船舶主机选型计算

1、232机桨匹配计算主机选型和螺旋桨的设计密切相关。在设计中要综合考虑船、机、桨的匹配问题， 从而选定螺旋桨参数和主机型号。在主机选型与螺旋桨参数确定的机、桨匹配计算中分为初步匹配设计和终结匹配设 计两个阶段。初步匹配设计：已知船体主尺度、船体有效功率、船舶设计航速、螺旋桨的直径或 转速，确定螺旋桨的效率、螺距比、最佳转速或最佳直径及所需主机功率，从而选定主 机和传动设备。终结匹配设计：根据选定的主机的功率、转速、船体有效功率，确定船舶所能达到 的最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率。图谱可参考王国强，盛振邦船舶原理P264-P272）2.3.2.1初步匹配设计1 船体主尺度设计水线长Lwl

2、垂线间长Lpp型宽B型深d设计吃水T方形系数Cb排水量排水体积船舶设计航速V2推进因子的确定伴流分数w（1）泰勒公式 （适用于海船）对单螺旋桨船：W 0-5cb °.°5 ；对双螺旋桨船：W 0-55cb 0-20（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）° 16 厂w 0.11 吐第.wx V D式中：对单螺旋桨船：X 1 ;对双螺旋桨船：X 2。当 Fn> 0.2 时w 0.1（ Fn 0.2）.当 Fn 0.2 时 w 0。推力减额分数t对单螺旋桨船：t kw ；式中：对流线型舵或反应舵：k 0.50 0.70 ；对方形舵柱的双板舵：k 0.70 0.90 ；

3、对单板舵：k 0.90 1.05。对双螺旋桨船：t aw b。式中：对采用轴支架：a °.25,b0.14 ；对采用轴包架：a °.70,b °.°6相对旋转效率对单螺旋桨船:0.9805 ；对双螺旋桨船:r 0.97 1.0 .7对具有隧道尾船:0.90。轴系传递效率对无减速齿轮箱的船:s 0.960.98 .对有减速齿轮箱的船:s 0.92 0.943.初步匹配设计计算初选螺旋桨直径的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-3,根据结果作图2-2-4表2-3-3机、桨初步匹配计算（直径 D给定）（MAU桨）序号名称代号单位计算公式及来源数据1螺旋桨直径 :

4、Dm给定2船身效率h1 th 1 w3进速VaknVa V (1 W)4船体有效功率PekW给定5转速nr/min假定6直径系数nD7螺距比p/D查U Bp图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率09功率系数平方根7 Bp10收到功率PdkWpp ad 1.36 n211主机功率PskWPpd1 ssr12螺旋桨克服的有 效推功率PtekWPteR0 h初选螺旋桨转速的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-4,根据结果作图2-2-5表2-3-4机、桨初步匹配计算（转速n给定）P/DP/DIPen o-Id2D3D4图2-2-4选定D，求n与Ps图2-2-5选定n,求D与Ps序号名称代号单位

5、计算公式及来源数据1螺旋桨转速nr/min给定2船身效率h1 th 1 w3进速VaknVa V(1 W)4船体有效功率PekW给定5螺旋桨直径Dm假定6直径系数nDVa7螺距比p/D查JB7图谱，8敞水效率0由等值线与最佳9功率系数平方根v'BT效率曲线的交点得到10收到功率PdkWd2 5 cBpVaPd21.36n211主机功率PskWPsRsr12螺旋桨克服的有 效推功率PtekWRePd0 h根据图2-2-4或图2-2-5，图中Pte曲线与Pe曲线的交点即为所求的螺旋桨的最佳转 速或直径，作垂线求的主机功率Ps。根据所求的的Ps选取主机型号。如螺旋桨为B型桨，螺旋桨直径D给定

6、，航速V给定序号名称代号单位计算公式及来源数据1螺旋桨直径Dm给定2船身效率h1 th 1 w3进速VaknVa V(1 W)4船体有效功率PekW给定5假定一组敞水受到功率PdkW假定6功率系数BP2PLBr2 0.353/ DVa27175应8螺距比P/D9敞水效率0查1.75jBp2图谱，由最佳转速线的交点得到101/J11最佳转速Nr/min0.514Va1N 60 ? ?DJ12螺旋桨克服的有效推功率RekWRePd0 h螺旋桨转速n给定，航速V给定序号名称代号单位计算公式及来源数据1螺旋桨转速Nr/min给定2船身效率h1 th1 W3进速VaknVa V (1 W)4船体有效功率

7、PekW给定5假定一组桨直径Dm假定6功率系数Bp1Bm 1.15腭70.1739/B11 船体主尺度 设计水线长 型宽Lwlb垂线间长型深设计吃水T方形系数排水量排水体积船舶设计航速V2 主机主要参数型号主机功率Ps主机转速旋向左旋/右旋减速比3推进因子的确定伴流分数w1） 2.321终结匹配设计（王国强，盛振邦船舶原理P178P181）（1）泰勒公式 （适用于海船）P117P118）及陈祖庆.船舶原理LppdCb对单螺旋桨船：w °.5Cb °.°5 ；对双螺旋桨船:w °.55Cb 0.2°（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）式中:w 0.

8、11w对单螺旋桨船：X 1 ；对双螺旋桨船：X 2当 Fn> 0.2 时 w °.1(Fn °.2).当 F n°2 时W 0。推力减额分数t对单螺旋桨船：t kw ；图2-2-6终结匹配设计结果8螺距比P/D9敞水效率°查0.173歸Bp1图谱,由最佳直径线的交点得到1°1/J11最佳直径DmD 60?a ?NJ12螺旋桨克服的有效推功率PekWRe巳 0 h式中:对流线型舵或反应舵：k 0.50 0.70 ；对方形舵柱的双板舵：k 0.70 0.90 ；对单板舵：k 0.90 1.05。对双螺旋桨船：t aw b。 式中：对采用轴支架

9、：a °.25，b °14对采用轴包架：a °.70,b °.°6对无减速齿轮箱的船:0.96 0.98对有减速齿轮箱的船:0.92 0.94船身效率相对旋转效率r对单螺旋桨船：r O.98".。5 ;对双螺旋桨船：r 0.970；对具有隧道尾船：r 0.900轴系传递效率s4.终结匹配设计计算在选定主机后要进行终结匹配设计计算。具体匹配设计计算计算步骤表格化见表2-3-5,根据结果作图2-2-6。表2-3-3机、桨终结匹配计算（MAU桨）序号名称代号单位计算公式及来源数据1航速Vkn假定2进速VaknVa V(1 W)3收到功率Pd

10、kWPdPss r4转速nr/min无减速齿轮相：n = NN n 有减速齿轮箱：5功率系数Bpm1/ 2BnPdBp25V6功率系数平方根區J Bp7螺距比p/D查J Bp图谱，由8敞水效率0V Bp等值线与最佳效率9直径系数曲线的交点得到10螺旋桨直径DmVa Dn11螺旋桨克服的有 效推功率PtekWRePdOh图2-2-6中以船速V为横坐标,以Pe、P/D、D、0及Pte为纵坐标会出曲线曲线Re和Pe的交点表示该螺旋桨发出的有效的推力功率等于船所遇到的有效功率，船将在该点对应的船速上等速航行。由图中交点可得船达到的船速及螺旋桨要素。上述步骤确定的螺旋桨最佳直径必须小于船尾允许放置的最大直径，如果算出的直径大于最大直径，只能采用最大直径。如为B型桨，参考陈祖庆船舶原理 P181序号名称代号单位计算公式及来源数据1航速Vkn假定2进速Vak