螺旋桨-课程设计

山东104总吨钢质拖网渔船

1.已知船体主要参数

船型：单桨，转动导流管平衡舵，尾机型钢质拖网渔船。 设计水线长 ： Lwl=27.50m 垂线间长： 型宽 ： 型深 ： 平均吃水： 尾吃水: 方形系数 ： 棱形系数： 宽吃水比： 排水量 ： 浮心纵向坐标 （LCB） ： 桨轴中心距基线 ：

用艾亚法估算船体有效功率数据表：

Lpp=26.00m B=5.40m D=2.50m Tm=1.90m Ta=2.40m Cb=0.502 Cp=0.592 B/Tm=2.84 Δ=137.35t Xb=-0.78m Zs=0.35m

首先计算所需参数如下： L/Δ

1/3

= 5.04 Δ

0.64

= 23.346 Xc=-3%

2.主机参数

3.推进因子的确定 (1)伴流分数ω

本船为单桨钢质拖网渔船，故使用汉克歇尔公式估算： ω=0.77*Cp-0.28=0.77*0.592-0.28=0.176 (2)推力减额分数t

对于单螺旋桨渔船，也使用汉克歇尔公式估算：

t=0.77*CP-0.30=0.77*0.592-0.30=0.156 (3)相对旋转效率

缺少资料，故近似地取为η(4)船身效率

η

H =(1-t)/(1-ω

R =1.0

)=(1-0.156)/(1-0.176)=1.0243

4．桨叶数Z的选取

根据一般情况，单桨船多用四叶，加之教材中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)D允许2 + k进行估算： 其中：在设计航速时，PE=71.5KW,V=10.1kn

T=PE/(1-t)V=71.5/((1-0.156）*10.1*0.5144)=16.306kN 水温15℃时汽化压力

Pv=174 kgf/m=174*9.8 N/m=1.705 kN/m2

2

2

静压力为：

P0=Pa+γhs=(10330+1025*(2.4-0.35))*9.8 N/m

2

=121.826 kN/m2

k取0.2

由型线图量得：D允许=1.5m

AE/A0 = (1.3+0.3*Z)*T / (P0-Pv)D允许2 + k

=（1.3+0.3*4）*16.306/((121.826-1.705)*1.52)+0.2 =0.351

6．桨型的选取说明

目前在商船螺旋桨设计中，以荷兰的楚思德B型螺旋桨和日本AU型（当然包括其改进型，以MAU表示之）螺旋桨应用最为广泛。另外鉴于课本上只有AU型图谱资料，为方便螺旋桨制图选用MAU螺旋桨。

7．根据估算的AE/A0选取2~3张图谱，计算可以达到最大航速 根据AE/A0=0.4003选取MAU4-40,MAU4-55,MAU4-70三张图谱。

功率储备取10%，轴系效率ηS=0.98，齿轮箱效率ηG=0.96 则螺旋桨敞水收到功率PDO=PS*0.9*ηS*η

G*η

R

=136*0.9*0.98*0.96*1.0

=115.154kW=156.67 hp

8.列表按所选图谱进行终结设计，得到3组螺旋桨的要素及最大航速VSMAX

其中，螺旋桨转速为：N=n/i=850/1.97=431.47r/min

根据MAU4-40,MAU4-55,MAU4-70的BP-δ图谱列表计算。

根据表中的计算结果可绘制PTE,δ,P/D及η0对V的曲线，如下图所示：

结论：从PTE-f(V)曲线与船体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螺旋桨最佳要素P/D、D及η如下表所列。

用图形反映上述数据的变化趋势：

说明：由于空泡校核结果，所需盘面比小于0.40，故图中没有画要求的盘面比曲线（校核过程如下）。

9．空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（AE/A0）MIN及相应的VsMAX、P/D、η0、D

按柏利尔空泡限界线中适用于拖船，拖网渔船的下限曲线，

计算不发生空泡之最小展开面积比。

桨轴沉深hs由船体型线图取 hs =2.4-0.35=2.05m p0-pv=pa+γhs-pv=(10330+1025*2.05-174)kgf/m =12431.25kgf/m2

2

计算温度t=15℃, pv=174kgf/m, PDO=PS*0.9*ηS*η

G*η

R

2

=136*0.9*0.98*0.96*1.0

=115.154kW=156.67 hp 空泡校核计算表如下：

对上述计算结果进行分析可知，由于该船尾吃水较大，导致螺旋桨浸深足够大，不发生空泡所需盘面比较小，故直接选择MAU4-40螺旋桨。

由此可求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素：

AE/A0=0.40， P/D=0.7152， D=1.4595m， η0=0.6192， VMAX=10.145kn。 10．计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线

由MAU4-40的敞水性征曲线插值求得所需敞水性征曲线相

关数据，列表如下：

由上述表格数据画出设计桨的敞水性征曲线：

11．计算船舶系泊状态时螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0

由敞水性征曲线得J=0时，KT=0.301,KQ=0.0319。 计算功率PD=136*0.98*0.96=127.95kW=174.08hp 系柱推力减额分数取t0=0.04,

主机转矩

Q=PD*60*75/(2πN)=174.08*60*75/(2*3.1416*431.47) = 289.1kgf*m 系柱推力

T=(KT/KQ)*(Q/D)=(0.301/0.0319)*(289.1/1.4595) = 1869.06kgf 螺旋桨转速 N0=60*

T/( *D4*KT)=60*(1869.06/(104.63*1.4595

4

*0.301))0.5

= 217.02 rpm

12．桨叶强度校核

按我国2001年《钢质海船入级与建造规范》校核t0.25R及t0.6R，

应不小于按下式计算所的之值：

t

Y

K X

（mm）

式中：K为材料系数； Y=1.36*A1*Ne/(Z*b*N)； X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010*Z*b)； A1=D/P(K1-K2*D/P0.7)+K3*D/P0.7-K4 ；

2

A=(D/P)*(K5+K6*ε)+K7*ε+K8；

计算功率Ne=136*0.98*0.96=127.95kW=174.08hp

Ad= AE/A0=0.40,P/D=0.7152,ε=10º，G=8.3g/cm,N=431.47rpm 在0.66R处切面弦长

b0.66R=0.226* AE/A0*D/(0.1*Z)=0.226*0.4*1.4595/0.4=0.3298m

3

b0.25R=0.7212*b0.66R=0.7212*0.3298=0.2379m

b0.6R=0.9911*b0.66R=0.9911*0.3298=0.3269m 强度校核计算表如下：

13.桨叶轮廓及各半径切面的型值计算 a.叶片最 …… 此处隐藏：3145字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……