198吨拖网渔船螺旋桨设计书
198吨拖网渔船螺旋桨设计书
指导老师：
专业班级：
学生姓名：
学号：
邮箱：
完成日期：2013/4/21
目录
1．船型.............................................. 2．主机参数............................................ 3．推进因子的确定...................................... 4．桨叶数Z的选取...................................... 5．AE/A0的估算 ........................................ 6．桨型的选取说明...................................... 7．根据估算的AE/A0选取2～3张图谱..................... 8．列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计 .......... 9．空泡校核............................................ 10．计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线 .................
11. 船舶系泊状态螺旋桨计算............................. 12．桨叶强度校核....................................... 13．桨叶轮廓及各半径切面的型值计算..................... 14．桨毂设计........................................... 15．螺旋桨总图绘制..................................... 16．螺旋桨重量及转动惯量计算........................... 17．螺旋桨设计总结..................................... 18．课程设计总结..............................
198吨拖网渔船螺旋桨设计书
1. 船型
单桨单舵单甲板，前倾首柱，巡洋舰尾，柴油机驱动，尾机型拖网渔船。
1.1艾亚法有效功率估算表：
2．主机参数（设计航速约10.5kn）
3．推进因子的确定 (1)伴流分数w 本船为单桨海上网渔船，故使用汉克歇尔公式估算
w=0.77×C p -0.28=0.77×0.610-0.28=0.190
(2)推力减额分数t 使用汉克歇尔公式
t=0.77×C P -0.30=0.77×0.610-0.3=0.170
(3)相对旋转效率： 近似地取为ηR =1.0
(4)船身效率
η
H =
w
-1t
-1=(1-0.190)/(1-0.170)=0.976 4．桨叶数Z 的选取
根据一般情况，单桨船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找，
故选用四叶。 5．A E /A 0的估算：
按公式A E /A 0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p 0-p v )D 2 + k 进行估算， 其中：T=
V
t P E
)1( =92.63/（(1-0.17)×10.5×0.5144)=20.66kN
水温15℃时p v =174 kgf/m2=174×9.8 N/m 2=1.705 kN/m 2 静压力p 0=p a +γh s =(10330+1025×2)×9.8 N/m 2=121.324 kN/m 2 k 取0.2
D 允许=0.7×T=（0.7～0.8）×2.80=1.96m ～2.24m （单桨船） A
E /A 0 = (1.3+0.3×Z)×T / (p 0-p v )D 2 + k
=（1.3+0.3×4）×20.66/((121.324-1.705)×2.032)+0.2 = 0.305
6．桨型的选取
本船为网渔船，教科书例子为MAU型，且其图谱资料较齐全，故选用MAU型更方便设计出螺旋桨。
7．根据估算的A E/A0选取2~3张图谱
根据A E/A0=0.305选取MAU4-40, MAU4-55两张图谱。
8．按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计得到2组螺旋桨的要素及V sMAX 功率储备取10%，轴系效率ηS=0.98，螺旋桨敞水收到功率
P D = Ps×(1-0.10)×ηR×ηS
= 368×0.9×1×0.98= 324.576kw = 435.08hp
螺旋桨转速n=j n=400r/min/1.28=312.5r/min
列表查图谱可得：
据 1.1中艾亚法估算的有效功率及上表计算结果可绘制P TE、δ、P/D、D 及η
对V的曲线，如图一所示：
图一
从P TE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可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。
9．空泡校核
由图解法求出不产生空泡的（A E/A0）MIN及相应的V sMAX、P/D、η0、D. 按柏努利空泡限界线中渔船下限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。
桨轴沉深h s由船体型线图取2.8m。
p
0-p
v
= p
a
+γh
s
-p
v
=10330+1025×2.8-174= 13026 kgf/m2
计算温度t =15℃, p
v =
174 kgf/m2P D= 324.576kw = 435.08hp ρ=104.63 kgf s2/m4
据上述结果作图二，可求得不发生空泡的最小盘面比及对应的最佳螺旋桨要素: 由上图得最佳要素为：
图二
由上图得最佳要素为：
10．计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线
