35000T散货船螺旋桨课程设计

1、重庆交通大学船舶与海洋工程专业MAU型螺旋桨 毕业设计计算书设计题目35000吨螺旋桨图谱设计航海学院二本船舶与海洋工程专业设计者 指导教师1001 班张超(eb08040310)赵藤重庆父通大学完成日期2012年1月2日目录螺旋桨的设计任务书 1螺旋桨的设计计算书 3可以达到最大航速的计算 3空泡校核 3强度校核 6螺距修正7重量及惯性矩计算7系柱特性计算8航行特性计算9螺旋桨计算总结10螺旋桨课程设计总结1135000吨散货船船用螺旋桨课程设计任务书1.前言本船阻力通过艾尔法来估算出结果得出阻力曲线。计算时以设计吃水 T=11.5m情况来进行。由于在艾尔法计算过程中已将本船的附体部分（舵、

2、轴支 架、舭龙骨等）考虑在其中，但考虑本船建造以后及在以后的使用过程中产生的 表面粗糙度增加及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加10%本船主机最大持续功率9480KV，额定转速为127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 1 9480 Kw 90%来考虑。 螺旋桨转速为127转/分。2.船体主要参数水线长Lwl180m垂线间长Lpp175m型宽B30m型深D17m设计吃水d11.5m桨轴中心高3.343m排水量A47188t本船的B =1.788;DD =1.435; dL ppB=5.858B =2.565 d3 .主机参数：型号6S50MCC大连船用柴

3、油机厂）.台额定功率Ps=9480kw (12889hp)额定转速N=127 r/mi n减速比1传送效率s=0.974.推进因子伴流分数 3 =0.5 G-0.05=0.5X 0.785-0.05=0.34 (泰洛公式-单桨船）推力减额t=k 3 =0.588 X 0.34=0.2 （ 商赫公式-取k=0.588流线型舵）4 _t船身效率n h =1.2121 -w相对旋转效率n r =15. 阻力计算由艾尔法估算船体有效功率曲线数据如下页表航速（节）12131415d=11.5m满载有效功率（KW）290836894991P 6170110%满载有效功率（KW）3199 J40585490

4、|67876 设计任务 我在本次设计中按 d=11.5m，设计叶数为4叶的MAU型螺旋桨；完成所设计螺旋桨 的设计计算书。 绘制螺旋桨工作总图（2#图纸）。 撰写设计总结。 所有设计文件应具备电子文挡和纸质文挡各一份，纸质文挡应按封面、目录、计算书、工作总图、设计总结顺序装订成册。 设计时间为1周，所有设计文件必须在 18周星期五下午5点前交到指导教师处。 7.设计参考书 船舶原理盛振邦上海交通大学出版社 MAU型螺旋桨系列图谱人民交通出版社 船舶推进胡志安人民交通出版社&纪律要求设计期间，所有同学应按正常的上下课时间进行作息，不得无故缺席。各班班长做好每 天的考勤记录，所有同学必须遵守机房的

5、管理规则。35000吨散货船船用螺旋桨课程设计计算书6. 可以达到最大航速的计算采用MAU 4叶桨图谱进行计算.取功率储备10% ,轴系效率s =0.97螺旋桨敞水收到马力：P d=1 R 90% S n R=1X 12889X 0.90 X 0.97 X 1=11252hp根据MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70的pBp 6图谱列下表计算：表1-1表1-1 B p- S图谱计算项目单位数值假定航速Vkn12131415Va=(1-w)Vkn8.49.19.810.5PD11252112521125211252V204.502249.806300.653357.251Pb0.5106

6、106106106Nr/mi n127127127127Bp=NP.5/ V565.82853.89044.77637.6821/2Bp8.1137.3416.6916.139MAU4-40直径系数90.5837771.5P/DP 0.58P 0.6000.6250.65D5.9865.9475.9425.911n o0.50.5270.550.574PtE=Pdh h n oHp6431677870747382MAU4-55直径系数89.881.57570P/D0.6350.660.690.715D5.9405.8405.7875.787n o0.490.5080.5350.558PteHp

