螺旋桨敞水实验
一、试验过程
1、按照临界雷诺数的要求，螺旋桨模型的试验转速应当尽可能高一些。但是还应考虑到动力仪量程的限制和水槽流速可能达到的最大进速，最后选定试验转速。
2、试验时进速A V 的变化范围应从0A V =开始至推力T 为负值止。在此区间内选择10个速度点进行试验。
3、保持螺旋桨转速不变，使水流稳定在某一个速度，同步测量下列数据： 螺旋桨转速n （r s ）、前进速度A V （m s ）、推力0T （N ）、扭矩Q （N m ⋅）。
4、 改变水流速度和转速，重复下一组参数试验。
二、实验数据记录及处理
1．螺旋桨敞水实验相关参数： 桨模直径： D=0.1175m 桨叶数： Z=4 螺距比： P/D=0.8 模型缩尺： λ=40
实验水温： t=淡水20℃
2.敞水实验记录数据及螺旋桨敞水性征系数
3.敞水性征曲线图（J—K T、10K0、η0）
螺旋桨概述 1.概念 1.1结构 图1 螺旋桨示意图 图2 螺旋桨结构 螺旋桨由桨叶、浆毂、、整流帽和尾轴组成，如上图所示。 滑失：如果螺旋桨旋转一周，同时前进的距离等于螺旋桨的螺距P，设螺旋桨转速为n，则理论前进速度为nP。也就是说将不产生水被螺旋桨前后拨动的现象，然而事实上，螺旋桨总是随船一起以低于nP的进速V s对水作前进运动。那么螺旋桨旋转一周在轴向上前进的实际距离为h p（＝V s/n），称为进距。于是我们把P与h p之差（P－h p）称为滑失。 滑失与螺距P之比为滑失比： S r＝（P－h p）/P＝（nP－V s）/nP＝1－V s/nP
式中V s/nP称为进距比。 从式中可以得出，当V s＝nP时，S r＝0。即P＝h,也就是螺旋桨将不产生对水前后拨动的现象，螺旋桨给水的推力为零。 因此我们可以得出结论：滑失越大，滑失比越高，则螺旋桨推水的速度也就越高，所得到的推力就越大。 1.2工作原理 船用螺旋桨工作原理可以从两种不同的观点来解释，一种是动量的变化，另一种则是压力的变化。在动量变化的观点上，简单地说，就是螺旋桨通过加速通过的水，造成水动量增加，产生反作用力而推动船舶。由于动量是质量与速度的乘积，因此不同的质量配合上不同的速度变化，可以造成不同程度的动量变化。 另一方面，由压力变化的观点可以更清楚地说明螺旋桨作动的原理。螺旋桨是由一群翼面构建而成，因此它的作动原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化与入流的攻角，使流经翼面上下的流体有不同的速度，且由伯努利定律可知速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同，因而产生升力。而构成螺旋桨叶片的翼面，它的运动是由螺旋桨的前进与旋转所合成的。若不考虑流体与表面间摩擦力的影响，翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力，而在旋转方向的分量就是船舶主机须克服的转矩力。 1.3推力和阻力 以一片桨叶的截面为例：当船艇静止时，螺旋桨开始工作，把螺旋桨看成不动，则水流以攻角α流向桨叶，其速度为2πnr（n为转速；r为该截面半径）。根据水翼原理，桨叶要受升力和阻力的作用，推动螺旋桨前进，即推动船艇前进。船艇运动会产生顶流和伴流。继续把船艇看成不动，则顶流以与艇速大小相等，方向相反的流速向螺旋桨流来，而伴流则以与艇速方向相同，流速为u r向螺旋桨流来。通过速度合成，我们可以得到与螺旋桨成攻角α，向桨叶流来的合水流。则桨叶受到合水流升力dL和阻力dD的作用，将升力和阻力分解，则得到平行和垂直艇首尾线的分力：
摘要 螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计精度将直接影响船的推进速度，它为船的前进提供的推力。 螺旋桨设计是整个船舶设计的一个重要组成部分，它是保证船舶快速性的一个重要方面。一般螺旋桨设计是在初步完成了船舶线型设计，并通过估算或用船模试验的方法确定了船体有效功率之后进行的。影响螺旋桨推进性能的因素很多，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比、桨叶轮廓形状等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘内河A级拖船的螺旋桨。 