由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.785的敞水性征曲线内插得到MAU 4-54.9、P/D=0. 785的螺旋桨无因次敞水性征曲线如图三所示，其数据如下：
图三螺旋桨无因次敞水性征曲线
11. 计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0
由敞水性征曲线得J=0时，K T=0.344, K Q=0.0405
计算功率P D= Ps×ηS =368×0.98=360.64kw=490.65hp
系柱推力减额分数取t0=0.04,
主机转矩Q=P D×60×75/(2πN)=490.65×60×75/(2×3.1416×312.5)= 1124.48 kgf.m
系柱推力T=(K T/K Q)×(Q/D)=(0.344/0.0405)×(1124.48/1.754)= 4900.8 kgf
系柱推力T0=T×（1- t0）=4900.8×（1- 0.04）=4704.78 kgf
车叶转速N0=60×√T/(ρ×D4×K T)=60×(4704.78/(104.63×1.7544×0.344))0.5 = 223.0 rpm
12．桨叶强度校核
按我国1990《钢质海船入级与建造规范》校核t0.25R及t0.6R，应不小于按下式计算所的之值：
t=√Y/(K-X) (mm)
式中Y=A1×N e/(Z×b×N),X=A2×G×A d×N2×D3/(1010×Z×b) 计算功率N e=368×0.98=410.66kw=360.64 kw = 483.42hp
A d= A E/A0=0.549，P/D=0.0.785，ε=10o， G=7.6gf/cm3, N=312.5rpm
在0.6R处切面弦长
b0.6R=2.1867×A E/A0×D/Z=2.1867×0.549×1.754/4=0.52642m
b0.25R=0.7212×b0.6R =0.7212×0.52642=0.37965m
13．桨叶轮廓及各半径切面的型值计算
最大切面在0.66R处，
b0.66R=2.1867×A E/A0×D/Z=2.1867×0.549×1.754/4=0.526m
最大厚度在轴线处t max= 0.05D=0.05×1.754×1000=87.7mm
实际桨叶厚度MAU型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下：（单位：如表示）
14．桨毂设计
按《船舶原理（下）》P156桨毂形状及尺度的相应公式计算
最大连续功率P D=435.08hp，此时N=312.5 rpm
(P D/N)1/3= (435.08/312.5) 1/3= 1.117
根据《船舶原理（下）》P157图8-40可查得螺旋桨桨轴直径d t=170mm 采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径d h=1.8d t=1.8×170=306mm
毂前后两端的直径d2=0.88×d h=0.88×306=169.3mm
d1=1.10×d h=1.10×306=336.6mm
桨毂长度l0=d h+100=406mm
减轻孔的长度l1=0.3×l0=0.3×406=121.8mm
轴孔锥度取K=0.1
毂部筒圆厚度δ=0.75×t0.2R=0.75×71.21=53.41mm
叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径
r1=0.033D=0.033×1.754×1000=58mm，
r2=0.044D=0.044×1.754×1000=77mm。
15．螺旋桨总图绘制（附A3图纸的螺旋桨设计总图与计算书一起装订成册）
16．螺旋桨重量及转动惯量计算
(按《船舶原理（下）》P101（7-49）-(7-53)式计算）
铝青铜材料重量密度γ=8410kgf/m3 ，
0.66R处叶切面的弦长(即最大弦长）b0.66=0.526m，
螺旋桨直径D=1.754m，t
0.2=0.07121 m，t
0.6
=0.03824m
最大连续功率P D=435.08hp，此时N=312.5rpm
毂径d h=d=1.8×d t=1.8×0.17=0.306m，毂长L k=l o=0.406m
桨毂长度中央处轴径
d0 =0.045+0.108(P D/N)1/3-0.5×KL K
=0.045+0.108×(435.08/312.5)1/3-0.1×0.406/2=0.1453m
d h/D=0.306/1.754=0.1745
则根据我国船舶及海洋工程设计研究院（708所）提出的公式：
桨叶重
G bl=0.169γZb max(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf)
=0.169×8410×4×0.526×(0.5×0.07121+0.03824)×(1-0.1745)×1.754
=319.74kgf
桨毂重
Gn=(0.88-0.6d0/d)L Kγd2(kgf)
=(0.88-0.6×0.1453/0.306)×0.406×8410×0.3062
=190.26kgf
螺旋桨重量
G= G bl +Gn=510.00kgf
螺旋桨惯性矩
I mp=0.0948γZb max(0.5t0.2+t0.6)D3
=0.0948×8410×4×0.526×(0.5×0.07121+0.03824)×1.754×1.754×1.754 =668.44kgf·m·s2
17．螺旋桨设计总结
18．课程设计总结
在课程设计完成的过程中，我自己独立完成。有不会的我问同学，自己看书和对照例子及模板。这些过程中我了解到了螺旋桨设计的很多知识，知道螺旋桨设计的基本步骤等。在处理数据的时候，特别的烦，但是我还是慢慢的做出来了，我想以后碰到数据处理的时候自己会更有经验。
我在这些过程中查了很多的书籍，在网上查了一些资料，我想这些经验在我
以后的学习和生活会有很大的影响。
附录
螺旋桨设计总图（A3图纸）
2014年4月21日
螺旋桨设计计算说明书.
