船用螺旋桨小知识集锦
- 格式:docx
- 大小:220.93 KB
- 文档页数:2
螺旋桨基础知识船舶在海上航行,靠的是螺旋桨在水下旋转产生推力实现的,如果我们把主机称为船舶的心脏,则我们可把螺旋桨称为船舶的腿,别以为螺旋桨很简单,其实它也相当的复杂,造一条船,要保证船舶的性能,就要靠机桨和船体的匹配,所以通常螺旋桨和船体需要做实验才能知道其性能,而船舶的其它设备则无需做船模实验,只要做出厂实验满足规范要求即可。
下面我们就浅谈一下螺旋桨的基础知识效率曲线螺旋桨效率曲线图如是图1所示K F是螺旋桨推力系数,和转速是二次方的关系。
按照相似定理通过船模实验求得。
K M是螺旋桨轴的扭距系数,螺旋桨转速也是二次方的关系,按照相似定理通过船模实验求得。
纵坐标是螺旋桨的效率,横坐标是进速系数值,用J表示J=v/nDV螺旋桨相对于水的速度n表示螺旋桨转速D表示螺旋桨直径公式的含义是螺旋桨每转一圈相对于水的进程与直径的比值。
通常是根据这个曲线来设计螺旋桨的最佳工作点的,以此达到最好的效率。
螺旋桨操作工况定距桨操作工况定距桨只有一个最佳工作点,就是在设计转速下达到设计的转距,此时螺旋桨才能达到设计的功率 .如图2的1号线所示通常这个设计点是船舶处于设计的负载状态下,船体清洁,水面无风浪,自由航行状态。
当由于船体有污,或风浪很大时,或水很浅,此时航速变慢,船的进速系数J值变小,轴的扭距增加,由公式M=9550*P/n 可知,必然引起原动机的功率增加,,M表示扭距,P表示功率,n表示转速。
如图2的3号线所示,原动机的转速达不到设计转速,原动机要降速运行,否则会引起超负荷。
当船舶货没装满,半载前行时,此时船舶的阻力变小,航速就会变快,J值增加,如是图2 的2号线所示,轴的扭距变小,原动机的转速达到设计转速时,扭距达不到设计的扭距,此时原动机的功率达不到设计的功率,不能充分发挥作用。
调距桨操作工况由于调距桨的螺距可以改变,所以在任何情况下都可以使原动机在设计的转速下获得最佳的的扭距,使得原动机可以充分利用其功率。
关于螺旋桨的一些知识螺旋桨是船舶和飞机等交通工具的重要部件,具有推动物体前进的功能。
在本文中,我们将介绍螺旋桨的工作原理、结构构造、选材等相关知识。
一、螺旋桨的工作原理螺旋桨依靠空气或水流动的原理产生推力,从而推动船舶或飞机前进。
其工作原理可简单归纳为以下几个方面:1. 流体动力学理论:根据流体动力学理论,螺旋桨叶片受到流体的作用会形成载荷,通过迎角改变和旋转速度调节,将动力转化为推进力。
2. 套氏定理:套氏定理指出,在涉及固定的螺旋桨时,液体或气体在进入螺旋桨以前,质量流率保持不变,但速度和压力会发生变化。
这种速度和压力的变化使得螺旋桨产生了推力。
二、螺旋桨的结构构造螺旋桨的结构构造通常由叶片、轴、轴套等组成。
1. 叶片:螺旋桨叶片是螺旋桨的最重要部分,其形状和数量会直接影响推力的大小和效率的高低。
通常,螺旋桨叶片会根据具体设计要求进行定制,以达到最佳的推进效果。
2. 轴和轴套:螺旋桨的轴起到支撑和固定作用,通常由高强度合金钢或碳纤维材料制成,以确保其在高速旋转时的安全可靠性。
轴套则用于固定轴与螺旋桨叶片的连接。
三、螺旋桨的选材螺旋桨的选材对于其使用寿命和推进效果有着重要影响。
常见的螺旋桨选材有以下几种:1. 铝合金:铝合金螺旋桨具有重量轻、制造成本低的优点,适用于速度较低的船舶和小型飞机。
2. 不锈钢:不锈钢螺旋桨在耐蚀性、强度和硬度方面表现出众,适用于海洋环境和高速航行的船舶和飞机。
3. 青铜:青铜螺旋桨具有较好的耐腐蚀性和抗磨损性能,适用于大型船舶和高负荷工况下的飞机。
四、螺旋桨的维护保养为了确保螺旋桨的正常运行和延长其使用寿命,维护保养工作至关重要。
以下是一些建议:1. 定期清洗:螺旋桨表面容易附着赘物,定期清洗可以减少其阻力,提高推进效率。
2. 检查叶片状态:定期检查螺旋桨叶片的变形、裂纹和磨损情况,及时修复或更换叶片,以确保其正常工作。
3. 螺母紧固:定期检查螺旋桨的连接螺母是否紧固,防止因螺母松动而导致螺旋桨脱落或异常运转。
船用柴油机螺旋桨工作原理
