《船舶推进学》复习思考题.doc

船舶推进复习资料（谭延寿版）编著船海06010602船舶推进学复习思考题第二章 螺旋桨的几何特性1.按照系列图谱资料，至少要确定哪些几何参数就可以确定螺旋桨的形状？答：螺旋桨的叶数、盘面比、直径。2.等螺距螺旋桨在不同的半径处的螺旋角是否相等？随着半径的增加，螺距角是增加还是减少？答：不相等，由tan=P/2r知等螺距螺旋桨的螺距角在r增加时减少。3.等螺距螺旋桨和变螺距螺旋桨的螺旋面是怎样形成的？答：母线与轴线成固定角度，并使母线以等角速度绕轴线旋转的同时以等线速度沿轴线向上移动，则母线在空间所绘的曲面即为等螺距螺旋面。母线与轴线成固定角度，并使母线以等角速度绕轴线旋转的同时以随半径递增线速度沿轴线向上移动，则母线在空间所绘的曲面即为变螺距螺旋面。4.为什么桨叶一般具有侧斜和纵斜？答：不对称桨叶的叶梢与参考线间的距离Xs称为侧斜，相应之角度s为侧斜角。若螺旋桨叶面是斜螺旋面，则参考线与轴线的垂线成某一夹角，称为纵斜角。合理选择桨叶的侧斜可明显减缓螺旋桨诱导的船体振动。有纵斜的目的在于增大桨叶与尾框架或船体间的间隙，以减小螺旋桨诱导的船体振动，但纵斜不宜过大（一般0，J0, VA增加，J增加从而ak减小T、Q减小，T0、Q0，o= 0（3）零推力状态：VA增加，J增加从而T=0、Q0，ak减小，o= =0（4）无升力状态：T0(5)无转矩状态：VA增加从而L0,T0,Q=0.8.何谓实效螺距比和零转矩螺距比？如何确定？答：实效螺距比：螺旋桨在不发生推力时旋转一周所前进的距离称为无推力进程或实效螺距。并以P1来表示，此时的P1/D为实效螺距比。确定：当叶元体上升力dL及阻力dD在轴向的分力大小相等方向相反时。零转矩螺距比：螺旋桨不遭受旋转阻力时旋转一周所前进的距离称为无转矩进程或零转矩螺距，并以P2来表示，此时的P2/D为实效螺距比。确定：当叶元体上升力dL及阻力dD在周向的分力大小相等方向相反时。绘出主机突然刹车，正车启动、倒车后退时的速度多角形？答：见作业第四章 螺旋桨模型的敞水试验1.螺旋桨模型敞水试验应满足的相似条件有哪些？实际试验时又是如何处理的？答：相似条件：进速系数J和雷诺数同时相等。实际试验：进速系数J相等，雷诺数超过临界数值（以Rec表示）Rec可取3.01052.何谓螺旋桨的尺度作用及产生的原因？对其处理的观点和方法有哪些？答：因雷诺数不同而对螺旋桨性能的影响通常称为尺度作用.(仅适用于桨模和实桨均在超过临界区时而雷诺数不同字之影响)。处理方法：（1）不修正（保守情况，最好不修正）。（2）只修正KQ。（3）按1978年ITTC推荐的修正方法。（见P36）3.螺旋桨螺距比增加时，其性征曲线将如何变化？答：（见图P39）第五章 螺旋桨与船体的相互作用1什么叫伴流？伴流是如何产生的？由哪几部分组成？那一部分是主要的？什么地方伴流小？什么地方伴流大？答：船在水中以某一速度V向前航行时，附近的水受到船体的影响而产生运动，其表现为船体周围伴流着一股水流，这股水流称为伴流。产生伴流的原因是1船身周围的流线运动。2水之粘性作用3船舶的兴波作用。组成：形势伴流，摩擦伴流，波浪伴流。摩擦伴流占主要部分。首尾产生正形势伴流，舷侧产生负形势伴流，离船体越远，形势伴流数值越小。摩擦伴流在紧靠船身处最大。离船身向外急剧减小。（摩擦伴流的大小与船型、表面粗糙度、雷诺数及螺旋桨的位置等有关）。2.何谓标称伴流？何谓实效伴流？如何用等推力法确定实效伴流？答：标称伴流：在未装螺旋桨之船模（或实船）后面，用各种流速仪测定螺旋桨盘面处水流速度，可得标称伴流。（见P43）实效伴流：根据船后螺旋桨试验或自航试验结果与螺旋桨敞水试验结果比较分析可得实效伴流。