关键词 螺旋桨直径螺距比盘面比桨叶轮廓形状 Abstract Propeller is a necessary promoting components of shipbuilding industry, which be used to providing thrust for ship moving. Its design precision will directly affect the forward speed of the ship. The propeller design the whole ship design is a vital part of the ship, it is to guarantee an important aspect of the swiftness. General propeller design is in preliminary finished ship lines design, and through the estimation or with model test method to determine the hull effective power after. Affect the propeller to advance performance in the many factors in the design process of the propeller diameter, mainly pitch than, than, disk blades factors such as profile, and through the experience in work, design an inland ship class A tug propeller Keywords Propellers diameter pitch of screws ratio pie area ratio paddle outline
第四章螺旋桨模型的敞水试验 螺旋桨模型单独地在均匀水流中的试验称为敞水试验，试验可以在船模试验池、循环水槽或空泡水筒中进行。它是检验和分析螺旋桨性能较为简便的方法。螺旋桨模型试验对于研究它的水动力性能有重要的作用，除为螺旋桨设计提供丰富的资料外，对理论的发展也提供可靠的基础。 螺旋桨模型敞水试验的目的及其作用大致是： ①进行系列试验，将所得结果分析整理后绘制成专门图谱，供设计使用。现时各类螺旋桨的设计图谱都是根据系列试验结果绘制而成的。 ②根据系列试验的结果，可以系统地分析螺旋桨各种几何要素对性能的影响，以供设计时正确选择各种参数，并为改善螺旋桨性能指出方向。 ③校核和验证理论方法必不可少的手段。 ④为配合自航试验而进行同一螺旋桨模型的敞水试验，以分析推进效率成分，比较各种设计方案的优劣，便于选择最佳的螺旋桨。 螺旋桨模型试验的重要性如上所述，但模型和实际螺旋桨形状相似而大小不同，应该在怎样的条件下才能将模型试验的结果应用于实际螺旋桨，这是首先需要解决的问题。为此，我们在下面将分别研究螺旋桨的相似理论以及尺度作用的影响。 § 4-1 敞水试验的相似条件 从“流体力学”及“船舶阻力”课程中已知，在流体中运动的模型与实物要达到力学上
的全相似，必须满足几何相似、运动相似及动力相似。 研究螺旋桨相似理论的方法甚多，所得到的结果基本上是一致的。下面将用量纲分析法进行讨论，也就是用因次分析法则求出螺旋桨作用力的大致规律，然后研究所得公式中各项的物理意义。可以设想，一定几何形状的螺旋桨在敞水中运转时产生的水动力(推力或转矩)与直径D (代表螺旋桨的大小)、转速n 、进速V A 、水的密度ρ、水的运动粘性系数ν及重力 加速度g 有关。换言之，我们可用下列函数来表示推力T 和各因素之间的关系，即 T = f 1(D ，n ，V A ，ρ，ν，g )， 为了便于用因次分析法确定此函数的性质，将上式写作： T = k D a n b c A V ρ d ν e g f (4-1) 式中k 为比例常数，a 、b 、c 、d 、e 、f 均为未知指数。 