第9章 圖譜設(shè)計

1、 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 船舶線型初步設(shè)計完成船舶線型初步設(shè)計完成達到預(yù)定航達到預(yù)定航速，消耗的速，消耗的主機馬力小主機馬力小給定主機條件下給定主機條件下使船舶能達到最使船舶能達到最高航速高航速 設(shè)計一個設(shè)計一個螺旋槳？螺旋槳？船速船速 V V有效馬力有效馬力 P PE E選定槳的直徑選定槳的直徑D D選定槳的轉(zhuǎn)速選定槳的轉(zhuǎn)速n n 確定槳的最佳轉(zhuǎn)速確定槳的最佳轉(zhuǎn)速n n、效率、效率0 0、螺距比、螺距比P/DP/D、主機馬力、主機馬力P PS S 確定槳的最佳直徑確定槳的最佳直徑D D、效率、效率0 0、螺距比、螺距比P/DP/D、主機馬力、主機馬力P PS S0.40.60.81.00.

2、40.60.81.00.60.81.01.2KQKT4252KT , 10KQJ0P/D = 0.4P/D = 1.2P/D = 1.20.80.70.60.50.40.30.200.10.90.80.70.60.50.40.30.20.11.41.21.00.80.60.40.20AU5-50KT = T/ n DKQ = Q/ n D 0 = KTJ/2 KQJ = VA/nDnJVDA/nPnJVnKDAQ275)/(52525752ADQVnPJK5 . 22/15752ADQVnPJKPD - 螺旋槳收到馬力，螺旋槳收到馬力， ( ( hp ) )VA - 螺旋槳進速，螺旋槳進速，

3、( ( m/s ) ) n -為螺旋槳轉(zhuǎn)速，為螺旋槳轉(zhuǎn)速，( ( rs ) )52DnKQQnPQD2755 . 25 . 05 . 25 . 030.33JKBVNPDPAD BP - 功率系數(shù)功率系數(shù)JVNDA86.30 直徑系數(shù)直徑系數(shù)JVNDA86.305 . 25 . 05 . 25 . 030.33JKVNPBDADP= 0.57= 60= 50= 40BP= 0.65= 306543211.20.91.01.10.70.80.6P / DPB圖譜圖譜u 在同一葉數(shù)和盤面比的螺旋槳敞水性征曲線組上，在同一葉數(shù)和盤面比的螺旋槳敞水性征曲線組上，取一定值的螺距比取一定值的螺距比P/D，

4、并設(shè)定一系列的，并設(shè)定一系列的J值，在同值，在同一一P/D的性征曲線上讀取與的性征曲線上讀取與J相應(yīng)的一系列相應(yīng)的一系列KQ及及0值。值。u 據(jù)據(jù)和和 式分別算出相應(yīng)的值。式分別算出相應(yīng)的值。u 在縱坐標為螺距比在縱坐標為螺距比P/D，橫坐標為，橫坐標為 的圖上，通的圖上，通過上述計算的過上述計算的P/D值作一平行橫坐標的水平線，并在值作一平行橫坐標的水平線，并在該線對應(yīng)于每一值的點上標明相應(yīng)的該線對應(yīng)于每一值的點上標明相應(yīng)的0和和值，此線值，此線即能代表螺距比為即能代表螺距比為P/D的螺旋槳水動力特性。的螺旋槳水動力特性。PBPBPBu 對不同對不同P/D的螺旋槳性征曲線都作上述處理，的螺旋

5、槳性征曲線都作上述處理，并繪在同一圖上，然后將并繪在同一圖上，然后將0和和值相同者分別連值相同者分別連成光順曲線，即得成光順曲線，即得0和和的等值線。的等值線。u 將各將各 = 常數(shù)時常數(shù)時( (在圖譜上表現(xiàn)為垂直線在圖譜上表現(xiàn)為垂直線) )效率最高的點連成光滑的曲線，即得最佳效率效率最高的點連成光滑的曲線，即得最佳效率線。線。 PBMAU型型-u4、MAU 型型（b）（a）MAU的攻角AU的攻角MAU的拱度AU的拱度0010050弦長的百分比從導(dǎo)邊算起的距離，以弦長百分比表示MAUAU24從導(dǎo)邊算起的距離，以弦長百分比表示1005012345MAUAU0.8R弦長的百分比表表9四葉模型螺旋槳