某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书 姓名： XXX 班级：XXX 学号：XXX 联系方式：XXX 日期：XXX
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 C B = 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 0777.111=--=w t H η 4.可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： P D = 4762.8 根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算： 项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.5 42.34 35.18 29.60 25.19
Bp 6.51 5.93 5.44 5.02 MAU 4-40 δ75.82 70.11 64.99 60.75 P/D 0.640 0.667 0.694 0.720 ηO0.5576 0.5828 0.6055 0.6260 P TE =P D ·η H ·η O hp 2862.09 2991.44 3107.95 3213.18 MAU 4-55 δ74.35 68.27 63.57 59.33 P/D 0.686 0.713 0.741 0.770 ηO0.5414 0.5672 0.5909 0.6112 P TE =P D ·η H ·η O hp 2778.94 2911.36 3043.28 3137.21 MAU 4-70 δ73.79 67.79 63.07 58.70 P/D 0.693 0.723 0.754 0.786 ηO0.5209 0.5456 0.5643 0.5828 P TE=P D ·η H ·η O hp 2673.71 2800.49 2891.86 2991.44 据上表的计算结果可绘制PT E、δ、P/D及η O 对V的曲线，如下图所示。
机翼升力计算公式滑翔比与升阻比螺旋桨拉力计算公式
机翼升力计算公式滑翔比与升阻比螺旋桨拉力计算公式（静态拉力估算） 2009-04-16 08:02 机翼升力计算公式 升力L=1/2 *空气密度*速度的平方*机翼面积*机翼升力系数（N） 机翼升力系数曲线如下注解：在小迎角时曲线斜率是常数。 在标识的1位置是抖振点，2位置是自动上仰点， 3位置是反横操纵和方向发散点，4位置是失速点。对称机翼在0角时升力系数=0（由图）非对称一在机身水平时升力系数大于0，因此机身水平时也有升力 滑翔比与升阻比
升阻比是飞机飞行速度不同的情况下升力与阻力的比值，跟飞行速度成曲线关系，一般升阻比最大的一点对应的速度就是飞机的有利速度和有利迎角。滑翔比是飞机下降单位距离所飞行的距离，滑翔比越大，飞机在离地面相同高度飞的距离越远，这是飞机固有的特性，一般不发生变化。 如果有两台飞行器，有着完全相同的气动外形，一台大量采用不锈钢材料的，另一台大量采用碳纤维材料，那么碳纤维材料的滑翔比肯定优于不锈钢材料的。这个在SU-27和歼11-B 身上就能体现出来，歼11-B应该拥有更大的滑翔比。 螺旋桨拉力计算公式（静态拉力估算） 你的飞行器完成了，需要的拉力与发动机都计算好了，但螺旋桨需要多大规格呢下面我们就列一个估算公式解决这个问题 螺旋桨拉力计算公式：直径（米)×螺距(米）×浆宽度（米）×转速2（转/秒）×1大气压力（1标准大气压）×经验系数（）=拉力（公斤）或者直径（厘米)×螺距(厘米）×浆宽度（厘米）×转速2（转/秒）×1大气压力（1标准大气压）×经验系数（）=拉力（克） 前提是通用比例的浆，精度较好，大气压为1标准大气压，如果高原地区，要考虑大气压力的降低，如西藏，压力在。1000米以下基本可以取1。 例如：100×50的浆，最大宽度10左右，动力伞使用的，转速3000转/分，合50转/秒，计算可得： 100×50×10×502×1×=公斤。 如果转速达到6000转/分，那么拉力等于： 100×50×10×1002×1×=125公斤 注：仅供参考
螺旋桨课程设计
螺旋桨图谱课程设计天津大学仁爱学院 姓名：陈旭东 学号：6010207038 专业：船舶与海洋工程 班级：2班 日期：2013.6.30
螺旋桨图谱课程设计 一．已知船体的主要参数 船 型：双机双桨多用途船 总 长: L=150.00m 设计水线长: WL L =144.00m 垂线 间长: PP L =141.00m 型 深: H=11.00m 设计 吃水: T=5.50m 型 宽: B=22.00m 方形 系数: B C =0.84 菱形 系数: P C =0.849 横剖面系数: M C =0.69 排水 量: ?=14000.00t 尾轴距基线距离: P Z =2.00m 二．主机参数 额定功率: MCR=1714h 额定转速: n=775r/min 齿轮箱减速比: i=5 旋向: 右旋 齿轮箱效率: G η=0.97 三．推进因子的确定 伴流分数 ω=0.248 ;推力减额分数 ; t=0.196 相对旋转效率 R η=1.00 ;船身效率 ;H η=11t ω --=1.0691 四．可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备为10% ，轴系效率S η=0.97 ，螺旋桨转速N=n/i=155r/min 螺旋桨敞水收到马力：D P = 1714 * 0.9 * S η*R η*G η =1714 * 0.9 * 0.97*1.00*0.97 =1451.43 (hp) 根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的P B δ-图谱列表计算如下：
