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某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书 1 1 已知船体的主要参数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 节 13141516 有效马力 PE 马力 2160 2420 3005 4045 2 2 主机参数主机参数 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 s 0 98 3 3 相关推进因子相关推进因子 伴流分数 w 0 279 推力减额分数 t 0 223 相对旋转效率 R 1 0 船身效率 0777 1 1 1 w t H 4 可以达到最大航速的计算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 s 0 98 螺旋桨敞水收到马力 PD 4762 8 根据 MAU4 40 MAU4 55 MAU4 70 的 图谱列表计算 Bp 项目项目 单单 位位 数值数值 假定航速假定航速 V V knkn1313141415151616 V VA A 1 w V 1 w V knkn9 3739 37310 09410 09410 81510 81511 53611 536 Bp NPBp NPD D0 5 0 5 V VA A2 5 2 5 42 3368531442 3368531435 1768434335 1768434329 6038917329 6038917325 1928324525 19283245 6 506677586 506677585 9310069495 9310069495 4409458495 4409458495 0192462035 019246203 75 7911097975 7911097970 1201103470 1201103464 9987634164 9987634160 7394578660 73945786 P DP D 0 64020480 64020480 6673559850 6673559850 6942908350 6942908350 7205751250 720575125 MAUMAU 4 404 40 O O 0 5577095480 5577095480 5827961810 5827961810 6054554380 6054554380 6260094010 626009401 0 hphp2862 5704162862 5704162991 3332342991 3332343107 6369953107 6369953213 1348633213 134863 74 6166161174 6166161168 5922432968 5922432963 5842978163 5842978159 3245730259 32457302 P DP D 0 6860848310 6860848310 7127911470 7127911470 7408684540 7408684540 7699903370 769990337 MAUMAU 4 554 55 O O 0 5415244970 5415244970 5671485090 5671485090 5908757070 5908757070 6111977740 611197774 0 hphp2779 4969822779 4969822911 0180182911 0180183032 8032333032 8032333137 1108383137 110838 73 7698546673 7698546667 8016517567 8016517563 0802816463 0802816458 6882280658 68822806 P DP D 0 6926187510 6926187510 7230072940 7230072940 754028820 754028820 7859537450 785953745 MAUMAU 4 704 70 O O 0 5211198050 5211198050 5455488290 5455488290 5656107850 5656107850 5828349570 582834957 0 hphp2674 7652862674 7652862800 1527742800 1527742903 1253032903 1253032991 5322642991 532264 据上表的计算结果可绘制 PTE P D 及 O对 V 的曲线 如下图所示 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 O如下表所列 MAU Vmax P D D O 4 4015 138010 69795 64 36934 257933698 0 608380533 4 5515 038720 74198 63 40963333 4 166941811 0 591719333 4 7014 85301933 0 74941 63 73087333 4 136337208 0 562909467 5 空泡校核空泡校核 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 hs pv 10300 1025 4 2 174 14461kgf m2 计算温度 t 15 C Pv 174kgf m2 PD 4762 8hp 104 63kgfs2 m4 数值 序号项目单位 MAU4 40MAU4 55MAU4 70 1VmaxKn 15 1380115 0387214 85301933 2VA 0 5144Vmax 1 w m s5 61442148 5 577596575 50872346 3 0 7 ND 60 2 m s 2 663 069425 635 032694625 738802 4V20 7R V2A 32 m s 2 694 591153 666 142277656 084836 5 p 0 p v 0 5 2 0 7 0 39796314 0 414958910 42132002 6 c 0 163750 16750 16975 7T PD O 75 VAkgf38707 3915 37895 903836501 5402 8AP T 0 5 V0 7R2 c m2 6 50514706 6 492085516 26491491 9 AE AP 1 067 0 229P D m2 7 17082432 7 236859446 99688994 10AE AO AE 0 25 D2 0 5035950 530671040 51307433 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 AE AO O 0 529483740 52948374 P D P D 0 73818310 7381831 D D 4 20339984 2033998 o o 0 602446180 60244618 Vmax Vmax 15 056799415 0567994 6 6 强度校核强度校核 按 1983 年 校核 t0 