船舶原理下册复习

-jrx匕梢圆的面枳称为螺旋桨的盘面积，以&表示：4=一4什么是理想推进器理论：1推进器为一轴向尺度趋于零、水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后，称为鼓动盘（具有吸收外来功率并退水向后的功能）；2水流速度和压力在盘面上分布均匀；3水为不可压缩的理想流体。理想螺旋桨理论：利用螺旋桨旋转运动来吸收主机功率的。因而除了产生轴向诱导速度,还会有周向诱导速度，忽略离心力以及尾流收缩影响，假定周向诱导速度在桨盘紧后方至远方保持不变。提高螺旋桨的效率：增加桨的直径。为什么理想螺旋桨效率小于理想推进器效率：具有周向诱导速度引起尾流旋转，相对于理想推进器而言损失了更多能量，因此理想螺旋桨效率低于理想推进器效率。进速系数J的变化对螺旋桨性能的影响：当进速系数J=0时，由J=^=导可知，即螺旋桨只旋转而不前进，推力和转矩达到最大值：当转速保持不变，随着J的增加，攻角减小，推力与转矩也减小；如J增大到某一值时，螺旋桨不遭受旋转阻力，此时螺旋桨产生负推力。滑脱：螺距P和进程hp之差（P-hp）；滑脱比：滑脱与螺距的比值以S表示：P-hD hD VAs=——=1-^=1--^P P Pn螺旋桨敞水试验的条件：①进速系数相等②雷诺数大于3.0X10T理想雷诺数Re=3xlO5伴流：船在水中以某一速度V向前航行时，附近的水受到船体的影响而产生运动，其表现为船体周围伴随着一股水流，这股水流称为伴流或迹流。伴流分数：伴流的大小通常用伴流速度u对船速V的比值刃来表示，刃称为伴流分数或泰洛伴流分数，即：刃=E=WVV测量实效伴流的方法：等推力法：使螺旋桨在船后与敞水中于同一转速时发生相同的推力；等转矩法：用船模自航试验或实船实验来测定。伴流不均匀性的影响（等推力法）：1平均实效伴流速度u,据此可以建立螺旋桨进速Va与船速V之间的关系，即VA=V-u,如以伴流分数刃来表示V 八）；2伴流不均匀性的影响，即相对旋转效率〃R，据此可以建立敞水螺旋桨和船后螺旋桨转矩（或效率）之间的关系。T_Tt_r推力减额分数：推力减额的大小t=^=——7TT空泡：螺旋桨在水中工作时，桨叶的叶背压力降低形成吸力面，若某处的压力降至临界值以下时，导致爆发式的汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成气泡，称为空泡。判断空泡是否发生的准则：当£2。时有空泡，当EVb时无空泡。减压系数£：只与该处流速*对来流速度％的比值有关。空泡数b：与来流速度％、水汽压力W以及静压力po有关。剥蚀现象：由于空泡在C点下沿溃灭产生内爆，这种内爆之冲击力反复集中在一点，可使叶表面材料被剥蚀而损坏，称为剥蚀现象。空泡现象的两个阶段：第一阶段：空泡区域是局部的，对叶切面的水动力性能不发生明显影响，但可能在叶表面产生剥蚀：第二阶段：空泡区域以被拖到随边之外，通常对叶表面无剥蚀作用，但影响叶切面的水动力性能。空泡类型特征：1涡空泡：出现在叶梢和毂部，对螺旋桨的水动力性能没有影响，对材料的剥蚀也没有什么威胁。此外，此空泡往往使螺旋桨的噪声明显增大；2泡状空泡：产生在叶背上切面最大厚度处，叶切面的攻角较小，导边未出现负压峰，压力最低处大致在最大厚度附近。这种空泡对螺旋桨的性能影响不大，但对桨叶材料剥蚀作用：3片状空泡：（超空泡流;动1出现在桨叶外半径比分导边附近，呈膜片状，在攻角较大时最易I局部空泡2产生这类空泡。影响螺旋桨的性能而无剥蚀作用，对螺旋桨有剥蚀作用；4云雾状空泡：螺旋桨在不均匀流场中工作时，桨叶切面的工作状态发生周期性变化。使空泡周期性地产生消失，对螺旋桨材料的剥蚀最为严重。延缓螺旋桨空泡发生的措施：1）从降低最大减压系数女心着手：1增加螺旋桨的盘面积，以降低单位面积上的平均推力，使叶背上g值下降；2采用弓形切面或压力分布较均匀的其他切面形式；3减小叶根附近切面的螺距； 2）从提高螺旋桨的空泡数b着手：1在条件许可的情况下，尽量增加螺旋桨的浸没深度，以增大空泡数b,2减小螺旋桨转速，即尽可能选用低转速的主机。此外，提高桨叶的加工精度，使表面光滑平整以避免水流的局部突变；改善船尾部分的形状与正确安装桨轴位置可减小斜流以及伴流不均匀性的影响。 针对军舰作如下处理：1允许桨叶上有部分空泡存在，在使用过程中根据其剥蚀情况予以调换；2速度再高时，干脆设法促使其在第二阶段空泡状态下运转，即所谓全空泡（或称超空泡）螺旋桨的设计问题。空泡试验条件和装置：进速系数相等+空泡数相等装置：空泡试验筒（简称空泡水筒）。计算题：Pdb=7R（7中机型船0.97；尾机型船0.98）有减速装置时Pdb=（〃g取°・96）推进系数P.C=PE/PS 推进效率％二Pe/Pdb 主机发出的功率Ps，有效功率PePDB=汽*船后螺旋桨在收到功率Pdb推功率斗=碧船后螺旋桨的效率〃B二Pt_mmQ。一如