船用柴油机螺旋桨是船舶动力系统中的关键部件,它主要负责推动船舶前进。
其工作原理如下:
1. 燃油供给:柴油机通过燃油系统供给燃油。
燃油经过过滤和预热后,进入燃烧室。
2. 燃烧:在燃烧室内,燃油与空气混合并被点火。
点火后,燃油燃烧释放热能,产生高温、高压燃气。
3. 活塞运动:燃气的膨胀作用将柴油机的活塞向下推动,使曲轴转动。
曲轴通过连杆与活塞运动形成机械能。
4. 传动装置:机械能通过传动装置传送到螺旋桨轴上。
通常,螺旋桨轴与柴油机的曲轴相连。
5. 螺旋桨工作:螺旋桨通过轴的转动将机械能转化为推进力。
螺旋桨上的叶片形状和角度设计使其在水中产生推进力,推动船舶前进。
6. 螺旋桨调节:为了满足船舶各种航行需求,螺旋桨可以根据需要进行调节。
调节通常通过控制柴油机的转速或舵角来实现。
总之,船用柴油机螺旋桨通过柴油机的燃烧作用,将产生的机械能传递给螺旋桨轴,进而转化为推进力,从而推动船舶前进。
船用螺旋桨小知识集锦螺旋桨简介由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器,俗称车叶。
螺旋桨安装于船尾水线以下,由主机获得动力而旋转,将水推向船后,利用水的反作用力推船前进。
螺旋桨构造简单、重量轻、效率高,在水线以下而受到保护。
普通运输船舶有1~2个螺旋桨。
推进功率大的船,可增加螺旋桨数目。
大型快速客船有双桨至四桨。
螺旋桨一般有3~4片桨叶,直径根据船的马力和吃水而定,以下端不触及水底,上端不超过满载水线为准。
螺旋桨转速不宜太高,海洋货船为每分钟100转左右,小型快艇转速高达每分钟400~500转,但效率将受到影响。
螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金,也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。
驱动船前进的一种盘形螺旋面的推进装置。
由桨叶及与其相连结的桨毂构成。
常用的是三叶、四叶和五叶。
包括单体螺旋桨、龙叶导管螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨、可调螺距螺旋桨、超空泡螺旋桨、大侧斜螺旋桨等。
螺旋桨一般安装在船尾(水下)。
船用螺旋桨多由铜合金制成,也有铸钢,铸铁,钛合金或非金属材料制成。
对船用螺旋桨的研究分理论和试验两个方面。
理论方面现已有动量定理、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元方法等理论和分析方法,能较准确地预报螺旋桨的水动力性能并进行理论设计。
试验方面的研究主要是通过模型试验研究螺旋桨性能,绘制螺旋桨设计图谱。
船用螺旋桨的设计方法分两大类,即理论设计方法和图谱设计方法。
60年代以来,船舶趋于大型化,使用大功率的主机后,螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。
螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重,在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡,从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。
螺旋桨的分类在普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。
可调螺距螺旋桨简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时可不改变主机旋转方向。
螺旋桨工作原理螺旋桨是船舶和飞机等交通工具中常见的推进装置,其工作原理是通过螺旋桨的旋转来产生推力,从而推动交通工具前进。
本文将详细介绍螺旋桨的工作原理及其相关知识。
一、螺旋桨的结构和组成螺旋桨一般由螺旋叶片、轴、轴套等部分组成。
螺旋叶片是螺旋桨的核心部分,其形状呈螺旋状,负责将水或空气推向后方。
