压力分布改变所产生的阻力称为兴波阻力,一般用R w 表示。

从能量观点看,船体兴起的波浪具有一定的能量,这些能量必然由船体供2)边界层当船体运动时,由于水的粘性,在船体周围形成“边界层”,从而使船体运动过程中受到粘性切应力作用,亦即船体表面产生了摩擦力,它在运动方向的合力便是船体摩擦阻力,用R f 表示。

从能量观点看,船体携带边界层水流一起前进,边界层水流质点不断消耗能量体现为摩擦阻力。

补充:牛顿内摩擦定律dv dy τμ=。

μ:流体的动力粘性系数,2/N s m ⋅;/νμρ=:流体的运动粘性系数,2/m s 。

ν和ρ均为水温的函数。

3)边界层分离在船体曲度骤变处,特别是较丰满船的尾部由于水具有粘性常会产生旋涡,旋涡处的水压力下降,从而改变了沿船体表面的压力分布情况,使首压力首部水压力尾部水压力大于尾压力。

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1- 1推进器:在船上需设有把能源(发动机)发出的功率转换为推船前进的功率的专门的装置或机构。

1- 2快速性:指船舶在给定主机功率情况下,在一定装载下(以一定的航速航行的能力)于水中航行的快 慢问题。

1- 3对快速性的要求四方面: ①船舶于航行时所遭受的阻力要小,即所谓的优良线型的选择问题②选择推力足够,且效率高的推进器③选取合适的主机④推进器与船体和主机之间协调一致。

1-4推进器类型及特点: ①螺旋桨:构造简单、价格低廉、使用方便、效率较高②风帆:可利用无代价的风力,但推力依赖于风向和风力,故船的速度和操纵性能都受到限制③明轮:机构笨重,在波涛中操纵 性差且易损坏④直叶推进器:操纵性能好,效率较高,汹涌海面下,工作情况也较好,但机构复杂,造 价昂贵,叶片易损坏⑤喷水推进器:具有良好的保护性,操纵性能好,但减少了船的有效载重,且推进 效率低⑥水力锥形推进器:构造简单,设备轻便,常用于航行在浅水及阻塞航道中的船。

1- 5有效功率(推进器所产生的实际有效功率) :船以速度v 航行时所遭受的阻力为 R ,则阻力R 在单位 时间内所消耗的功为 Rv ,而有效推力T e 在单位时间内所作的功为 T e V ,两者数值相等,故 T e V (或Rv ) 为有效功率P E 。

1- 6推进系数PC :有效功率与主机功率之比,为多种效率相乘之综合名称,通常可以表示用某种机器及 推进器以推进船舶之全面性能,推进系数越高,船舶的推进性能越好。

1- 7本课程主要研究: 推进器在水中运动时产生推力的基本原理以及它的性能好坏(效率高低)等问题, 然后解决如何根据实际的要求设计出一个性能优良的推进器问题。

①推进器(效率、空泡、强度、振动) ②船-桨-机配合问题③螺旋桨设计。

2- 1螺旋桨各部分名称(通常由桨叶和桨毂构成):①桨毂:螺旋桨与尾轴连接部分 ②毂帽:为减小水阻 力,在桨毂后端加的整流罩,与桨毂形成一光顺流线型体 ③叶面及叶背:由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面为叶面,另一面为叶背 ④叶根:桨叶与毂连接处 ⑤叶梢:桨叶的外端 ⑥导边及随边:螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者为导边,另一边为随边 ⑦梢圆:螺旋桨旋转时(设无前后运动)叶 梢的圆形轨迹⑧螺旋桨直径D :梢圆的直径⑨螺旋桨的盘面积 A o :梢圆的面积⑩右(左)旋桨:当螺旋 桨正车旋转时,由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者为右旋桨,反之为左旋桨。

2-2螺距P :母线绕行一周在轴向前进的距离①若母线为直线且垂直于轴线,则形成的螺旋面为正螺旋面 ②若母线为直线但不垂直于轴线,则形成斜螺旋面③当母线为曲线时,则形成扭曲的螺旋面。

2-3节线及螺旋线: 将半径为R 的圆柱面展成平面,则为一底边长2 nR 高为P 的矩形,螺旋线变为的斜 线(矩形的对角线)为节线。

母线上任意一固定点在运动过程中所形成的轨迹,或任意共轴圆柱面与螺 旋面相交的交线为螺旋线。

tan 0 =P/2 OJI R (「1<「2<「3, 10 0>03 ):螺旋桨上任意半径处的面螺距 ②变螺距螺旋桨:取半径为07R 或075R 处的面螺距代表螺旋桨的螺距,P 07R 或P 075R 。

