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1、-船舶螺旋桨的设计与计算过程.-第 6 页某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书刘磊磊2008101320 2011年7月某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书船长 L = 118.00 米型宽 B = 9.70 米设计吃水 T = 7.20 米排水量 = 5558.2 吨方型系数 CB桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下：航速V（kn） 13141516有效马力PE（hp）2160 2420 3005 4045型号 6ESDZ58/100 柴油机额定功率 Ps = 5400 hp额定转速 N = 165 rpm转向 右旋传递效率 推力减额分数 t =
2、 0.223相对旋转效率 R船身效率 采用MAU四叶桨图谱进行计算。取功率储备10%，轴系效率螺旋桨敞水收到马力：PD = 4762.8 hp根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的-图谱列表计算：项 目单位数 值假定航速Vkn13141516VA=(1-w)V knBp=NPD/VA45MAU4-40P/DOPTE =PDHOhpMAU4-551025P/DOPTE =PDHOhpMAU4-70P/D861101OPTE=PDHOhp据上表的计算结果可绘制PTE、P/D及O对V的曲线，如下图所示。从PTEf(V)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
3、螺旋桨最佳要素P/D、D及O如下表所列。MAUVmax P/DDO4-400.689194-554-70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 hf =Tp 0p v = pa + hspv = 10300+1025-174 = 14461kgf/m2计算温度t = 15C ,Pv = 174kgf/ m2 , PD = 4762.8hp, 2/m4序号项目单位数值MAU4-40MAU4-55MAU4-701VmaxKn2VA=0.5144Vmax(1-w)m/s3ND/60)2(m/s)24V2=V2A+32(m/s)25=(p 0- p v) / V26c
4、(柏利尔空泡限界图)7T=PDO75/VAkgf8AP=T /V2cm29AE=AP / (1.067-0.229P/D)m210AE/AO=AE /D2按上述结果作图,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 = P/D= D= 4.166m o= Vmax= kn按1983年校核t及t,应不小于按下式计算之值: t=, , X=A2GAdN2D3/1010Zb计算功率Ne=54000.98=5292hpAD = AE / AO = , P/D=, 3 ,N=165rpmb0.66R AE / AO/0.1Z=0.226* mb=bR = 0.93229717 mb
5、R =bR = m项 目单 位数 值弦长bm634207K1250151K21410635K3434K4A1=D/P(K1-K2D/P)+K3D/P-K4Y=A1Ne/ZbN8223K53412K64165K7380330K8A2=D/P(K5+K6)+K7+K8材料系数K（铝镍合金）X=A2GAdN2D3/1010ZbmmMAU标准桨叶厚度tmm满足要求满足要求校核结果实取桨叶厚度mm634207实取桨叶厚度按t=0.0035D= 与t= 连直线决定:t = mm t = mmt = mm t = mmt0.6R = mm t = mmt = mm t = mm根据尾轴直径大小，决定毂径比d
6、h/D=0.18，此值与MAU桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。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 0.7R =标准桨 0.7R = 1s = =0.7R =设标0.75=t=20(1s) 0.7R =修正后的螺距比：=0t =根据MAU桨切面的面积数据用积分方法计算得：桨叶重量 kgf桨毂重量 kgf螺旋桨重量 10172.53 kgf桨叶惯性矩 435.6 kg.m.s2桨毂惯性矩 360.85 kg.m.s2螺旋桨总惯性矩 796.45 kg.m.s2（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）r/R面积系数Ka弦长最大厚度 bt切面面积(m2)S=Kabt辛式系数SM(4)(5)rr2(6)(7)(6)(8)1424242410010(6)=(9)=(10)=由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.7和0.8 的敞水特性曲线内插得到MAU4-,P/D= 的敞水特性曲线，其数据如下：设计桨的敞水特性数据表J010KQKT螺旋桨直径 4.166 m螺距比 型式 MAU 叶数 Z=4 盘面比 纵倾角 螺旋桨效率 设计航速 15.04 kn毂径比 dh旋向 右旋材料 铝镍青铜重量 3 kgf惯性矩 kg.m.s2