项目 单位 数值 假定航速V kn 11 12 13 A V =(1-ω)V kn 8.27 9.02 9.78 0.5 2.5/P D A B NP V = 30.024 24.166 19.742 P B 5.479 4.916 4.443 MAU4-40 δ 65.4 59.732 54.377 P/D 0.692 0.728 0.764 0η 0.613 0.632 0.66 TE P =2D P ×H η×0η hp 1902.4 1961.38 2048.28 MAU4-55 δ 64 58.2 53.535 P/D 0.738 0.778 0.80 0η 0.588 0.614 0.642 TE P =2D P ×H η×0η hp 1824.83 1905.61 1992.41 MAU4-70 δ 63.3 57.4 52.8 P/D 0.751 0.796 0.842 0η 0.565 0.582 0.607 TE P =2D P ×H η×0η hp 1753.45 1806.21 1883.79 根据上表中的计算结果可以绘制TE P 、δ、P/D 及0η对V 的曲线，如图1所示。
T超滤设计方案
武汉某某净水设备有限公司 3T/H超滤净水设备设计方案及报价 项目名称： 3T/H超滤净水设备 设备用途：生活饮用水 产水指标：国家生活饮用水标准 产水水量： 3m3/H 系统工艺：预处理+超滤
目录 一、公司简介........................................................ 二、工程概况........................................................ 、项目概述....................................................... 、设计基础：..................................................... 、系统边界条件................................................... 超滤膜的使用条件............................................. 电源：....................................................... 设计依据......................................................... 遵循原则..................................................... 依据标准..................................................... 三﹑工艺流程图（参考）............................................... 四、系统工艺设备描述（参考）......................................... 、预处理系统..................................................... 原水泵....................................................... 石英砂过滤器：............................................... 活性炭过滤器：............................................... 精密过滤器：................................................. 、超滤系统....................................................... 超滤装置..................................................... 超滤冲洗装置................................................. 仪器仪表、管件阀门、零配件................................... 六、设备配置清单：................................................... 七、售后服务......................................................... 3t/h超滤技术方案 一、公司简介 武汉瑞沃净水设备有限公司是一家专业生产水处理工程设备的公司。业务主要应
螺旋桨扭角的设计依据是什么
螺旋桨扭角的设计依据是什么 螺旋桨 一、工作原理 可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算： T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。
T超滤设计方案
武汉某某净水设备有限公司 3T/H超滤净水设备设计方案及报价 项目名称： 3T/H超滤净水设备 设备用途：生活饮用水 产水指标：国家生活饮用水标准 产水水量： 3m3/H 系统工艺：预处理+超滤
目录 3t/h超滤技术方案 一、公司简介 武汉瑞沃净水设备有限公司是一家专业生产水处理工程设备的公司。业务
主要应用于以下领域净化水、软化水、纯水、锅炉水处理等设备加工制作安装。主营：净水工程、中水回用工程、反渗透设备、超纯水设备、软化水设备制作、工业循环水处理、中央空调循环水处理。公司在东西湖径河工业园银柏路59号建有水处理设备生产基地，生产及检验设备齐全，在短短几年我们就打下了坚实基础和一定的业绩，共完成了上百余项水处理项目，并顺利通过检测和验收。取得了较好的经济效益和社会效益，赢得了行业和客户的赞誉和推崇。 二、工程概况 、项目概述 系统采用“源水增压泵+石英砂过滤+活性炭过滤+精密过滤+超滤”水处理工艺，保证用水品质，预处理过滤器、超滤主机均采用全自动控制，便于操作维护。该方案设计合理、运行稳定、产水的品质达到国家生活用水标准。 设备具有安装方便、使用方便、操作方便、维护方便；运行稳定、节能、环保、自动化程度高，经济实用等特点。 、设计基础： 水源：湖水 系统产水水量：≥h ??