7、6302653368817176直径系数S U87.58074.569P/D0.650.670.70.72MAU4-70D5.7875.7325.7495.705n o0.470.4950.5170.54PteHp6045636666496945据1表中的计算结果可绘制Pte,直径系数，P/D,及效率对V的曲线，如下图1所示从PTE-f(V)曲线与船体满载有交马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设 计航速及螺旋桨最佳要素P/D，D及效率如表2所列。表2按图1设计计算的最佳要素MAUVmax/k nP/D直径系数D/m效率4-4014. 520. 71170. 95. 6740.5634-5

8、514. 390. 70072. 95. 7820.5444-7014. 230. 63175. 65. 9300.523367 空泡校核按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比 桨轴沉深 hs=T-Zp=11.5-3.343=8.175mpo-pv=pa+ 丫 hs-p v=10330+1025*8.175-174=18535 kgf/m计算温度t=15 Cp v=174kgf/m2 P D=2372.44hpp =104.63kgf*s2/m 4空泡校核计算结果序 号项目数值单位MAU4-40MAU4-55MAU4-701Vmaxkn14.5214.3914.232V

9、=0.5144Vmax(jw)m/s5.2285.1825.1243一2(0.7 nND/60)(m/s) 2696.85723.63761.154Vo.7R=V2+(3)(m/s) 2724.19750.48787.40520.5 p V1.7R37885.7539261.2841193.0362Z =(P-Pv)/0.5p V0.7R0.4890.4720.4507平均推力系数（查图6-20）0.180.1750.178T=P* n*75/V akgf9087388599861379A=T/0.5 p V0.7R2*(7)2 m13.32612.89512.30010A=A/(1.067-

10、0.229P/D)2 m14.73814.22213.33411AAo=Ae/(希/4)0.5830.5420.483财0.550.722据表8-29计算结果作图2,可求得不发生空泡的最小盘面比以及对应的最佳螺 旋桨要素。Ae/Ao=0.545 P/D=0.701 D=5.778m n。=0.545 V ma=14.39kn8. 强度校核按2001年规范校核t0.25R及 t0.6R（见表8-30）,应不小于按下式计算之值： 按2001年规范校核10.25R及t0.6R,应不小于按下式计算之值:Y ANeZbne23AGAdN D1010 Zb22计算功率 Ne=12889X 0.97 =12

11、502hpA= Ae/Ac=0.544 P/D=0.701 e =8G=7.6 g/cmN=n=127 r/min2b.66R=0.226DA/(0.1Z)=0.226 X 5.778 X 0.544/(0.1 X 4)= 1.7759mbo.25R=O.7212bo.66R=O.7212 X 1.7759=1.2808mbo.6R=O.9911bo.66R=O.9911 X 1.7759=1.7601m强度校核计算表项目单 位数值0.25R0.6R弦长bm1.28081.76010.7R 处 D/P D/P 0.71.42651.4265D/P1.42651.4265K1查表7-263420

12、7K2250151K31410635K4434A=D/P(Kl-K2D/P.7)+ K3D/P.7-K42403.04859.84Y=1.36ANe/(Zb ne)62796.3616350.70K5查表7-28223K63412&4165K8380330A=D/P(K5+K6 0+心 +K812131020材料系数K （铝镍青铜）1.1791.179X=AGANf(10 10Zb)0.30460.1863t=Y/ (K-X) 1/2mm268.0128.3MAI标准浆叶厚度t/mm221.0126.0校核结果不满足要求满足要求实取浆叶厚度mm268152.4实际桨叶厚度按ti.0R=0.00

