阻力與推進課程設計螺旋槳設計說明書郭超

1、大連理工大學船舶與海洋工程阻力與推進課程設計螺旋槳設計說明書課程名稱： 船舶阻力與推進 院 （系）：運載工程與力學學部專 業(yè)： 船舶與海洋工程 班 級： 船0703班 學 號： 200761815 學生姓名： 郭 超 2009 年 7 月 25 日目錄設計要求3設計船主要參數(shù)估算41、船體主要參數(shù)42、主機參數(shù)53、推進因子的決定64、可以達到最大航速的計算65、空泡校核86、強度效核97、螺距修正118、重量及慣性矩計算119、敞水性征曲線之確定1210、系柱特性計算1311、航行特性計算1412、螺旋槳設計總結15參考文獻16圖1 設計船的有效功率曲線從該曲線上，可以讀出設計船在設計航速時

2、的有效功率1、 推進因子的決定根據(jù)泰洛選取伴流分數(shù) 按商赫公式?jīng)Q定推力減額分數(shù) 取相對旋轉效率 船身效率 2、 可以達到最大航速的計算采用MAU 4葉槳圖譜進行計算： 取功率儲備10%，軸系效率 螺旋槳敞水收到馬力： 根據(jù)MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的圖譜列表計算:表5 按圖譜設計的計算表項目單位數(shù)值假定航速12 13 14 15 8.005 8.673 9.340 10.007 62.555 51.210 42.549 35.808 7.909 7.156 6.523 5.984 MAU4-4088.798 81.635 75.769 70.834 P/D0.603 0.6

3、22 0.640 0.659 0.508 0.534 0.559 0.581 3680.702 3869.396 4048.098 4209.061 MAU4-5587.081 79.588 73.786 68.936 P/D0.640 0.670 0.690 0.705 0.488 0.514 0.541 0.565 3534.366 3724.726 3918.127 4087.416 MAU4-7086.966 79.123 73.235 67.835 P/D0.645 0.674 0.704 0.731 0.472 0.498 0.521 0.542 3418.731 3607.570

4、 3770.415 3922.761 根據(jù)表5中的計算結果可繪制、P/D及對的曲線，如下圖所示：圖2 MAU4葉槳圖譜設計計算結果從曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點，可獲得不同盤面比所對應的設計航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及，如表6所列：表6 按MAU4葉槳圖譜設計計算結果圖設計計算的最佳要素MAU/(kn)P/DD04-4013.826 0.637 76.701 4.846 0.555 4-5513.657 0.684 75.604 4.718 0.532 4-7013.481 0.688 76.104 4.688 0.509 3、 空泡校核 按柏利爾空泡限界線中商船上界線，計算不發(fā)生空泡

5、之最小展開面積比。 槳軸沉深 2計算溫度 具體的空泡校核過程見下表7：表7 空泡校核計算結果序號項目單位MAU4-40MAU4-55MAU4-701 13.826 13.657 13.481 2 4.745 4.687 4.626 3671.640 636.789 628.716 4694.151 658.756 650.120 50.466 0.491 0.498 6(查表得)0.175 0.180 0.190 752951.023 51407.137 49849.331 88.332 8.287 7.714 9 9.046 9.104 8.483 100.491 0.521 0.492 根

6、據(jù)上表的計算結果可以作出下圖3：圖4 空泡校核計算結果從該圖中便可求得不空泡的最小盤面比以及所對應的最佳螺旋槳要素。 4、 強度效核按2001年規(guī)范校核及(見表8)，應不小于按下式計算之值： 計算功率 表8 強度校核計算表項目單位0.25R0.6R弦長b0.997 1.370 6342072501511410635434 2441.267 870.468 28130.074 7298.718 8223341241653803301226.529 1024.308 材料系數(shù)K（鋁鎳青銅）1.179 1.179 0.272 0.165 176.103 84.851 MAU標準槳葉厚度t'1

