船舶推進課設(shè)

1、螺旋槳課程設(shè)計 -800噸自航駁船螺旋槳設(shè)計書指導(dǎo)老師： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名：禹宗昕 學(xué) 號：U201312263 完成日期：2016/6/20目錄1.船型32主機參數(shù)43推進因子的確定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（考慮功率儲備）進行終結(jié)設(shè)計，得到2組螺旋槳的要素及VsMAX59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.710計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線911. 計算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力T0與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速N0912槳葉強度校核1013槳葉輪廓及

2、各半徑切面的型值計算1214槳轂設(shè)計1215螺旋槳總圖繪制（詳見A3圖紙螺旋槳設(shè)計總圖）1316螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動慣量計算1317螺旋槳計算總結(jié)1418心得體會14附錄16題目24：800噸自航駁船螺旋槳設(shè)計書1. 船 型 雙槳流線型舵，前傾首柱，方尾，柴油機驅(qū)動，中機型自航駁船。設(shè)計水線長：LWL=61.00m垂線間長：LBP=59.50m型寬：B=10.50m型深：D=3.60m設(shè)計吃水：Td=2.70m方型系數(shù)：CB=0.734排水量：=1275t棱型系數(shù)：CP=0.757縱向浮心坐標(biāo)Xb= 0.915m縱向浮心位置xc=1.538%L/1/35.6250.64 96.240寬度吃水比B/

3、T3.889艾亞法有效功率估算表：（參考船舶原理上P279-285）（可以自主選定一種合適的估算方法，例如泰勒法。）2主機參數(shù)（設(shè)計航速約10kn）型號：12V135 標(biāo)定功率：PS2 = 257.4kw×2標(biāo)定轉(zhuǎn)速：1500 r/min減速比：i = 5.063推進因子的確定(1)伴流分數(shù)w本船為雙槳內(nèi)河船，故使用漢克歇爾公式估算w=0.7CP-0.3=0.7×0. 757-0.3=0.2299(2)推力減額分數(shù)t使用漢克歇爾公式t=0.50×CP-0.18=0.50×0.757-0.18=0.1985(3)相對旋轉(zhuǎn)效率近似地取為R =1.0(4)船身

4、效率H =(1-t)/(1-w)=(1-0.1985)/(1-0.2299)=1.0414槳葉數(shù)Z的選取根據(jù)一般情況，普通船多用四葉，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（注意：對于內(nèi)河船及大徑深比螺旋槳的船不一定適用?。?按公式AE/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-pv)D2 + k進行估算，其中：T=PE/(1-t)V=259.035×0.735/(1-0.1985)×10×0.5144=46.18kN水溫15時汽化壓力pv=174 kgf/m2=174×9.8 N/m2=1.705

5、 kN/m2靜壓力p0=pa+hs=(10330+1000×1.9)×9.8 N/m2=119.854 kN/m2 k取0.2 D允許=0.6×Td=0.6×2.7=1.62m D允許=0.7×Td=0.7×2.7=1.89m AE/A0 = (1.3+0.3×Z)×T/ (p0-pv)D2 + k=（1.3+0.3×4）×46.18/(119.854-1.705)×1.622+0.2 =0.5326槳型的選取說明 由于本船為內(nèi)河自航原油駁船，采用MAU 4葉槳圖譜進行設(shè)計計算 7根據(jù)

6、估算的AE/A0選取23張圖譜 根據(jù)AE/A0=0.336選取MAU4-40, MAU4-55兩張圖譜。8列表按所選圖譜（考慮功率儲備）進行終結(jié)設(shè)計，得到2組螺旋槳的要素及VsMAX 功率儲備取10%，軸系效率S=0.97，齒輪箱效率G=0.96， 螺旋槳敞水收到功率 PDO = Ps2×0.9×S×G×R = 257.4×0.9×0.97×0.96×1.0 =215.722kW =293.382 hp 螺旋槳轉(zhuǎn)速N=1500/5.06=296.443rpm由圖譜可查得：（參考船舶原理下P267-268）據(jù)上表結(jié)果