将(4-1)式中各变量均以基本量(即质量M 、长度L 、时间T )来表示，则得： 2T ML ＝f 2e 2 d 3c b a 1?? ? ???? ? ????? ????? ???? ? ??T L T L L M T L T kL 比较上述等式两端的基本因次，可得未知指数之关系为： ?? ? ?? ----=-++-+== f e c b T f e d c a L d M 22:231:1: (4-2) 由(4-2)式中解得： ??? ?? ---=---== f e c b f e c a d 22241 (4-3) 将(4-3)式代入(4-1)式得： T = kD 4-c-2e-f n 2-c-e-2f c A V ρ1νe g f = k ρn 2D 4 f 22e 2 c A g ?? ? ????? ????? ??D n D nD νnD V 式中，c A ?? ? ??nD V 、e 2 ??? ??nD ν、f 22g ??? ??D n D 均为无因次数。从而可以推想到更普遍一些的写法是
螺旋桨设计说明书课程设计 螺旋桨图谱设计计算说明书“XX号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名班级船舶班学号组员指导教师目录一、前言1二、船体主要参数1三、主机主要参数1四、推进因子1五、阻力计算2六、可以达到最大航速的计算2七、空泡校核4八、强度校核5九、螺距修正7十、重量及惯性矩计算7十一、敞水性征曲线的确定9十二、系柱特性计算10十三、航行特性计算11十四、螺旋桨计算总结13十五、桨毂形状及尺寸计算13十六、螺旋桨总图(见附页)14十七、设计总结及体会14十八、设计参考书15一、前言本船阻力委托XX研究所进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。实验时对吃水情况来进行。虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。 本船主机最大持续功率额定转速750转/分，考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。在船速计算中按来考虑。螺旋桨转速为300转/分。 二、船体主要参数表1船体主要参数水线长70.36m垂线间长68.40m型宽B15.80m型深H4.8m设计吃水d3.40m浆轴中心高1.30m排水量2510t本船的 =3.292； =1.41； =4.329； =4.647三、主机主要参数型号：8230ZC二台额定功率：=1080kw(1469hp)额定转速：750r/min减速比：2.5传送效率：=0.95四、推进因子伴流分数； 推力减额t=0.165船身效率； 相对旋转效率五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水3.4m时船的阻力试验结果。 表2模型试验提供的有效功率数据航速（节） 1112131415d=3.4mEHP3.4（kw） 457.1634.8890.01255.01766.11.15EPH3.4525.7730.01023.51443.22031.4六、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
船舶与海洋工程实验技术 实验报告 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 华中科技大学船舶与海洋工程学院 船模拖曳水池实验室 2016年6月1日
螺旋桨敞水试验 一、实验目的 (1)对于某一具体的螺旋桨，通过模型试验可以确定实际螺旋桨的水动力性能。 (2)通过多方案的试验研究，可以分析螺旋桨的各种几何要素对水动力性能的影响。 (3)检验理论设计的正确性，不断完善理论设计的方法。 (4)通过对螺旋桨模型的系列试验，可以绘制成专用图谱，供设计螺旋桨使用。现时广泛使用的楚思德B 系列图谱和MAU 系列图谱等都是螺旋桨模型系列敞水试验的结果。 二、实验原理 满足以下条件：几何相似； 螺旋桨模型有足够的深度； 试验时雷诺数应大于临界雷诺数。 进度系数相等。 22 4 1225 2(,) (,) A A V nD T n D f nD V nD Q n D f nD ρνρν== 螺旋桨雷诺数采用ITTC 推荐表达式：