6、要素表四葉模型螺旋槳要素表(b)(a)MAU4-700.70R0.50R0.30R0.20R1.00R0.95R0.80R0.60R0.40R8.800.3020.4013.405.0014.8013.604.403.322.602.603.304.4013.4010.045.0010.0420.400.308.800.30R0.50R0.70R0.90RMAU4-55MAU4-401.00R(1) (1) 螺旋槳的初步設(shè)計問題螺旋槳的初步設(shè)計問題PB0000PEPEPTEPTEPSP DP DP DPS，PTE (hp)D4D3D2D1N4N3N2NPS，PTE (hp)PSP D0000P

7、EPEPTEPTEPSP DP DP DPS，PTE (hp)D4D3D2D1N4N3N2NPS，PTE (hp)PSP DPBPBPTEPE00P DPE900080007000600050004000V (kn)DAU5 50D (m)1716.111615P D6.05.95.85.70.820.740.780.700.660.580.620.540.50可達航速可達航速 11.16maxV螺旋槳直徑螺旋槳直徑 D = 5.897m螺旋槳螺距比螺旋槳螺距比 P / D = 0.731螺旋槳效率螺旋槳效率 0 = 0.569kn一、螺旋槳的數(shù)目一、螺旋槳的數(shù)目ZPu 選擇螺旋槳的數(shù)目必須綜

8、合考慮推進選擇螺旋槳的數(shù)目必須綜合考慮推進性能、振動、操縱性能及主機船力等各方性能、振動、操縱性能及主機船力等各方面的因素面的因素 。u 通常習慣按母型船來選取螺旋槳數(shù)目，通常習慣按母型船來選取螺旋槳數(shù)目，且螺旋槳數(shù)目與船舶尾部線型直接有關(guān)，且螺旋槳數(shù)目與船舶尾部線型直接有關(guān)，故在船舶初步設(shè)計時已決定其螺旋槳數(shù)目。故在船舶初步設(shè)計時已決定其螺旋槳數(shù)目。 u 葉數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)船型、吃水、推進性能、葉數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)船型、吃水、推進性能、振動和空泡等多方面加以考慮。一般認為，若螺振動和空泡等多方面加以考慮。一般認為，若螺旋槳的直徑及展開面積相同，則葉數(shù)少者效率常旋槳的直徑及展開面積相同，則葉數(shù)少者效

9、率常略高，葉數(shù)多者因葉柵干擾作用增大，故效率下略高，葉數(shù)多者因葉柵干擾作用增大，故效率下降。但葉數(shù)多者對減小振動有利，葉數(shù)少者對避降。但葉數(shù)多者對減小振動有利，葉數(shù)少者對避免空泡有利。通常雙槳船多采用三或四葉，高速免空泡有利。通常雙槳船多采用三或四葉，高速軍艦以三葉為宜。軍艦以三葉為宜。 u 一般說來，螺旋槳的直徑越大，轉(zhuǎn)速越一般說來，螺旋槳的直徑越大，轉(zhuǎn)速越低者效率越高低者效率越高，但直徑受到船的吃水和尾框但直徑受到船的吃水和尾框間隙所限制，而且直徑過大時槳盤處的平均間隙所限制，而且直徑過大時槳盤處的平均伴流減小，使船身效率下降，故對總的推進伴流減小，使船身效率下降，故對總的推進效率未必有利

10、。實際上螺旋槳的直徑多數(shù)是效率未必有利。實際上螺旋槳的直徑多數(shù)是根據(jù)設(shè)計圖譜來決定的。根據(jù)設(shè)計圖譜來決定的。u 對于經(jīng)常在壓載情況下航行的船舶，對于經(jīng)常在壓載情況下航行的船舶，宜采用直徑較小的螺旋槳，以照顧壓載時宜采用直徑較小的螺旋槳，以照顧壓載時的效率和避免葉梢露出水面。的效率和避免葉梢露出水面。u 從振動方面考慮，螺旋槳與船體間的從振動方面考慮，螺旋槳與船體間的間隙不宜過小，否則可能引起嚴重振動。間隙不宜過小，否則可能引起嚴重振動。(b)(a)d 0.7Reabd 0.7RcdcabDP5 . 2ADPVPNB PB查PB由和第6項的序號名 稱單位數(shù) 據(jù)1 VknV1V2V3V42VA =

11、 V（1-）knVA1VA2VA3VA434NNNNN5BP1BP2BP3BP467 -圖譜（例AU5-50） （最佳值）12348D = VA/ND1D2D3D49DDDDD10=N D / VA123411的交點在圖譜上讀出：0P/D01(P/D)102(P/D)203(P/D)304(P/D)41213PTE = PD0HhpPTE1PTE2PTE3PTE4DP5 . 2ADPVPNB PB7. 7. 螺距修正螺距修正 8. 8. 重量及慣性矩計算重量及慣性矩計算9. 9. 敞水性征曲線之確定敞水性征曲線之確定 10. 10. 系柱特性計算系柱特性計算 11. 11. 航行特性計算航行特

