船舶主機(jī)選型計(jì)算

2.3.2機(jī)槳匹配計(jì)算

主機(jī)選型和螺旋槳的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。在設(shè)計(jì)中要淙合考慮船、機(jī)、槳的匹配問題，從

而選定螺旋槳參數(shù)和主機(jī)型號(hào)。

在主機(jī)選型與螺旋槳參數(shù)確定的機(jī)、槳匹配計(jì)算中分為初步匹配設(shè)計(jì)和終結(jié)匹配設(shè)

計(jì)兩個(gè)階段。

初步匹配設(shè)計(jì)：已知船體主尺度、船體有效功率、船舶設(shè)計(jì)航速、螺旋槳的直徑或

轉(zhuǎn)速，確定螺旋槳的效率、螺距比、最佳轉(zhuǎn)速或最佳直徑及所需主機(jī)功率，從而選定主

機(jī)和傳動(dòng)設(shè)備。

終結(jié)匹配設(shè)計(jì)：根據(jù)選定的主機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、船體有效功率，確定船舶所能達(dá)到的最

高航速、螺旋槳直徑、螺距比及螺旋槳效率。

圖譜可參考王國強(qiáng)，盛振邦《船舶原理》P264-P272）

2.3.2.1初步匹配設(shè)計(jì)

1.船體主尺度

設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)LWL垂線間長(zhǎng)Lpp

型寬B型深

設(shè)計(jì)吃水T方形系數(shù)

排水量A排水體積V

船舶設(shè)計(jì)航速V

2.推進(jìn)因子的確定

伴流分?jǐn)?shù)w

（1）泰勒公式（適用于海船）

對(duì)單螺旋槳船：；對(duì)雙螺旋槳船：

（2）巴帕米爾公式（適用于內(nèi)河船）

式中：

對(duì)單螺旋槳船：：對(duì)雙螺旋槳船：。

當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。

推力減額分?jǐn)?shù)/

對(duì)單螺旋槳船：；

式中：

對(duì)流線型舵或反應(yīng)舵：；

對(duì)方形舵柱的雙板舵：；

對(duì)單板舵：。

對(duì)雙螺旋槳船：。

式中：

對(duì)采用軸支架：；對(duì)采用軸包架：。

相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率/

對(duì)單螺旋槳船：；對(duì)雙螺旋槳船：；

對(duì)具有隧道尾船：。

軸系傳遞效率億

對(duì)無減速齒輪箱的船：；對(duì)有減速齒輪箱的船：

3.初步匹配設(shè)計(jì)計(jì)算

初選螺旋槳直徑的匹配計(jì)算計(jì)算步驟表格化見表2-3-3,根據(jù)結(jié)果作圖2-2-4o

表2-3-3機(jī)、槳初步匹配計(jì)算（直徑D給定）（MAU槳）

序號(hào)名稱代號(hào)單位計(jì)算公式及來源數(shù)據(jù)

1螺旋槳直徑Dm給定

1-/

2船身效率億Jlh-.

1-w

匕

3進(jìn)速knVa=V(l-w)

4船體有效功率尸，kW給定

5轉(zhuǎn)速nr/min假定

nD

6直徑系數(shù)6co=----

匕

7螺距比p/D

查圖譜，由等值

線與最佳效率曲線的

8敞水效率

交點(diǎn)得到

9功率系數(shù)平方根

10收到功率P」kWP,=—

〃1.36/

11主機(jī)功率PkW

明一『

螺旋槳克服的有

12kWP,e=PdFoPh

效推功率

初選螺旋槳轉(zhuǎn)速的匹配計(jì)算計(jì)算步驟表格化見表2-3-4,根據(jù)結(jié)果作圖2-2-5o

表2-3-4機(jī)、槳初步匹配計(jì)算（轉(zhuǎn)速n給定）

序號(hào)名稱代號(hào)單位計(jì)算公式及來源數(shù)據(jù)

1螺旋槳轉(zhuǎn)速nr/min給定

i-t

2船身效率%一1

1-W

3進(jìn)速匕knVa=V([-w)

4船體有效功率kW給定

5螺旋槳直徑Dm假定

cnD

6直徑系數(shù)3o=—

匕

7螺距比p/D

查圖譜，由等值

線與最佳效率曲線

8敞水效率大

的交點(diǎn)得到

9功率系數(shù)平方根

.JkL

10收到功率P4kWP

"1.36]

尸,p_P<i

11主機(jī)功率kW。.小

螺旋槳克服的有

12kW4=PdFo%

效推功率匕

D]D2/D4

圖2-2-5選定n,求D與R

根據(jù)圖2-2-4或圖2-2-5,圖中Pte曲線與Pe曲線的交點(diǎn)即為所求的螺旋槳的最佳轉(zhuǎn)

