高性能船水动力原理与设计思考题

船舶动力装置原理与设计复习思考题第1章1)如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？2)简述船舶动力装置设计的特点。

3)简述船舶动力装置的设计的主要内容。

4)简述柴油机动力装置的特点。

5)船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？6)画简图说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。

7)如何理解经济航速的含义？8)谈谈你对新型船舶动力装置的认识（喷水推进、电力推进、吊舱推进、表面桨、AIP等）。

第2章1)画简图说明推进装置的组成。

2)推进装置的形式有哪些？有何特点？3)什么是电力传动推进装置？有哪些优缺点？适用于哪些船舶？4)推进装置的选择应考虑哪些问题？5)主机选型与螺旋桨参数确定需进行那几个阶段？各阶段的主要任务是什么？6)主机选型应考虑哪些问题？7)轴系的基本任务是什么？由哪些部件组成？8)船舶推进轴系工作时，所受机械负荷有哪些？9)在传动轴系中，尾轴的工作条件比较恶劣，主要表现在哪些方面？通常发生的故障有哪些？10)轴系设计有哪些具体要求？11)何为轴线？理想轴系是如何确定的？为什么有些船舶的轴线具有倾斜角和偏斜角？12)中间轴轴承跨距的确定受哪些因素的影响？13)画简图说明螺旋桨轴尾部结构各部分的作用。

14)桨与桨轴有哪几种联结方式？15)螺旋桨导流罩的主要作用是什么？16)如何防止轴的腐蚀？17)写出海规轴径计算的基本公式，并给出式中各量的含义。

18)如何进行中间轴、螺旋桨轴的强度校核计算？19)在轴的强度校核计算中，如何确定许用安全系数？20)滑动式中间轴承润滑性能的校核应从哪些方面着手？21)简述滑动式中间轴承和滚动式中间轴承的特点。

22)画简图说明油楔形成原理。

23)选择滑动式推力轴承主要应考虑哪些参数？24)简述隔舱填料函的作用、要求及结构形式。

25)尾管装置的任务是什么？由哪几部分组成？有几种结构形式？26)简述白合金轴承、橡胶轴承、铁梨木轴承和赛龙轴承的特点。

27)何为轴系的合理校中？有哪些计算方法？28)船舶推进轴系的技术状态通常从哪几方面检查？第3章船舶后传动设备1)船舶后传动设备的在推进装置中主要有哪些作用？2)片式摩擦离合器摩擦面的尺寸由哪些因素决定？如何考虑？3)简述多片式离合、倒顺、减速齿轮箱的原理。

武汉理⼯⼤学《船舶原理C》思考题《船舶原理C 》思考题静⼒学部分1、船舶原理研究内容；船舶静⼒学船舶阻⼒船舶推进船舶操纵性船舶耐波性 2、船舶主尺度定义以及⼏何表达； 1）船长L ：常⽤的船长有三种。

总长L oA ：船⾸最前端⾄船尾最后端平⾏于设计⽔线的最⼤⽔平距离；垂线间长L pp ：⾸、尾垂线之间的⽔平距离；⽔线长L WL ：平⾏于设计⽔线⾯的任⼀⽔线与船体型表⾯⾸尾端交点的⽔平距离。

2）型宽B ：指船体两侧型表⾯之间垂直于中线⾯的最⼤⽔平距离，⼀般为船长中央处的宽度。

在设计⽔线处的宽度称为设计⽔线宽。

3）型深D ：在甲板边线最低点量到龙⾻线的垂直⾼度。

4）型吃⽔T ：由龙⾻线量到设计⽔线的垂直⾼度。

5）⼲舷F ：在中横剖⾯处，沿船侧由设计⽔线量到甲板边板顶⾯的垂直距离。

F=D-T+甲板边板厚度3、船型系2船型数定义及⼏何意义；船型系数是表⽰船体⽔下部分形状与肥瘦程度的⽆因次系数。

1）⽔线⾯系数C w ：与基平⾯平⾏的任⼀⽔线⾯⾯积A w 与由船长L 、型宽B 所构成的长⽅形⾯积之⽐。

2）中剖⾯系数C m ：指中横剖⾯在⽔线以下的⾯积A m 与由型宽B 、吃⽔T 所构成的长⽅形⾯积之⽐。

3）⽅形系数C b ：船体⽔线以下的排⽔体积?与由船长L 、型宽B 、吃⽔T 构成的长⽅体体积之⽐。

4）纵向棱形系数C p ：⼜称纵向棱形系数，是船体⽔线以下的型排⽔体积?与由相对应的中横剖⾯⾯积A m 、船长L 构成的棱柱体体积之⽐。

Cp=▽/（A m *L ）=▽/（C m *B*T*L ）=C b /C mW w A C L B =mm AC B d=?B VC LBd=P m V C A L =VP W VC A T=?5）垂向棱形系数C vp：船体⽔线⼀下的型排⽔体积?与由相对应的⽔线⾯积A w、吃⽔T所构成的棱柱体体积之⽐。