（见P43）首先在船模后试验螺旋桨，量出船模速度V及螺旋桨的转速n，推力TB，转矩QB，然后，将螺旋桨进行敞水试验，保持转速n不变，调节进速直到发出推力等于上述值时，量取其进速A及转矩Qo，则u=V-VA即为实效伴流速度。3.水下潜艇、首桨船、顶推船伴流各由哪几部分伴流组成？答：水下潜艇：摩擦伴流，形势伴流，首桨船：形势伴流，波浪伴流，顶推船：形势伴流，摩擦伴流，波浪伴流。4.何谓推力减额？何谓相对旋转效率？引出的目的何在？答：推力减额：螺旋桨发出的推力中（T-R）这一部分是用于克服阻力R并推船前进的，另一部分则克服阻力增额R，习惯上，通常将R称为推力减额，并以T表示。R= 为相对旋转效率，也可以写作螺旋桨敞水收到功率DO与船后收到功率DB的比即：R= 引出目的：考虑伴流的不均匀，桨船后收到功率和敞水收到功率的差异。5.为什么说船身效率体现了船-桨相互影响？答：H= ,由公式知，船身效率表示伴流和推力减额之合并作用，体现了船桨相互影响。6.绘出从主机功率到螺旋桨所能供给的有效功率之间的能量转换过程,并写出各功率和效率的表达式，简述其意义。答：，R= （传送效率，考虑机械损失），R= =（相对旋转效率，考虑伴流不均匀），o=（敞水效率，考虑粘性，诱导损失）H= =（船身效率，考虑船桨相互影响），B= （船后螺旋桨效率），D=（推进效率，考虑总水动力损失）。第六章 螺旋桨的空泡现象1.写出降压系数和空泡数的定义式，如何用此两者的关系来判断空泡发生与否？为什么在空泡检验中不直接运用这两个表达式？答：= ，= ，当 有空泡;当Dmax，则如何重新设计？答：假定一系列的航速Vi(i=1,2,3,4,4,5),V=VA(1-),(Bp1,J=VA/nD)确定一个点，求出（不在最佳效率上）称非最佳设计。（3）若DoptDmax，则说明什么问题？如何处理？答：因为转速太高，Dopt减小，o减小，所以要减低转速，增加D ，提高效率。重新确定螺旋桨的最佳转速nopt，选用Bp21/J图，Bp2= ，D=Dmax，与最佳效率曲线相交，查出J，可求出nopti=n主 /nopt，选i（精确）。5.Bp-图谱上的效率最佳曲线opt代表的意义是什么？由该曲线所查得的最佳效率是否与敞水性征曲线上的最高效率相同？答：代表为某一定值时，效率最高的点连成的光滑曲线。是的6.当进行螺旋桨设计时，Bp与opt曲线的交点在图谱之外（P/D过小）则说明什么问题？答：转速过高。7.若用限制直径设计螺旋浆时，Bp与曲线的交点在图谱之外（P/D过大）则说明什么问题？答：直径太大。8.何谓主机外特性曲线？答：柴油机在运转时，只改变曲轴转速n，而平均有效压力Pe保持不变，这种供油量一定 PDn 的曲线称为主机外特性曲线。9.何谓推进特性曲线？如何计算？当直径或螺距偏小时，曲线往什么方向移动？推进特性曲线：螺旋桨在不同转速下工作时所要求的主机马力约略与转速的三次方成比例，表示此种关系的Ps-n3曲线通常称为推进特性曲线。当直径或螺距偏小时，曲线下移。（见P132,135）答：计算项目 单位数值VsKnV1V2V3m/sT=R/(1-t)N查图J10.航行特性曲线如何计算，并以此说明其负荷情况？答：螺旋桨 J= ，给定n个转速：n1=n0，n2=95%n0，n3=90%n0对每个转速ni（i=1，2，3，4，5，6）假定一系列的航速（用阻力曲线上的航速）Vj（j=1，2，3，4，5）船机桨配合不好的改进（尽量负荷轻一点）严重的负荷过重或负荷过轻，须对螺旋桨进行修改。措施：（1）其他几何参数不变，改变螺距，P减小，负荷减轻，P增加，负荷增加。小螺旋桨，热加工处理（2）P不变，改变D，D减小，减小负荷，切割直径方法，通过计算确定切割量。（3）负荷过重或过轻，切割叶切面。ni=n0（or95%n0）VsV1V2V3V4J=查图11.何谓螺旋桨的有效推力曲线？其计算原则是什么？当按单放、拖带、系泊状态三种不