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船用螺旋桨课程设计说明书“信海11号”1、船体主要参数设计水线长 m L WL 36.70= 垂线 间长 m L PP 40.68= 型 宽 m B 80.15= 型 深 m D 80.4= 设计 吃水 m d 40.3= 桨轴中心高 m Z P 3.1= 排 水 量 t 2510=∆本船由七零八所水池船模阻力试验所得船体有效功率曲线数据如表1-1所示：表1-1 模型试验提供的有效功率数据航速（节） 11 12 13 14 15d=3.4mEHP3.4m (Kw) 457.1 634.8 890.0 1255.01766.1 1.15EHP 3.4 525.7 730.0 1023.5 1443.2 2031.4 d=3.5mEHP 3.5m (Kw) 466.9 652.4 917.6 1303.61824.7 1.15EHP 3.5 536.9 705.3 1055.2 1499.12098.42、主机参数型号 8230zc 二台 额定功率 ()hp KW P S 14691080= 额定转速 mim r N 300= 减速比 5.2=i 传送效率 95.0=S η3、推进因子的决定伴流分数 165.0=w 推力减额 165.0=t 船身效率 0.111=--=wtH η 相对旋转效率 0.1=R η 4、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
螺旋桨敞水收到的马力：()hp ...P RS D 2175.1186 019508501469 85.01469=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηη根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的δ-P B 图谱列表1-2计算.表1-2 按δ-P B 图谱设计的计算表项 目 单 位数 值螺旋桨敞水收到的马力 1186.2175螺旋桨转速 300假定航速 11 12 13 14 15 9.185 10.020 10.855 11.690 12.525 40.412 32.511 26.615 22.114 18.6116.357 5.702 5.159 4.703 4.314 MAU4-4072.50 67.62 60.27 55.39 51.73 0.61 0.65 0.69 0.72 0.760.56 0.59 0.60 0.63 0.64 670.32 702.42 733.56 762.57 787.19 MAU4-5575.84 67.31 59.93 55.46 50.270.72 0.74 0.79 0.81 0.85 0.57 0.59 0.62 0.64 0.67 659.87 690.74 725.25 745.58 773.69 MAU4-70 73.80 66.92 63.01 51.89 49.13 0.72 0.75 0.77 0.83 0.89 0.54 0.55 0.56 0.59 0.62 622.40645.64671.61698.86720.10knhpminr kn N V ()V w V A -=1PB 5.25.0A DP V NP B =D P hp hp hpδ0ηD P 0ηηH D TE P P =δ0ηD P 0ηηH D TE P P =D P δ0η0ηηH D TE P P =图1-1 MAU5叶桨图谱设计计算结果从()V f P TE -曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素0/η及、D D P 如表1-3所示。
SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 螺旋桨设计计算书姓名:王志强学号：5130109174课程:船舶原理（2）专业:船舶与海洋工程日期:2016年4月一、船舶的主要参数船型：单桨集装箱船船型参数船体有效功率数据表主机参数推进因子二、最大航速确定按满载工况、主机功率P s=0.85P max、螺旋桨转速102r/min，设计MAU型5叶右旋桨1只。
