螺旋槳課程設計任務書

1、下載可編輯1.船舶主要參數(shù)1）原始給定船舶數(shù)據(jù)船型：遠洋散裝貨船，球鼻艏、球艉、單槳、半懸舵?？傞L195.0 m設計水線長190.0 m垂線間長185.0 m型寬28.4 m型深15.8 m設計吃水11.0 m設計排水量48755 t型排水體積47423 m3方形系數(shù)0.821棱形系數(shù)0.8252）船舶有效馬力曲線 船體船舶的有效馬力曲線是表征船體阻力特性的曲線可 通過近似估算 或船模阻力試驗來確定， 對應于不同裝載情況將有不同的有效馬力曲線， 一般有滿載和壓載之分。此外考慮到由于風浪或污底等情況， 則尚需增加一定百分數(shù) （20%左右）的有效馬力裕度，通過下表可繪制附圖二中的 PE 曲線。航速

2、（ kn）12.013.013.514.014.515.015.516.0壓載 (hp25003200361041004650535062407320)滿載 (hp33624263477353135882657374788898)hp403451155727637670587887897310677120%超滿載 ( )2. 主機與螺旋槳 參數(shù)主機型號6RLB66型柴油機 1 臺主機發(fā)出功率Ps 11100 hp額定轉速n124 r / min螺旋槳型號MAU型葉數(shù)4葉槳數(shù)單槳旋向右旋.專業(yè) .整理 .下載可編輯螺旋槳材料ZQAL12-8-3-2(K=1.2)材料7.4 g / cm3槳軸距基

3、線高度3.6 m3. 設計工況、參數(shù)設計功率按滿載工況設計， P 0.85Ps設計轉速n124 r / min螺旋槳直徑D5.6m4. 推進因子的確定伴流分數(shù)w0.36推力減額分數(shù)t0.216螺旋槳直徑D5.6m軸系傳送效率s0.98船身效率1t10.216H1w11.2250.365. 可以達到的最大航速設計海水密度：104.63 kgfs2 / m 4船后螺旋槳敞水受到馬力（取 R1.0 ）：PD0PS0.85SR11100 0.85 0.98 1.0hp9246.3hp螺旋槳產(chǎn)生的扭矩：75PD 0759246.3Q53431 .721kgf m2 n21243.1460螺旋槳轉速：n1

4、24 r min2.067 r s螺旋槳轉矩系數(shù)：K Q0.0217以 MAU4-40、 MAU4-55、MAU4-70的敞水性征曲線進行設計 插值計算 ：其中： PTEPD 00H ，見教材 P264 附錄圖一 MAU4-40敞水性征圖譜，由 J、P/D 可查得 KT、10KQ 和0 。.專業(yè) .整理 .下載可編輯表一 敞水圖譜設計表MAU4-40項目1 假定航速2VA3JKT410KQKT510KQKT610KQKT710KQ10KQKT8P/DMAU4-400PTE其中： PTEPD 00單位數(shù)值kn13.00014.00015.00016.000m/s4.2804.6094.9385.

5、2670.3700.3980.4270.4550.1450.1360.1250.1170.1600.1550.1450.1400.1870.1800.1680.1600.2200.2100.2000.1950.2290.2200.2100.9100.2860.2800.2700.2600.2700.2600.2500.2400.3600.3500.3400.3300.2170.2170.2170.2170.1850.1840.1780.1700.6950.7100.7240.7340.5020.5370.5580.568kn5686.016082.446320.306433.572786HP/

6、D0.60.70.80.9注：由 10KQ=0.217和 17 行，插值求得 KT、P/D、0 和 PTE見教材 P264 附錄圖一 MAU4-40敞水性征圖譜，由J、P/D 可查得 KT、 10KQ和 0.專業(yè) .整理 .下載可編輯MAU-55項目1 假定航速2VA3JKT410KQKT510KQKT610KQKT710KQ10KQKT8P/DMAU4-550PTE單位數(shù)值kn13.00014.00015.00016.000m/s4.2804.6094.9385.2670.3700.3980.4270.4550.1370.0.1160.1040.1600.1500.1430.1320.184