2- 6螺距比P/D :面螺距P 与直径D 之比。

2- 7桨叶的切面(叶切面或叶剖面):与螺旋桨共轴的圆柱面和桨叶相截所得的切面。

①机翼形切面:效 率较高,但空泡性能较差②弓形切面:空泡性能较好,但效率较低③棱形切面④月牙形切面。

2- 8内弦:连接切面导边与随边的直线;外弦。

对于系列图谱螺旋桨,外弦为弦线;理论设计螺旋桨:内 弦为弦线。

弦长为 b 。

2-9叶厚:切面厚度以垂直于所取弦线方向与切面上下面交点的距离来表示,其最大厚度t 为叶厚。

2- 10叶厚比(切面的相对厚度):叶厚t 与切面弦长b 之比,S =t/b2- 11拱线、拱度及拱度比: 切面的中线或平均线称为拱线(中线) 。

拱2-4螺距角0:节线与底边间的夹角,2-5螺旋桨的螺距:①等螺距螺旋桨(螺旋桨叶面各半径处的面螺距不线到内弦线的最大垂直距离为切面的拱度,以f M表示。

f M与弦长b之比为切面的拱度比f=f M/b。

2- 12桨叶(叶面或辐射)参考线:叶面中间的一根母线作为图的参考线。

2-13纵斜角£:若为斜螺旋面,参考线与轴线的垂线成的夹角。

纵斜Z R:参考线线段在轴线上的投影长度(纵斜螺旋桨一般向后倾斜,可增大桨叶与尾框架或船体间的间隙,以减小螺旋桨诱导的船体振动。

............... ..... 布晶..........................但纵斜不宜过大,会因离心力而增加叶根处的弯曲应力,对桨叶强度不利)。

2-14投影轮廓:桨叶在垂直于桨轴的平面上的投影为正投影,其外形轮廓为投影轮廓。

投影轮廓对称与参考线的为对称叶形,反之为不对称叶形。

投射面积A P:螺旋桨所有桨叶投影轮廓包含面积的总和。

2-15伸张轮廓:将各半径处共轴圆柱面与桨叶相截的各切面展成平面后,以其弦长置于相应半径的水平线上,并光顺连接端点所得之轮廓。

伸张面积A E :螺旋桨各叶伸张轮廓所包含的面积的总和。

2-16展开轮廓:将桨叶叶面近似展放在平面上所得的轮廓。

展开面积A D:各桨叶展开轮廓所包含面积的总和。

2-17三种面比:①投射面比:投射面积A P与盘面积A o之比②伸张面比:伸张面积A E与盘面积A o之比③展开面比:展开面积A D与盘面积A o之比(伸张面积和展开面积极为接近,均为叶面积,伸张面比和展开面比均称盘面比或叶面比。