νπ2 2 75.0)75.0(Re nD v c a += 临界雷诺数一般大于3×105 为消除自由液面影响，桨模的沉深深度：m s D h ) 0.1-625.0(≥ 三、实验设备 主要设备是螺旋桨动力仪 。 四、实验内容 敞水试验通常是保持螺旋桨转速不变，改变拖车前进速度。速度范围应从Va ＝0至推力小于零的进速之间，在该范围内测点取15个左右。 1、敞水箱安装 敞水箱为流线型，螺旋桨的轴从敞水箱的前端伸出箱外，外伸长度必须使桨模位于箱前的距离大于螺旋桨直径的3倍，以避免箱体的影响。敞水箱样式如下图所示。动力仪和电机安装在敞水箱内。 2、仪器安装及操作 进入数据采集界面，如图所示。在拖车开动之前，要对采集系统进行调零。即在水池水面平稳状态下，点击系统设定里面的“调零保存”，使该通道的工程值基本在0附近飘动。 在拖车开动之前，我们要给螺旋桨一定的转速。具体转速的确定，要根据具体情况确定。由进速系数公式 可知，螺旋桨直
《船模性能实验》实验报告 学习中心： 层次： 专业： 学号： 学生： 完成日期：
实验报告一 一、实验名称：船模阻力实验 二、实验目的： 主要研究船模在水中匀速直线运动时所受到的作用力及其航行状态。其具体目标包括： （1）船型研究通过船模阻力实验比较不同船型阻力性能的优劣。 （2）确定设计船舶的阻力性能 对具体设计的船舶，通过船模阻力实验，计算实船的有效功率，供设计推进器应用。 （3）预报实船性能 船模自航实验前，必须进行船模阻力实验，为分析自航实验结果预报实船提供必要的数据。 （4）系列船模实验 为提供各类船型的阻力图谱，必须进行系列船模的阻力实验。此外还有进行几何相似船模组实验，其目的在于研究推进方面的一些问题。 （5）研究各种阻力成分实验 为了研究分类，确定某种阻力成分，必须进行某些专门的实验。 （6）附体阻力实验 目的在于求得附体的阻力值以及比较不同形式的附体对阻力的影响。 （7）流线实验 在船模实验的同时，有时还要进行船模流线实验，目的在于确定舭龙骨，轴支架等附体以及船首尾侧推器开孔的位置等。 （8）航行状态的研究 在船模阻力实验时，测量船模在高速直线运动时的纵倾及升沉等状态，这对于高速排水型船，滑行快艇、水翼艇等高速船舶尤为重要。 三、实验原理： 1．简述水面船舶模型阻力实验相似准则。 （1）船模与实船保持几何相似； （2）船模实验的雷诺数e R 达到临界雷诺数以上； （3）船模与实船傅汝德数相等。 2．分别说出实验中安装激流丝和称重工作的作用。 1）安装激流丝：用1=Φmm 金属丝缚在船模的19站处使其在金属丝以后的边界层
中产生紊流。 2）称重工作：准确称量船模重量和压载重量，以达到按船模缩尺比要求的实船相应的排水量。 3．船模阻力实验结果换算方法有哪些？ 常用的船模阻力实验结构换算方法有两种，即二因次方法和三因次方法。二因次方法亦称傅汝德方法；三因此方法为1978年ITTC 性能委员会推荐的换算方法。 4．简述傅汝德假定的内容，并写出傅汝德换算关系式。 傅汝德假定： ①假定船体的总阻力可以分为独立的两部分，一为摩擦阻力f R ，只与雷诺数有关， 另一个为粘压阻力pv R 和兴波阻力w R 合并后的剩余阻力r R ，只与傅汝德数有关，且适用 比较定律。 ②假定船体的摩擦阻力等于同速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。因此，可 以用平板摩擦阻力公式计算船体的摩擦阻力，通常称为相当平板摩擦 傅汝德换算关系： 3 )(αρρm s fm tm fs ts R R R R -+= 四、实验内容： （一）填写实验主要设备表 （二）实验步骤： （一）船模阻力实验准备 （1）船模制作：船模缩尺比依据水池的长度和航速决定的，船模线型要与实船保持
