1145 DWT油污水接收船螺旋槳設(shè)計(jì)書

1、1145 DWT油污水接收船螺旋槳設(shè)計(jì)書指導(dǎo)老師：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：郵 箱：完成日期：2013/4/2413目 錄1船 型32主機(jī)參數(shù)43推進(jìn)因子的確定44槳葉數(shù)Z的選取45AE/A0的估算46槳型的選取說明57根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜58列表按所選圖譜（考慮功率儲(chǔ)備）進(jìn)行終結(jié)設(shè)計(jì)59空泡校核710計(jì)算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線811. 船舶系泊狀態(tài)螺旋槳計(jì)算912槳葉強(qiáng)度校核913槳葉輪廓及各半徑切面的型值計(jì)算1014槳轂設(shè)計(jì)1015螺旋槳總圖繪制1116螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算1117螺旋槳設(shè)計(jì)總結(jié)1218課程設(shè)計(jì)總結(jié)121. 船 型 單甲板，流線型平衡舵，柴油機(jī)驅(qū)

2、動(dòng)，適于油污水接收的中機(jī)型單槳船。設(shè)計(jì)水線長：LWL=63.00m垂線間長：LBP=60.00m型寬：B=10.00m型深：D=4.55m設(shè)計(jì)吃水：Td=4.00m方型系數(shù)：CB=0.698排水量：=1780t棱型系數(shù)：CP=0.756縱向浮心坐標(biāo)Xb= 0.3m縱向浮心位置xc=0.5%L/1/34.950.64 120寬度吃水比B/T2.62減速比：i = 21.1艾亞法有效功率估算表：（按船舶原理（上）P285實(shí)例計(jì)算）（可以自主選定一種合適的估算方法，例如泰勒法。）速度V(kn)101112Froude數(shù)vs/gLBP0.212 0.234 0.255 標(biāo)準(zhǔn)C0查圖7-34203803

3、60標(biāo)準(zhǔn)Cbc,查表7-50.720.690.65實(shí)際Cb(肥-或瘦+)(%)+3.06 -1.16 -7.4Cb修正(%)1.4-2.43-15.5Cb修正數(shù)量15.88 -9.23-55.8 已修正Cb之C1426 371 304 B/T修正%-3.49-3.49-3.49B/T修正數(shù)量，2-14.87 -12.95 -10.61 已修正B/T之C2411 358 293 標(biāo)準(zhǔn)xc,%L，查表7-51.16 +0.55 +0.75 -實(shí)際xc，%L，0.5 +0.5 +0.5 +相差%L0.66 -0.05 -1.25 +xc修正(%),查表7-7-1.5-0.16.25xc修正數(shù)量，36

4、.165 0 0 已修正xc之C3417 358 293長度修正%=(Lwl-1.025Lpp)/Lwl*100%2.38 2.382.38 長度修正49.9 8.5 7.0 已修正長度之C4427 367 300 V3100013311728PE=0.64*V3/C4 *0.735(Kw)207 321509 PE=0.64*V3/C4(hp)2824376932主機(jī)參數(shù)（設(shè)計(jì)航速約11kn）型號(hào)：6L350PN標(biāo)定功率：PS2 = 650kw標(biāo)定轉(zhuǎn)速：362 r/min3推進(jìn)因子的確定(1)伴流分?jǐn)?shù)w本船為單槳內(nèi)河船，故使用巴甫米爾公式估算=0.165*CBx3D-x=1=0.1(Fr-0

5、.2)=0.1*(0.228-0.2)=0.0028=0.185(2)推力減額分?jǐn)?shù)t本船為有流線型舵使用商赫公式 t=k=0.111 k=0.6(3)相對旋轉(zhuǎn)效率：近似地取為R =1.00(4)船身效率H =1.0914槳葉數(shù)Z的選取根據(jù)一般情況，單槳船多用四葉，加之四葉圖譜資料較為詳盡、方便查找，故選用四葉。5AE/A0的估算按公式AE/A0 = (1.3+0.3Z)T / (p0-pv)D2 + k進(jìn)行估算，其中：T=PE/(1-t)V= 346/(1-0.111)*11*0.515)=68.7028kN 水溫15時(shí)汽化壓力pv=174 kgf/m2=1749.8 N/m2=1.705 k

6、N/m2 靜壓力p0=pa+hs=(10330+10002.5)9.8 N/m2=125.734kN/m2 k取0.2 D允許=0.7T=0.74=2.8m （單槳船） AE/A0 =(1.3+0.3Z)T/ (p0-pv)D2 + k=（1.3+0.34）68.7/(125.734-1.705)2.82+0.2 =0.3776槳型的選取說明目前在商船螺旋槳設(shè)計(jì)中，以荷蘭的楚思德B型和日本AU型（包括其改進(jìn)型MAU型）螺旋槳應(yīng)用最為廣泛。由于本船為近海運(yùn)輸船，教科書例子為MAU型，且其圖譜資料較齊全，故選用MAU型更方便設(shè)計(jì)出螺旋槳。7根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜根據(jù)AE/A0=0.37