轴是螺旋桨的支撑部分,负责将螺旋叶片与动力源相连接。
轴套则是螺旋桨的固定部分,负责固定螺旋叶片和轴。
二、螺旋桨的工作原理螺旋桨的工作原理可以分为两个方面:流体动力学和牛顿第三定律。
1.流体动力学当螺旋桨旋转时,螺旋叶片将水或空气推向后方。
根据流体动力学的原理,当螺旋叶片推动水或空气后退时,水或空气会产生相等大小的反作用力向前推动螺旋桨。
这种反作用力就是推力,它推动交通工具向前移动。
2.牛顿第三定律牛顿第三定律指出,任何作用力都会有一个同大小、反向的反作用力。
当螺旋桨旋转时,螺旋叶片向后推动水或空气的同时,水或空气也会向前推动螺旋叶片,产生一个相等大小的反作用力。
这个反作用力正是推力,用于推动交通工具前进。
三、螺旋桨的调整和优化为了使螺旋桨能够更有效地工作,需要对其进行调整和优化。
1.螺旋叶片角度的调整螺旋叶片角度的调整可以改变螺旋桨的推力大小和方向。
通过调整螺旋叶片的角度,可以使螺旋桨产生更大的推力,从而提高交通工具的速度和效率。
2.螺旋叶片数量的优化螺旋叶片数量的优化可以提高螺旋桨的效率。
一般情况下,螺旋桨叶片数量越多,推力越大,效率越高。
但是过多的叶片数量也会增加螺旋桨的阻力,影响交通工具的速度和效率。
3.螺旋桨材料的选择螺旋桨材料的选择可以影响螺旋桨的耐用性和性能。
常见的螺旋桨材料有铝合金、不锈钢等。
根据实际需求选择合适的材料,可以提高螺旋桨的使用寿命和性能。
四、螺旋桨的应用领域螺旋桨广泛应用于船舶、飞机、潜水艇等交通工具中,推动这些交通工具前进。
在船舶中,螺旋桨通过推动水的力量使船舶前进;在飞机中,螺旋桨通过推动空气的力量使飞机前进;在潜水艇中,螺旋桨通过推动水的力量使潜水艇下潜或浮起。
当前位置:首页> 网络课堂> 第八章> 螺旋桨的工作原理螺旋桨的几何特征鱼雷螺旋桨位于鱼雷的尾部,由发动机带动以产生推力,利用该推力克服鱼雷运动时的阻力,使鱼雷以既定的速度航行。
不难理解,为了经商鱼雷的速度,不仅要求鱼雷具有阻力最小的雷体外形,还须要配置效率较高的螺旋桨,才能获得较好的推进效果。
螺旋桨通过推进轴直接由发动机驱动,当螺旋桨旋转时,将水流推向鱼雷后方。
根据作用与反作用原理,水便对螺旋桨产生反作用力,该反作用力即称为螺旋桨的推力。
我们研究螺旋桨的几何特征时,首先要对螺旋面有所了解。
设有一水平线AB(图8-1),匀速地绕线EE旋转,同时又以均匀速度向上移动,则线AB上每一个点就形成一条螺旋线,由这些螺旋线所组成的面叫做螺旋面。
线段AB称为螺旋面的母线,它可以是直线或曲线。
展开了的螺旋线与圆柱体底线间的角度称为螺旋角,以表示,其值可按下式求得(8-1)式中H为螺距。
图8-1 螺旋面的形成(螺旋面的形成演示动画)当母线的圆周运动和直线运动均为匀速运动时,所得到的螺旋面称为等螺距螺旋面。
其螺旋线的展开图形如图8-1所示,不同半径处具有相同的螺距。
图8-2a 径向变螺距螺旋面螺旋线的展开图螺旋面也可以由不同螺距的螺旋线组成。
例如母线AB以均匀的速度绕EE轴线旋转。
也以均匀速度直线上升,只是在不同的半径上具有不同的上升速度,则得到径向变螺距螺旋面,不同的半径处螺距是不同的,其螺旋线的展开图如图8-2(a)所示。
假若母线的旋转运动和前进运动不是均匀的.或者其中任一种运动不是均匀的,则得到轴向变螺距螺旋面,其螺旋线的展开图如图8-2(b)所示。
图8-2b 轴向变螺距螺旋面螺旋线的展开图图8-3 螺旋桨的结构参数(螺旋桨的结构参数演示动画)螺旋桨的结构参数如图8-3所示。
螺旋桨与推进轴联接的部分称为桨毂以一定的角度联按于轮毅上。
鱼雷的桨叶一般为2-7片。
叶片数主要决定于螺旋桨推力的大小。
船用螺旋桨的功率计算功率(W)直径(D)螺距(P)转/分(N)功率(W)=(D/10)的4次方*(P/10)*(N/1000)的3次方*0.45速度(SP)km/h=(P/10)*(N/1000)*15.24静止推力(Th)g=(D/10)的3次方*(P/10)*(N/1000)的2次方*22船用螺旋桨的工作原理可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。