螺旋桨敞水收到功率：P D=0.85ηSηR P max=0.85×0.97×1.0×33000kW=27208.5kW 最大航速设计的步骤：假定若干个盘面比（0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8），对每一个盘面比进行以下计算：1）假定若干直径（范围7.5m ~8.5m，每隔0.01米取一次值）；2）对每个直径，假定若干航速（范围21节~25节，每隔0.001节取一次值）；3）对每个直径与航速的组合，用回归公式计算设计进速系数下不同螺距比（范围0.4~1.6）螺旋桨的推力、扭矩，通过插值（或二分法）确定满足设计功率要求（即：螺旋桨要求的扭矩与设计功率与转速下的收到转矩平衡）的螺距及相应的有效推力与敞水效率；4）对每个直径，根据阻力曲线及不同航速下的有效推力值，通过插值确定有效推力与阻力平衡的航速，以及对应的螺距和敞水效率；5）根据航速（或敞水效率）与直径的关系，确定最大航速（或最高敞水效率）对应的直径，该直径即为所假定盘面比下的最佳直径。
由MATLAB编程得到各个盘面比最佳螺旋桨尺寸及最大航速，如下表所示：三、空泡校核柏立尔空泡限界线图空泡校核计算结果：P0=P a+γℎs=10330+1025×(12.7−4.7)kgf/m2=18530kgf/m2=181594N/m2做计算盘面比图~需要盘面比图，如下所示：图1 计算盘面比~需要盘面比图由图插值可知，不发生空泡的最小盘面比为：0.7040作最大航速~盘面比，敞水效率~盘面比图如下所示：由图可知，在盘面比大于0.7040时，最大航速与敞水效率都随盘面比的增大而单调递减，因此，本螺旋桨设计选取盘面比为0.7040，将该盘面比输入之前计算最大航速的程序中可以得到对应的最佳螺旋桨要素。
第九章螺旋桨图谱设计§9-1 设计问题与设计方法螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。
在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又要使消耗的主机马力小；或者当主机已选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。
因此，螺旋桨的设计问题可分为两类。
一、螺旋桨的初步设计对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速的要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决定主机的转速及马力，并据此订购主机。
具体地讲就是：①已知船速V，有效马力PE，根据选定的螺旋桨直径D，确定螺旋桨的最佳转速n、效率η0、螺距比P/D和主机马力P s；②已知船速V，有效马力PE，根据给定的转速n，确定螺旋桨的最佳直径D、效率η0、螺距比P/D和主机马力Ps。
二、终结设计主机马力和转速决定后(最后选定的主机功率及转速往往与初步设计所决定者不同)，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。
具体地讲就是：已知主机马力Ps、转速n和有效马力曲线，确定所能达到的最高航速V，螺旋桨的直径D、螺距比P/D及效率η0。
新船采用现成的标准型号主机或旧船调换螺旋桨等均属此类问题。
在造船实践中，一般采用标准机型，所以在实际设计中，极大多数是这类设计问题。
目前设计船用螺旋桨的方法有两种，即图谱设计法及环流理论设计法。
图谱设计法就是根据螺旋桨模型敞水系列试验绘制成专用的各类图谱来进行设计。
用图谱方法设计螺旋桨不仅计算方便，易于为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种设计方法。
应用图谱设计螺旋桨虽然受到系列组型式的限制，但此类资料日益丰富，已能包括一般常用螺旋桨的类型。
环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。
