本科船舶原理思考题(答案)

1、例1：已知螺旋桨型式为B455，直径D2.6米，转速N200r/min，进速，要求发出98100N推力，如轴系效率为0.97，试求该螺旋桨所需之螺距比及主机功率。解：1）预备计算2）计算J和3）按算出的J和值查B455性征曲线图得4）求螺旋桨收到功率5）求主机功率例2：已知某单桨船，航速V14.85kn，有效功率，螺旋桨直径D2.6m，转速N200 r/min，推力减额分数t=0.118，伴流分数，相对旋转效率，传送效率，求B455系列的螺旋桨所需主机功率。解：1）计算J和2）由J和值查图谱得3）求主机功率一、判断1、当船模和实船的雷诺数相等时，它们的单位排水量的摩擦阻力相等。2、因为形状因了

2、1+K在低速试验求得，所以三因次换算法也只能适用于换算低速船舶的阻力。3、由于无边界层分离时，就无旋涡，则粘压阻力就不存在。4、一般说来，随着桨叶数目的增加，螺旋桨效率增加，抗空泡性能与抗激振性能也得到改善。5、高速螺旋桨易发生空泡的原因在于来流很大，致使叶背上的压力很小，从而具有较高的减压系数，而易发生空泡。6、系泊时，螺旋桨与主机的匹配若刚好，则其转速保持不变。7、拖轮常用导管桨，是因为桨受到良好的保护。8、实效螺距是指实际测量的螺距。9、敞水性征曲线上效率最高点，即设计图谱上的效率最佳点。10、军舰速度高，故其伴流分数大。11、由于船体表面存在纵向和横向弯曲，其摩擦阻力和相当平板的摩擦阻

3、力有差异，此称为尺度效应。12、某舰试航时，螺旋桨转速达不到设计转速，主机功率不能充分吸收，说明该桨处于负载过轻状态。二、简答1、分析浮心纵向位置对阻力的影响。2、试用理想推进器理论分析提高螺旋桨效率可采取的途径，并举三例。三、计算1、某海船模型长度9米，湿表面积10平方米，在船池中进行试验，测得其在1.5米每秒时总阻力4.6公斤。已知船模摩擦阻力3.4公斤，试用二因次换算方法，计算缩尺比为25的实船在相应速度时的有效功率。1957ITTC公式：粗糙补贴：海水：；淡水：； T77：已知尺度比，船模长，湿面积，在试验池中速度为，测得总阻力为，试求：1、实船长；2、实船湿面积；3、实船航速，以节为

4、单位；4、实船总阻力，摩擦阻力按1957ITTC公式、粗糙度补贴系数取；5、此航速下实船所需的有效功率。解：1、实船船长。2、实船湿面积。3、实船航速。4、实船总阻力（用傅汝德法）：1）计算雷诺数取标准水温，假定实船航行水域为淡水。2）计算摩擦阻力A、实船B、船模3）计算剩余阻力A、船模B、实船4）实船总总船体阻力5、实船有效功率2、某内河单桨船，航速V7.5 m/s ，阻力R17992.8 N ，螺旋桨直径D1.0 m ，转速n10 m/s ，测得船后桨消耗的转矩QB2998.8Nm ，该桨敞水性征曲线为KT=0.50.5J ；KQ=0.060.05J 。若相对旋转效率，水密度1000kg/

5、m3 ，试求：1、桨的伴流分数和推力减额分数t ；2、船的有效马力PE 和螺旋桨的推马力PT ；3、螺旋桨的敞水收到马力PD0 。解：1、求敞水桨消耗的转矩Q0Q0QB1.02998.82998.8Nm2、求敞水桨的转矩系数KQKQ0.030 * Q即为Q03、求进速系数J由KQ=0.060.05J ，得J（0.06KQ）/0.05（0.060.030）/0.050.60 4、求进速VA 由JVA/nD ，得VAJnD0.60101.06.0 m/s 5、求伴流分数116.0/7.5=0.2 6、求推力系数KTKT=0.50.5J0.50.50.600.2 7、求推力TTKT0.2100020

6、000 N 8、求推力减额分数t t =0.10036 9、求有效马力PEPERV/75183.6hp10、求推马力PTPT163.3 hp 11、求敞水效率0.63712、螺旋桨的敞水收到马力PD0PD0256.4 hp3、若已知数据据同上题，且速度为零时的推力减额分数，轴系传送效率。试求系泊时螺旋桨的有效推力及主机发出的功率。试用理想推进器理论分析得出提高螺桨效率的措施，并列举三例。答：1、理想推进器效率公式：A、其中式1B、式22、由式1可得措施一：增大螺旋桨直径DDA0例如：隧道尾和设计纵倾。由式2可得措施二：限制尾流收缩限制尾流收缩A1例如：导管螺旋桨。P195 T86：已知螺旋桨直

7、径，船后桨收到功率，推进功率，转速，进速。求桨的转矩系数、推力系数及敞水效率。取相对旋转效率。解：1、求转矩系数1）敞水螺旋桨收到马力2）敞水螺旋桨消耗的转矩3）转矩系数注：式中即为。2、求推力系数1）求推力T 2）推力系数3、求敞水效率方法一、方法二、注：两方法所得计算结果基本一致，说明本题计算过程基本正确。课外思考题：为什么敞水桨模的性征曲线组能用于主机带动的船后实桨的设计？答题要点：1）敞水桨模与敞水实桨的关系（敞水桨模敞水实桨）：敞水效率（若敞水实桨与敞水桨模几何相似、进速系数相等，两者的性征曲线一致）；2）敞水实桨与船后实桨的联系（敞水实桨船后实桨）：相对旋转效率；3）船后实桨的设计