流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。
在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段,讨论桨叶上的气流情况。
V—轴向速度;n—螺旋桨转速;φ—气流角,即气流与螺旋桨旋转平面夹角;α—桨叶剖面迎角;β—桨叶角,即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。
显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力,阻力ΔD和升力ΔL,合成后总空气动力为ΔR。
ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT,与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。
将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加,形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。
必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作,才能获得较大的拉力,较小的阻力矩,也就是效率较高。
螺旋桨工作时。
轴向速度不随半径变化,而切线速度随半径变化。
因此在接近桨尖,半径较大处气流角较小,对应桨叶角也应较小。
而在接近桨根,半径较小处气流角较大,对应桨叶角也应较大。
螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。
所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到,气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。
对某个螺旋桨的某个剖面,剖面迎角随该比值变化而变化。
迎角变化,拉力和阻力矩也随之变化。
用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。
式中D—螺旋桨直径。
理论和试验证明:螺旋桨的拉力(T),克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算:T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5η=J·Ct/Cp 式中:Ct Cp—功率系数;ρ—空气密度;n—螺旋桨转速;D—螺旋桨直径。
轮船螺旋桨工作原理
轮船螺旋桨是一种用于推动船只前进的装置,它的工作原理可以简述如下:
1. 螺旋桨的结构:轮船螺旋桨通常由数片叶片组成,这些叶片呈弯曲的形状,安装在轴上形成一个圆盘。
2. 水流动力学:当桨叶转动时,叶片与周围水域发生作用。
根据牛顿第三定律,水流对螺旋桨叶片的作用力与叶片对水流的作用力大小相等,方向相反。
3. 推进原理:当螺旋桨转动时,叶片与水流作用,将叶片前方的水流推动向后。
由于叶片的形状,叶片背面的水流速度较大,而叶片面前的水流速度较小。
4. 牛顿第二定律:根据牛顿第二定律,对于一个物体,当施加的力超过阻力时,物体将加速。
螺旋桨在水中形成的水流差异产生一个反作用力,这个反作用力即为推力,推动船只向前移动。
5. 调节推力:轮船螺旋桨的推力大小可以通过调整螺旋桨转速和叶片的角度来控制。
更高的转速和较大的叶片角度可以产生更大的推力,从而加快船只的速度。
总结起来,轮船螺旋桨利用螺旋桨叶片与水流的作用力来产生推力,从而推动船只前进。
推力的大小可以通过调整转速和叶片角度进行控制。
船螺旋桨工作原理
船螺旋桨是船舶的主要推进装置之一,它通过旋转产生推力,驱动船舶前进。
螺旋桨的工作原理如下:
1. 流体静压力原理:当螺旋桨旋转时,螺旋桨叶片产生相对于水流的速度差,形成了静压力。