用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状，并能照顾到船后伴流不均匀的影响，因而对于螺旋桨的空泡和振动问题可进行比较正确的考虑。
7螺旋桨设计螺旋桨设计主要有两部分工作：⑴、确定设计船的阻力或有效功率曲线EHP⑵、据此进行螺旋桨设计并预报设计船航速7.1阻力或有效功率的估算当主尺度和船型系数确定以后，必须知道自己功率以确保船舶达到规定的航速，或如果主机功率已知，则需估算阻力或有效功率以预报船舶的设计航速，进而可初步分析比较各种方案的优劣。
可采用海军系数法，比较估算法（具体公式参照《船舶原理》教材）。
采用艾尔法来估算有效功率曲线，具体方法如下：依据《船舶原理》上册第7章，第2节的经验公式之一的艾尔法公式7.1.1艾尔法的基本思想艾尔法首先针对标准船型直接估算有效功率，然后根据设计船与标准船之间的差异逐一进行修正，最后得到设计船的有效功率值。
7.1.2根据艾尔法进行列表计算下面是计算表格：表7.1 艾尔法计算有效马力速度v（kn） 8 9 10 11 12弗洛德数vs/sqrt(gL) 0.15662 0.176196 0.19577 0.215351 0.23493标准C0查图7-3 440 430 410 390 350标砖Cbc查图7-5 0.83 0.79 0.76 0.73 0.695实际Cb(肥或痩)（%）-6.75,肥-12.15肥 -16.5肥-21.3肥-27.4肥Cb修正（%）若肥：Cb肥（%）x3x实际Cb -78.907 -138.889 -180.67 -221.524 -255.67 vs/sqrt(L) 0.49046 0.551769 0.61308 0.674384 0.73569已修正Cb之C1 361.093 291.1111 229.326 168.4757 94.3348B/T修正（%）=-10Cb（B/T-2）% -0.3323 -0.33225 -0.3323 -0.33225 -0.3323B/T修正数量，△2[式(7-23)] -119.97 -96.7217 -76.194 -55.9761 -31.343已修正B/T之C2 241.12 194.3894 153.132 112.4997 62.9921标准xc，%L，船中前或后，查表7-5 0.95 0.79 0.55 0.16 -0.6实际xc，%L，船中前或后0.862 0.862 0.862 0.862 0.862相差%L，在标准者前或后0.125 -0.1022 -0.443 -0.9971 -2.076xc修正（%),查表7-7（b）3.7 3.2 2.6 2.1 1.5(△3)0 8.92143 6.22046 3.9814 2.36249 0.9448xc修正数量，△3[式（7-25）] 0 0 0 0 0已修正xc之C3 241.12 194.389 153.13 112.499 62.992长度修正（%）=（Lwl-1.025Lbp）/Lwl×100% -0.1165 -0.1165 -0.116 -0.1165 -0.116 长度修正数量，△4式[(7-25)] -0.2807 -0.2262 -0.178 -0.1309 -0.073已修正长度C4 240.839 194.163 152.95 112.368 62.918V3s 512 729 1000 1331 1728Pe=△0.64V3s/C4×0.735(kW) 299.052 528.158 919.69 1666.23 3863.3peb(无附体) 276.9 489.035 851.56 1542.80 3577.2Pe(hp) 406.597 718.094 1250.4 2265.44 5252.7根据计算结果，可以得到有效马力曲线，表7.2 有效马力曲线表V(kn) 8 9 10 11 12Pe(hp) 406.59 718.094 1250.43 2265.444 5252.727.2螺旋桨图谱设计7.2.1初步确定螺旋桨的最佳转速7.2.1.1 螺旋桨的叶数依据《船舶原理》下册第8章的有关内容，螺旋桨的叶数与主机气缸数的比值不能为整数（否则会对船体振动不利）。