C vp=▽/（A w*T）=▽/（C wp*L*B*T）=C b/C wp4、浮态的分类与标志；1）正浮状态：船舶的基平⾯与⽔平⾯（以WL⽔线表⽰）平⾏，只⽤吃⽔T表⽰。

《高性能船设计》复习题（Smile版）1、根据你所学的知识，列出10种不同类型的高性能船，并且说明每种类型船舶重量的支撑形式。

答：①排水型：半滑行艇、小水线面双体船、穿浪双体船、三体船、多体船；②空气静力支持：全垫升气垫船、侧壁气垫船；③水动力支持：滑行艇、水翼艇；④空气动力支持：地效翼船（冲翼艇、气翼艇）。

2、为什么高速排水型船舶在傅汝德数5.0=rF左右，其剩余阻力系数达到最大值？P16答：剩余阻力包括兴波阻力和粘压阻力，而对于高速排水型船舶来说兴波阻力较强。

兴波阻力与傅汝德数密切相关，即当Fr很小时船舶兴波很小，因此兴波阻力也会很小。

随着航速Fr的提高，船舶兴波现象越来越明显，通常在Fr=0.5左右兴波现象最为强烈，兴波阻力系数呈现最大值，故其剩余阻力系数达到最大值。

3、叙述确定滑行艇舭部斜升角应考虑的因素。

P219答：主要考虑耐波性和操纵性等方面的要求，特别是为了减小在波浪中能够严重的拍击现象。

①从阻力性能看，试验结果表明，横向斜升角β的增大会引起横向流动增大，并产生严重飞溅使底部的压力损耗增大，因而流体的动力作用减小，升力系数下降从而导致单位排水量的阻力增大。

所以从滑行效率的角度来看，β越小越好；②若艏部的斜升角过小，在波浪中航行时，将引起严重拍击。

因而增大首部的剖面斜升角，可以有利于缓和严重的拍击。

③由于尾部在波浪中拍击要较首部小得多，所以主要着眼于阻力性能，可取更小的斜升角。

④同时应该注意到，保持一定的升斜角，可以使中纵剖面面积不至过小，这有利于满足操纵性的要求。

⑤从斜升角β延板长方向变化的影响来看，在不同的相对速度Fr▽情况下，横向斜升角β变化造成滑行面的扭曲对流体动力性能的影响是不同的。

一般来说，滑行面扭曲越大，则水流的扭转也越严重，能量损耗越大，导致阻力增加越大。

4、为什么说水翼船不适合于大型化P264答：水翼所能提供的浮力与长度成平方关系，但是船的重量却与长度成立方的关系。

例1：已知螺旋桨型式为B4－55，直径D ＝2.6米，转速N ＝200r/min ，进速12.65Akn V=，要求发出98100N 推力，如轴系效率为0.97，试求该螺旋桨所需之螺距比及主机功率。

解：1）预备计算2003.3360n ==(r/s) 0.514412.65 6.507AV=⨯=(m/s)22410003.33n Dρ=⨯⨯4=506736.12(N)2.62）计算J 和TK6.5070.7523.33 2.6AJ nDV===⨯24981000.194506736.12T TK nDρ===3）按算出的J 和TK值查B4－55性征曲线图得1.07PD= 0.035QK=4）求螺旋桨收到功率2DnQ P π=22550.0351********.987()3.33 2.6Q Q N m nK Dρ==⨯⨯⨯=⋅2 3.1446112.987 3.33964.333()DkW P=⨯⨯⨯=5）求主机功率 946.333994.158()0.97D S SkW PP η===例2：已知某单桨船，航速V ＝14.85kn ，有效功率660.1848EkW P=，螺旋桨直径D＝2.6m ，转速N ＝200 r/min ，推力减额分数t=0.118，伴流分数0.15ω=，相对旋转效率R1.0η＝，传送效率S0.95η＝，求B4－55系列的螺旋桨所需主机功率。