这种静压力使水流靠近螺旋桨的一侧叶片产生高压,而水流离开螺旋桨的另一侧叶片则产生低压。
这个压力差会产生一个向高压一侧的推力,从而推动船舶向前移动。
2. 牛顿第三定律:根据牛顿第三定律,当螺旋桨叶片向后推动水流时,水流同样会对叶片产生反作用力,即向前推动叶片。
这个反作用力使船舶得到向前的动力。
3. 旋转速度和叶片角度:螺旋桨旋转的速度和叶片角度对推进效果有重要影响。
通常,增加旋转速度会增加产生的推力,但也可能导致水流与螺旋桨之间的压力降低,从而降低推力效率。
叶片角度的调整可以改变螺旋桨的推进力和效率。
4. 水动力效应:螺旋桨的设计也考虑到水动力效应,例如螺旋桨叶片的形状和数量,以及船体形状对水流的影响。
通过优化设计,可以提高螺旋桨的推进效率和降低阻力。
总之,船螺旋桨通过利用水流与叶片之间的压力差和反作用力产生推力,驱动船舶前进。
螺旋桨的旋转速度和叶片角度以及水动力效应等因素都会影响螺旋桨的推进效果。
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。
螺旋桨知识
2015-08-19JESSN中国渔民
⼀、螺旋桨的功⽤
螺旋桨的功⽤是将船舶主机发出的功率转变为船舶前进(或后退)的动⼒。
推动船舶前进的各种机构统称为船舶推进器。
船舶推进器有螺旋桨、喷⽔推进器、平旋推进器、明轮和Z形推进器等。
其中,螺旋桨的结构简单,重量轻,效率⾼,⼯作可靠,是⽬前船舶应⽤最⼴泛的推进器。
螺旋桨是⼀种反作⽤式推进装置,螺旋桨旋转时,桨向后(或向前)推⽔并受到⽔的反作⽤⼒⽽产⽣向前(或向后)的推⼒。
⼆、螺旋桨的结构
螺旋桨是由桨叶和桨毂两部分组成,如图8-2所⽰。
桨叶是螺旋桨产⽣推⼒的构件,通常有三叶和四叶。
桨毂是桨叶与桨轴的连接构件。
有些螺旋桨还安装有导流罩(流线型桨帽),使螺旋桨尾部的线形光顺,降低螺旋桨⼯作阻⼒。
1、叶⾯与叶背
从船尾向船⾸看到的桨叶的⼀⾯称为叶⾯,另⼀⾯称为叶背。
2、导边与随边
螺旋桨正转时桨叶先⼊⽔的⼀边称为导边,后⼊⽔的⼀边称为随边。
3、叶根与叶稍
桨叶与桨毂相连处为叶根,远离桨毂的⼀端称为叶梢。
通常叶根较厚⽽叶梢较薄。
4、右旋桨与左旋桨
螺旋桨正转旋向为顺时针的螺旋桨叫右旋桨,正转旋向为逆时针的螺旋桨叫左旋桨。
5、外旋与内旋
对于双桨船,左桨左旋,右桨右旋叫外旋;左桨右旋,右桨左旋叫内旋。
为避免夹带漂浮物⽽损坏桨叶,船舶⼀般多采⽤外旋桨。
三、螺旋桨的常见缺陷
螺旋桨的常见缺陷有腐蚀、磨损、裂纹、弯曲和折断等。
船用螺旋桨工作原理(一)船用螺旋桨工作原理1. 螺旋桨简介•螺旋桨是船舶主要的推进装置,具有将引擎动力转化为推力作用于船舶上的功能。
•螺旋桨通常由螺旋叶片和轴组成,螺旋叶片通常位于轴的四周,可以通过轴的旋转产生推进力。
2. 螺旋桨工作原理螺旋桨的工作原理基于下面几个关键点:2.1 流体动力学•流体动力学是研究物质在运动过程中的力学性质的学科。
•在螺旋桨的工作过程中,涉及到水流的流动和受力分析。
2.2 螺旋桨叶片的形状•螺旋桨叶片的形状对于推进力的产生至关重要。
•一般而言,螺旋桨叶片的形状呈弯曲或扭转状,以便在旋转时将水流与船体之间的相对速度产生差异。
2.3 流体力学原理•螺旋桨受到流体力学原理的影响。
•当螺旋桨旋转时,叶片施加的力会改变水流的速度和流向,从而产生推进力。
2.4 道曲线理论•道曲线理论是用来描述流体在管道中弯曲情况下流速和流压分布的理论方法。
•在螺旋桨工作过程中,道曲线理论可以用来分析叶片在旋转后所受到的水流力和推进力。
3. 螺旋桨工作过程螺旋桨的工作过程可以简单概括为以下几个步骤:3.1 涡旋形成•当螺旋桨开始旋转时,叶片将水流加速并产生涡旋。
•涡旋的形成使得从螺旋桨前进方向的水流速度加快。
3.2 推进力产生•随着螺旋桨的旋转,叶片对水流施加的作用力将产生推进力。
•推进力的大小取决于螺旋桨叶片形状、旋转速度以及水流的动态特性。
3.3 推进效率•推进效率是衡量螺旋桨工作性能的重要指标。
•较高的推进效率表示螺旋桨将更多的动力转化为推进力,从而提高船舶的运行效率。