12、性計算 1212螺旋槳計算總結(jié)螺旋槳計算總結(jié)80.21B50.12D90. 8d800,20 航航 速速V（kn）121314151617有效馬力有效馬力PE（hp）滿滿 載載壓壓 載載110%滿載滿載2,0361,7792,2392,6552,3512,9213,4063,0073,7474,3683,6424,8055,5334,3696,0867,0175,2367,71935. 021. 06 . 0t0 . 1R2154. 111HtBP = N5 . 2A5 . 0D/VPPB項項 目目單單 位位數(shù)數(shù) 值值假定航速假定航速Vkn13141516VA = V（1- -） kn8.45

13、9.109.7510.464.17753.32444.87638.1898.0117.3026.6996.179MAU4-4090.083.577.872.7P/ /D0.6000.6180.6350.65400.5030.5270.5500.572PTE = PDH0hp4,5174,7304,9415,134MAU4-5588.981.876.271.2P/ /D0.6370.6590.6770.69700.4850.5100.5330.556PTE = PDH0hp4,3544,5784,7844,986MAU4-7087.781.175.370.3P/ /D0.6480.6700.69

14、40.71300.4700.4920.5140.534PTE = PDH0hp42194421461447935 . 2A5 . 0D/VPPBMAU4-404-554-704-704-55MAU4-40MAU4-404-554-70P DPTE01716141513120.60.50.70.6908070700060005000400030002000MAU4-404-554-70V(kn)0P DPEMAUVmaxP/ /DD04-404-554-7015.6215.4815.280.6470.6860.69874.673.673.84.8864.7784.7920.5640.5440.5

15、1995. 595. 29 . 8ptZd h2vsav0/mkgf255,1617495. 5025, 1330,10 ph ppp2 242A2R7 . 0VV=( p0- pv)/2R7 . 021VAP =c2R7 . 021/VTAE/A0 = AE /24D序序號號項項 目目單單 位位數(shù)數(shù) 值值MAU4-40MAU4-55MAU4-701Vmaxkn15.6215.4815.282VA = 0.5144 Vmax ( (1- -) )m/ /s5.2235.1765.1093( (0.7N D/ /60) )2 2(m/ /s) 2 2770.64736.74721.764 + (

16、 (3) )(m/ /s) 2 2797.9763.53747.8750.3890.4070.4166 c ( (查圖查圖7- -20) ) 0.1620.1640.1697T = PD075 / /VAkgf5981858218563248m2 28.8558.8878.5189AE = AP/(/(1.067 - - 0.229P/ /D) )m2 29.6379.7679.391100.5140.5450.5352A2R7 . 0VV2R7 . 021Vc2R7 . 021/VT24D544. 0/0EAA684. 0/DP78. 4D545. 0048.15maxVAE /A0AE /

17、A0AE /A0AE /A0P/D15.615.415.20.580.550.520.580.560.540.700.640.660.68P/D5.0D（給定的）D(m)V (kn)（要求的）AE /A04.60.700.55= 0.5440.40.524.8圖圖 9-25m kn XKYteeZbnNAY136. 1ZbDNGAAX1032d2102 .206, 897. 0460, 8Ne544. 0/0EdAAA684. 0/DP86 . 7G155Ngf/cm3 rpm 4 . 0/544. 078. 4226. 01 . 0/226. 00ER66. 0ZAADb=1.4692m05

18、96. 17212. 0R66. 0R25. 0b b4561. 19911. 0R66. 0R6 . 0b b實際槳葉厚度按實際槳葉厚度按73.160035. 0R0 . 1Dtmm與與mm連直線決定：連直線決定：t0.2 = 199.6 mm，t0.3 = 176.8 mm，t0.4 = 153.9 mm，t0.5 = 131mm，t0.6 = 108.2 mm，t0.7 = 85.3 mm，t0.8 = 62.4 mm， t0.9 = 39.6 mm。2 .188R25. 0t05827. 04692. 19964. 00853. 0R7 . 0bt05522. 031075. 09964. 00171. 0R7 . 0DDbt6128. 02695. 3155866.3048.1565. 0866.3011ANPV NPVs00183. 075. 0544. 055. 07 . 07 . 07 . 0標設(shè)btbtbt001534. 000183. 06128. 0684. 02)(12R7 . 00t btsDP DP6825. 0001534. 0684. 0)()(t0DPDPDP2 2 2 J00.10.20.30.40.50.60.7KT0.2950.2670.23880.2040.16770.1270.0849 0.0398KQ0.0321 0.0298