第一章绪论第二章螺旋桨的几何特征一、主要内容1、本课题的主要研究内容；2、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念；3、螺旋桨的外形和名称及几何特征的有关专业术语。
二、重点内容1、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念；2、桨叶数、桨的直径、螺距比和盘面比等概念。
三、教学方法多媒体授课、结合螺旋桨模型组织教学四、思考题1、什么是有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数？2、表征螺旋桨几何特征的主要参数有哪些？三、下讲主要内容理想推进器理论。
第一章绪论一、本课题的研究对象和内容1、船舶快速性船舶在给定主机马力（功率）情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问题。
2、推进器将能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门装置或机构。
常见的推进器为螺旋桨。
3、主要内容1）推进器在水中运动时产生推力的基本原理及其性能好坏；2）螺旋桨的图谱设计方法。
二、马力及效率1、有效马力P E1）公制有效马力（本教材常用）2）英制有效马力式中，Te 为有效推力（kgf ），R 为阻力（kgf ），v 为船速（m/s ）E ()7575P v Rv UShp =e＝或hp T E ()7676P v Rv UKhp =e ＝T 思考：在船舶专业中常用的速度单位还有哪些？2、主机马力和传送效率推进船舶所需要的功率由主机供给，主机发出的马力称为主机马力，以PS表示。
主机马力经减速装置、推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器联接处所量得的马力称为推进器的收到马力，以PD表示。
传送效率ηs ＝PD/ PS，它反映了推力轴承、轴承地、尾轴填料函及减速装置等的摩擦损耗。
2、推进效率和推进系数推进效率ηD ＝P E / P D ，它反映了推进器在操作时有一定的能量损耗，及船身与推进器间的相互影响的能量损耗。
推进效率也称为似是推进系数或准推进系数QPC 。
推进系数PC ＝P E / P S ，它反映了用某种机器及推进器以推进船舶的全面性能。
船螺旋桨原理船舶螺旋桨原理。
船舶螺旋桨是船舶推进系统的核心部件，它通过推进水流产生推进力，驱动船舶前进。
螺旋桨的工作原理是利用叶片受到水流的冲击产生的动力，从而推动船舶前进。
在航海领域，了解船舶螺旋桨的工作原理对于船舶设计和运行至关重要。
本文将介绍船舶螺旋桨的工作原理及其相关知识。
螺旋桨的结构。
船舶螺旋桨通常由螺旋桨轴、叶片和螺母等部件组成。
螺旋桨轴是螺旋桨的主要支撑部件，叶片则是产生推进力的部件。
螺旋桨的叶片通常呈螺旋状排列，可以根据船舶的设计需求进行调整。
螺母则用于固定叶片，使其能够顺利旋转并推动船舶前进。
螺旋桨的工作原理。
螺旋桨的工作原理可以简单地理解为利用叶片受到水流冲击产生的动力。
当螺旋桨轴带动叶片旋转时，水流将叶片推动，产生反作用力推动船舶前进。
螺旋桨的叶片设计和旋转方式直接影响着推进效率和船舶的性能。
通过改变叶片的角度和数量，可以调整螺旋桨的推进力和效率，以适应不同船舶的需求。
螺旋桨的推进原理。
螺旋桨的推进原理是基于牛顿第三定律，即作用力和反作用力相等而方向相反。
当螺旋桨叶片旋转时，叶片受到水流的冲击产生推进力，同时也会产生反作用力。
这种反作用力将推动船舶向相反的方向移动，从而实现船舶的推进。
螺旋桨的推进原理是船舶动力学的基础，也是船舶推进系统设计的重要依据。
螺旋桨的效率影响因素。
螺旋桨的推进效率受到多种因素的影响，包括螺旋桨的设计、叶片的形状、旋转速度、水流情况等。
合理的螺旋桨设计和优化可以提高船舶的推进效率，减少能源消耗，降低排放。
因此，船舶设计师和船东需要充分考虑螺旋桨的工作原理和影响因素，以提高船舶的性能和经济性。
螺旋桨的发展趋势。
随着船舶工程技术的不断发展，螺旋桨的设计和制造技术也在不断进步。