结论螺旋桨是船舶的关键推进装置,通过合理的叶片形状和旋转来产生推进力。
在工作过程中,螺旋桨受到流体动力学、流体力学和道曲线理论的影响。
推进力的产生和推进效率的提高对于船舶的性能至关重要。
4. 流体动力学流体动力学是研究物质在运动过程中的力学性质的学科。
在船用螺旋桨的工作过程中,涉及到水流的流动和受力分析。
•螺旋桨旋转时,螺旋叶片与水流发生相对运动,形成了相对速度,通过牛顿第三定律,螺旋叶片对水流施加的作用力将产生反作用力,即推进力。
导管螺旋桨资料整合专业名词解释(一)螺旋桨:螺旋桨是指靠桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力的装置或有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。
(二)导管螺旋桨:导管螺旋桨是船舶的一种推进工具,是指在螺旋桨周围加上导流管,就成为导管螺旋桨。
就是在螺旋桨的外围装上一件套筒导管的一种推进器,导管的纵切面为机翼型,并安装于船艉下面与船体形成一个统一的流线型体。
(三)舵叶:舵叶是产生舵作用力的本体,由木材或是钢材做成。
现在除木帆船外,都是由钢材制成,而且多数焊成空心的机翼型。
舵叶的面板称舵板,平板舵的舵叶也就是舵板。
(四)船用螺旋桨的空泡现象:螺旋桨在水中旋转工作时,浆面的叶背压力降低而形成吸力面,当某处的压力降至该温度下的饱和蒸汽压力时,该处的水就会发生气化现象,形成气泡覆盖于叶背。
(五)船舶推进器:将主机发出的功率转化为推船前进的推力装置。
(六)压力面和吸力面:由于螺旋桨转动的抽吸作用,导致桨叶叶面压力大,即压力面;叶背压力下降,即为吸入面。
正是叶面叶背存在着压力差,才使得螺旋桨产生推力。
导管螺旋桨与普通螺旋桨性能比较系泊时导管螺旋桨与普通螺旋桨性能比较见表1,在拖网速度为2.5kn时,导管螺旋桨与普通螺旋桨性能比较见表2。
结论:系泊时导管螺旋桨较普通螺旋桨拖力提高49%,拖网时提高31%,功率多发出10%左右。
在拖速2.5kn同样750r/min的主机普通螺旋桨需270马力的功率所发出的推力相等于200马力导管螺旋桨所发出的推力。
从节能方面看,149kw导管螺旋桨拖速2.5kn时吸收功率122kw,普通螺旋桨吸收148kw,节省功率17.2%。
由于普通螺旋桨转速下降大,单位耗油上升,因此导管螺旋桨在拖网时节油20%左右,同样在减少震动,抑制噪音,增加船舶纵摇阻尼,有一定效果。
但由于导管相对长度LH/DH仅为0.5,舵力不足,回转半径稍大,为了提高回转性导管相对长度LH/DH加到0.65,实际使用渔民比较满意。
船用螺旋桨小知识集锦
螺旋桨简介
由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器,俗称车叶。
螺旋桨安装于船尾水线以下,由主机获得动力而旋转,将水推向船后,利用水的反作用力推船前进。
螺旋桨构造简单、重量轻、效率高,在水线以下而受到保护。
普通运输船舶有1~2个螺旋桨。
推进功率大的船,可增加螺旋桨数目。
大型快速客船有双桨至四桨。
螺旋桨一般有3~4片桨叶,直径根据船的马力和吃水而定,以下端不触及水底,上端不超过满载水线为准。
螺旋桨转速不宜太高,海洋货船为每分钟100转左右,小型快艇转速高达每分钟400~500转,但效率将受到影响。
螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金,也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。
驱动船前进的一种盘形螺旋面的推进装置。
由桨叶及与其相连结的桨毂构成。
常用的是三叶、四叶和五叶。
包括单体螺旋桨、龙叶导管螺旋桨、对转螺旋桨、串列螺旋桨、可调螺距螺旋桨、超空泡螺旋桨、大侧斜螺旋桨等。
螺旋桨一般安装在船尾(水下)。
船用螺旋桨多由铜合金制成,也有铸钢,铸铁,钛合金或非金属材料制成。
对船用螺旋桨的研究分理论和试验两个方面。