、系统边界条件 PH 值范围 2-13 最大进水浊度 50NTU(高抗污染型);15NTU（常规型） 最大进水压力 3bar 最大透膜压差 2bar 最大反洗透膜压差 bar 最高使用温度/最低使用温度45℃/5℃ 最大有机溶剂接触避免接触 最大紫外线接触避免暴露于日光直射下 三相四线 380V 50Hz 设计依据 遵循原则 安全性 承诺设计科学和合理，出水水质符合客户要求或满足生活饮用水卫生标准。所选用艾科超滤膜质量可靠，易于进行故障检查或具备自动报警、自动关机功能。 可靠性 所选用的产品均质量可靠，性能优秀，指定产品可24h连续运行，并经过
螺旋桨公式
螺旋桨公式 一、工作原理 可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算： T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。 二、几何参数
船舶快速性螺旋桨设计
课程设计成果说明书 题目：散货船螺旋桨设计 学生姓名：杨再晖 学号：101306119 学院：东海科学技术学院 班级：C10船舶1班 指导教师：应业炬 浙江海洋学院教务处 2013年 6月 21日
浙江海洋学院课程设计成绩评定表 2012 —2013 学年第 2 学期 学院东海科学技术学院班级 C10船舶1班专业船舶与海洋工程
摘要 螺旋桨是船舶的重要组成部分之一，没有它，船舶就无法快速的前行，是造船行业必备的推进部位。螺旋桨设计是船舶设计过程中有关船舶快速性性能设计的重要组成部分，它的设计精度将直接影响船的推进效率。 在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。在此基础上，设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又要使消耗的主机功率小；或者当主机已选定，设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨，本次课程设计属于第二种。 影响螺旋桨性能的因素有很多，主要有螺旋桨的直径，螺距比，盘面比，桨叶轮廓形状等因素。本次课程设计是用船体的主要参数、主机与螺旋桨螺旋桨参数、设计工况算出以上数据，设计一个螺旋桨，并用CAD软件画出螺旋桨的外形。 关键词：螺旋桨设计；图谱；AUTOCAD
目录 1、已知船体的主要参数 (1) 2、主机与螺旋桨参数 (1) 3、设计工况 (1) 4、按船型及经验公式确定推进因子 (2) 5、可以达到最大航速的计算 (2) 6、桨叶空泡校核，确定螺旋桨主要参数 (4) 7、桨叶强度校核 (6) 8、螺距修正 (8) 9、重量及惯性矩计算 (8) 10、绘制螺旋桨水动力性能曲线 (9) 11、系柱特性与航行特性计算并绘制航行特性曲线图 (10) 12、航行特性计算时取3挡转速按下表进行： (11) 13、螺旋桨计算总结 (13) 14、感想 (14) 15、参考资料 (14)
模型飞机螺旋桨原理与拉力计算
模型飞机螺旋桨原理与拉力计算 一、工作原理 可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n —螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算： T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。 二、几何参数
航速及螺旋桨计算书设绘通则
航速及螺旋桨计算书设绘通则
1 主题内容与适用范围 1.1主题内容 航速及螺旋桨计算书是计算船舶在要求吃水状态下的阻力、航速、螺旋桨几何要素、螺旋桨的强度校核、空泡校核、系柱推力和转速、重量、惯量及螺旋桨特性等。为绘制螺旋桨图和进行轴系扭振计算提供依据。 1.2适用范围 应用MAU型或楚思德B型螺旋桨设计图谱设计常规螺旋桨并计算航速。 2 引用标准及设绘依据图纸 2.1引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 a) GB4954-84 船舶设计常用文字符号 2.2 编制依据图纸 a)技术规格书或设计任务书； b）总布置图； c）静水力曲线图或表； d）阻力估算方法或船模试验报告； e）螺旋桨设计图谱； f）主机主要参数及特性曲线； g）减速齿轮箱主要参数。 3 基本要求 提供完整的航速及螺旋桨计算书。 4 内容要点 4.1 计算说明 说明应用上海船舶研究设计院电子计算机程序SC88-CR158计算或应用何种螺旋桨设计图谱直接计算。 4.2 主要参数 4.2.1 船舶数据：主尺度（见表1）、船型系数（见表2）。
船舶主尺度表1 船型系数表2 4.2.2 主机参数：型号X台数、额定功率、额定转速、转向（见表3）。 主机参数表3 4.2.3 减速齿轮箱参数：型号、台数、减速比（见表4）。
减速齿轮箱参数表4 4.2.4 螺旋桨设计要求：主机功率、螺旋桨设计转速、螺旋桨只数、螺旋桨浸深、螺旋桨旋向、桨叶形式和叶片数、桨毂形状和尺度（见表5）。 螺旋桨设计要求表5 4.3 计算阻力、有效功率曲线 根据阻力计算公式及图谱计算实船阻力或按船模试验报告换算实船阻力，绘制有效功率曲线。 4.4 推进因子及螺旋桨收到功率 根据船型特点、主机和齿轮箱参数、船模试验或应用经验公式确定轴系传递效率、螺旋桨收到功率、伴流分数、推力减额分数、相对旋转效率、船身效率。 4.5 航速计算 应用螺旋桨设计图谱计算。 4.6 螺旋桨空泡校核 应用伯努利及各种定理推导出校验空泡的衡准数，若不产生空泡的条件可直接应用勃力尔空泡图。 上述计算中应用的符号及单位，见表6。