未来，螺旋桨可能会向着更高效、更节能、更环保的方向发展。
新材料的应用、先进制造工艺的改进将为螺旋桨的发展提供新的机遇和挑战。
同时，智能化技术的应用也将为螺旋桨的运行和维护带来更多便利。
第一章引言杂货船一般没有固定的航线和船期，而是根据货源情况和需要航行于个港口之间，杂货批量远不及石油、矿砂那样多，除杂货外，也可载运散装杂货或大件货物等。
杂货船有航行于内河的小船，也有从事远洋国际贸易的两万吨载重吨以上的大船。
国际上普通货船在载重量通常在一万至两万吨。
杂货船不追求高速，而注重经济性和安全性，要求尽量多装货，提高装卸效率，减少船员人数和保证航行效率，减少船员人数和保证航行、货物安全。
杂货船是干货船的一种，装载各种包装、桶装、箱装、袋装和成捆等件杂货的运输船舶，又成为普通货船。
杂货船应用广泛，吨位术在世界商船队中居首位。
干货船，又称普通货船，是以运载干燥货物为主，也可装运桶装液体的货船，是最常见的货船，专门用来装运成包、成堆、成扎成箱的干货。
为避免受压，该货船有两至三层全通甲板，根据船的大小设有三至六个货舱，甲板上带有舱口未闭的货舱口，货舱口特别大，上面有水密舱口盖，一般能自动启闭。
配有完整的起货设备。
货舱口两端有吊杆装置，还有回转式起吊吊车，机舱设在船的中部或尾部。
前一种布置有利于调整船舶的纵倾，后一种布置可增大载货容积，但空载时有较大尾倾。
杂货船底部多为双层底结构，能防止船底破损时海水进入货舱，并可增加船体的纵向强度，双层底内空间可用作清水舱和燃料舱，也可做压载舱以调节船的重心。
本文是按照设计任务书的要求所进行的关于货船的设计，在设计过程中查阅了大量的资料和数据，并得到专业老师的指导和同学的帮助，在这里我向他们致以最诚挚的谢意。
由于本人的能力有限，在设计中不可避免的会出现一些错误，还望老师给予批评和指正。
第二章全船说明书2.1 总体部分2.1.1 概述小型沿海货船具有货物周转快，运输方便灵活，适合沿海短距离运输等特点。
可以进入条件简陋或水深限制的小型港口，码头。
还可以进入内河进行运输，是连接内陆沿江，沿海地区与沿海地区一种纽带。
2.1.2 主要数据2.1.2.1 主尺度总长L oa65.37m垂线间长L pp60.0m型宽 B 10.9m型深 D 5.35m设计吃水 4.2m排水量1869t2.1.2.2 主要船型系数长宽比Lpp/B 5.58长深比Lpp/D 11.2宽深比B/D 2.04宽度吃水比B/T 2.6方形系数Cb 0.662中剖面系数Cm 0.951水线面系数Cww 0.774棱形系数Cp 0.6952.1.2.3 载重量设计吃水4.2m，海水密度1.025t/m3时，载重量约1100t。
1500吨载运煤船螺旋桨设计书指导老师：dyz学生姓名：ck学号：************完成日期：**********给定资料艾亚法有效功率估算表：1．推进因子的确定(1)伴流分数ω本船为单桨海上运输船，故使用泰勒公式估算ω=0.5×CB-0.05=0.5×0.807-0.05=0.354(2)推力减额分数t使用汉克歇尔公式t=0.50×CP-0.12=0.50×0.811-0.12=0.0.286(3)相对旋转效率近似地取为ηR =1.0(4)船身效率ηH =(1-t)/(1-ω)=(1-0.286)/(1-0.354)=1.1052．桨叶数Z的选取论证根据一般情况，参考母型船，单桨船多采用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。
3．A E/A0的估算按公式A E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k进行估算，其中：T=P E/(1-t)V=1911/((1-0.286)×12×0.515)=433kN水温15℃时汽化压力p v=174 kgf/ m2=174×9.8 N/m2=1.705 kN/m2静压力p0=pa+γhs=(10330+1025×3.5)×9.8 N/m2=136.39 kN/m2k取0.2D允许=0.7×T=0.7×8.50=5.95mA E/A0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p0-p v)D2 + k=（1.3+0.3×4）×433/((136.39-1.705)×5.95²)+0.2 = 0.4274. MAU桨型的选取说明该船为海洋运输船，MAU型图谱刚好适用于海水情况。