螺旋桨敞水曲线与流场的CFD不确定度分析 螺旋桨是船舶设备中最重要的部件之一，具有强大的推进力和扭矩，可以让船舶顺利航行。对于螺旋桨的设计和优化，越来越多地依赖于计算流体力学（CFD）分析。 螺旋桨的设计目标是最大限度地提高其效率和推力。在螺旋桨运动中，液体将随着螺旋桨的旋转而形成流动。在这个过程中，螺旋桨的性能受到液体流动的影响。因此，在设计螺旋桨时，必须考虑流场的影响。 CFD技术可以用来模拟螺旋桨周围的流场。能够解决一些难 以实验研究的问题，为螺旋桨的设计和优化提供宝贵的信息。但是，这种技术也有一定的局限性和不确定性。 对于螺旋桨的CFD分析，最大的不确定性源于流场模拟。因 为液体流动过程非常复杂，需要考虑诸多因素，比如流速、液体特性、涡旋扭转等。CFD技术采用了数学方法来模拟流体 的流动，需要处理大量的方程组。因此，CFD技术的可靠性 取决于三个方面：数值算法、离散化方法和模拟条件。 首先，数值算法影响CFD的精度。数值算法决定了求解流动 方程组的方法。如果数值算法本身不准确，计算出来的结果也会有某种程度的误差。因此，为了减小不确定性，需要在 CFD模拟中选择合适的数值算法。 其次，离散化方法是影响CFD精度的另一大因素。离散化方 法决定了流场被划分为小单元（有限元）的方法。由于流场并
非是连续的，若流场被分割的越小，精度越高。但同时，由于计算量的增加，计算时间也会相应的增加。因此，在CFD模 拟中需要在准确性和计算速度间寻找平衡点，以确定合适的离散化尺度。 最后，模拟条件如何影响模拟结果是CFD模拟中的另一个重 要方面。模拟条件包括模拟几何、边界条件、流体特性等。在CFD模拟中，正确的模拟条件对于结果的准确性具有重要意义。例如，如果流体的粘度参数不准确，结果将会偏差很大。 综上所述，CFD技术在螺旋桨的设计和优化中具有不可替代 的作用。但是，对于螺旋桨的CFD分析，不确定度常常存在，主要源于流场模拟的误差。在CFD模拟中，数值算法、离散 化方法和模拟条件都会影响模拟结果的准确性，因此一个完全可靠的模拟需要在这些方面进行充分考虑。同时，需要提醒的是，CFD模拟仅是外推虚拟运动，必须通过实验验证其精度 和可靠性。因此，与实际情况相结合的CFD和实验方法是获 得准确数据的最佳方式。在进行螺旋桨的CFD分析时，需要 考虑以下相关数据： 1. 流场速度：流场速度是影响螺旋桨性能的最重要因素之一。该数据可以通过实验测试获得，也可以通过CFD模拟计算获得。在进行CFD模拟时，选择适当的模拟条件和边界条件是 确保模拟准确性的关键。 2. 螺旋桨几何参数：螺旋桨的几何参数包括螺距、螺旋角、叶片数目等。这些参数直接影响螺旋桨的推力和效率。在进行
第六章 船模自航试验及实船性能预估 为了获得螺旋桨与船体之间的相互作用诸因素，如伴流分数、推力减额分数以及其他相互作用系数，应进行三种试验：船模阻力试验、螺旋桨敞水试验及有附体的船模自航试验。 船模自航试验是分析研究各种推进效率成分的重要手段。对于给定的船舶来说，通过自航试验应解决两个问题： ① 预估实船性能，即给出主机马力、转速和船速之间的关系，从而给出实船的预估航速，验证设计的船舶是否满足任务书中所要求的航速。 ② 判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。如果配合不佳，则需考虑重新设计螺旋桨。 此外，根据实船试航结果与相应的船模自航试验数据，可以进行船模及实船的相关分析，积累资料以便改进换算办法，使船模试验预报实船的性能更正确可靠。 § 6-1 自航试验的相似条件及摩擦阻力修正值 一、相似定律 在船模阻力试验时，我们只满足了傅氏数相同的条件，对于船模的雷诺数只要求超过临界数值。因此， m m s s g g L V L V = 上式中，下标带m 者表示模型数值，带s 者表示实船数值(以下相同)。在螺旋桨敞水试验时，只满足进速系数相同的条件，对于螺旋桨模型的雷诺数也只要求超过临界数值，因此， m m Am s s As D n V D n V = 在进行船模的自航试验时，两者都要求满足，根据几何相似，有： λD D L L ==m s m s 则满足傅氏数相等时有： λV V /s m = (6-1)
