螺旋桨设计计算说明书模版

某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书

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某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书

1.已知船体的主要参数

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 = 0.658 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） 13 14 15 16 有效马力PE（hp） 2160 2420 3005 4045 2.主机参数

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 ηs=0.98 3.相关推进因子

伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0 船身效率 ?H?4.可以达到最大航速的计算

采用MAU四叶桨图谱进行计算。

1?t1?w?1.0777

取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力：

PD?PS?0.9??S??R?5400?0.9?0.98?1?4762.8(hp)

根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp--δ图谱列表计算

表1 按Bp--δ图谱设计的计算表

项 目 假定航速V VA=(1-w)V Bp=NPD0.5/VA2.5 单位 kn kn 13 9.373 42.337 数 值 14 15 10.094 35.1767 16 11.536 25.193 10.815 29.604 Bp δ hp hp hp 6.507 5.931 5.440 5.019 78.498 0.640 0.556 2854 77.786 0.686 0.542 2782 76.036 0.693 0.522 2679 72.189 0.667 0.584 2998 71.897 0.713 0.566 2905 69.916 0.723 0.543 2787 66.571 0.694 0.603 3095 65.755 0.741 0.592 3039 65.640 0.754 0.562 2885 62.235 0.721 0.624 3203 61.392 0.771 0.613 3146 60.352 0.786 0.584 2998 MAU 4-40 P/D ηO PTE =PD·ηH·ηO δ MAU 4-55 P/D ηO PTE =PD·ηH·ηO δ MAU 4-70 P/D ηO PTE=PD·ηH·ηO

据上表的计算结果可绘制PTE、δ、P/D及ηO对V的曲线，如下图所示。

图1 MAU4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ηO如下表所列。

表2 按图1设计计算得最佳要素

MAU 4-40 4-55 4-70 Vmax P/D 15.12 0.697 15.05 14.82 0.742 0.748 δ 65.98 65.50 66.42 D/m 4.359 4.308 4.301 ηO 0.611 0.584 0.549 5.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 hf =T－Zp=7.2－3.00=4.2m

p 0－p v = pa + γhs－pv = 10300+1025×4.2-174 = 14461kgf/m2

计算温度t = 15°C ,Pv = 174kgf/ m2 , PD = 4762.8hp, ρ= 104.63kgfs2/m4

表3 空泡校核计算结果 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项目 Vmax VA=0.5144Vmax(1-w) (0.7πND/60)2 V0.7R=VA+3 ζ=(p 0- p v) / 12222单位 Kn m/s (m/s)2 (m/s) 2MAU4-40 15.12 5.608 694.92 726.37 0.381 0.151 38920 6.783 7.475 0.501 数值 MAU4-55 15.05 5.582 678.75 709.91 0.389 0.153 37373 6.578 7.332 0.503 MAU4-70 14.82 5.496 676.55 706.76 0.391 0.154 35678 6.266 6.996 0.482 ρV0.7R2 kgf m2 m2 ηc T=PD·ηO·75/VA AP=T /12ρV0.7R2·ηc AE=AP / (1.067-0.229P/D) AE/AO=AE /14πD2 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

图2 空泡校核计算结果

根据上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

AE / AO =0.505 P/D=0.732 D=4.335m ηo=0.593 Vmax=15.08kn 6.强度校核

按1983年<<规范>>校核t0.25R及t0.6r,应不小于按下式计算之值:

t=

YK?X,

Y?A1NeZbN, X=A2GAdN2D3/1010Zb

计算功率Ne=5400×0.98=5292hp

AD = AE / AO=0.505, P/D= 0.732 , ??8?，G=7.6gf/cm3 ,N=165rpm

b0.66R =0.226D·AE / AO/（0.1Z）=1.2369m b0.25R=0.7212b0.66R =0.8921m b0.6R =0.9911b0.66R =1.2259m

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