13、35D=20.22mm 与tD.25F= 268mm连直线决定：t0.2= 284.5mm t0.3=251.5mmt0.4=218.4mm t0.6= 152.4mm t0.8=86.3mmt0.5=185.4mmt0.7=119.3mmt0.9=53.3mm9, 螺距修正根据尾轴直径大小，决定毂径比dh/D=0.18此值与MAU桨标准毂径比相同,故对 此项需修正。dh=478.86 X 2=957.72m由于实际桨叶厚度大于MAU桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。设计桨(t/b)0.7R=0.1033/(0.9946X1.7759)=0.0584标准桨(t/b)0.7R=0.0171

14、D/(0.9946X0.31075D)=0.055231- s=VA/NP=(1-wV)X 30.866/(NP)=0.7X 14.39X30.866/(127 X 4.05)=0.604 (t/b.7=(t/b0.7设-(t/b0.7标 X 0.55/0.544 X 0.75=0.00192 (P/D)t=-2(P/Do)(1 -s) (t/b)0.7R=-2X0.701 X 0.604X0.00192=-0.001626修正后的螺距比P/D=(P/D+A (P/D)=0.701-0.001626=0.699410. 重量及惯性矩计算根据MAU桨切面的面积数据用我国船舶及海洋工程设计院提出的

15、的公式算 得：浆叶重量G b1=0.169 丫 Zbmax(0.5t 0.2+t 0.6)(1- dh/D)D=0.169X 7600X 4 X 1.7759 X (0.5 X0.2845+0.1524) X(1-0.18) X 5.778= 12737.276kgfdt=dh/2=478.86mmLK=2.5Xdt=2.5*478.86=1197.15(mm)=1.197m1/3d0=0.045+0.108(P D/N) 1/3-KLK/21/3=0.045+0.108X (11252/127) 1/3-(1/15) X 1.197/2=0.4866m注：锥度K取1/15浆毂重量 G n=(

16、0.88-0.6 do/ dh) Lky dh 2 (kgf)=(0.88-0.6=5003.348 kgfX 0.4866/1.04) X 1.197 X 7600X 0.958螺旋桨重量G=G+G=12737.276+5003.348 =17740.624 kgf螺旋桨惯性矩：当 dh/D=0.18 时：I mf=0.0948 Y Zbnax ( 0.5t 0.2+t 0.6 ) D=0.0948 X 7600X 4X 1.7759 X (0.5 X 0.2845+0.1524) X 5.7783 =290897.163 kgf?cm?s29.敞水性征曲线之确定由MAU4-40,MAU4-

17、55,P/D=0.70的敞水性征曲线 内插得到 MAU4-54.5 ,P/D=0.70的敞水性征曲线 （见图8-28）其数据见表8-31图3设计桨的敞水性征曲线表1-4设计浆的敞水数据表J00.10.20.30.40.50.60.7 JKt0.310.280.2550.220.180.1350.1000.04Kq0.0330.0310.0280.0260.0220.0180.0140.00910系柱特性计算由图 8-28 得 J=0 时，Kt=0.310 K c=0.033计算功率 Pd=12889X 0.97=12502系柱推力减额分数取10=0.04,主机转矩 Q=(FDX 60X 75)

18、/(2 nX N)=12502X 60X 75/(2 X 3.14 X 127)=70538.894kgf.m系柱推力T=(KtQ)/(K qD)=0.319 X 3333.32/(0.034 X 2.502)=114682.952kgf 螺旋桨转速 N=60X T/( p bK) 1/2=60X 114682.952/(104.63 X 5.7784 X 0.310) 1/2=106.865r/mi n11航行特性计算取转速为N=127r/minN=117r/minN=107r/mi进行计算，结果如表 8-32所示图8-29航行特性曲线项目单位数值Vkn1213141516V=0.5144(1-w)Vm/s4.3214.6815.0415.4015.761N=127r/mi n n=2.12r/sJ=WnD0.3530.3830.4120.4420.471K0.190.180.170.160.14Kq0.0230.0220.0210.020.018FTe=KTp n2D1-t)V/145.6hp65666739685469126451FS=KQ2 n n p n2D/75 n s* n rhp127471219311639110849976N=117r/mi n n=1.95r/sJ=WnD0.3840.4150.4470.4790.511K0.180