满足进速系数相等时有： λn V n V m Am s As = 由于 ()s s As 1V ωV -=，()m m Am 1V ωV -= 故 ()()λn V ωn V ωm m m s s s 11-= - 或 ⎪⎪⎭ ⎫ ⎝ ⎛--=s m s m 11ω ω λn n 假定伴流无尺度作用，则m s ωω=，因此，可得： λn n s m = (6-2) (6-1)及(6-2)两式是船模自航试验应满足相似定律的条件，由于船后螺旋桨满足了进速系 数相等的条件，因此在不考虑尺度作用的情况下，螺旋桨实桨及其模型在推力、转矩及收到马力方面存在下列关系： ⎪ ⎪ ⎪⎭ ⎪ ⎪⎪⎬⎫===5.3m s Dm Ds 4m s m s 3m s m s λρρP P λρρQ Q λρρT T (6-3) (6-3)式只对螺旋桨说来是正确的，但自航试验是把螺旋桨与船体联系起来统盘考虑的。因此推力与阻力之间必然有： 对于实船 ()s s s 1R t T =- 对于船模 ()m m m 1R t T =- 如果将(6-3)、(6-4)两式联系起来分析，发现两者是不一致的。从推进的角度出发，当满足傅氏数和进速系数相同的条件时，模型与实桨的推力之间确实存在缩尺比三次方的关系。假定推力减额无尺度作用，即t s = t m ，则从(6-4)式看来，实船与船模的阻力之间也应与缩尺比三次方有关才能使两者一致。但是，在《船舶阻力》课程中我们已知，当船模与实船在傅氏数相同时，两者的总阻力并不存在缩尺比三次方的关系，即 3m s m s λρρ R R ≠ 为了克服这个矛盾，需要在船模自航试验中作适当处理后才能进行实船的换算。 二、摩擦阻力的修正-实船自航点的确定 在船模自航试验中，当满足傅氏数Fr 及进速系数J 相同的条件时，则模型与实船之间的各种力基本上是缩尺比的三次方关系，唯阻力之间不存在这种关系。在阻力中，剩余阻力部分实际上也是满足这种关系的，因为在Fr 相同时实船和船模的剩余阻力系数相等，故两者总阻力之间不存在缩尺比三次方关系主要是摩擦阻力部分造成的。为了使试验中各种力都存在缩尺比三次方的关系，需对阻力进行修正(实际上是对摩擦阻力修正)，人为地将其硬凑成三次方关系。 (6-4)
大工17春船模性能实验实验报告 计算推力系数、扭矩系数、敞水效率、进速系数。 答：推力系数 62.2/(1.0 103 142 0.2024)=0.191 KT=T/ ? n2D4=62.2/1.0 103 142 0.2024=0.191 扭矩系数 24.4/(1.0 103 142 0.2025)=0.370 敞水效率n —— 0.0308 进速系数——2.08/(14 0.202)=0.736 实验3:船模摇荡实验 一、实验知识考察 1、简述耐波性主要研究的内容。 答：船舶摇荡是耐波性的主要内容，耐波性能所涉及的其它内容主要是由船舶摇荡引起的。估计船舶摇荡是评定耐波性最基本的条件。 根据船舶摇荡实验可以定量地计算出像砰击、上浪、飞车等性能。一般来说，船舶摇荡较缓和，则耐波性也好。 2、简述船模摇荡实验的主要设备。 答：船模摇荡实验的主要设备有：实验水池、造波机、造风机、消波器、适航仪、陀螺仪、浪高仪、惯性矩校验台。 二、实验后思考题 1、船模惯性矩计算中，纵向惯性半径和横向惯性半径怎么选取？ 答：0.25Lpp作为船舶的纵向惯性半径，0.35BS作为船舶的横向惯性半径。 2、为什么要进行船模惯性调整？ 答：模型惯性调整是耐波性实验的重要环节。即按照模型实验相似性原则，将模 型的重心位置、纵横向惯性矩调整到设计要求。 实验4:船模自航实验 一、实验知识考察
1、船模自航方法都有哪些？简述其中一种方法。 答：船模自航方法都强迫自航法和纯粹自航法。 强迫自航法简述：是在某一船模速度Vm下，在船模运动方向上施加一系列的强制力乙其中应包括Fd在内，船模在强制力和推力的共同作用下达到力的平衡，即在航速为Vm的情况下，螺旋桨发出的推力应满足下列条件：T（ 1-tm） +Z=Rtm 2、简述推进效率的各种成分。 答：船模推进效率 船模自航速度、实船速度、自航前的阻力、摩擦阻力修正、桨模转速、桨模推力、桨模扭矩、桨模推力克服阻力。 二、实验后思考题 1、船体对螺旋桨有哪些影响？ 答：螺旋桨在船后工作时由于流场不均匀，产生同样推力时的扭矩不相同，引起螺旋桨的效率变化。 2、螺旋桨对船体有哪些影响？ 答：由于螺旋桨工作改变了船舶周围流场，尤其尾部流速提高，使阻力增加。 虚拟试验数据 打开课件一实践环节一虚拟试验，根据老师的讲解进行操作，然后任选一个虚拟试验，在完成虚拟试验后纪录虚拟试验数据，注意，每个人的参数肯定是不同的。字体大小宋体小四。 （本段在完成自己内容后删除。） 学习心得 通过一段时间的船舶理论知识的学习，让我对自己的工作更加深刻理解，特别是通过认真听讲了网络课件，使我对模糊的概念有了更加清晰的认知，也同时真正的达到理论与实践相结合。我是从事船舶制造行业中质量检验工作的，在工作中经常会遇到一些和船舶有关的问题，以前很多时候自己对其理论理解不够透彻，通过学习让我感觉到自己的对船舶的理解水平有了明显的提高。在此，我非
