阻力与推进课程设计螺旋桨设计说明书郭超

1、大连理工大学船舶与海洋工程阻力与推进课程设计螺旋桨设计说明书课程名称： 船舶阻力与推进 院 （系）：运载工程与力学学部专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 船0703班 学 号： 200761815 学生姓名： 郭 超 2009 年 7 月 25 日目录设计要求3设计船主要参数估算41、船体主要参数42、主机参数53、推进因子的决定64、可以达到最大航速的计算65、空泡校核86、强度效核97、螺距修正118、重量及惯性矩计算119、敞水性征曲线之确定1210、系柱特性计算1311、航行特性计算1412、螺旋桨设计总结15参考文献16图1 设计船的有效功率曲线从该曲线上，可以读出设计船在设计航速时

2、的有效功率1、 推进因子的决定根据泰洛选取伴流分数 按商赫公式决定推力减额分数 取相对旋转效率 船身效率 2、 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 螺旋桨敞水收到马力： 根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的图谱列表计算:表5 按图谱设计的计算表项目单位数值假定航速12 13 14 15 8.005 8.673 9.340 10.007 62.555 51.210 42.549 35.808 7.909 7.156 6.523 5.984 MAU4-4088.798 81.635 75.769 70.834 P/D0.603 0.6

3、22 0.640 0.659 0.508 0.534 0.559 0.581 3680.702 3869.396 4048.098 4209.061 MAU4-5587.081 79.588 73.786 68.936 P/D0.640 0.670 0.690 0.705 0.488 0.514 0.541 0.565 3534.366 3724.726 3918.127 4087.416 MAU4-7086.966 79.123 73.235 67.835 P/D0.645 0.674 0.704 0.731 0.472 0.498 0.521 0.542 3418.731 3607.570

4、 3770.415 3922.761 根据表5中的计算结果可绘制、P/D及对的曲线，如下图所示：图2 MAU4叶桨图谱设计计算结果从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P/D、D及，如表6所列：表6 按MAU4叶桨图谱设计计算结果图设计计算的最佳要素MAU/(kn)P/DD04-4013.826 0.637 76.701 4.846 0.555 4-5513.657 0.684 75.604 4.718 0.532 4-7013.481 0.688 76.104 4.688 0.509 3、 空泡校核 按柏利尔空泡限界线中商船上界线，计算不发生空泡

5、之最小展开面积比。 桨轴沉深 2计算温度 具体的空泡校核过程见下表7：表7 空泡校核计算结果序号项目单位MAU4-40MAU4-55MAU4-701 13.826 13.657 13.481 2 4.745 4.687 4.626 3671.640 636.789 628.716 4694.151 658.756 650.120 50.466 0.491 0.498 6(查表得)0.175 0.180 0.190 752951.023 51407.137 49849.331 88.332 8.287 7.714 9 9.046 9.104 8.483 100.491 0.521 0.492 根

6、据上表的计算结果可以作出下图3：图4 空泡校核计算结果从该图中便可求得不空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。 4、 强度效核按2001年规范校核及(见表8)，应不小于按下式计算之值： 计算功率 表8 强度校核计算表项目单位0.25R0.6R弦长b0.997 1.370 6342072501511410635434 2441.267 870.468 28130.074 7298.718 8223341241653803301226.529 1024.308 材料系数K（铝镍青铜）1.179 1.179 0.272 0.165 176.103 84.851 MAU标准桨叶厚度t'1

7、83104.2校核结果满足要求满足要求实际桨叶厚度按与连成直线决定： 5、 螺距修正根据尾轴直径大小，决定毂径比，此值与MAU桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。虽然实际桨叶厚度小于MAU桨标准厚度，但考虑到节省材料，仍将根据厚度差异进行螺距修正。设计桨 标准桨 (取MAU4-55为基准螺旋桨) 修正后的螺距比6、 重量及惯性矩计算 结合本设计所得螺旋桨的尺寸要素选取合适的桨毂和桨轴尺寸，采用我国船舶与海洋工程设计研究所所提出的相关公式进行计算，可得以下数据：材料重量密度 桨叶最大宽度 桨叶重量 榖长 桨轴中央处轴径 桨榖直径 轴榖配合锥度 桨榖重量 螺旋桨总重 整个螺旋桨的惯性矩 7、