7、可繪制PTE、P/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，可得不同盤面比所對應(yīng)的設(shè)計航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及0如下表所列9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商船上限線，（參考船舶原理下P79）計算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。 槳軸沉深hs取1.9mp0-pv =pa+hs-pv=(10330+1000×1.9-174) kgf/m2 = 12056 kgf/m2計算溫度t =15, pv =174 kgf/m2 PDO=215.722kW =293.38

8、2 hp=101.87 kgf×s2/m4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: AE/A0=0.40， P/D=0.735， D=1.714 m， 0=0.625， VMAX=10.84 kn10計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線計算所得最佳盤面極為比接近40，因而無需差值，可直接選用Mau4-40P/D=0.735的敞水性征曲線，其數(shù)據(jù)如下：11. 計算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力T0與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速N0 由敞水性征曲線得J=0時，KT=0.308 KQ=0.0323 計算功率 ：PD= Ps2×S×G =257.4×

9、;0.97×0.96=239.7kw=326.11 hp 系柱推力減額分數(shù)取 t0=0.04 主機轉(zhuǎn)矩： Q=PD×60×75/(2N)= 326.11×60×75/(2×3.1416×296.44) =787.88kgf.m 系柱推力： T=(KT/KQ)×(Q/D)=(0.308/0.0323)×(787.88/1.714)=4383.26 kgfT0=T×（1-t0）=4383.26×(1-0.04)=4207.93 kgf故雙槳船 ：T0=2T0=2×4207.93

10、=8415.86 kgf 車葉轉(zhuǎn)速： N0=60×T/(×D4×KT)=60×4383.260.5/(101.87×1.7144×0.308)0.5 =241.478rpm12槳葉強度校核按我國2009鋼質(zhì)內(nèi)河船建造規(guī)范校核t0.25R，應(yīng)不小于按下式計算所的之值：計算功率Ne=257.4 kW Ad=AE/A0=0.40， P/D=0.735, D=1.714 m, =10ºne=N=1500/5.06=296.44 rpm, Z=4b0.66R=0.226DAd/(0.1Z)=0.226×1.714×

11、0.4/(0.1×4)=0.387 m在0.25R、0.6R處剖面的槳葉寬度bb0.25R=0.7212b0.66R=0.7212×0.387=0.279 mb0.6R=0.9911b0.66R=0.9911×0.387=0.384 m在0.25R、0.7R處螺距P0.25R=P/D×D=0.735×1.714=1.260 mP0.7R =P/D×D=1.260 m材料系數(shù)K K=1.47（錳鋁青銅） 材料密度G=7.5g/cm t0.25R=3.4×105×(1.5+3.5×1.7141.26+1.71

12、41.26)×257.44×279×296.44×1.47-(0.035×10+0.25)×296.44×1.71410002 =39.15 mm查表8-4，則t0.25R=1.174*（0.0406+0.0359）/2=65.5mm標(biāo)準(zhǔn)槳切葉厚度t0.25R=65.5 mmt0.25R> t0.25R,滿足強度要求。葉梢處的厚度t1.0應(yīng)不小于按下式計算所得之值對鋼制、銅制：t1.0=C0×D mm式中 D-螺旋槳直徑，m； C0 - -系數(shù)，普通螺旋槳取3.t1.0R=3×1.714=5.142

13、mm標(biāo)準(zhǔn)槳切葉厚度t1.0R=0.3%×1.714m=5.142 mmt1.0R= t1.0R,滿足強度要求。若采用標(biāo)準(zhǔn)槳的厚度極其分布，則可以滿足強度要求，且有裕度13槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算軸線處最大厚度 = 0.05D=0.05×1.714×1000=85.7 mm實際槳葉厚度MAU型4葉螺旋槳尺度表列表計算如下： （單位：mm）14槳轂設(shè)計（參見船舶原理下P156 : 5. 槳轂形狀及尺度）最大連續(xù)功率PD0=326.11 hp，此時N=296.44 rpm(PD/N)1/3= (326.11/296.44) 1/3= 1.03根據(jù)船舶原理下P157

14、圖8-40可查得螺旋槳槳軸直徑dt=153 mm采用整體式螺旋槳，則螺旋槳的轂徑dh=1.8dt=1.8×153=275.4 mm轂前后兩端的直徑d2=0.88×dh=0.88×275.4=242.35 mmd1=1.10×dh=1.10×275.4=302.94 mm槳轂長度l0=dh=275.4 mm減輕孔的長度l1=0.3×l0=0.3×275.4=82.62mm轂部筒圓厚度=0.75×t0.2R=0.75×69.5884=52.191 mm葉面、葉背與轂連接處的圓弧半徑r1=0.033D=0.03

