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文档简介

项目八船舶推进三、螺旋桨基础理论1、理想推进器理论早期的推进器理论大致可分为两派：

其中一派认为：螺旋桨之推力乃因其工作时使水产生动量变化所致，所以可通过水之动量变更率来计算推力，此类理论可称为动量理论。

另一派则注重螺旋桨每一叶元体所受之力，据以计算整个螺旋桨的推力和转矩，此类理论可称为叶元体理论。其后，流体力学中的机翼理论应用于螺旋桨，解释叶元体的受力与水之速度变更关系，将上述两派理论联系起来而发展成螺旋桨环流理论。一、推进器理论学派和诱导速度的概念由于螺旋桨工作使水产生的附加速度，称为诱导速度，诱导速度可分为：1）轴向诱导速度，与桨前进方向相反。

-----推水向后2）周向诱导速度，与桨旋转方向相同。

-----水流随桨旋转3）径向诱导速度，指向轴心。

-----水流径向收缩

1、理想推进器的概念和力学模型

1）假定（1）推进器为一轴向尺度趋于零，水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后称为鼓动盘（具有吸收外来功率并推水向后的功能）。（2）水流速度和压力在盘面上均匀分布。（3）水为不可压缩的理想流体。满足上述假定的推进器称为理想推进器，根据这些假定而得到的推进器理论，称为理想推进器理论。二、理想推进器理论

2）进速VA：推进器在无限静止流体中的前进速度。认为推进器是固定的，水流自无穷远前方以速度VA流向推进器（鼓动盘），即以推进器为参照物。VA：远前方水的速度；ua1：紧前方、盘面处、紧后方水的轴向诱导速度；ua：远后方水的轴向诱导速度；p0：远前方、远后方水压力；p1：紧前方水压力；p1′：紧后方水压力。

2、理想推进器的推力和诱导速度

1）单位时间内流过推进器盘面(盘面积为A0)的流体质量

2）单位时间内水流获得的动量增值

3）根据动量定理，作用在流体上的力等于单位时间内流体动量的增量。而流体的反作用力即为推力，故推进器所产生的推力Ti为

4）应用伯努利方程，得盘面前后的压力差

5）推进器所产生的推力Ti的另一种表达形式为

＊比较推力表达式，得即在理想推进器盘面处的轴向诱导速度为远后方诱导速度的一半。轴向诱导速度愈大，推进器产生的推力也愈大。

3、理想推进器的效率

1）单位时间内损失的能量（即单位时间内尾流所取得的能量）为

2）推进器消耗的功率为3）理想推进器的效率ηiA为

＊理想推进器的效率的另外表达形式：

1），推进器的载荷系数2），A1为尾流截面积ηiA与载荷系数之间的关系曲线

上述两表达式具有重要的现实指导意义，例如：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

式1）

式2）

2）由式1可得措施一：增大螺旋桨直径D

例

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