7、0.1730.1640.1520.2250.2150.2070.1950.2320.2200.2100.1990.3010.2900.2800.2700.2770.2660.2550.2440.3880.3800.3650.3510.2170.2170.2170.2170.1780.1740.1700.1660.6880.7030.7140.7290.4830.5080.5330.554kn5470.805753.976037.146275.005201P/D0.60.70.80.9注：由 10KQ=0.217和 17 行，插值求得 KT、P/D、0 和 PTE.專業(yè) .整理 .下載可編輯MA

8、U-70項目單位數(shù)值P/D1假定kn13.00014.00015.00016.000航速2Am/s4.2804.6094.9385.267V3J0.3700.3980.4270.4554KT0.1300.1180.1070.0.6KQ0.1600.1500.0.127105KT0.1810.1700.1580.1440.710KQ0.2290.2150.2050.1926KT0.2340.2200.2090.1950.8KQ0.3100.2980.2840.270107KT0.2840.2700.2600.2450.9KQ0.4050.3900.3790.36010KQ0.2170.2170.

9、2170.21710KT0.1720.1710.1660.160注：KQ由 10 =0.2178P/D0.6830.7020.7150.732和 17 行，MAU4-70T插值求得 K 、 0 和 PTE00.4670.4990.5200.534P/DPTEkn5289.575652.035889.896048.467237由表一可繪制如教材P119 圖 8-9所示，以 V 為橫坐標，以E和P 、P/D、0PTE為縱坐標繪制圖譜設計的計算曲線，圖中曲線E 和曲線 PTE的交點即為所求的P螺旋槳，將該交點平行縱軸與圖中各取線的交點列于下表中。表二 設計計算的最佳要素表盤面比Vmax/ knP/D

10、敞水效率 0MAU4-4014.8120.7220.555MAU4-5514.5180.7090.521MAU4-7014.4000.7070.509.專業(yè) .整理 .下載可編輯6.空泡校核 （對表二所得的不同航速的盤面比AE / A0 進行校核）表三 空泡校核計算結果序項目號1AE /A02p0pahs3V A0.5144(1w)Vmax4V A250.7 ND600.7 ND266027V0.7 RVA20.7 ND6081V0.7 R220.7 Rp0pv912V0.7 R210 查限界線圖得 c11推力 T75PD 0VA12ApT12cV0.7 R213AEAp0.229P / D)

11、(1.06714A0D 2415需要盤面比 AE / A0單位數(shù)值MAU-40MAU-55MAU-700.40.550.7kgf/m 2179151791517915m/s4.8764.8004.741223.77922.84422.474( m/s)m/s25.43825.43825.438( m/s) 2647.101647.101647.101( m/s) 2669.880669.945669.575-235044.77235048.17335028.816kgf m0.506240.506190.506470.1830.1830.184kgf78932.98675270.6617445

12、2.120212.30811.73611.551m213.65012.97312.763m224.61824.61824.618m0.5540.5270.518.專業(yè) .整理 .下載可編輯按柏利爾空泡限界線圖，計算不發(fā)生空泡的最小展開面積比：槳軸浸深： hs11-3.6m=7.4m；t15 C；pv174 kgf / m2 ；104.63 kgfs2 / m4 ；p0pvpahspv1033010257.4174 kgfm217741 kgfm 2 。根據(jù)表三的計算結果做圖， 可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及對應的最佳螺旋槳要素：AE / A00.529， P / D0.710，00.525，

13、 Vmax14.535kn。.專業(yè) .整理 .下載可編輯7. 強度校核表四 強度校核計算表序項目號1槳葉寬度 b20.7R處 D/P D/P 0.73D/PK14K2K3K45A1D K1K 2DK 3DK 4PP0.7P0.7K5K66K7K87A2DK 5K 6K 7K 8P8功率系數(shù) Y1.36 A1 N eZbn9材料系數(shù) K10轉速系數(shù) XA2 GAd n2 D1010 Zb單位數(shù)值0.25R0.60Rm1.20711.65891.40851.40891.40891.408963420725015114106354342379.0059852.39238223341241653803