MAU型浆性能较好，实际应用广泛，故采用MAU型浆。
螺旋桨课程设计（华中科技大学船舶与海洋工程学院）一、参考《船舶原理》书p141举例及螺旋桨课程设计模本。
二、自选题目，一人一题。
要求完成下列16项内容：1. 推进因子ω、t、ηR、ηH的确定2. 桨叶数的选取论证3. A E/A0的估算4. MAU桨型的选取说明5. 在估算的A E/A0左右选取2～3张Bp－δ图谱（p267~268附录图7~9）6. 列表按所选的2～3个A E/A0图谱考虑功率储备进行螺旋桨终结设计，得到2～3组螺旋桨的要素及V smax。
D允许＝0.70～0.80T（单桨）D允许＝0.60～0.70T（双桨）7. 对2～3组螺旋桨要素进行空泡校核，由图解法求得不发生空泡的（A E/A0）min及相应的V smax、P/D、η0、D、……8. 计算与绘制该螺旋桨的无因次敞水特性曲线，（对P/D、A E/A0先后两次插值，求K T、K Q，光顺后求η0）p1479. 计算船舶系泊状态（t0=0.04），螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N010. 桨叶强度校核（海船、内河船）11. 桨叶轮廓及各半径切面型值计算（p110表8-4，p113表8-6）12. 桨毂设计（参考p108图8-5（a））13. 螺旋桨总图绘制：伸张轮廓、切面形状、投射轮廓、侧投影轮廓、最大厚度线、包毂线、桨毂、标题栏、主要要素、型值表、尺寸标注。
14. 螺旋桨重量及惯性矩计算15. 螺旋桨设计总结16. 课程设计体会练习题（为螺旋桨课程设计、毕业设计作准备）举例：某海船尺度如下：L WL=78.0m, B=13.6m, T=3.8m, Cp=0.647,=14,15,16,17kn时的△=2162t, S′=1165.7m2。
试按Taylor法估算船速Vs（kw）的值。
有效马力EHP（hp）和有效功率PE注：估算船舶阻力R和有效马力EHP（P E）的常用方法索引△ 1．Taylor（泰勒）法对中、低速商船，内河船均可适用。
螺旋桨设计（内河货船）6螺旋桨设计及航速预报螺旋桨设计是整个船舶设计中的⼀个重要组成部分。
在船舶型线初步设计完成后，通过有效马⼒的估算，得出该船的有效马⼒曲线。
在此基础上要求我们设计⼀个效率最佳的螺旋桨。
既能达到预定的航速，⼜使消耗的主机马⼒⼩；或是当主机已经选定时，要求设计⼀个在给定主机条件下使船舶达到最⼤航速的螺旋桨。
本设计采⽤螺旋桨图谱设计，就是根据螺旋桨模型敞⽔试验绘制⽽成的专⽤图谱来进⾏设计。
在获得设计船的有效马⼒曲线以后，主要分以下⼏步进⾏：1.初步设计：确定螺旋桨的最佳转速，进⽽确定之前选择的主机是否满⾜要求，通过最佳转速，求得减速⽐，选取合适的减速齿轮箱。
2.终结设计：确定螺旋桨的转速后，通过⼀系列的图谱设计计算，确定螺旋桨的直径，盘⾯⽐等尺度要素，并进⾏空泡校核。
3.若计算结果直径超过限制直径，则做限制直径螺旋桨。
6.1设计螺旋桨时应考虑的若⼲问题6.1.1螺旋桨的数⽬选择螺旋桨的数⽬应该综合考虑推进性能、振动、操纵性能及主机能⼒等各⽅⾯的因素。
⼀般来说，在总布置合理的情况下，增⼤螺旋桨直径可以提⾼敞⽔效率。
对于本货船，由于吃⽔有限制，船型选择为双尾船，采⽤双螺旋桨。
6.1.2 螺旋桨的桨叶数的选取叶数的选择应根据船型，吃⽔，推进性能，振动和空泡等多⽅⾯加以考虑。
⼀般认为，若螺旋桨的直径及展开⾯积相同，则叶数少者效率略⾼，叶数多者因叶栅⼲扰作⽤增⼤，故效率下降。
但叶数多者对减⼩振动有利，叶数少者对避免空泡有利。
同时，螺旋桨叶数与主机缸数不能为整倍关系，否则容易发⽣共振现象。
本船选⽤6缸主机，故采⽤4叶桨，避免共振。
6.1.3 设计图谱可供采⽤的图谱很多，对中低速船舶，通常采⽤MAU 系列或B 系列，其中MAU空泡性能较好。
本船采⽤MAU系列图谱。