盘面比大小表示桨叶的宽窄,相同叶数下,盘面比越大,桨叶越宽)。

2-18侧斜X s及侧斜角0S:不对称桨叶的叶梢与参考线间的距离为侧斜X s,相应角度为侧斜角03。

(桨叶的侧斜方向一般与螺旋桨的转向相反,合理选择侧斜可明显减缓旋桨诱导的船体振动)。

2-19叶根厚度:与桨毂相连处的切面最大厚度。

2-20叶厚分数:叶面参考线与最大厚度线的延长线在轴线上的交点的距离t o与直径D之比。

2-21桨毂直径(毂径):叶面参考线与桨毂表面相交处至轴线距离的两倍,以d来表示。

2-22毂径比:毂径d与螺旋桨直径D之比。

2-23桨叶的平均宽度b m :表示桨叶的宽窄,b m=A E Z(R-d/2), Z为叶数。

或平均宽度比,b m /D。

2-24正(斜)螺旋面:侧视图上,参考线与轴线垂直的螺旋桨叶面为正。

若参考线与轴线的垂线成角度为斜。

2-25侧投影:桨叶与平行于包含轴线和叶面参考线的平面上的投影。

正投影:桨叶在垂直于桨轴平面上的投影。

2-26最大厚度线:该线与参考线之间的轴向距离t表示该半径处叶切面的最大厚度,它仅表示不同半径处切面最大厚度沿径向的分布情况,不表示最大厚度沿切面弦向的位置。

2- 27螺旋桨参数的选择:从效率(增加D提高效率,在其他条件一定时,叶数越少效率越高)、振动(在其他条件一定时,叶数越多振动越小)两方面。

直径D,叶数Z,毂径比d h/D,螺距比P/D,盘面比(伸张面积比),投射面积比,展开面积比,纵斜Z R,纵斜角£,侧斜X S,叶厚比&3- 1推进器理论(研究螺旋桨的方法):㈠动量理论:螺旋桨的推力乃因其工作时水产生动量变化所致,可通过水的动量变更率来计算推力,包括①理想推进器理论②理想螺旋桨理论㈡叶元体理论:研究每一叶原体所受的力,据以计算整个螺旋桨的推力和转矩㈢螺旋桨环流理论:应用机翼理论解释叶原体的受力与水之速度变更关系,包括①升力线理论②升力面理论③面元法。

3- 2诱导速度:推进器拨水向后来产生推力,而水流受到推进器的作用获得与推力方向相反的附加速度,即诱导速度。

3- 3理想推进器假设:①推进器为一轴向尺度趋近于零、水可自由通过的盘,此盘可以拨水向后,称为鼓动盘(具有吸收外来功率并推水向后的功能)②水流速度和压力在盘面上均匀分布③水为不可压缩的理想流体。

根据以上假定得到的推进器理论为理想推进器理论(可用于螺旋桨、明轮、喷水推进器等,差别在于推进器区域内的水流断面的取法不同)。

3- 4理想推进器效率n A:有效功率和消耗功率之比。

3- 5推进器的载荷系数贡:贡越小效率越高。

在推力T i和速度V一定的条件下,增大盘面积A o来减小载荷系数,对螺旋桨来说需增大直径D,从而提高效率。

3- 6理想螺旋桨理论:在理想流体中工作的具有无限叶数的螺旋桨,除产生轴向诱导速度外还产生周向诱导速度,其方向与螺旋桨旋转方向相同,两者合成作用表现为水流经过螺旋桨盘面后有扭转现象。

3- 7理想螺旋桨效率n=n A n iT:所做的有用功与吸收功率的比值,理想螺旋桨的轴向诱导效率(理想推进器效率)%与理想螺旋桨的周向诱导效率中之积。

由于实际螺旋桨后的尾流旋转,故理想螺旋桨效率n (只有在各半径出的dr圆环对应的n都相等时,n才是整个理想螺旋桨效率)总是小于理想推进器效率............... ..... 布晶.........................."A。

3- 8螺旋桨操作时周围水流情况:轴向诱导速度自桨盘远前方的零值起逐渐增加,至桨盘远后方处达到最大值,而在盘面处的轴向诱导速度等于远后方处的一半。

周向诱导速度在桨盘前并不存在,而在桨盘后立即达到最大值,桨盘处的周向诱导速度是后方的一半。

3- 9速度多角形:①盘面半径r处:远前方,盘面处及远后方的水流速度(相对于半径r处的圆环)②叶元体:叶元体固定不动,而水流以轴向速度V A和周向速度2 n n流向桨叶切面,轴向诱导速度U a/2与迎流水面的轴向速度V A相同,周向诱导速度u t/2与周向速度2 n n相反。

(螺旋桨本身前进速度V A及旋转速度2n n,轴向诱导速度与螺旋桨前进方向相反,周向诱导速度与螺旋桨旋转方向相同)。

3- 10速度多角形中的名称:B为叶元体的倾斜角即螺距角,B为进角,B为水动力螺距角,V R为相对来流的合成速度。

可知,水流以速度V R,攻角a流向桨叶切面。

3-11附着涡:对于二因次机翼,可用环量为「的一根无限长的涡线来代替机翼,这根涡线为附着涡。

3-12叶元体效率卬「=恥n T小:n叶元体结构效率,影响因素:轴向诱导速度,周向诱导速度(速度越大,效率越低),推力负荷系数(推力增加效率降低),桨盘上的半径即盘面积(盘面积增加,效率增高),叶元体的阻升比和水动力螺旋角(阻升比越小,效率越高)。

3-13螺旋桨的水动力性能:一定几何形体的螺旋桨在水中运动时所产生的推力、消耗的转矩和效率与其运动(进速V A和转速n)间的关系。

3-14进程h p:h p=V A/n。

滑脱(P-h p)其大小表示桨叶剖面(叶元体)的攻角大小,即负荷的大小,滑脱比s:s=(P-h p)/P=1-V A/Pn。

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