速或直徑，作垂線求的主機(jī)功率Ps。根據(jù)所求的的Ps選取主機(jī)型號(hào)。

如螺旋槳為B型槳，

螺旋架直

徑D給定，

數(shù)

航速V給名稱代號(hào)單位計(jì)算公式及來源

據(jù)

定

序號(hào)

螺旋槳

1Dm給定

直徑

船身效\-t

2%]

率1-W

3進(jìn)速匕kn

船體有

4kW給定

效功率

假定一

組敞水

5PdkW假定

受到功

率

功率系P%

6Bp2%2=0?353廣

數(shù)"一

7L75廊

8螺距比P/D

敞水效查圖譜，

9%

率由最佳轉(zhuǎn)速線的交點(diǎn)得到

101/J

最佳轉(zhuǎn)?￡^」

11Nr/minN=60

速DJ

螺旋槳

克服的

12玲kWPe=Pd"(Eh

有效推t

功率

螺旋槳轉(zhuǎn)

速n給定，

航速V給名稱代號(hào)單位計(jì)算公式及來源數(shù)據(jù)

定

序號(hào)

螺旋槳

1Nr/min給定

轉(zhuǎn)速

船身效1-/

2%

率1-W

3進(jìn)速匕kn

船體有

4PekW給定

效功率

假定一

5組槳直Dm假定

徑

功率系

6Bpi%=1.158博;

數(shù)

70.1739再

8螺距比P/D

查圖譜，

敞水效

9%由最佳直徑線的交點(diǎn)

率

得到

101/J

最佳直八An0514匕1

11Dm/?=60?---------—

徑NJ

螺旋槳

克服的

124kW匕=Pd九?力

有效推

功率

2.3.2.1終結(jié)匹配設(shè)計(jì)（王國強(qiáng)，盛振邦《船舶原理》PI17-P118）及陳祖慶.《船舶

原理》P178-P181)

1.船體主尺度

設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)LWL垂線間長(zhǎng)Lpp

型寬B型深d

設(shè)計(jì)吃水T方形系數(shù)CB

排水量A排水體積V

船舶設(shè)計(jì)航速V

2.主機(jī)主要參數(shù)

型號(hào)

主機(jī)功率A主機(jī)轉(zhuǎn)速N

旋向左旋/右旋減速比i

3.推進(jìn)因子的確定

伴流分?jǐn)?shù)W

（1）泰勒公式（適用于海船）

對(duì)單螺旋槳船：；對(duì)雙螺旋槳船：

（2）巴帕米爾公式（適用于內(nèi)河船）

式中：

對(duì)單螺旋槳船：；對(duì)雙螺旋槳船：。

當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，O

推力減額分?jǐn)?shù)/

對(duì)單螺旋槳船：；

式中：

對(duì)流線型舵或反應(yīng)舵：；

對(duì)方形舵柱的雙板舵：；

對(duì)單板舵：。

對(duì)雙螺旋槳船：。

圖2-2-6終結(jié)匹配設(shè)計(jì)結(jié)果

式中：

對(duì)采用軸支架：；

對(duì)采用軸包架：。

\-t

船身效率為—1-卬

相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率L

對(duì)單螺旋槳船：；對(duì)雙螺旋槳船：；

對(duì)具有隧道尾船：。

軸系傳遞效率7

對(duì)無減速齒輪箱的船：：對(duì)有減速齒輪箱的船：

4.終結(jié)匹配設(shè)計(jì)計(jì)算

在選定主機(jī)后要進(jìn)行終結(jié)匹配設(shè)計(jì)計(jì)算。具體匹配設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算步驟表格化見表2-3-5,根據(jù)結(jié)果作

圖2-26

表2-3-3機(jī)、槳終結(jié)匹配計(jì)算（MAU槳）

W1名稱|代號(hào)單位|""計(jì)算公式及來源~~ii-

1航速Vkn假定

2進(jìn)速匕knVa=V(L-w)

3收到功率kWPd=Pj"Br

無減速齒輪箱:n=N

有減速齒輪箱：

4轉(zhuǎn)速nr/min

_N_

有減速齒輪箱：〃一了

爺

5功率系數(shù)B.

6功率系數(shù)平方根

7螺距比p/D

查圖譜，由等值線與

最佳效率曲線的交點(diǎn)得

8敞水效率“

到

9直徑系數(shù)

0=9

10螺旋槳直徑Dm

n

螺旋槳克服的有

114kW匕=

效推