8、敞水性征曲线之确定由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.6，P/D=0.7的敞水性征曲线内插得到MAU4-54.5，P/D=0.672的敞水性征曲线以及数据：表9 设计桨的敞水特性数据表MAU4-40 P/D=0.6J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.246 0.223 0.200 0.169 0.135 0.098 0.060 0.015 10KQ0.234 0.224 0.200 0.185 0.152 0.118 0.082 0.050 MAU4-40 P/D=0.7J0.000 0.100 0.200 0.3

9、00 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.292 0.269 0.236 0.216 0.177 0.143 0.099 0.060 10KQ0.302 0.289 0.262 0.242 0.215 0.177 0.138 0.100 MAU4-55 P/D=0.6J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.262 0.231 0.208 0.162 0.124 0.083 0.046 -0.020 10KQ0.246 0.231 0.208 0.177 0.146 0.115 0.076 0.034 MAU4

10、-55 P/D=0.7J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.307 0.279 0.246 0.215 0.172 0.131 0.085 0.045 10KQ0.336 0.306 0.277 0.246 0.215 0.177 0.126 0.090 MAU4-40 P/D=0.683J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.284 0.261 0.230 0.208 0.170 0.135 0.092 0.052 10KQ0.290 0.278 0.251

11、0.232 0.204 0.167 0.128 0.092 MAU4-55 P/D=0.683J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.299 0.270 0.240 0.206 0.164 0.123 0.078 0.034 10KQ0.321 0.293 0.265 0.234 0.204 0.166 0.118 0.080 MAU4-51.5 P/D=0.683J0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 KT0.296 0.268 0.237 0.207 0.165 0.

12、126 0.081 0.038 10KQ0.314 0.290 0.262 0.234 0.204 0.167 0.120 0.083 根据MAU4-51.5 ，P/D=0.683的相关数据绘制性征曲线，如下图5：图4 设计桨的敞水特征曲线8、 系柱特性计算由上图得时，,计算功率 系柱推力减额分数取。主机转矩 系柱推力 螺旋桨转速 9、 航行特性计算取转速为，进行计算，结果如表所示：表10 航行特性计算表项目单位数值12131415164.115 4.458 4.801 5.144 5.486 N=157r/min0.335 0.363 0.391 0.419 0.447 0.193 0.18

13、1 0.169 0.157 0.147 0.0224 0.0216 0.0207 0.0198 0.0188 4484.865 4551.886 4569.780 4563.812 4535.226 8354.110 8042.673 7718.257 7377.252 7013.634 N=147r/min0.358 0.388 0.418 0.448 0.477 0.183 0.170 0.158 0.146 0.135 0.0217 0.0208 0.0198 0.0188 0.0177 3725.307 3745.142 3740.293 3714.518 3662.559 6639.

14、325 6356.176 6057.814 5738.398 5401.383 N=137r/min0.384 0.416 0.448 0.480 0.512 0.172 0.159 0.146 0.134 0.121 0.0209 0.0199 0.0188 0.0175 0.0162 3030.244 3028.738 3008.232 2953.715 2844.713 5168.682 4912.907 4638.193 4336.009 3994.834 将上述计算结果绘制成航行特性曲线，如下图：图5 航行特性曲线由此，可以得到压载航行时可达最大航速为，主机马力为。110%满载航行时可达最大航速为，主机马力为。满载航行，时，可达最大航速为，主机马力为，与设计要求基本一致。10、 螺旋桨设计总结螺旋桨直径D4.723 m螺距比P/D 0.682701螺距P3.224371m型式 MAU叶数Z 4盘面比AE/AO 0.518纵倾角8°螺旋桨效率00.