拖網(wǎng)漁船螺旋槳兩種設(shè)計(jì)圖譜的比較

拖網(wǎng)漁船螺旋槳兩種設(shè)計(jì)圖譜的比較

1實(shí)船槳設(shè)計(jì)中的一些注意事項(xiàng)漁船的螺旋槳設(shè)計(jì)通常是根據(jù)漁船的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行的。由于其工作方法的特殊性，在螺旋設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮幾個(gè)因素?；驹瓌t如下。(1)要求螺旋槳的效率要高,所需要的軸功率最小;(2)產(chǎn)生空泡剝蝕現(xiàn)象的可能性最小;(3)螺旋槳在工作中引起的振動(dòng)最小;(4)螺旋槳與舵具有良好的配合,以改善操縱性。根據(jù)上述原則,在漁船螺旋槳設(shè)計(jì)中尚應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:1)對(duì)拖網(wǎng)漁船而言,因考慮有利于拖網(wǎng)作業(yè),則需要大的拖力,故一般均采用單槳,單槳船的推進(jìn)效率高于雙槳船,這是因?yàn)閱螛挥诖部v中剖面上,其伴流較大的緣故。2)漁船通常采用三葉槳和四葉槳,除在73.5kW以下的小型漁船上有采用三葉槳外,大多數(shù)漁船均采用四葉槳。因?yàn)樗娜~槳較三葉槳平穩(wěn),對(duì)避免振動(dòng)有利,對(duì)于船尾振動(dòng),尚應(yīng)注意尾部型線,一般U型型線的伴流較均勻,對(duì)避免振動(dòng)有利。3)對(duì)拖網(wǎng)漁船而言,在螺旋槳設(shè)計(jì)中存在自航與拖航兩種工況,通常均按拖航狀態(tài)來(lái)進(jìn)行空泡校核,以求得不發(fā)生空泡的最小盤面比及其它槳的參數(shù),這是由于螺旋槳在單位面積所產(chǎn)生的推力越大,越易產(chǎn)生空泡的緣故。4)為了使?jié)O船獲得較大的拖力,一般在螺旋槳設(shè)計(jì)中都希望取得較大的槳徑,但漁船螺旋槳直徑常常受到吃水和尾部形狀的限制,所以在漁船螺旋槳設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡可能地增大直徑,一般設(shè)計(jì)槳的直徑應(yīng)不小于0.6倍的平均吃水。目前為了獲得大直徑的螺旋槳,有將尾框下部向下放大者,以增大尾部吃水。5)對(duì)漁船來(lái)說(shuō),更多的情況是先有主機(jī)再進(jìn)行螺旋槳設(shè)計(jì),所以螺旋槳的轉(zhuǎn)速常是給定的。對(duì)螺旋槳來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)速低則效率高;對(duì)主機(jī)來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)速高則熱效率高,且機(jī)器的質(zhì)量尺寸均可減小。因此選擇主機(jī)時(shí),即要考慮主機(jī)本身的效率和質(zhì)量尺寸等因素,也要顧及螺旋槳的轉(zhuǎn)速和效率。對(duì)于漁船螺旋槳所要求的轉(zhuǎn)速往往與主機(jī)轉(zhuǎn)速相差很大時(shí),實(shí)船中均采用減速裝置,以兼顧兩者的要求。6)對(duì)于漁船因考慮到尾部型線,即槳與尾框架的間隙等因素,設(shè)計(jì)槳均設(shè)有一定的后傾角,一般后傾角不超過(guò)15°。實(shí)踐證明,后傾角對(duì)槳的性能沒有什么影響,但可加大槳與船體之間的間隙,對(duì)避免振動(dòng)是有利的。2槳空泡性能通常在漁船螺旋槳設(shè)計(jì)中采用的圖譜為荷蘭的楚思德B型圖譜和日本MAU型圖譜。作者選用了8艘不同功率的拖網(wǎng)漁船,同時(shí)應(yīng)用上述兩種設(shè)計(jì)圖譜中的三個(gè)不同盤面比的圖譜進(jìn)行螺旋槳設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中均采用瓦根寧水池空泡限界曲線,按拖航狀態(tài)進(jìn)行空泡校核,最后通過(guò)作圖的方法得出不發(fā)生空泡的最小盤面比及所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)槳的要素,并將計(jì)算結(jié)果列入表1中1,2。