6.2已知条件（1）船型参数表6.1 船型参数(m) 23.63 总长Loa (m) 24.19 ⽔线长Lwl型宽B (m) 5 吃⽔T (m) 10.761 排⽔量Δ (t)88.369 ⽅形系数Cb（2）有效马⼒曲线根据型线特征，本船采⽤爱尔法估算船舶有效功率⽐较合适，结果见下表：表6.2 有效马⼒曲线表Vs(kn) 6 7 8 9 10Pe(kw) 8.1778 16.4159 36.1017 91.7437 246.24（3）部分取值计算得t=0.1293。
船螺旋桨原理
船螺旋桨是船舶主要的推进装置，它利用螺旋桨叶片的旋转来推动水流，产生
推进力，从而推动船舶前进。
螺旋桨的设计原理和工作原理对船舶的性能和效率有着重要的影响。
本文将介绍船螺旋桨的原理和工作原理，以及其在船舶推进中的作用。
螺旋桨的原理是基于牛顿第三定律和流体动力学原理。
当螺旋桨叶片旋转时，
叶片与水流之间会产生相对运动，根据牛顿第三定律，水流会对叶片产生一个反作用力，从而推动船舶前进。
螺旋桨叶片的设计和布局能够影响推进力的大小和方向，进而影响船舶的速度和操纵性能。
螺旋桨的工作原理是将动力源（如发动机）提供的动力转化为推进力。
动力源
通过轴传递动力给螺旋桨，使其旋转，螺旋桨叶片与水流相互作用，产生推进力，推动船舶前进。
螺旋桨的工作效率取决于叶片的设计和布局、转速和水流条件等因素。
螺旋桨在船舶推进中起着至关重要的作用。
其设计和工作原理直接影响船舶的
性能和效率。
合理的螺旋桨设计能够提高船舶的推进效率，减少燃料消耗，提高航行速度，改善操纵性能。
因此，螺旋桨的选择和设计对船舶的性能有着重要的影响。
总之，螺旋桨作为船舶的主要推进装置，其原理和工作原理对船舶的性能和效
率有着重要的影响。
合理的螺旋桨设计能够提高船舶的推进效率，改善航行性能，降低能耗。
因此，深入理解螺旋桨的原理和工作原理对于船舶设计和运营具有重要意义。
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。
SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 螺旋桨设计计算书
姓名:王志强
学号：5130109174
课程:船舶原理（2）
专业:船舶与海洋工程
日期:2016年4月
一、船舶的主要参数船型：单桨集装箱船
二、最大航速确定
按满载工况、主机功率P s=0.85P max、螺旋桨转速102r/min，设计MAU型5叶右旋桨1只。
螺旋桨敞水收到功率：
P D=0.85ηSηR P max=0.85×0.97×1.0×33000kW=27208.5kW 最大航速设计的步骤：
假定若干个盘面比（ 0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8），对每一个盘面比进行以下计算：
1）假定若干直径（范围7.5m ~ 8.5m，每隔0.01米取一次值）；
2）对每个直径，假定若干航速（范围21节~25节，每隔0.001节取一次值）；
3）对每个直径与航速的组合，用回归公式计算设计进速系数下不同螺距比（范围0.4~1.6）螺旋桨的推力、扭矩，通过插值（或二分法）确定满足设计功率要求（即：螺旋桨要求的扭矩与设计功率与转速下的收到转矩平衡）的螺距及相应的有效推力与敞水效率；
4）对每个直径，根据阻力曲线及不同航速下的有效推力值，通过插值确定有效推力与阻力平衡的航速，以及对应的螺距和敞水效率；
5）根据航速（或敞水效率）与直径的关系，确定最大航速（或最高敞水效率）对应的直径，该直径即为所假定盘面比下的最佳直径。
三、空泡校核
柏立尔空泡限界线图
空泡校核计算结果：
P0=P a+γℎs=10330+1025×(12.7−4.7)kgf/m2=18530kgf/m2=181594N/m2
做计算盘面比图~需要盘面比图，如下所示：
图 1 计算盘面比~需要盘面比图由图插值可知，不发生空泡的最小盘面比为：0.7040作最大航速~盘面比，敞水效率~盘面比图如下所示：
由图可知，在盘面比大于0.7040时，最大航速与敞水效率都随盘面比的增大而单调递减，因此，本螺旋桨设计选取盘面比为0.7040，将该盘面比输入之前计算最大航速的程序中可以得到对应的最佳螺旋桨要素。