超滤系统设计计算说明
超滤系统设计计算说明 超滤设计导则 3本项目365m/h.超滤采用136支超滤膜组件，每套分超滤系统四组。超滤膜元件的配置34/ 超滤膜元件的面积6800/ 1、膜的选择原则： （1）选用超滤工艺的原因 A、超滤做为反渗透预处理工艺，产水参数如下： 出水水质 SDI＜1~2 出水浊度 ?0.1NTU 对胶体去除率 ?99% 对悬浮固体去除率 ?99% 对TOC去除率 ?30% 操作压力（TMP） 0.03~0.06MPa 设计透量 60~100L/m2?hr?0.05MPa?25? B、与传统预处理工艺比较，超滤工艺有如下优势： UF预处理传统预处理进水水质要求(浊度) 300NTU以下 200NTU 出水水质浊度（NTU） ?0.1 ?3~5 SDI(15mins) ?1.0 ?3~5 水的回收率 90~95% 耗水量大,85~90% 自动化程度高通常为半自动占地面积 0.2 1 C、与传统预处理工艺比较，对于反渗透系统来讲，超滤工艺有如下优势 UF预处理传统预处理 RO膜的使用寿命 5~6年 ?3年 RO膜不可逆污染没有经常出现 RO运行压力降低20% —— RO清洗频率 8~12月 3~4月 RO产水量增加20% ——反渗透的回收率 75~80% 70~75%
（2）SPES-50膜组件的技术参数 1 超滤设计导则 用途大规模水处理（反渗透预处理） 组件规格 12〞尺寸Φ310×1180 膜面积(m2) 50 外壳材料环氧玻璃钢粘接材料环氧树脂端头材料不锈钢/FRP 进口尺寸(mm) DN65 出口尺寸(mm) DN65 7、PH值 2-11 8、最高操作温度 95? （3）SPES-50的主要特点 项目内容 1、膜种类中空纤维 2、膜材料磺化聚醚砜 3、切割分子量 80000Dalton 4、纯水透量 320 L/m2?hr?0.1MPa?25? 5、纤维尺寸（内/外径mm） 0.7/1.0 6、膜产地德国MEMBRANA 7、使用寿命 5年 8、膜主要特点 , 强的亲水性能 低污染、易恢复、能长期维持，稳定的透量，特别是在原水水质，较差的 情况下。 , 较窄的孔分布 良好的截留性能和稳定的出水水质 , 较长的使用寿命 实际运行中最长寿命可达6年 , 膜组件的装填面积大
某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书
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 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 C B = 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 0777.111=--= w t H η 4.可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： P D = 4762.8 hp
根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算： 项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn Bp=NP D 0.5/V A 2.5 Bp MAU 4-40 δ P/D ηO P TE =P D ·ηH ·ηO hp MAU 4-55 δ P/D ηO P TE =P D ·ηH ·ηO hp MAU 4-70 δ P/D ηO P TE =P D ·ηH ·ηO hp 据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线，如下图所示。
螺旋桨拉力计算
机翼升力计算公式 升力L=1/2 *空气密度*速度的平方*机翼面积*机翼升力系数（N） 机翼升力系数曲线如下注解：在小迎角时曲线斜率是常数。 在标识的1位置是抖振点，2位置是自动上仰点， 3位置是反横操纵和方向发散点，4位置是失速点。对称机翼在0角时升力系数=0（由图）非对称一在机身水平时升力系数大于0，因此机身水平时也有升力 滑翔比与升阻比 升阻比是飞机飞行速度不同的情况下升力与阻力的比值，跟飞行速度成曲线关系，一般升阻比最大的一点对应的速度就是飞机的有利速度和有利迎角。滑翔比是飞机下降单位距离所飞行的距离，滑翔比越大，飞机在离地面相同高度飞的距离越远，这是飞机固有的特性，一般不发生变化。 如果有两台飞行器，有着完全相同的气动外形，一台大量采用不锈钢材料的，另一台大量采用碳纤维材料，那么碳纤维材料的滑翔比肯定优于不锈钢材料的。这个在SU-27和歼11-B 身上就能体现出来，歼11-B应该拥有更大的滑翔比。 螺旋桨拉力计算公式（静态拉力估算）