Pdb2加Qb2gQB，0，R，RPDB

船后螺旋桨的效率〃B二船身效率〃H=船身效率〃H=1-t1-69有效马力Pe综上，推进系数= =FS FD0FDBFS24.证明题ch,段圆环面枳M吸收的功率为以・坦，它消耗于三部分：完成有效功dTM，水流轴向运动所耗损的动能idinu;和水流轴向运动所耗损的动能-dinu;,因此：萌曲=（0乂2 2+-chmr+-dintr(1)Utax2 2Utax将dFx=dinut带入（1）式并整理得：二=——匚（2）,若将盘面处，远前方及远%沽后方三项的水流速度作成如图所示的速度三角形，则根据（2）式可知，由矢量（"a+i、）、（血・1如）和Vr组成的直角三角形与utffun组成的直角三角形相似，从而得到结论：诱导速度lln垂直于合速Vr。本题完结。船舶快速性就是对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者，谓之快速性好，反之则差船舶阻力的成因包括兴波，水的粘性，漩涡船舶阻力按物理现象分类可分为：兴波阻力，粘压阻力，摩擦阻力按流体性质可以分为粘性阻力和兴波阻力，粘性阻力只在粘性流体中出现，兴波阻力在理想流体中也存在。按傅汝德可分为摩擦阻力和剩余阻力。DI*/Fr-R--Rg5/v改-有&-瓦雷诺定律：对一定形状的物体，粘性阻力系数仅与雷诺数相关，当雷诺数相同时，两形似物体的雷诺数必相等。傅汝德定律:对于给定船型的兴波阻力系数仅是傅汝德数的函数，当两形似船的Fr相等时，兴波阻力系数必相等。傅汝德比较定律，形似船在相应速度时，单位排水量的兴波阻力必相等。当Fr和Re全部相等时为全相似。理想流体的雷诺数为无穷大，边界层厚度为零。相当平板假定认为，实船或船模的摩擦阻力分别等于与其同速度、同长度、同湿面积的光滑平板摩擦阻力。应用相当平板假定计算船体摩擦阻力时，必须注意到船模和实船之间的尺度效应问题。Rp=（心+应於）*0.5伊2$补贴系数取0.0004污底：船舶在运营过程中，船体水下部分因长期浸泡在水中，除钢板被腐蚀外，海水中的生物将附着在船底生长，大大增加船体表面粗糙度，导致阻力增大，称为污底。减小污底的措施可以涂防锈漆，再涂防污漆。还可将海船在淡水港内停泊数口。减小摩擦阻力的方法：1.减小船体湿表面积2、使船体表面更加光滑3、采用聚合物溶液降阻剂4、采用船体充气减阻的方法。5、利用仿生学原理，贴橡皮等弹性覆盖层6、顺来流方向粘贴微小沟槽。7、将船体抬离水面。粘压阻力产生的原因是由于粘性作用和物体后部的纵向压力梯度。降低粘性阻力的方法1、后体形状收缩要缓和2、避免船体曲率变化过大3、适当注意前体形状。船行波的形成，水流流经弯曲的船体时，沿船体表面的压力不一样，导致船体周围的水面升高或下降，在重力和惯性的作用下，在船后形成实际的船波。凯尔文波系是一个压力点在水面上做匀速直线运动时形成的波系，一为横波，一为散波。横波与散波相交处成尖角，尖角线与运动方向夹角为19度28分。称为凯尔文角由于实际船体存在船首波系和船尾波系，且两波系中的横波在船尾处相遇而叠加，这种现象称为兴波干扰。船首横波的第一个波峰和船尾横波的第一个波峰之间的距离称为兴波长度。判断兴波干扰结果的公式：血或+Gn为整数，q为分数当q=0时，不利干扰q=0.5时，有利干扰q为其他分数，一般干扰兴波阻力与波高的平方和波宽成正比关系。理论mLf入+q入=GL+0.75A(P201)减小兴波阻力的方法：常规：1、选择合理船型参数2、设计良好首尾形状(球鼻艄减阻)3、造成有利兴波干扰4、安装消波水翼设计概念：1、双体多体船概念2、使船体抬离水面3、船体下潜概念4、复合设计概念附体设计注意事项1、 附体应沿船体流湿面枳较小的线方向布置，减小附体附近产生的漩涡，从而减小粘压力2、 尽可能采用湿面积较小的附体，减小附体引起的摩擦阻力3、 一般附体沿水流方向应采用流线型对称剖面激流丝在9.5站计算题P229优良船型要考虑速度范闱，在一定速度范I韦I内，阻力性能优良的船型V影响阻力的船型参数有：主尺度比(L/B,B/T)、船型系数(CMp'Cm，^)、船体形状L3最佳船长：随着船长增加，总阻力先减小后增加，当总阻力降至最小时，对应的船长就是该速度范围内的最佳船长o(p244)半进角：表示水线在船首水平面上与船中纵剖面的夹角i计算题5.用傅汝德方法将船模试验结果换算成实船阻力的步骤。对船模：Vm(m/s)RtmCtmRemCfmCrmFr对实船:Vs(m/s)Vs(kn)ResCfsACf=0.0004Cts=Cfs+Crm+ACfRtsPe实船的根据Frm=Frs求得

25.为什么三因次换算IB小二因次换算■大？1.二因次法当船模与实船的傅汝德数相等时，实船的剩余阻力系数等于船模的值，即Crs=Cnno于是，对于船模：U(m),V(m/s),u(nr7s),c_0.075/-U(m),V(m/s),u(nr7s),c_0.075/-(lgRe-2)2Rtm(kgf),y(kg/m3),p=y/g,S(m2)用1957年ITTC公式计算摩襟阻力系数:计算总阻力系数：Ctin=Rtm/(1/2PmVm2Sm)；计算船模的剩余阻力系数：C&CwC