螺旋桨设计说明书

课程设计螺旋桨图谱设计计算说明书“信海11号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名李金檑班级船舶1403班学号631418020315组员李金檑、刘敬指导教师赵藤课程设计目录一、前言.................................................1二、船体主要参数.........................................1三、主机主要参数.........................................1四、推进因子.............................................1五、阻力计算.............................................2六、可以达到最大航速的计算...............................2七、空泡校核.............................................4八、强度校核.............................................5九、螺距修正.............................................7十、重量及惯性矩计算.....................................7十一、敞水性征曲线的确定.................................9十二、系柱特性计算......................................10十三、航行特性计算......................................11十四、螺旋桨计算总结....................................12十五、桨毂形状及尺寸计算................................13十六、螺旋桨总图(见附页)................................14十七、设计总结及体会....................................14十八、设计参考书........................................14课程设计1一、前言本船阻力委托七零八研究所五室进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。实验时对3.4md吃水情况来进行。虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。本船主机最大持续功率kw10802额定转速750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%8510802kw来考虑。螺旋桨转速为300转/分。二、船体主要参数表1船体主要参数水线长wlL70.36m垂线间长ppL68.40m型宽B15.80m型深H4.8m设计吃水d3.40m浆轴中心高1.30m排水量2510t本船的HB=3.292；dH=1.41；BLpp=4.329；dB=4.647三、主机主要参数型号：8230ZC二台额定功率：sP=1080kw(1469hp)额定转速：750r/min减速比：2.5传送效率：M=0.95四、推进因子伴流分数0.165；推力减额t=0.165船身效率1H；相对旋转效率1R课程设计2五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水3.4m时船的阻力试验结果。表2模型试验提供的有效功率数据航速（节）1112131415d=3.4mEHP3.4（kw）457.1634.8890.01255.01766.11.15EPH3.4525.7730.01023.51443.22031.4六、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。取功率储备15%，轴系效率：M=0.95螺旋桨敞水收到马力：hpPD1186.21810.950.851469根据MAU4-40，MAU-55，MAU4-70的PB图谱列表计算表3按PB图谱设计的计算表项目单位数值假定航速Vkn11.0012.0013.0014.0015.00VVA)1(kn9.18510.02010.85511.69012.5255.25.0ADPVNPB40.41232.51126.61522.11418.611PB6.3575.7025.1594.7034.314MAU4-4074.0067.6061.8057.6053.00DP0.640.680.710.740.7600.5620.5920.6180.6420.6620HDTEPP666.65702.24733.08761.55785.28MAU4-5572.265.961.256.252.2DP0.700.720.760.790.83课程设计300.5480.5780.6120.6280.6480HDTEPP650.05685.63715.97744.94768.67MAU4-7071.864.260.056.052DP0.710.740.770.800.83500.5270.5580.5780.5980.6140HDTEPP625.14661.91685.63709.36728.34根据上图中的计算结果可绘制TEP、、DP及0对V的曲线，如下图。图1MAU4叶桨图谱设计计算结果1112131415750.6450.70.80.920040060080010006012001400MAU4-404-554-70MAU4-704-554-400.50.6MAU4-404-554-70160018002000MAU4-404-554-700P/DV/kn0TEPE/hp课程设计4从VfPTE-曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同的盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素DP、D及0如下表所示。表4设计计算的最佳要素MAUknV/maxDP/mD/04-4013.630.73059.12.240.6324-5513.560.77858.42.200.6244-7013.410.79058.42.170.586七、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：mZThPs1.23.14.3计算温度：t=15℃2/174mkgfpvhpP1186.218D42/104.63mskgf20/5.123081741.2102510330mkgfphpppvsav表5空泡校核计算结果序号项目单位数值MAU4-40MAU4-55MAU4-701maxVkn13.6313.5613.412)1(5144.0maxVVAm/s5.8545.8245.76032)607.0(ND(m/s)2606.605585.134569.28543227.0ARVV(m/s)2640.874619.053602.463527.0021)(RvVpp0.3670.3800.3916C(查图)0.1510.1530.1557ADVPT75/0kgf9604.8409532.1109051.0908CRPVTA27.021m21.8971.9241.853课程设计59)229.0067.1(DPAAPEm22.1082.1652.0911024DAAAEOE0.5350.5700.565据上表计算结果作图，可求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素：图2空泡校核计算结果其中有：685.0/0AAE781.0/DPmD20.20.620knV13.50max八、强度校核按2001年《规范》校核t0.25R及t0.6R(见下表)，应不小于按下式计算之值：XKYteZbnNAYe136.1ZbDNGAAXd1032210计算功率：hp55.139595.01469eN0.40.50.60.70.710.730.750.770.7913.3513.4513.5513.65V/KnP/D0.50.60.55AE/A02.12.22.3D/mAE/AO0.52AE/A0(要求的）AE/A0(给定的）DDP/DVmax?0课程设计6685.0OEAA781.0/DP8G=7.6g/cm3min/300rnNe0.706m0.568/0.42.200.226(0.1Z)/0.226DAbbdmax0.66Rm509.0b0.7212b0.66R0.25RmbbRR700.09911.066.06.0表6强度校核计算表项目单位数值0.25R0.6R弦长bm0.5090.7001K634207250151141063543447.037.0211/)/(/KPDKPDKKPDA2203.295796.548)/(36.1e1eZbnNAY6846.3321799.77028223341241653803301161.2651002.369材料系数K(铝镍青铜)1.3801.380ZbDNGAAXd1032210/0.2360.148XKYt/mm77.36038.221课程设计7MAU标准桨叶厚度tmm84.1547.96校核结果满足要求满足要求实取桨叶厚度mm8549.95实际桨叶厚度按mmD=.=tR.90.90045001与mm=tR.85250连直线决定：mm=tmm=tmm=tmm=tmm=tmm=tmm=tmm=tmm=tR.R.R.R.R.R.R.R.R.91.1491.1993.2994.3995.4997.5998.6999.7901.909509080706050403020，，，，，，，，九、螺距修正根据尾轴直径的大小，决定毂径比180./D=dh，此值与MAU桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。由于实际桨叶厚度小于MAU桨标准厚度，故无需因厚度差异进行螺距修正。十、重量及惯性矩计算根据我国船舶及海洋工程设计院提出的公式：浆叶重量：kgf.-kgfDDdttZbGbl326.62120.2180104995.009001.05.0706.047600169.0)()1)(5.0(169.06.02.0max）（桨毂重量：kgkgfdLddGKon415.010.39676000.39660.206/0.396.088.0)()/6.088.0(22螺旋桨惯性矩：当18.0/Dd时：)(205718.0120.299540.000190.05.07060.476000948.0)()5.0(0948.023236.02.0maxscmkgfscmkgfDttZbImp课程设计8其具体计算过程如下表：表7重量及惯性矩计算项目单位数据maxbm0.706DPhp1186.217Nr/min300Rt2.0m0.09001Rt5.0m0.04995K0.5KLm0.3963/mkgf7600Z4dhm0.396Dm2.202/)/(108.0045.03/10KDKLNPdm0.206DDdttZbGbl)1)(5.0(169.06.02.0maxkgf621.3162)/6.088.0(dLddGKonkgf415.01nblGGGkgf1036.32636.02.0max)5.0(0.0948DttZbImp2scmkgf205718.01式中：maxb为桨叶最大宽度（m）；0d为桨毂长度中央处轴径，可按下式估计课程设计9mmKLNPdKDo206.020.39605.0030/218.1