船舶推进演示文稿

螺旋桨模型的敞水试验 敞水试验的目的及作用 1 进行系列试验 绘制设计图谱2 根据系列试验的结果分析几何要素对性能的影响3 校核验证理论方法4 配合自航试验分析推进效率成份 4 1螺旋桨的相似定理 螺旋桨的推力是直径 转速 水的密度 水的运动粘性系数及重力加速度的函数 为进行因次分析 将其写成 取质量M 长度L 时间T为基本变量 则有 比较因次得 这样有 该式后三项为无因次数 故推力系数可表示为 同理有 几何相似的螺旋桨 函数f1 f2 f3必然相同 函数中1 为进速系数J 两桨J相等表示运动相似 2 相当于雷诺数Rn Rn相同表示两桨粘性力相似 3 相当于傅鲁德数Fn Fn相同表示两桨重力相似 主要与兴波有关 实践证明 当桨轴沉深hs 0 625D时 兴波影响可不计 故当在水下足够深度进行桨模试验时 可不考虑Fn的影响 如几何相似的桨及桨模上述三参数相等 则水动力系数相等 当桨轴沉没较深时 设实桨 Ds ns VAs s桨模 Dm nm VAm m 由进速系数相等 由雷诺系数相等 故有 可见Tm及nm VAm过大 试验室中不可能实现 实际试验时 只要求J相等 而由于雷诺数不同引起的差距称为尺度效应 尺度比 4 2临界雷诺数和尺度效应 螺旋桨雷诺数 一 临界雷诺数 汉堡水池试验结果 上海交大水池试验结果 上海交大水池试验结果 试验证明当后 水动力性能基本不变 故ITTC推荐螺旋桨雷诺数为 二 尺度作用及修正方法 螺旋桨的雷诺数对推力影响不大 但对扭矩影响显著 实桨与桨模在同一J时 尺度作用的修正方法 1 不修正 2 只修正KQ 3 ITTC1978年推荐方法 其中 0 75R处的螺距比 0 75R处的弦长与直径比 而 Kp为实桨表面粗糙度 一般取3 0 10 6米 思考题 进行螺旋桨敞水试验时应满足什么条件 4 3敞水试验方法及测量数据的表达 当螺旋桨模型与实桨几何相似 并在足够深处和临界雷诺数下进行试验时 水动力性能只是J的函数 即 一 敞水试验设备及测试仪器 二 测量数据的表达 螺旋桨敞水性征曲线 螺旋桨系列试验结果 船模自航试验及实船性能预报 可解决的问题 1 预估实船性能 即给出PS n及V之间的关系 验证设计是否满足任务书航速要求 2 判断船 桨 机间的配合情况 一 相似定理 阻力试验 桨模敞水试验 自航试验应同时满足上两条件 由几何相似条件 则 如则由于在船后满足了进速系数相等的条件故有 考虑到船桨间的影响 如 则从桨的结果看 船体阻力应存在模型与实船间三次方的关系 但在 船舶阻力 中知 时 这种关系不成立 二 摩擦阻力的修正 自航试验中只有阻力中的摩擦阻力部分不满足三次方关系 摩擦阻力修正值为 或 试验中 加一拖鞋力FD 桨模推力克服Rm FD 相当于实桨克服总阻力Rs 如 则 修正的目的是使桨模与实桨的载荷相当 以便由自航试验结果估算实船推进性能 三 自航试验概述 试验中 对Vm Rm已由阻力试验测得 nm Tm QB由动力仪测得 强制力Z由阻力仪测得 两种试验方法 1 纯粹自航法 使Z FD 保持船模速度与拖车速度相等 但难于调整 2 强制自航法 对某一航速加5个强制力 Z1 0 Z2 0 5FD Z3