7、83104.2校核結果滿足要求滿足要求實際槳葉厚度按與連成直線決定： 5、 螺距修正根據(jù)尾軸直徑大小，決定轂徑比，此值與MAU槳標準轂徑比相同，故對此項螺距無需修正。雖然實際槳葉厚度小于MAU槳標準厚度，但考慮到節(jié)省材料，仍將根據(jù)厚度差異進行螺距修正。設計槳 標準槳 (取MAU4-55為基準螺旋槳) 修正后的螺距比6、 重量及慣性矩計算 結合本設計所得螺旋槳的尺寸要素選取合適的槳轂和槳軸尺寸，采用我國船舶與海洋工程設計研究所所提出的相關公式進行計算，可得以下數(shù)據(jù)：材料重量密度 槳葉最大寬度 槳葉重量 榖長 槳軸中央處軸徑 槳榖直徑 軸榖配合錐度 槳榖重量 螺旋槳總重 整個螺旋槳的慣性矩 7、

8、敞水性征曲線之確定由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.6，P/D=0.7的敞水性征曲線內插得到MAU4-54.5，P/D=0.672的敞水性征曲線以及數(shù)據(jù)：表9 設計槳的敞水特性數(shù)據(jù)表MAU4-40 P/D=0.6J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.246 0.223 0.200 0.169 0.135 0.098 0.060 0.015 10KQ0.234 0.224 0.200 0.185 0.152 0.118 0.082 0.050 MAU4-40 P/D=0.7J0.000 0.100 0.200 0.3

9、00 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.292 0.269 0.236 0.216 0.177 0.143 0.099 0.060 10KQ0.302 0.289 0.262 0.242 0.215 0.177 0.138 0.100 MAU4-55 P/D=0.6J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.262 0.231 0.208 0.162 0.124 0.083 0.046 -0.020 10KQ0.246 0.231 0.208 0.177 0.146 0.115 0.076 0.034 MAU4

10、-55 P/D=0.7J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.307 0.279 0.246 0.215 0.172 0.131 0.085 0.045 10KQ0.336 0.306 0.277 0.246 0.215 0.177 0.126 0.090 MAU4-40 P/D=0.683J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.284 0.261 0.230 0.208 0.170 0.135 0.092 0.052 10KQ0.290 0.278 0.251

11、0.232 0.204 0.167 0.128 0.092 MAU4-55 P/D=0.683J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.299 0.270 0.240 0.206 0.164 0.123 0.078 0.034 10KQ0.321 0.293 0.265 0.234 0.204 0.166 0.118 0.080 MAU4-51.5 P/D=0.683J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.296 0.268 0.237 0.207 0.165 0.

12、126 0.081 0.038 10KQ0.314 0.290 0.262 0.234 0.204 0.167 0.120 0.083 根據(jù)MAU4-51.5 ，P/D=0.683的相關數(shù)據(jù)繪制性征曲線，如下圖5：圖4 設計槳的敞水特征曲線8、 系柱特性計算由上圖得時，,計算功率 系柱推力減額分數(shù)取。主機轉矩 系柱推力 螺旋槳轉速 9、 航行特性計算取轉速為，進行計算，結果如表所示：表10 航行特性計算表項目單位數(shù)值12131415164.115 4.458 4.801 5.144 5.486 N=157r/min0.335 0.363 0.391 0.419 0.447 0.193 0.18

13、1 0.169 0.157 0.147 0.0224 0.0216 0.0207 0.0198 0.0188 4484.865 4551.886 4569.780 4563.812 4535.226 8354.110 8042.673 7718.257 7377.252 7013.634 N=147r/min0.358 0.388 0.418 0.448 0.477 0.183 0.170 0.158 0.146 0.135 0.0217 0.0208 0.0198 0.0188 0.0177 3725.307 3745.142 3740.293 3714.518 3662.559 6639.

14、325 6356.176 6057.814 5738.398 5401.383 N=137r/min0.384 0.416 0.448 0.480 0.512 0.172 0.159 0.146 0.134 0.121 0.0209 0.0199 0.0188 0.0175 0.0162 3030.244 3028.738 3008.232 2953.715 2844.713 5168.682 4912.907 4638.193 4336.009 3994.834 將上述計算結果繪制成航行特性曲線，如下圖：圖5 航行特性曲線由此，可以得到壓載航行時可達最大航速為，主機馬力為。110%滿載航行時可達最大航速為，主機馬力為。滿載航行，時，可達最大航速為，主機馬力為，與設計要求基本一致。10、 螺旋槳設計總結螺旋槳直徑D4.723 m螺距比P/D 0.682701螺距P3.224371m型式 MAU葉數(shù)Z 4盤面比AE/AO 0.518縱傾角8°螺旋槳效率00.