理论方面现已有动量定理、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元方法等理论和分析方法,能较准确地预报螺旋桨的水动力性能并进行理论设计。
试验方面的研究主要是通过模型试验研究螺旋桨性能,绘制螺旋桨设计图谱。
船用螺旋桨的设计方法分两大类,即理论设计方法和图谱设计方法。
60年代以来,船舶趋于大型化,使用大功率的主机后,螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题引起各国的重视。
螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重,在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡,从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。
螺旋桨的分类
在普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。
可调螺距螺旋桨
简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时可不改变主机旋转方向。
螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。
调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好,在拖船和渔船上应用较多。
对于一般运输船舶,可使船-机-桨处于良好的匹配状态。
但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多,叶根的截面厚而窄,在正常操作条件下,其效率要比普通螺旋桨低,而且价格昂贵,维修保养复杂。
导管螺旋桨
在普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。
此导管又称柯氏导管。
导管与船体固接的称固定导管,导管被连接在转动的舵杆上兼起舵叶作用的称可转导管。
导管可提高螺旋桨的推进效率,这是因为导管内部流速高、压力低,导管内外的压力差在管壁上形成了附加推力;导管和螺旋桨叶间的间隙很小,限制了桨叶尖的绕流损失;导管可以减少螺旋桨后的尾流收缩,使能量损失减少。
但导管螺旋桨的倒车性能较差。
固定导管螺旋桨使船舶回转直径增大,可转导管能改善船的回转性能。
导管螺旋桨多用于推船。
串列螺旋桨
将两个或三个普通螺旋桨装于同一轴上,以相同速度同向转动。
当螺旋桨直径受限制时,它可加大桨叶面积,吸收较大功率,对减振或避免空泡有利。
串列螺旋桨重量较大,桨轴伸出较长,增加了布置及安装上的困难,应用较少。
对转螺旋桨
将两个普通螺旋桨一前一后分别装于同心的内外两轴上,以等速反方向旋转。
因可减小尾流旋转损失,效率比单桨略高,但其轴系构造复杂,大船上还未应用。
⑤直叶推进器:由4~8片垂直的桨叶组成。
直叶推进器上部呈圆盘形,桨叶沿圆盘周缘均匀安装,圆盘底与船壳板齐平相接,圆盘转动时,叶片除绕主轴转动外,还绕本身的垂直轴系摆动,从而产生不同方向的推力,所以可使船在原地回转,不必用舵转向,船倒退时也不必改变主机转向。
但因机构复杂,价格昂贵,桨叶易损坏,仅用于少数港务船或对操纵性能有特殊要求的船上。
螺旋桨安装方式
螺旋桨安装在轴上的方式有两种,一种是有键安装,另一种是无键安装。
随着造船技术不断发展,由于螺旋桨与轴无键安装连接的结构,避免了螺旋桨轴上加工键槽而引起轴的应力集中,所以船舶越来越多使用螺旋桨无键安装,逐步替代有键安装。
无键液压套合安装螺旋桨的方法,如图所示。
将螺旋桨套在艉轴上,装上液压螺母,用油泵泵出的高压油经高压油管由桨毂内孔的油槽进入艉轴与螺旋桨的锥面配合处,使桨毂产生弹性变形而被胀开。
与此同时,向液压螺母供给高压油,液压螺母产生向前的推力,使螺旋桨向前移动。
当螺旋桨被推至规定位置时,先放去桨毂锥孔的高压油,然后再放泄液压螺母内高压油,由于桨毂弹性变形的恢复,使螺旋桨紧配在艉轴上。