你的飞行器完成了，需要的拉力与发动机都计算好了，但螺旋桨需要多大规格呢？下面我们就列一个估算公式解决这个问题 螺旋桨拉力计算公式：直径（米)×螺距(米）×浆宽度（米）×转速2（转/秒）×1大气压力（1标准大气压）×经验系数（0.25）=拉力（公斤）或者直径（厘米)×螺距(厘米）×浆宽度（厘米）×转速2（转/秒）×1大气压力（1标准大气压）×经验系数（0.00025）=拉力（克） 前提是通用比例的浆，精度较好，大气压为1标准大气压，如果高原地区，要考虑大气压力的降低，如西藏，压力在0.6-0.7。1000米以下基本可以取1。 例如：100×50的浆，最大宽度10左右，动力伞使用的，转速3000转/分，合50转/秒，计算可得： 100×50×10×502×1×0.00025=31.25公斤。 如果转速达到6000转/分，那么拉力等于： 100×50×10×1002×1×0.00025=125公斤 展弦比： 展弦比即机翼翼展和平均几何弦之比，常用以下公式表示： λ=l/b=l^2/S 这里l为机翼展长，b为几何弦长，S为机翼面积。因此它也可以表述成 翼展（机翼的长度）的平方除以机翼面积，如圆形机翼就是直径的平方除以圆面积，用以表现机翼相对的展张程度。 从空气动力学基础理论来说！展弦比越大，诱导阻力会越小，升阻比会提高。 但同时，较大的展弦比会降低飞机的机动能力，因为较大的展弦比会使诱导阻力减小，但同时使翼面切向阻力加大。飞机维持平飞时稳定性极好，但一旦需要机动，则翼载和阻力都很大。加速性和超音速性能都很差。 相反，随着后掠角的加大，展弦比会呈现一次函数线性衰减，此时诱导阻力增加，升阻比降低，但飞机在超音速飞行时的性能明显改善，机动性也提高。 所以，对于要求长航程，稳定飞行的飞机而言，需要大展弦比设计。而战斗机多采用小展弦比设计。例如：B-52轰炸机展弦比为6.5，U-2侦察机展弦比10.6，全球鹰无人机展弦比更是高达25；而小航程、高机动性飞机，如歼-8展弦比为2，Su-27展弦比为3.5，F-117展弦比为1.65。 低速飞机设计的关键一是加大升力面积二是减轻重量，通过降低翼载荷实现低速。加大翼展可获得大升力面积但从结构强度考虑将大大增加重量，而仅仅通过加大翼弦获得大升力面积
航模螺旋桨基础知识
一、工作原理 可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算： T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。 二、几何参数 直径(D)：影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下，直径增大拉力随之增大，效率随之提高。所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。 此外还要考虑螺旋桨桨尖气流速度不应过大(＜音速)，否则可能出现激波，导致效率降低。 二、桨叶数目(B)：可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正 比。超轻型飞机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时，采用增加桨叶数目的方法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。 实度(σ)：桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。它的影响与桨叶数目的影响相似。随实度增加拉力系数和功率系数增大。
螺旋桨设计与绘制汇总
第1章螺旋桨设计与绘制 1.1螺旋桨设计 螺旋桨设计是船舶快速性设计的重要组成分。在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算获船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又能使消耗的主机马力最小；或者当主机已经选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。螺旋桨的设计问题可分为两类，即初步设计和终结设计。 螺旋桨的初步设计：对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速计效率决定主机的转速及马力。 终结设计：主机马力和转速决定后，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。 在本文中，根据设计航速17.5kn，设计螺旋桨直径6.6m，进行初步设计，获得所需主机的马力和主机转速，然后选定主机；根据选定的主机，计算最佳的螺旋桨要素及所能达到的最大航速等。 1.1.1螺旋桨参数的选定 （1）螺旋桨的数目 选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能、震动、操纵性能及主机能力等各方面因素。若主机马力相同，则当螺旋桨船的推进效率高于双螺旋浆船，因为单螺旋桨位于船尾中央，且单桨的直径较双桨为大，故效率较高。本文设计船的设计航速约为17.5kn的中速船舶，为获得较高的效率，选用单桨螺旋桨。 （2）螺旋桨叶数的选择 根据过去大量造成资料的统计获得的桨叶数统计资料，取设计船螺旋桨的叶数为4叶。考虑到螺旋桨诱导的表面力是导致强烈尾振的主要原因，在图谱设计中，单桨商船的桨叶数也选为4叶。 （3）桨叶形状和叶切面形状 螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼型两种。弓形切面的压力分布较均匀，不易产生空泡，但在低载时效率较机翼型约低3%~4%。若适当选择机翼型切面的中线形状使其压力分均匀，则无论对空泡或效率均有得益，故商用螺旋桨
超滤设计精心总结