解： 1）计算J 和TKV 14.850.51447.64(/)m s ⨯＝＝(1)7.64(10.15) 6.50AV Vω=-=-=(m/s)660184.886411.623()7.64ER N VP===86411.62397972.362()(1)(10.118)1P R T N t Z ===--⨯224497972.3620.1931000200() 2.660TTKnDρ===⨯⨯6.500.75200() 2.660A J nD V ===⨯2）由J 和TK值查图谱得1.07PD= 0.035QK=0.66η=3）求主机功率22550.035100046.205()200() 2.660Q kN m QnK Dρ==⨯=⋅⨯⨯46.20546.205()1.0BRkN m QQη===⋅ 20022 3.1446.205967.225()60DB Bn kW Q P π==⨯⨯⨯= 967.2251018.132()0.95DB S SkW PP η===一、判断1、当船模和实船的雷诺数相等时，它们的单位排水量的摩擦阻力相等。

船舶原理课后习题答案船舶原理是一门研究船舶结构、性能和操作原理的学科，它对于船舶设计、建造和运营至关重要。

以下是一些典型的船舶原理课后习题及其答案，供参考：习题一：船舶浮力的计算问题：假设一艘船的排水量为1000吨，求该船的浮力。

答案：根据阿基米德原理，浮力等于船舶所排开的水的重量。

排水量为1000吨，即1000000千克。

水的密度约为1000千克/立方米。

因此，浮力 F = m * g，其中 m 是排水量，g 是重力加速度，取9.81 m/s²。

计算得 F = 1000000 * 9.81 = 9810000牛顿。

习题二：船舶稳定性分析问题：如果一艘船的重心位于船体中心线上方2米处，船的重心高度为4米，求该船的初始稳定性。

答案：初始稳定性可以通过计算船的重心高度与船体中心线上方高度的差值来评估。

在本例中，稳定性高度 h = 4 - 2 = 2米。

这个值越大，船的稳定性越好。

习题三：船舶阻力的计算问题：一艘船以10节的速度航行，其湿表面积为500平方米，水的阻力系数为0.005。

求该船的总阻力。

答案：总阻力 R 可以通过以下公式计算：R = C * A * (v^2) / 2，其中 C 是阻力系数，A 是湿表面积，v 是速度。

首先将速度转换为米/秒，10节 = 5.14米/秒。

代入公式得 R = 0.005 * 500 * (5.14^2) / 2 = 34.5牛顿。

习题四：船舶动力分析问题：一艘船的发动机功率为1000千瓦，船的总阻力为34.5牛顿。

求该船的最大航速。

答案：最大航速可以通过功率和阻力的关系计算得出。

公式为 v = P / R，其中 P 是功率，R 是阻力。

将功率转换为牛顿米/秒，1000千瓦= 1000000瓦特。

代入公式得 v = 1000000 / 34.5 = 28924.32米/秒。

然而，这个速度显然不现实，因为它没有考虑到水的阻力随速度增加而增加的非线性关系。

复习思考题第1章1.如何理解船舶动力装置的含义？它有那些部分组成？船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。

组成部分：1)推进装置：包括主机、推进器、传动设备。

2)辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。

3)机舱自动化设备。

4)全船系统。

2.简述柴油机动力装置、燃气动力装置、蒸汽轮机装置、电力推进、喷水推进的优缺点。

柴油机动力装置：优点：1、有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多2、重量轻(单位重量的指标小)3、具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速4、功率范围广。

缺点：1、柴油机尺寸和重量按功率比例增长快2、柴油机工作中的噪声、振动较大；3、中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害4、柴油机低速稳定性差；柴油机的过载能力相当差。

燃气动力装置：优点：1、单位功率的重量尺寸小2、启动加速性能好3、重量轻，体积小4、独立性较强，生命力好5、振动小，噪声小6、低NOx排放缺点：1、主机不能反转2、必须借助启动机械启动3、叶片材料昂贵，工作可靠性较差，寿命短（500~1000h)；4、进排气管道尺寸大，舱内布置困难。

蒸汽轮机装置：优点：1.单机功率大；2.转速稳定，无周期性扰动力，机组振动噪声小；3、工作可靠性高；4、可使用劣质燃料油，滑油消耗率也很低。

缺点：1、总重量大，尺寸2、燃油消耗率高3、机动性差电力推进装置：优点：1.操纵灵活、机动性好；2.易于获得理想的拖动特性，提高船舶的技术经济性；3.推进装置可由多机组承担，增加了设备选择的灵活性，提高了船舶生命力；4.可以采用中高速不反转原动机；5.原动机与螺旋桨间无硬性机械连接：可以防止振动冲击，有利降噪；使螺旋桨转速可以选择最佳值，而不必受到原动机转速的限制；可以允许柴油机转速也选择最佳值，不必受到螺旋桨转速的限制；可以允许主轴长度大为缩减；可使动力设备布置更加灵活。

缺点：1.质量较大；2.存在中间损耗，故在额定工况时效率较低；3.初投资较大；4.需要技术水平较高的电气维护人员。