某沿海单桨散货船螺旋桨 设计计算说明书 刘磊磊 2008101320 2011年7月
某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书 1.已知船体的主要参数 船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 C B = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米 由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下： 航速V （kn ） 13 14 15 16 有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 4045 2.主机参数 型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.98 3.相关推进因子 伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0 船身效率 0777.111=--= w t H η 4.可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： P D = 4762.8 hp
根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算： 项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.5 69.013042 69.01304 69.01304225 69.013042 25 Bp 268.96548 323.7116 384.6505072 451.99967 07 MAU 4-40 δ 75.6 72.10878 64.87977369 60.744 P/D 0.64 0.667321 0.685420561 0.720498 ηO 0.5583333 0.582781 0.605706806 0.62606 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2863.9907 2989.395 3106.994626 3211.4377 MAU 4-55 δ 74.629121 68.63576 63.56589147 59.341025 P/D 0.6860064 0.713099 0.740958466 0.7702236 ηO 0.5414217 0.567138 0.590941438 0.6111996 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2777.2419 2909.156 3031.255144 3135.1705 MAU 4-70 δ 73.772563 67.77185 63.03055556 58.68503 P/D 0.69254 0.723162 0.754280639 0.7861101 ηO 0.5210725 0.54571 0.565792779 0.5828644 P TE =P D ·ηH ·ηO hp 2672.8601 2799.238 2902.2542 2989.8239 据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线，如下图所示。