7、7選取MAU4-40, MAU4-55兩張圖譜。8按所選圖譜（考慮功率儲(chǔ)備）進(jìn)行終結(jié)設(shè)計(jì)得到2組螺旋槳的要素及VsMAX功率儲(chǔ)備取10%，軸系效率S=0.98，齒輪箱效率G=0.96，螺旋槳敞水收到功率： PDO = Ps(1-0.10)RSG =6500.910.980.96= 550.368kw = 748.804 hp 螺旋槳轉(zhuǎn)速 n=j n=362/2=181rpm按Bp-圖譜設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目單位數(shù)值假定航速 Vkn101112VA=(1-w)Vkn8.29.09.8BP=NPD00.5/VA2.526 20.5 16.8 BP5.1 4.5 4.06MAU4-4061.155.650.

8、3P/D0.72 0.730.7900.63 0.640.68D=*VA/nm2.7502.7302.701PTE=PD0*0HRhp501.34 525.60545.80MAU4-55605449P/D0.750.820.8600.610.640.67D=*VA/nm2.7002.682.65PTE=PD0*0HRhp489.20517.50537.70據(jù)1.1中艾亞法估算的有效功率及上表計(jì)算結(jié)果可繪制PTE、P/D、D及0對V的曲線，如圖一所示：圖一從PTE-f(V)曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點(diǎn)，可得不同盤面比所對應(yīng)的設(shè)計(jì)航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及0如下表所列。MAUVMAX(k

9、n)P/DD(m)04-4011.450.75552.652.7150.6634-5511.410.83551.82 2.6650.6509空泡校核由圖解法求出不產(chǎn)生空泡的（AE/A0）MIN及相應(yīng)的VsMAX、P/D、0、D按柏努利空泡限界線中漁船下限線，計(jì)算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。槳軸沉深hs由船體型線圖取2.5mp0-pv = pa+hs-pv =(10330+10002.5-174) kgf/m2 = 12656 kgf/m2計(jì)算溫度t =15, pv = 174 kgf/m2 PDO = 544.75 kw = 741.16 hp = 101.87 kgf s2/m4序號(hào)項(xiàng)目單位

10、數(shù)值MAU4-40MAU4-551AE/A00.40 0.55 2VMAXkn11.45 11.42 3VA=0.5144*VMAX*(1-w)m/s4.8 4.786 4(0.7ND/60)2(m/s)2324.08 312.25 5V0.7R2=VA2+(4)(m/s)2347.12 357.43 1/2V0.7R217680 18205 6=(p0-pv)/(1/2V0.7R2)0.715 0.695 7c(查圖6-20）0.185 0.208推力T=75*PD*0/VAkgf7665 7560 9需要投射面積AP=T/(c*1/2V0.7R2)m22.355 2.185 10需要展開面

11、積 AE=AP/(1.067-0.229*P/D)m22.635 2.495 11A0=D2/4m25.785 5.575 12需要的AE/A00.455 0.450 據(jù)上述結(jié)果作圖二，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比及對應(yīng)的最佳螺旋槳要素:圖二由上圖得最佳要素為：AE/A0=0.453， P/D=0.785， D=2.683m， 0=0.655， VMAX=11.43kn10計(jì)算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線 由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.785的敞水性征曲線內(nèi)插得到MAU 4-45.3、P/D=0.785的螺旋槳無因次敞水性征曲線如圖三所示，其數(shù)據(jù)如下：J00.10.20.30

12、.40.50.60.70.80.90.96KT0.350.300.280.250.210.180.140.10.05010KQ0.390.360.340.330.280.250.210.180.100.060000.150.270.400.500.600.670.70.660圖三 螺旋槳無因次敞水性征曲線11. 計(jì)算船舶系泊狀態(tài)（t0=0.04），螺旋槳有效推力與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速N0由敞水性征曲線得J=0時(shí)，KT=0.34, KQ=0.038計(jì)算功率 PD= PsS=6500.97=630.5kw=463.42hp系柱推力減額分?jǐn)?shù)取 t0=0.04,主機(jī)轉(zhuǎn)矩Q=PD6075/(2N)= 18

