350吨载鱼量冷藏运输船螺旋桨设计1.doc

350吨载鱼量冷藏运输船螺旋桨设计书350吨载鱼量冷藏运输船螺旋桨设计1船型：单桨，单舵，前倾首柱，巡洋舰尾，柴油机驱动，尾机型沿海冷藏运输船设计水线长：LWL=50.00m;垂线间长：LPP=48.00m型宽：B=8.20m;型深：D=4.10m设计吃水：Td=3.15m;方型系数：CB=0.611排水量：=777t;棱型系数：CP=0.626纵向浮心坐标Xb= -0.802m纵向浮心位置xc=1.67%L/1/35.440.64 71 宽度吃水比数B/T2.60艾亚法有效功率估算表：2主机参数：型号：6300ZC标定功率：Ne=441kW标定转速：380r/min3推进因子的确定(1)伴流分数本船为单桨海上运输船，故使用泰勒公式估算=0.5*CB-0.05=0.5*0.611-0.05=0.256(2)推力减额分数t使用汉克歇尔公式t=0.50*CP-0.12=0.50*0.626-0.12=0.193(3)相对旋转效率近似地取为R =1.0(4)船身效率H =(1-5)/(1-)=(1-0.193)/(1-0.256)=1.084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。5AE/A0的估算按公式AE/A0 = (1.3+0.3*Z)*T / (p0-pv)D2 + k进行估算，其中：T=PE/(1-t)V=272/(1-0.193*12*0.5144)=54.6kN水温15时汽化压力pv=174 kgf/m2=174*9.8 N/m2=1.705 kN/m2静压力p0=pa+hs=(10330+1025*2)*9.8 N/m2=121.324 kN/m2k取0.2D允许=0.7*T=0.7*3.15=2.2y.2682413AE/A0 = (1.3+0.3*Z)*T / (p0-pv)D2 + k=（1.3+0.3*4）*54.6/(121.324-1.705)*2.2*2.2)+0.2=0.4366桨型的选取说明由于本船为近海运输船，B型原型螺旋桨比较适合在较不均匀速度场中工作的要求。课本例子为MAU型，选用B型更能看出哪里有不同，7根据估算的AE/A0选取23张图谱根据AE/A0=0.437选取B4-40,B4-55两张图谱。8列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计，得到3组螺旋桨的要素及VsMAX功率储备取10%，轴系效率S=0.98，齿轮箱效率G=0.96螺旋桨敞水收到功率PDO=Ps*0.9*0.98*S*G=441*0.9*0.98*0.98*0.96=365.94kW=490.53 hp (English)由图谱可查得：据上表结果可绘制PTE、P/D及0对V的曲线，如图一所示：图一从PTE-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0如下表所列。9空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（AE/A0）MIN及相应的VsMAX、P/D、0、D.按柏努利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hs由船体型线图取2.0mp0-pv =pa+hs-pv =(10330+1025*2-174)kgf/m2=12206kgf/m2计算温度t=15, pv=174kgf/m2, PDO=365.94kW=490.53hp (English),=104.63kgf*s2/m4。据上述结果作图二，可求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。AE/A0=0.505，P/D=0.735，D=1.63m，0=0.573，VMAX=12.44kn。图二10计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线由B4-40,B4-55,P/D=0.735的敞水性征曲线内插得到B4-50.5,P/D=0.735的敞水性征曲线，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，KT=0.298,KQ=0.0331。计算功率PD=441*0.97=427.77kW=582hp系柱推力减额分数取t0=1.04,主机转矩Q=PD*60*75/(2N)=582*60*75/(2*3.1416*380)= 1096.91 kgf*m系柱推力T=(KT/KQ)*(Q/D)=(0.298/0.0331)*(1096.91/1.63)= 6058.59 kgf车叶转速N0=60*T/(*D4*KT)=60* (6058.59/(104.63* 1.634*0.298)0.5= 314.8 rpm12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*Ne/(Z*b*N),X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010*Z*b)计算功率Ne=441*0.97=427.77kW=582hpAd= AE/A0=0.505,P/D=0.735,=8，G=7.6gf/cm3,N=380rpm在0.6R处切面弦长b0.6=2.1867* AE/A0*D/Z=2.1867*0.505*1.63/4=0.45mb0.25R=0.7212*b0.6R=0.8182*0.45=0.3682m13桨叶轮廓及各半径切面的型值计算最大切面在0.6R处，b0.6R=2.1867* AE/A0*D/Z=2.1867*0.505*1.63/4=0.45m轴线处最大厚度=0.045D=0.045*1.63*1000=73.35mm实际桨叶厚度B型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下：（单位：mm）14桨毂设计：最大连续功率PD=582hp，此时N0=314.8 rpm(PD/N)1/3= (582/314.8) 1/3= 1.23根据中文课本P198图9-1可查得螺旋桨桨轴直径dt=163mm采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径dh=1.8dt=1.8*163=293.4mm毂前后两端的直径d2=0.88*dh=0.88*293.4=258.2mmd1=1.10*dh=1.10*293.4=322.74mm桨毂长度l0=dh+100=393.4mm减轻孔的长度l1=0.3*l0=0.3*393.4=118mm毂部筒圆厚度=0.75*t0.2R=0.75*59.66=44.74mm叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径r1=0.033D=0.033*1.63*1000=53.8mm r2=0.044D=0.044*1.63*1000=71.7mm15螺旋桨总图绘制（另见螺旋桨设计总图）16螺旋桨重量及转动惯量计算铝青铜材料重量密度=8410kgf/m3;0.6R处叶切面的弦长b0.6=0.45m，螺旋桨直径D=1.63m。t0.2=0.05966 m, t0.6= 0.03227m;最大连续功率PD=582hp，此时N0=314.8 rpm毂径d=0.167*dt=0.167*1.63=0.2934m毂长LK=0.3934m桨毂长度中央处轴径d0=0.045+0.108(PD/N)1/3-KLK/2 =0.045+0.108*(582/314.8)/3-0.1*0.3934/2 =0.092m d/D=0.18则根据我国船舶及海洋工程设计研究院提出的公式：桨叶重Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf) =0.169*8410*4*0.45*(0.5*0.05966+0.03227)*(1-0.18)*1.63 =212.35kgf桨毂重Gn=(0.88-0.6d0/d)LKd2(kgf) =(0.88-0.6*0.092/0.29