船舶阻力与推进课程设计报告

船舶与海洋工程船舶阻力与推进课程设计报告课程名称：U船舶阻力与推进课程设计题目：U航速：15.06kn排水量:22311t院（系）：U运载工程与力学学部专业：U船舶与海洋工程班级：U学号：U学生姓名：U指导教师：U大连理工大学船舶与海洋工程专业船舶阻力与推进课程设计12014年7月16日目录U一、通过给定排水量和航速估算有效马力和阻力U.................................2U1．根据海军部系数法参照母型船得到各载况下的有效功率U..........................2U2．阻力的估算U.................................................................................................2U二、螺旋桨初步设计U.....................................................................................2U三、螺旋桨终结设计U.....................................................................................3U1．船体主要参数U.............................................................................................3U2．主机参数U.....................................................................................................3U3．推进因子的决定U.........................................................................................4U4．可以达到最大航速的计算U...........................................................................4U5．空泡校核U.....................................................................................................5U6．强度校核U.....................................................................................................7U7．螺距修正U.....................................................................................................8U8．重量及惯性矩计算U......................................................................................9U9．敞水性征曲线之确定U..................................................................................9U10．系柱特性计算U..........................................................................................10U11．航行特性计算U..........................................................................................10U12．螺旋桨设计总结U.......................................................................................12大连理工大学船舶与海洋工程专业船舶阻力与推进课程设计20B一、通过给定排水量和航速估算有效马力和阻力3B1．根据U海军部系数法U参照母型船得到各载况下的有效功率母型船航速V/kn121314151617有效功率PE/hp满载203626553406436855337017压载177923513007364243695236110％满载223929213747480560867719设计船航速V/kn121314151617有效功率PE/hp满载221028813696474060057615速度V111.8612.8513.8414.8315.8116.80110％满载243131694066521466058377设计船排水量22311t，要求航速15.06kn；母型船排水量20800t，15.48kn。从换算数据中读出设计船满载有效功率为PE=4809.12hp。4B2．阻力的估算船身总阻力514.006.154809.127575vPREt46594.94kgf1B二、螺旋桨初步设计初步设计确定最佳转速初步设计确定最佳转速的计算表序号名称单位数据1螺旋桨直径Dm4.892ηH=（1-t)/(1-w)1.153VA=V(1-ω)kn10.354PEhp48094809480948095假定一组转速Nr/min1201301401506直径系数δ=ND/VA56.7261.4566.1870.907P/D0.780.750.720.708η00.630.600.580.5594.755.245.746.1910PD=BP2VA5/N2hp4185.215320.936566.757746.7411PS=PD/(ηS·ηR)hp4314.655485.496769.847986.3312PTE=PD·η0·ηHhp3006.623666.144349.264940.34将表格内结果绘制成如下页所示曲线，求得最佳转速约为147.68r/min，最大连理工大学船舶与海洋工程专业船舶阻力与推进课程设计3后根据主机确定的转速为148r/min。确定转速的计算结果2B三、螺旋桨终结设计5B1．船体主要参数船型：单桨、球首、球尾、流线型挂舵、中机型多用途远洋货船。根据母型船参数，通过海军部系数法换算得到设计船主要参数如下：设计水线长LWL=180.40m垂线间长LPP=175.14m型宽B=27.27m型深H=15.64m设计吃水T=11.13m方形系数CB=0.7253排水量Δ=40725t桨轴中心距基线ZP=3.69m6B2．主机参数单位hpr/minMANB&W5L50MC9044148右旋大连理工大学船舶与海洋工程专业船舶阻力与推进课程设计47B3．推进因子的决定根据泰洛公式估算半流分数（ω=0.5Cb-0.05）ω=0.3126由于推理减额分数尺度作用很小，取值与母型船相同t=0.21取相对旋转效率ηR=1.0船身效率ηH=(1-t)/(1-w)=1.14948B4．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10%，轴系效率ηs=0.97（中机型）螺旋桨敞水收到马力：PD=7895.41(hp)根据MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的-δ图谱列下表计算按-δ图谱设计的计算表根据上页表中的计算结果可绘制PTE、δ、P/D、及η0对V的曲线，如下图所示。单位kn14151617kn9.62310.31010.99711.685BP=N*PD0.5/VA2.545.78238.52932.78828.1776.7666.2075.7265.308MAU4-40δδ78.27572.96467.72163.287P/DP/D0.6340.6520.6740.696η0η00.5470.5700.5930.615PTE=PD·ηH·η0hp4961.45176.35382.35580.8MAU4-55δδ75.96071.08266.06562.081P/DP/D0.6850.7000.7220.748η0η00.5300.5540.5770.597PTE=PD·ηH·η0hp4811.35027.85233.65414.1MAU4-70δδ75.64870.07065.37561.451P/DP/D0.6920.7200.7430.762η0η00.5110.5330.5540.571PTE=PD·ηH·η0hp4640.34834.35027.05184.1项目数值假定航速VVA=(1-ω)VPBPBPB大连理工大学船舶与海洋工程专业船舶阻力与推进课程设计5MAU4叶桨图谱设计计算结果从PTE-f（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螺旋桨最佳要素P/D、D及η0，如下表所列。按图谱设计计算结果图设计计算的最佳要素MAUVmax/(kn)P/DδDη04-4015.4450.66170.5685.0620.5814-5515.2990.70569.5394.9410.5614-7015.0980.72269.5644.8780.5359B5．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hS=T-ZP=6.09mvsavphppp016398.99kgf/m2大连理工大学船舶与海洋工程专业船舶阻力与推进课程设计6计算温度t=15℃pv=174kgf/m2PD=8127.63hpρ=104.63kgf·s2/m4空泡校核计算结果表根据上表计算结果绘制下图，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。最佳要素如下：AE/A0=0.496P/D=0.692D=4.979mη0=0.569Vmax=15.357knMAU4-40MAU4-55MAU4-701kn15.4415.3015.102m/s5.465.415.343(m/s)2753.90718.33700.104(m/s)2783.72747.59728.6050.4000.4190.43060.1760.1800.1827kgf62964.2361419.8059332.608m28.748.758.579m29.559.669.50100.470.500.51数值Vmax单位VA=0.5144Vmax(1-ω)(0.7πND/60)2V20.7R=VA2+(0.7πND/60)2σ=(p0-pv)/0.5ρV20.7Rτc（查柏利尔空泡限界图）T=PD·η0·75/VAAP=T/0.5ρV20.7RτcAE=AP/(1.067-0.229P/D)AE/A0=4AE/πD2序号项目大连理工大学船舶与海洋工程专业船舶阻力与推进课程设计710B6．强度校核按2001年《规范》效核t0.25R及t0.6R，见下表所示，应不小于按下式计算之值：XKYteeZbnNAY136.1ZbDNGAAXd1032210计算功率Ne=9044×0.97×0.735=6650KWAd=AE/A0=0.50P/D=0.69ε=8°G=7.6g/cm2N=ne=148r/minb0.66R=0.226DAd/(0.1Z)=1.39mb0.25R=0.7212b0.66R=1.01mb0.6R=0.9911b0.66R=1.38m强度校核计算表实际桨叶厚度按t1.0R=0.0035D=17.43mm与t0.25R=202.8mm连成直线决定：如下页表所示。不同半径处桨叶厚度0.25R0.6Rm1.011.3863420725015114106354342426.39867.0335749.389295