船舶主机选型计算.doc

.2.3.2 机桨匹配计算主机选型和螺旋桨的设计密切相关。在设计中要综合考虑船、机、桨的匹配问题，从而选定螺旋桨参数和主机型号。在主机选型与螺旋桨参数确定的机、桨匹配计算中分为初步匹配设计和终结匹配设计两个阶段。初步匹配设计：已知船体主尺度、船体有效功率、船舶设计航速、螺旋桨的直径或转速，确定螺旋桨的效率、螺距比、最佳转速或最佳直径及所需主机功率，从而选定主机和传动设备。终结匹配设计：根据选定的主机的功率、转速、船体有效功率，确定船舶所能达到的最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率。图谱可参考王国强，盛振邦船舶原理P264-P272）2.3.2.1 初步匹配设计1船体主尺度设计水线长 LWL 垂线间长 LPP型宽 B 型深 d设计吃水 T 方形系数 排水量 排水体积 船舶设计航速 V2推进因子的确定伴流分数 （1）泰勒公式 （适用于海船）对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）式中：对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：。当时，；当时，。推力减额分数 对单螺旋桨船：；式中：对流线型舵或反应舵：；对方形舵柱的双板舵：；对单板舵： 。对双螺旋桨船：。式中：对采用轴支架：；对采用轴包架：。相对旋转效率 对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：；对具有隧道尾船：。轴系传递效率 对无减速齿轮箱的船：；对有减速齿轮箱的船：3初步匹配设计计算初选螺旋桨直径的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-3，根据结果作图2-2-4。表2-3-3 机、桨初步匹配计算（直径D给定）（MAU 桨）序号名 称代号单位计算公式及来源数 据1螺旋桨直径Dm给 定2船身效率3进速kn4船体有效功率kW给 定5转速nr/min假 定6直径系数7螺距比查图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率9功率系数平方根10收到功率kW11主机功率kW12螺旋桨克服的有效推功率kW初选螺旋桨转速的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-4，根据结果作图2-2-5。表2-3-4 机、桨初步匹配计算（转速n给定）序号名 称代号单位计算公式及来源数 据1螺旋桨转速n r/min给 定2船身效率3进速kn4船体有效功率kW给 定5螺旋桨直径Dm假 定6直径系数7螺距比查图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率9功率系数平方根10收到功率kW11主机功率kW12螺旋桨克服的有效推功率kW图2-2-4 选定D，求n与Ps 图2-2-5 选定n，求D与Ps根据图2-2-4或图2-2-5，图中Pte曲线与Pe曲线的交点即为所求的螺旋桨的最佳转速或直径，作垂线求的主机功率Ps。根据所求的的Ps选取主机型号。如螺旋桨为B型桨，螺旋桨直径D 给定，航速V给定序号名 称代号单位计算公式及来源数 据1螺旋桨直径Dm给 定2船身效率3进速kn，4船体有效功率kW给 定5假定一组敞水受到功率kW假 定6功率系数BP278螺距比P/D查图谱，由最佳转速线的交点得到9敞水效率101/J11最佳转速Nr/min12螺旋桨克服的有效推功率kW螺旋桨转速n 给定，航速V给定序号名 称代号单位计算公式及来源数 据1螺旋桨转速 Nr/min给 定2船身效率3进速kn，4船体有效功率kW给 定5假定一组桨直径Dm假 定6功率系数BP178螺距比P/D查图谱，由最佳直径线的交点得到9敞水效率101/J11最佳直径Dm12螺旋桨克服的有效推功率kW1） 2.3.2.1终结匹配设计（王国强，盛振邦船舶原理P117P118）及陈祖庆. 船舶原理 P178P181）1船体主尺度设计水线长 LWL垂线间长 LPP型宽 B 型深 d设计吃水 T 方形系数 排水量 排水体积 船舶设计航速 V2主机主要参数型号主机功率 主机转速 N旋向 左旋/右旋 减速比 3推进因子的确定伴流分数 （1）泰勒公式 （适用于海船）对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：图2-2-6 终结匹配设计结果（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）式中：对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：。当时，；当时，。推力减额分数 对单螺旋桨船：；式中：对流线型舵或反应舵：；对方形舵柱的双板舵：；对单板舵： 。对双螺旋桨船：。式中：对采用轴支架：；对采用轴包架：。船身效率 相对旋转效率 对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：；对具有隧道尾船：。轴系传递效率 对无减速齿轮箱的船：；对有减速齿轮箱的船：4终结匹配设计计算在选定主机后要进行终结匹配设计计算。具体匹配设计计算计算步骤表格化见表2-3-5，根据结果作图2-2-6。表2-3-3 机、桨终结匹配计算（MAU桨）序号名 称代号单位计算公式及来源数 据1航速V kn假 定2进速kn3收到功率kW4转速nr/min无减速齿轮箱：nN有减速齿轮箱：5功率系数6功率系数平方根7螺距比查图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率9直径系数10螺旋桨直径Dm11螺旋桨克服的有效推功率kW图2-2-6中以船速V为横坐标,以、D、 及为纵坐标会出曲线.曲线和的交点表示该螺旋桨发出的有效的推力功率等于船所遇到的有效功率,船将在该点对应的船速上等速航行。由图中交点可得船达到的船速及螺旋桨要素。上述步骤确定的螺旋桨最佳直径必须小于船尾允许放置的最大直径，如果算出的直径大于最大直径，只能采用最大直径。如为B型桨