15、3×1.714×1000=56.562mm，r2=0.044D=0.044×1.714×1000=75.416 mm15螺旋槳總圖繪制（附A3圖紙的螺旋槳設(shè)計總圖與計算書一起裝訂成冊）16螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動慣量計算錳鋁青銅(Mn3Al2(SiO4)3)材料重量密度=8410 kgf/m3 ，0.6R處葉切面的弦長 b0.6R=0.384 m，螺旋槳直徑D=1.714 m，t0.2R=0.0696 m， t0.6R= 0.0373 m最大連續(xù)功率PD=326.11 hp，此時N=296.44 rpm轂徑d=1.8×dt=1.8×0.153

16、=0.275， 轂長LK=0.275 m槳轂長度中央處軸徑d0 =0.045+0.108(PD/N)1/3-KLK/2 =0.045+0.108×(326.11/296.44)1/3-0.1×0.275/2=0.249 m d/D=0.275/1.714=0.160則根據(jù)我國船舶及海洋工程設(shè)計研究院提出的公式：槳葉重 Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2R+t0.6R)(1-d/D)D(kgf)=0.169×8410×4×0.387×(0.5×0.0696+0.0373)×(1-0. 160)×1

17、.714=228.39kgf 槳轂重 Gn=(0.88-0.6d0/d)LKd2(kgf)=(0.88-0.6×0.249/0.275)×0.275×8410×0.2752=58.89kgf螺旋槳重量 G= Gbl +Gn= 228.39+58.89=287.28 kgf螺旋槳慣性矩 Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3 =0.0948×8410×4×0.387×(0.5×0.0696+0.0373)×1.7143 =448.06 kgf·m·s21

18、7.螺旋槳設(shè)計總結(jié)螺旋槳直徑：D=1.714m設(shè)計航速：VMAX=10.84kn螺距比：P/D=0.735m轂徑比：dh/D=0.16m型式：MAU旋向：右旋盤面比：AE/AO=0.40材料：錳鋁青銅葉數(shù)：Z=4總重量：287.28 kgf螺旋槳效率：0=0.625慣性矩：448.06kgf·m·s2縱傾角：=10°18.課程設(shè)計總結(jié)課設(shè)開始之前，覺得有模板推進課設(shè)會很簡單，但真正開始之后，發(fā)現(xiàn)工作量其實并不小。原本以為直接對照學(xué)長的模板修改一下數(shù)據(jù)就可以很輕松地做下來，但事實是學(xué)長的模板其實存在很多問題，這使我不得不把學(xué)長的模板只單純地當(dāng)做一個流程摘要，真正的數(shù)

19、據(jù)，參數(shù)，公式都要到書上找到依據(jù)才敢進行計算。當(dāng)然，想必這也是老師的初衷，老師給我們模板只不過是為讓我們做課設(shè)更有調(diào)理，絕不是簡單地修改參數(shù)，不過腦子機械地完成計算任務(wù)。因而，相比其他一些一味參照模板的同學(xué)，推進課設(shè)我花費了更多的時間，但卻能找到每個參數(shù)和公式的依據(jù)，也因而，我認為在推進課程設(shè)計的過程中，我的收獲還是比較大的。在這一點上我認為自己多花費的時間還是很值得的。每次做課設(shè)給我最大的感觸都是，理論和實踐的距離?？赡茉谡n堂上聽得順理成章的公式，校核過程，真正到自己去做的時候還是會遇到很多困難，而我把這些困難歸因于，當(dāng)初課堂上只是單方面地認同原理，而沒能做到去反問一下，這些原理的應(yīng)用與實現(xiàn)。比如說這次我校核的是一艘雙槳船，除了個別經(jīng)驗公式不一樣，最大的區(qū)別在于功率和推力，究竟什么時候校核的是單槳特性，什么時候的推力是總推力，什么時候要算單個槳所承受的平均推力。之前課堂上接觸雙槳船只是在計算題里，老師給定了功率推力等，對其應(yīng)用