浅谈船舶螺旋桨的设计 目录 目录 (1) 摘要 (2) 关键词 (2) 引言 (2) 1 结构与计算要素 (3) 1.1 结构组成 (3) 1.2 计算要素 (3) 2 项目设计过程及结果与分析 (5) 2.1 船体估算数据 (6) 2.2 螺旋桨要素选取及结果与分析 (6) 2.3 推力曲线及自由航行计算及结果与分析 (7) 2.4 计算总结 (9) 2.5 螺旋桨模型的敞水实验 (9) 3 螺旋桨设计的发展 (11) 3.1 节能减排促使螺旋桨加快创新 (11) 结束语 (13) 参考文献 (14) 致谢 (14) 附录 (14)
摘要 螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计精度将直接影响船的推进速度，它为船的前进提供的推力。 螺旋桨设计是整个船舶设计的一个重要组成部分，它是保证船舶快速性的一个重要方面。一般螺旋桨设计是在初步完成了船舶线型设计，并通过估算或用船模试验的方法确定了船体有效功率之后进行的。影响螺旋桨推进性能的因素很多，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比、桨叶轮廓形状等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘内河A级拖船的螺旋桨。 关键词螺旋桨直径螺距比盘面比桨叶轮廓形状 引言 船在水面或水中的航行时遭受阻力，为了使船舶能保持一定的速度向前航行，必须供给船舶一定的推力，以克服其所承受的阻力。作用在船上的推力是依靠专门的装置或机构通过吸收主机发出的能量并把它转换成推力而得，而这种专门吸收与转换能量的装置或转换能量的装置或机构统称为推进器。推进器种类很多，例如风帆，民轮，直叶推进器，喷水推进器及螺旋桨等，螺旋桨构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高，是目前应用最广的推进器。 1结构与计算 1.1结构组成 螺旋桨俗称车叶，通常由桨叶和浆毂组成。螺旋桨与尾轴连接部分叫浆毂，浆毂是一个锥形体。为了减小水的阻力，在浆毂后端加一
第五章螺旋桨与船体间的相互作用 在上面各章中，我们只讨论了孤立螺旋桨在敞水中(或称在均匀流场中)的水动力性能，而在“船舶阻力”课程中也只研究了孤立船体(即不带螺旋桨)在静水中航行时所遭受的阻力。实际螺旋桨是在船后工作的，螺旋桨和船体成为一个系统，两者之间必然存在相互作用。这种相互作用表现为船体所形成的速度场和螺旋桨所形成的速度场之间的相互影响。在船后工作的螺旋桨因受到船体的影响，故进入桨盘处的水流速度及其分布情况与敞水者不同，而船体周围的水流速度分布及压力分布受螺旋桨的影响也与孤立的船体不同。因此，船后螺旋桨与水流的相对速度不等于船速，螺旋桨发出的推力也不等于孤立船体所遭受的阻力。 如何把孤立螺旋桨和孤立船体联系起来，正是研究螺旋桨和船体相互影响的目的。严格说来，应把船体与螺旋桨作为统一的整体来考虑。近年来也确有一些学者从事这方面的研究，但由于问题相当复杂，未能付诸实用。所以，目前仍采用近似方法来解决，即分别研究船体和螺旋桨的单独性能，然后再近似地考虑两者之间的相互影响。这种近似方法的实质是：把船体和螺旋桨仍然看作是孤立的，即认为螺旋桨是在船后流场中单独工作，而船体位于螺旋桨所影响的水流中运动。这样就可以把孤立螺旋桨和孤立船体相联系起来，亦即考虑到上述情况以后，可以把螺旋桨敞水试验的结果和船模阻力试验的结果用之于船体-螺旋桨的整个系统。 §5-1 船体对螺旋桨的影响-伴流 一、伴流的成因和分类 船在水中以某一速度V向前航行时，附近的水受到船体的影响而产生运动，其表现为船体周围伴随着一股水流，这股水流称为伴流或迹流。由于伴流的存在，使螺旋桨与其附近水流的相对速度和船速不同，在船舶推进中，所感兴趣的问题是船体对螺旋桨的影响，故通常所指的伴流即为船尾装螺旋桨处(即浆盘处)的伴流。 船后伴流的速度场是很复杂的，它在螺旋桨盘面各点处的大小和方向是不同的。一般来说，伴流速度场可以用相对于螺旋桨的轴向速度，周向(或切向)速度和径向速度三个分量来表示。测量结果表明，与轴向伴流速度相比较，周向和径向两种分量为二阶小量，在螺旋桨设计问题中，常可不予考虑。因此，在本书中如无特别说明，所谓伴流均系指轴向伴流。伴流的速度与船速同方向者称为正伴流，反之则为负伴流。产生伴流的原固有下列三种： (1)船身周围的流线运动：船在水中以速度V向前航行时，船体周围水流的流线分布情况286