8、应考虑船（船体）、机（主机）、桨（船后实桨）三者是一个整体，它们之间的联系：A、船体与船后实桨的联系：船身效率；B、主机与船后实桨的联系：传送效率。通过上述关系，敞桨模的性征曲线组可用于主机带动的船后实桨的设计。课外思考题：在螺旋桨强度的规范校核法和螺距修正等计算中，常需计算螺旋桨叶切面厚度和切面弦长等。已知某系列标准桨AU550 的直径D5.6m，试用有关图表求出下列数据：1）0.6R处的切面弦长b0.6R ；解：查课本表84，得 b0.6R0.9911 bmax0.9911×0.226D·aE /0.1Z0.9911×0.226×5.6×0

9、.5 / (0.1×5)1.254 m2）0.7R处的叶切面厚度t0.7R 。解：查课本表84，得t0.7R1.71%·D1.71% ×5.60.09576 mP150 T73：简述船舶阻力的分类。答：1、在船舶工程中，船舶的雷诺数Re=，式中：1）“L”指船的水线长，单位为米（m）；2）“”指水的运动粘性系数，单位为m2/s。2、在船舶工程中，船舶的Fr=称为傅汝德数，式中：1）“L”指船的水线长，单位为米（m）；2）“V”指船的速度，单位为m/s。3、在船舶工程中，船的速度常用节（kn）来表示，1kn=0.5144m/s。若某船的速度为20kn，相当于10.2

10、88 m/s。4、船体阻力是船舶阻力的主要组成部分。根据船体周围水的流动现象，船体阻力一般分为摩擦阻力、粘压阻力和兴波阻力。对于低速船，船体阻力中摩擦阻力是主要的。5、船舶按傅汝德数大小可为低速船、中速船和高速船。一般说来，低速船在船体阻力成分中，粘压阻力和兴波阻力占的比例很小。6、在避免或延缓空泡发生的措施中，增加螺旋桨的盘面比可减小减压系数，而降低螺旋桨的转速可增大空泡数。7、螺旋桨产生空泡现象的条件为，其中：称为减压系数，称为空泡数。8、目前世界上比较著名的螺旋桨系列有荷兰的B型、日本的AU型和英国的高恩型等，各系列均有一定的系列代号，如“B470”，其中： “4”指螺旋桨的桨叶数为4，

11、“70”指螺旋桨的盘面比为0.70。9、目前世界上比较著名的螺旋桨系列有荷兰的B型、日本的AU型和英国的高恩型等，各系列均有一定的系列代号，如“AU550”，其中： “5”指螺旋桨的桨叶数为5，“50”指螺旋桨的盘面比为0.50。（×）1、对于某些阻力性能优良的船型，当不发生边界层分离现象（不发生旋涡现象）时，粘压阻力可能不存在。（×）2、船舶在风浪中航行时，由于风浪作用使其阻力较静水中航行时大，此时船舶所受到的水阻力称为汹涛阻力。（）3、三因次法计算船体阻力时，把船体阻力分为粘性阻力和兴波阻力两部分：且认为兴波阻力由船模的兴波阻力用比较定率换算得出。（×）4、螺

12、旋桨旋转一周轴向前进的距离称为螺旋桨的螺距P。（）5、船身效率表示伴流与推力减额的合并作用，反映了船桨的相互影响。（）6、对于一般的民用船舶，球鼻首的主要作用是为了减小船舶的兴波阻力。（×）7、船舶在有风的航区中航行，由于风的作用兴起波浪，波浪会改变船舶首尾的压力分布，使首部压力大于尾部压力，则船舶受到一个阻碍运动的阻力作用，此阻力成分一般称为兴波阻力。（）8、傅汝德法计算船体阻力时，把船体阻力分为两个独立部分：剩余阻力和摩擦阻力。其中实船的剩余阻力由船模剩余阻力用比较定率换算得出，而实船的摩擦阻力则根据“相当平板”理论计算得出。（×）9、螺旋桨之所以称为螺旋桨是因为桨的叶

13、背为螺旋面的一部分。（）10、由于螺旋桨和船体间的相互作用，一般认为螺旋桨的进速不等于船速，螺旋桨发生的总推力不等于孤立船体受到的阻力。（C）1、球鼻球的主要作用降低船的：A、摩擦阻力B、粘压阻力C、兴波阻力D、附加阻力（C）2、螺旋桨工作时使水产生的运动速度增量称为：A、伴流速度B、进速C、诱导速度D、来流速度（A）3、引起船舶受到摩擦阻力作用的根本原因是：A、水的粘性B、波浪的大小C、水下船体形状D、船速（C）4、螺旋桨旋转一周轴向前进的距离称为：A、螺距B、滑脱C、进程D、拱度1、形似船、母型船和“标准船型”的含义分别什么？答：A、形似船：仅大小不同，而形状完全相似（即几何相似）的船舶之间的统称。如实船（s）和它的船模（m）即为形似船。B、母型船：与设计船船型相近、尺度和航速差不多、性能优良的船舶。C、具有如下四个标准参数的船型称为设计船的“标准船型”：标准方形系数、标准宽度吃水比、标准浮心纵向位置和标准水线长。2、什么是螺旋桨的水动力性能？答：一定形状的螺旋桨在水中工作时所产生的推力、消耗的转矩和效率与其运动间的关系。3、螺旋桨的敞水性征曲线答：对于一定几何形状的螺旋桨而言，推力系数、转矩系数和效率与进速系数的关系曲线。4、浅吃水船常采用隧道尾。试用理想