對(duì)表1中槳的主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果分析如下:1)盤面比Ae/A0通常在螺旋槳設(shè)計(jì)時(shí),盤面比的大小均以不發(fā)生空泡的最小盤面比為衡準(zhǔn),當(dāng)漁船主機(jī)功率P為99.3～661.8kW時(shí),采用B型圖譜得出的最小盤面比為0.55～0.80;采用MAU型圖譜得出的最小盤面比為0.50～0.70;由表1可見,盤面比的大小基本上是隨著功率的增大而增大。顯然,采用B型圖譜得出的最小盤面比均比采用MAU型圖譜得出的最小盤面比為大,從而可以看出,MAU型螺旋槳的空泡性能要比B型螺旋槳要好,這是因?yàn)镸AU型螺旋槳的導(dǎo)邊較B型螺旋槳稍有上翹的緣故。2)螺距比H/D拖網(wǎng)漁船采用B型圖譜得出的螺距比較大,基本上在0.75～0.95之間變化;采用MAU型槳相對(duì)小些,在0.70～0.80之間變化。由表1數(shù)據(jù)可以看出,H/D的變化并不是隨著功率的大小而變化,而是與葉切面的形狀有關(guān)。B型槳的H/D在0.6R至葉根處為變螺距,從而使槳葉在不同半徑處的切面攻角不致相差過(guò)大,以保持各切面的效率大致相等,對(duì)于減小尾流中的能量損失是有利的。MAU型槳的P/D為等螺距分布,但由于MAU型槳的切面導(dǎo)邊上翹,高度較AU原型槳有所減少,使得切面拱度有所增大,攻角減小,同時(shí)增大了葉背的抗空泡性能。因此,MAU型槳在葉根處也不會(huì)造成過(guò)大的攻角,出現(xiàn)對(duì)槳的效率和空泡不利的現(xiàn)象。3)槳徑D主機(jī)功率P為99.3～661.8kW時(shí),采用B型圖譜得出的螺旋槳最佳直徑為1.1～1.6m;采用MAU型圖譜得出的最佳直徑為1.20～1.65m。由表1可見,MAU型槳的直徑均大于B型槳,兩者之間的差值不是很大,基本上在0.03～0.10m之間變化。4)槳的效率η0采用B型圖譜得出槳的效率在0.50～0.59之間變化;采用MAU型圖譜得出槳的效率在0.51～0.61之間變化。由表1可見,MAU型槳的效率均高于B型槳,兩者之間的差值在0.01～0.10之間變化,這主要是由于兩種螺旋槳的厚度比不同,因而引起切面的最小阻升比不同的緣故。5)設(shè)計(jì)航速Vs采用B型圖譜得出的設(shè)計(jì)航速為9.20～11.40kn,采用MAU型圖譜得出的設(shè)計(jì)航速為9.3～11.6kn。由表1可見,MAU型槳的航速略高于B型槳,兩者的差值為0～0.20kn。另外,在作者所分析的實(shí)例中,均采用日本阻力圖譜進(jìn)行有效功率計(jì)算,所以得出的有效功率要比實(shí)船阻力略高一些,因此,設(shè)計(jì)船的航速在試航時(shí)基本上都能比設(shè)計(jì)航速高出0.50～1.00kn。6)有效拖力Te由表1可見,采用MAU型漿獲得的推力均比B型漿為大,兩者之間的差值見表2。由表2可知,兩種槳產(chǎn)生的有效拖力,功率越小差值越小,功率越大差值越大。7)厚度比t/b與槳的質(zhì)量m實(shí)際上決定螺旋槳性能的切面主要是0.7R處的切面,對(duì)于B型漿在0.7R處切面之最佳厚度比約為3.6%,而MAU型槳在0.7R處切面之最佳厚度比約為4.2%。由表1中的實(shí)例可看出,在同樣主尺度、船型和主機(jī)功率的情況下,兩種圖譜所設(shè)計(jì)的螺旋槳參數(shù)有所不同,在很大程度上取決于0.7R處切面的厚度比數(shù)值。顯然,采用MAU型槳各切面的厚度比均大于B型槳的厚度比,而且MAU型槳的質(zhì)量也大于B型槳的質(zhì)量,兩者之間的差值約為25kg。3比選時(shí)長(zhǎng)為610202020202020206.根據(jù)上述對(duì)兩種設(shè)計(jì)圖譜的實(shí)際分析,可以看出兩種設(shè)計(jì)圖譜各有特點(diǎn),作者最后提出兩點(diǎn)建議如下:1)一般來(lái)說(shuō),對(duì)于小型漁船,由于尾框架的限制,在螺