14、301384.38701181.415543235.515511272.17001.21.20.30310.188211規(guī)要求最小厚度 tY219.5575105.5496mmKX12MAU標準厚度mm214.2122.113校核結果不合格合格14實取槳葉厚度mm219.56.251）按中國船級社 2001 年鋼質海船入級與建造規(guī)校核 t 0.25 R 和 t 0. 6R 處的葉.專業(yè) .整理 .PDB ）下載可編輯厚應不小于： tY，其中 Y1.36 A1 N e； XA2GAd n2 DZbn1010。KXZb主機額定功率：（ N e 即螺旋槳在船后實際收的效率N ePs s111000.

15、980.735499 kw8000.7581kw 。AE / A00.529 ；P / D0.0710 ；10 ；G7.4 g cm3 ；n124 r min ；bmax0.226DAd 0.226 5.60.5291.6738m （；教材 P110表 8-4 ）b0.66R0.14m0.1Zb0.25 R0.7212b0.66R0.72121.6738m1.2071m；b0.6 R0.9911b0.66 R0.99111.6738m1.6589m 。2）漿葉厚度的徑向分布D3.0m，由教材 P96 線性分布的要求，實際厚度按t1.0 R0.0035D19.6mm 和 t0 .25 R連直線決

16、定，則各半徑處的槳葉厚度如下：t 0.2 R232.89 mm ； t0 .3R206.23mm ； t 0.4 R179.57mm ； t0.5R152.91mm ；t 0.6 R126.25mm ； t 0.7 R99.58mm ； t 0.8 R72.92mm ； t 0.9 R 46.26mm 。8. 螺距修正決定轂徑比為 0.1800 （AU型槳的轂徑比都為0.18 ）。由于實際槳葉厚度大于MAU標準槳厚度，故需因厚度差進行螺距修正（以MAU4-55為基準槳）。（教材 P110 表 8-4 ）標準螺旋槳： (t / b)設計螺旋槳： (t / b)t0.7R95.760.05523

17、；0.7Rb0.66R0.99641.74020.9964t0.7 R99.580.059710.7Rb0.66 R0.99641.67380.9964.專業(yè) .整理 .下載可編輯所以(t / b)0 .7 R ( t / b) 0.7 R (t / b) 0.7 RaE 0.75 0.05971 0.055230.55 0.75 0.001716aE0.529aE11.1(0.1800.18)0.5290.529VAV (1w) 14.535(10.36)kn 9.3024kn1 s30.866VA30.8669.30240.5824NP1245.60.710(P/D)t2 P(1) ( t

18、 )0.7 R2 0.7100.5824 0.0017160.001419Dsb修正后的螺距比P / D( P / D ) 0(P / D )t0.710( 0.001419)0.070869. 敞水性征曲線的確定船體設計手冊總體分冊P321，螺距比按修正之前的數(shù)值P/D=0.710 。由 MAU4-40和 MAU4-55，P/D=0.710 （第一次插值）的敞水性征曲線，經(jīng)過第二次插值得到 MAU4-5375，P/D=0.710 的敞水性征曲線：表五 插值計算表(a) 第一次插值4J00.10.20.30.40.50.60.70.8-KT0.290.270.240.210.170.140.1

19、00.060.01P/D=0.5020813187K0.290.280.260.230.210.180.140.10100.4Q500500550KT0.330.310.280.250.220.180.140.100.06P/D=0.5032046648K0.370.350.330.300.270.240.200.160.1210Q120565990.專業(yè) .整理 .下載可編輯KT0.300.270.240.210.170.130.090.0.0057602500P/D=0.70.330.310.280.250.210.180.130.090.03K10Q000050500550.350.32

20、0.290.250.220.180.140.090.05KTP/D=0.03080005080.420.390.360.330.290.250.200.150.09K10Q000000508（ b）第二次插值J00.10.20.30.40.50.60.70.8MAU4-40K0.2990.2740.2460.2140.1820.1450.1070.06550.0226TP/D=0.71010KQ0.3030.2870.2670.2420.2170.1870.1510.1110.0624MAU4-55KT0.3100.2820.2500.2150.1770.1400.09500.05270.00