13、34.63 kgf.m系柱推力T=(KT/KQ)(Q/D)=(0.34/0.038)(1834.63/2.683)=6118.19 kgf系柱推力T0=T（1- t0）=6118.19（1- 0.04）=5873.46 kgf車葉轉(zhuǎn)速N0=60T/(D4KT)=60(5873.46/(101.872.68340.34)0.5 =108.54 rpm12槳葉強(qiáng)度校核按我國1990鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范校核t0.25R及t0.6R，應(yīng)不小于按下式計(jì)算所的之值：t=Y/(K-X) (mm)式中Y=A1Ne/(ZbN),X=A2GAdN2D3/(1010Zb)計(jì)算功率Ne=650 kW Ad=AE/A

14、0=0.453，P/D=0.785,D=2.683 m,=10， ne=N=181 rpm,Z=4 b0.66R=0.226DAd/(0.1Z)=0.2262.6830.453/(0.14)=0.687 m在0.25R、0.6R處剖面的槳葉寬度bb0.25R=0.7212b0.66R=0.72120.687=0.495 m13槳葉輪廓及各半徑切面的型值計(jì)算軸線處最大厚度 = 0.05D=0.052.6831000=134.15 mm實(shí)際槳葉厚度MAU型4葉螺旋槳尺度表列表計(jì)算如下：（單位：如表示）14槳轂設(shè)計(jì)按船舶原理（下）P156槳轂形狀及尺度的相應(yīng)公式計(jì)算最大連續(xù)功率PD0=463.42

15、hp，此時(shí)N=181 rpm(PD/N)1/3= (463.42/181) 1/3= 1.368根據(jù)船舶原理（下）P157圖8-40可查得螺旋槳槳軸直徑dt=187 mm采用整體式螺旋槳，則螺旋槳的轂徑dh=1.8dt=1.8187=336.6 mm轂前后兩端的直徑d2=0.88dh=0.88336.24=295.9 mmd1=1.10dh=1.10336.24=369.9 mm槳轂長度 l0=dh=336.2 mm減輕孔的長度 l1=0.3l0=0.3336.24=100.9mm軸孔錐度取 K=0.1轂部筒圓厚度 =0.75t0.2R=0.75108.93=81.7mm葉面、葉背與轂連接處的

16、圓弧半徑:r1=0.033D=0.0332.6831000=88.5 mm，r2=0.044D=0.0442.6831000=118.1 mm15 螺旋槳總圖繪制（附A3圖紙的螺旋槳設(shè)計(jì)總圖與計(jì)算書一起裝訂成冊）16螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算(按船舶原理（下）P101（7-49）-(7-53)式計(jì)算）鋁青銅材料重量密度=8410kgf/m3 ，0.66R處葉切面的弦長(即最大弦長） b0.66=0.59m，螺旋槳直徑D=2.68 m，t0.2R=0.11 m， t0.6R= 0.06 m最大連續(xù)功率PD=463.4 hp，此時(shí)N=181 rpm轂徑d=1.8dt=1.80.187=0.34 m，

17、 轂長LK=0.34 m槳轂長度中央處軸徑d0 =0.05+0.11(PD/N)1/3-KLK/2 =0.05+0.108(463.4/18)1/3-0.10.34/2=0.18 m d/D=0.34/2.68=0.13則根據(jù)我國船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院（708所）提出的公式：槳葉重 Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2R+t0.6R)(1-d/D)D(kgf)=0.169841040.685(0.50.109+0.058)(1-0.125)2.683=1028.5 kgf 槳轂重 Gn=(0.88-0.6d0/d)LKd2(kgf)=(0.88-0.60.176/0.336)0.33

18、684100.3362=180.5 kgf螺旋槳重量 G= Gbl +Gn=1209 kgf螺旋槳慣性矩 Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3 =4746.46 kgfms217螺旋槳設(shè)計(jì)總結(jié)螺旋槳直徑：D=2.683 m設(shè)計(jì)航速：VMAX=11.43 kn螺距比：P/D=0.785轂徑比：dh/D=0.125型式：MAU旋向：右旋盤面比：AE/AO=0.453材料：鋁青銅葉數(shù)：Z=4總重量：1209 kgf螺旋槳效率：0=0.655慣性矩：4746.5 kgfms2縱傾角：=1018課程設(shè)計(jì)總結(jié)首先，必須強(qiáng)調(diào)這一次課程設(shè)計(jì)對于我對船舶推進(jìn)這門課的學(xué)習(xí)以及其中知識(shí)的認(rèn)識(shí)理解有著十分重要的幫助。整個(gè)課設(shè)的過程中，最讓人頭疼的就是知識(shí)點(diǎn)的不熟悉，上課老師講過的內(nèi)容如果不反復(fù)翻書查閱或者查看PPT，就完全沒有頭緒，加上課堂聽講并不認(rèn)真，不少知