大庆油田超滤膜净水厂工艺设计总结 1.饮用水处理超滤膜系统主要分为柱状膜错流过滤、柱状膜死端过滤和浸没式真空抽吸3种模式，系统复杂设备繁多。 2.设计时应首先了解原水水质，宜通过中试获得设计膜通量和回收率。超滤膜系统计算是在不断复算和校核中优化完成，其中膜组数量应根据经济性分析确定，同时考虑膜系统的可靠和备用量。 3.膜的冲洗有正冲洗、反冲洗、气洗、加氯反洗和化学加强反洗，冲洗方式需根据膜供货商的要求或中试确定。化学清洗周期通常为1～6个月，清洗水水质和水温会严重影响膜清洗效果。 4.超滤膜净水厂的布局设计应遵循管路合理、配水均匀、流程短、能耗低，同时兼顾整洁美观。管道材质的选择取决于内部流动液体的腐蚀性和压力等参数。 5.管路材质和阀门的选择需要考虑环境、介质、系统功能、水质安全等多方面因素。 6.各种水泵和风机的选择因使用条件的不同而异，完整性测试有多种方法，一般设用在线初步判定，采用离线方法最终判断和修补损漏膜丝。 7.控制系统的设计应在充分梳理单个膜堆的运行步序和系统的运行时序基础上进行，配套仪表功能部件不能遗漏。 补充： 超滤膜的过滤方式：膜分离技术按照渗透方向和进水方向的关系划分为错流膜分离和死端膜分离，而其错流过滤则是膜分离技术与机械过滤的典型区别，错流过滤又被称为横流过滤。 错流过滤进水/浓缩水的流动方向和渗透的方向是垂直的，和膜平面式平行的。流体流动平行于过滤表面，产生的表面剪切力带走膜表面的沉积物，防止污染层积累，从而有效地改善液体分离过程的性能，使过滤操作可以在较长时间内连续运行；错流过滤所产生的流体剪切力和惯性举力能促进膜表面的溶质向流体主体反向运动，提高了过滤效率。 死端过滤指水全部过膜，能量消耗小，水回收率高。但死端过滤时杂质都压在膜表面，进水杂质含量高时过滤阻力会迅速增大。死端过滤又称全量过滤。 提高错流速度意味着增加泵的扬程和流量，即增加能耗，过高的错流速度也会降低通量，因此反而增加膜污堵(对于流速应有一个临界限值的控制，可能需要实验的测试)。因为流速增加后，大颗
螺旋桨设计 作业
0.954000.90.98 1.04762.8D S s R P P hp ηη==???=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 C B = 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 0777.111=--=w t H η 4.可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。 取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： 根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算： 项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16 V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.5 42.3368531 35.17684 29.60389 25.19283 Bp 6.50667758 5.931007 5.440946 5.019246
螺旋桨的定义及其效率计算
螺旋桨的定义及其效率计算 一、工作原理 可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ。 空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，见图1—1—19，合成后总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。 从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角，J＝V／nD。式中D—螺旋桨直径。理论和试验证明：螺旋桨的拉力(T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算： T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中：Ct—拉力系数；Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；D—螺旋桨直径。其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随J 变化。图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。 二、几何参数 直径(D)：影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下，直径增大拉力随之增大，效率随之提高。所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。此外还要考虑螺旋桨桨尖气流速度不应过大(＜0.7音速)，否则可能出现激波，导致效率降低。 桨叶数目(B)：可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。超轻型飞机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时，采用增加桨叶数目的方法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。 实度(σ)：桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。它的影响与桨叶数目