21、500P/D=0.71010KQ0.3390.3180.2880.2580.2230.1870.1420.09600.0368K0.3080.2810.2490.2150.1780.1410.09670.05450.00746TAd =0.529K10Q0.3340.3140.2850.2560.2220.1870.1430.09810.0404表六 設計槳的敞水特性數(shù)據(jù)表J00.10.20.30.40.50.60.70.8KT0.3080.2810.2490.2150.1780.1410.09670.05450.00746Ad =0.529K0.3340.3140.2850.2560.222

22、0.1870.1430.09810.040410QP/D=0.710000.1430.2780.4010.5110.6000.6460.6190.235將上述計算結果繪制成圖四，作為下面系柱設計和航行特性計算的數(shù)據(jù)依.專業(yè) .整理 .下載可編輯據(jù)。10. 系柱特性計算螺旋槳在系泊狀態(tài)（系柱）下即船速V0 kn ， 螺旋 槳的進速 系數(shù)JV，螺旋槳的 K T 、 K Q 達到最大值，螺旋槳處于“重載”狀態(tài)。系柱0nD狀態(tài)下，要對主機轉矩 Q 、推力 T 、轉速 n 的計算，由敞水性征得 J0時， KT0.308 ， K Q 0.0334 。計算功率： PD111000.98hp 10878 hp

23、 ，主機轉矩： Q75PD7510878 6062860.85kgf m ，2 n23.14kgf m124系柱推力：TK T Q0.308 62860.85 kgfkgf ，K Q D0.03345.6103513螺旋槳轉速：nT60103513r min108.435r min 。604 K T104.635.64D0.30811. 航行特性計算船體、螺旋槳和主機之間相互聯(lián)系，航行特性曲線反映了船體、螺旋槳和主機三者的關系。對于三個不同的轉速n124 r / min 、 n114 r / min 和 n104 r / min 情況下進行計算的結果如表七所示。表七 航行性能計算表n124 r

24、 / min項目單位數(shù)據(jù)Vkn13.00014.00015.00016.00017.000VA 0.5144(1w)Vm/ s4.2804.6094.9385.2675.597J0.3700.3980.4270.4550.484nK0.1900.1780.1680.1590.148TKQ0.2340.2240.2130.2030.19310.專業(yè) .整理 .下載可編輯PTEhp58455897596460205954PShp101699735925788228388n114 r / min項目單位數(shù)據(jù)Vkn13.00014.00015.00016.00017.000VA0.5144(1w)Vm

25、/ s4.2804.6094.9385.2675.597J0.4020.4330.4640.4950.526KT0.1770.1670.1560.1430.130nKQ0.2220.2120.2020.1880.17510PTEhp46024676468045764420PShp74977159682263495910n104 r / min項目單位數(shù)據(jù)Vkn13.00014.00015.00016.00017.000VA0.5144(1w)Vm/ s4.2804.6094.9385.2675.597J0.4410.4750.5090.5430.577K0.1640.1510.1370.124

26、0.108TnKQ0.2080.1960.1820.1690.15310PTEhp35493519342130333056PShp53335025466643333923其中： PTEK T n2 D 4 (1t) v/145.6 ；PD2 nQK Q 2 n n2 D 5PS75RS75 RRSS將上述計算結果繪制成圖五。.專業(yè) .整理 .下載可編輯由圖五可以求得：壓載航行時，可達最大航速為15.350 kn，主機功率為 9150 hp 。120%超滿載航行時，可達最大航速為 13.640 kn ，主機功率為 9870 hp 。滿載航行時， n 124 r / min ，可達最大航速為 14

27、.650 kn，主機功率為 9450hp。與設計要求基本一致。12. 重量及慣性矩計算根據(jù)我國船舶及海洋工程設計研究院提出的近似公式計算（見教材P99）：槳葉重：Gb10.169(0.5t0.6)(1d )D(kgf)；Zbmaxt0 .2D槳轂重： Gn(0.880.6 d0 )LK d 2(kgf ) ；d螺旋槳總重量： GGb1G n其中： bm ax 為槳葉最大寬度 （m）。d0 為槳轂長度中央處軸徑， 可按下式估算：1 /3KLK111.10815d 0 0.045 0.108( PD / n)3m 0.463m2(m) 0.045 0.108 （ 9246.3 124）（ K取 1