A E/A0=0.7040 P/D=0.9243 D=7.85m η0=0.6689 V max=23.1841kn P=7.2568m
四、强度校核
按2001年《规范》校核t0.25R及t0.6R，（见强度计算表）应不小于按下式计算之值：
t=√Y
X−Y Y=
1.36A1N e
Zbn e
X=
A2GA d N2D3
1010Zb
计算功率：N e=33000×0.97kW=32010kW
A d=A E/A0=0.7040 P/D=0.9243 ε=10o G=7.6g/cm3 N=n e=102r/min
b0.66R=0.226DA d(0.1Z)=0.226×7.85×0.7040/0.5
⁄m=2.4979m
强度计算表：
注：表中025R中的实际桨叶厚度由下表中02R和03R中的桨叶厚度插值得到由上表可知，t n>t，即采用MAU标准桨叶厚度符合规范中的强度要求，且有一定的裕度。
五、螺距修正
设计螺旋桨采用MAU型5叶桨的厚度分布，因此无需进行厚度差异的螺距修正。
设计螺旋桨的毂径比为(dℎ
D )′= 1.4
7.85
=0.1783,MAU桨标准毂径比为dℎ
D
=0.180，需要进
行修正。
∆(dℎ
D
)B=
1
10
[(
dℎ
D
)
′
−
dℎ
D
]=0.1×(0.1783−0.180)=−1.656×10−4
修正后的螺距比为：(P
D )m=P
D
+∆(dℎ
D
)B=0.9241
六、重量及惯性矩计算
由于未能找到MAU桨切面有关的数据，此时采用按统计资料得出的近似公式进行计算，按照我国船舶及海洋工程设计研究院提出的公式计算如下。
桨叶重：G b1=0.169γZb max(0.5t0.2+t0.6)(1−d
D
)D(kgf)
=0.169×7600×5×2.4979×（0.5×0.3187+0.17113）×（7.85−1.4)kg
=33822.93kg
桨毂重：G n=(0.88−0.6d0
d
)L Kγd2(kgf)
=(0.88−0.6×0.7404
1.4
)×1.875×7600×1.42kg=15715.812kg
其中：d0=0.045+0.108(P D/N)1/3−KL K
2
(m)
=0.045+0.108×(27208.5×1000/735
102)1/3−0.08×1.875
2
m=0.7404m
螺旋桨重量：G=G b1+G n=33822.93+15715.812=49538.742kg
螺旋桨惯性矩：当d
D
=0.1783<0.18时：
I mp=0.0948γZb max(0.5t0.2+t0.6)D3(kgf∙cm∙s2)
=0.0948×7600×5×2.4979×(0.5×318.71+171.13)×7.853kg∙cm∙s2
=1438559.087kg∙cm∙s2
七、敞水特性曲线
由MAU型五叶桨敞水特性曲线回归公式及系数表，可以在MATLAB中得到盘面比为0.7040，螺距比为P/D=0.9243的敞水特性曲线如下所示：
八、系柱特性计算
由敞水性能数据表得，当J=0时，K T=0.4458，K Q=0.0604计算功率：P D=0.97×33000kW=32010kW
系柱推力减额分数取：t0=0.04，
主机转矩：Q=P D×60
2πN =32010×60
2π×102
kN∙m=2996.794kN∙m
系柱推力：T=K T
K Q Q
D
=0.4458
0.0604
×2996.794
7.85
kN=2817.672kN
螺旋桨转速：N=60√T
ρD4K T =60×√2817.672×1000
1025.91×7.854×0.4458
r/min=76.42r/min
九、航行特性计算
将上述计算结果绘制成下面两幅航行特性曲线图：
从航行特性曲线图可以得到：
（1）压载航行时可达最大航速为V=23.8605kn，主机马力约为26875kW。
（2）超满载时可达最大航速为V=22.4842kn，主机马力约为29186kW。
（3）满载航行，N=102r/min时，可达最大航速为V=23.1750kn，主机马力约为28034.3kW，与设计要求基本一致。
十、螺旋桨计算总结。