25R 及 t0 6r 应不小于按下式计算之值 t X A2GAdN2D3 1010Zb XK Y ZbN NA Y e1 计算功率 Ne 5400 0 98 5292hp AD AE AO 0 52948374 P D 0 7381831 G 7 6gf cm3 N 165rpm 8 b0 66R 0 226D AE AO 0 1Z 1 25748199 b0 25R 0 7212 b0 66R 0 906896014 b0 6R 0 9911 b0 66R 1 246290404 数数 值值 项项 目目单单 位位 0 25R0 25R0 6R0 6R 弦长弦长 b b m m0 9068960140 9068960141 2462904041 246290404 K K1 1634634207207 K K2 2250250151151 K K3 314101410635635 K K4 44 43434 A A1 1 D P K D P K1 1 K K2 2D PD P0 7 0 7 K K3 3D PD P0 7 0 7 K K4 42306 172962306 17296829 5306131829 5306131 Y AY A1 1N Ne e ZbN ZbN20389 6740320389 674035336 900025336 90002 K K5 582822323 K K6 634341212 K K7 741416565 K K8 8380380330330 A A2 2 D P K D P K5 5 K K6 6 K K7 7 K K8 81187 5558181187 5558181011 2066171011 206617 材料系数材料系数 K K 铝镍合金 铝镍合金 1 1791 1791 1791 179 X AX A2 2GAGAd dN N2 2D D3 3 10 1010 10Zb Zb0 2663622980 2663622980 1650429080 165042908 t mmmm149 4706553149 470655372 5495536472 54955364 MAUMAU 标准桨叶厚度标准桨叶厚度 t t mmmm160 7800424160 780042491 6341156491 63411564 校核结果校核结果满足满足满足满足 实取桨叶厚度实取桨叶厚度 mmmm1661669696 实取桨叶厚度按标准桨厚度进行分布 详见课本 110 页计算表 实取桨叶厚度按t1 0R 0 0035D 14 7118993与t0 25R 166 连直线决定 t0 2R 176 0859 t0 3R 155 9141 t0 4R 135 7424 t0 5R 115 5706333 t0 6R 95 39888333 t0 7R 75 22713333 t0 8R 55 05538333 t0 9R 34 88363333 7 7 螺距修正螺距修正 在本螺旋桨计算中 由于桨叶强度校核满足要求 故无需进行螺距修正 此处列出校核在本螺旋桨计算中 由于桨叶强度校核满足要求 故无需进行螺距修正 此处列出校核 步骤 以供参考步骤 以供参考 根据尾轴直径大小 决定毂径比 dh D 0 18 此值与 MAU 桨标准毂径比相同 故对此项螺距无需修正 由于 实际桨叶厚度大于 MAU 桨标准厚度 故需因厚度差异进行螺距修正 设计桨 0 7R 0 06003977 b t 标准桨 0 7R 0 05522 b t 1 s 0 654484762 NP VA NP V866 30 1 0 7R 0 7R设 0 7R标 0 75 0 002010093 b t b t b t 51 0 55 0 t 20 1 s 0 7R 0 001942271 D P D P b t 修正后的螺距比 0 t 0 736240829 D P D P D P 8 8 重量及惯性矩计算重量及惯性矩计算 根据 MAU 桨切面的面积数据用积分方法计算得 桨叶重量 3660 979164 kgf 桨毂重量 2472 739884 kgf 螺旋桨重量 6133 719048 kgf 桨叶惯性矩 43940 07264 kgf cm s s 桨毂惯性矩 2312 kgf cm s s 螺旋桨总惯性矩 46252 07264 kgf cm s s 1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010 r R 面积面积 系系 数数 Ka 弦长弦长 最最 大大 厚度厚度 b t 切面面切面面 积积 m2 S Kabt 辛式辛式 系数系数 SM 4 5 rr2 6 7 6 8 0 20 67 0 142790 142790 0962430 096243 1 0 0962430 0962430 420330 420330 1766850 1766850 0404540 0404540 0170040 017004 0 30 67 0 147440 147440 0993750 099375 4 0 3975000 3975000 630500 630500 3975420 3975420 2506280 2506280 1580230 158023 0 40 674 0 143600 143600 0967910 096791 2 0 1935820 1935820 840670 840670 7067420 7067420 1627400 1627400 1368120 136812 0 50 674 0 132140 132140 0891300 089130 4 0 3565210 3565211 050841 050841 1042851 1042850 3746500 3746500 3937010 393701 0 60 674 0 114200 114200 0770290 077029 2 0 1540590 1540591 261011 261011 5901711 5901710 1942720 1942720 2449800 244980 0 70 677 0 090060 090060 0609700 060970 4 0 2438820 2438821 471181 471182 1643992 1643990 3587970 3587970 5278590 527859 0 80 683 0 060900 060900 0415960 041596 2 0 0831920 0831921 681351 681352 8269712 8269710 1398760 1398760 2351820 235182 0 90 695 0 029960 029960 020820 02082 4 0 0832970 0832971 891521 891523 577883 577880 1575600 1575600 2980300 298030 10 7 0 015870 015870 0111120 011112 1 0 0111120 0111122 101692 101694 4171424 4171420 0233550 0233550 0490870 049087 1 61939341 6193934 1 702331 70233 2 060682 06068 9 9 敞水特性曲线敞水特性曲线 由 MAU4 40 MAU4 55 P