28、/15 ）2螺旋槳慣性矩：當d / D 0.18時I mp0.0948Zbmax(0.5t0.2t 0.6)D3(kgf cm s2 )PD 和 n 分別為主機最大持續(xù)功率情況下的螺旋槳收到馬力(hp) 和轉速 ( r/min ) ；t 0.2 和 t 0.6分別為 0.2 R和 0.6 R處切面之最大厚度 ( m) ；K 為軸毅配合的錐度；LK 為轂長 (m) ；3為材料重量密度 ( kgf/ m) ；Z 為槳葉數(shù)；d 為槳轂直徑 ( m) ；D 為螺旋槳直徑 ( m) 。bmaxb0.66R0.226DA d0.226 5.60.529 m 1.6738m ；（教材P110 表0.1Z0.

29、148-4 ）t 0.2 R232.89mm ；.專業(yè) .整理 .下載可編輯t 0.6 R 126.25mm ；由轂徑比 d / D0.18 可得： d 1.008m ；LK d 0.1001.008 0.1m1.108m ；估算得出：槳 葉 重：Gb10.169Zbmax(0.5t0.2t0.6 )(1d )DD（）（）9331.354kgf0.169 7400 4 1.6738 0.5 232.89 126.251000 1 0.18 5.6kgf；槳 轂 重：Gnd 0)LK d2(0.880.60.4631.10874001.0082kgf5035.243kgf(0.88 0.6)d1

30、.008；螺旋槳總重量： GGb1Gn9331.3545035.243kgf14366.597kgf；螺旋槳慣性矩：I mp 0.0948 Zbmax (0.5t 0.2t 0.6 )D 30.0948 740041.6738 （0.5232.89126.25） 10005.63 kgfms2200183.612kg ms213. 螺旋槳的設計總結螺旋槳直徑5.6m螺距比0.710型式MAU盤面比0.529葉數(shù)4縱傾角10螺旋槳效率0.525設計航速14.57kn轂徑比0.18旋向右旋材料ZQAL12-8-3-2重量14366.597kg慣性矩200183.612kgms2.專業(yè) .整理 .下

31、載可編輯.專業(yè) .整理 .r/R葉從母線到葉片隨邊片的距離 %寬度實際距離（ mm）以最從母線到葉片隨邊大葉的距離 %片實際距離（ mm）寬度%葉片寬度 %表示實際距離（ mm）導邊到最厚點的距離以葉片寬度 %實際距離（ mm）葉片厚度用 D 的 %表示實際距離（ mm）下載可編輯做圖附表一： MAU螺旋槳槳葉輪廓尺寸表（實際尺寸）0.20.30.40.50.60.660.70.80.90.951.027.9633.4538.7643.5447.9649.7451.3352.3948.4942.0717.29467.98559.87648.75728.75802.73832.53859.148

32、76.88811.60704.15289.3938.5844.2548.3250.8051.1550.2648.3140.5325.1313.550.00645.74740.64808.76850.27856.13841.23808.595678.37420.62226.790.0066.5477.7087.0894.3499.11100.0099.6492.9273.6255.620.001113.721300.511457.511579.021658.861673.761667.731555.21232.22930.940.00532.0032.0032.0032.5034.9037.90

33、40.2045.5048.9050.000.00356.39416.16466.40513.18578.94634.35670.43707.64602.56465.470.004.063.593.122.652.181.901.711.240.770.540.30232.89206.23179.57152.91.25110.2599.5872.9246.2632.9319.60.專業(yè) .整理 .下載可編輯r/R0.2r/R0.3r/R0.4做圖附表二： MAU型葉切面尺寸表說明： X 坐標以葉寬的 %表示； Y坐標以 Y 最大的%表示；下方為實際尺寸，單位mm。X0.002.004.006.0010.0015.0020.0030.0032.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0095.00100.00022.2744.5566.82111.37167.06222.74334.12356.39445.49556.8