船舶性能计算 阻力与推进讲义5

1五、船舶推进概论螺旋桨基础理论推进器分为桨、橹、帆、等，目前螺旋桨最式中：Te为有效推力(kgf)；R为阻*75＝735.499/9.8066576=745.700/9.806654、传送效率ηs：ηs=PD/Ps5、推进效率ηD：ηD=PE/PD(6、推进系数P·C：P·C=PE/Ps5、投射面比：桨叶在垂直于桨轴的平面上的投影称为正投影，其外形轮廓称为投射轮廓；螺旋桨所有桨叶投射轮廓包含面积之总和称为螺旋桨投射面积，以AP表示。投射面积2AP与盘面积A0之比称为投射面比，即投射面比=AP/A0。6、伸张面比：将各半径处共轴圆柱面与桨叶相截的各切面展成平面后，以其弦长置于含的面积之总和称为伸张面积，以AE表示。伸张面积AE与盘面积A0之比称为伸张面比，即伸张面比=AE/A0。廓所包含面积之总和称为展开面积，以AD表示。展开面积AD与盘面积A0之比称为展开面比，即展开面比＝AD/A0。8、盘面比：螺旋桨桨叶的展开面积和伸张面积极为面比和展开面比均可称为盘面比或叶面比，展开面比＝AD/A0。将上述两派理论联系起来而发展成螺旋桨环流2）周向诱导速度，与桨旋转方向相同。--VVA BCV+uV+u BCAVV+u ppp'p1）单位时间内流过推进器盘面(盘面积为A0)的流体质量：m=ρA0(VA+ua1)。ρA0(VA+ua1)(VA+ua)-ρA0(VA+ua1)VA=ρA0(VA+ua1)ua33）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。而流体的用力即为推力，故推进器所产生的推力Ti为：Ti=mua=ρA0(VA+ua1)ua4）应用伯努利方程，得盘面前后的压力差*比较推力表达式，得u*比较推力表达式，得ua1=ua，即在理想推进器盘面处的轴向诱导速度为远后方诱2导速度的一半。轴向诱导速度愈大，推进器*理想推进器效率的另外表达形式：2）为尾流截面积式20T4旋桨旋转方向相同，两者合成作用表现为水流经过螺旋桨盘面后有扭drdrrrAArdrVAArdrVAua1、旋转力与周向诱导速度的关系：旋转力dFi=dmut。2、螺旋桨盘面处的周向诱导速度等于盘面后任一截面处(包括远后方)的周向VA+uVA+u盘面VRV0远后方V∞ VA盘面VRV0远后方V∞ VAa若将盘面处远前方及远后方三项的水流速度βtt1(VA+ua1βtt1称理想螺旋桨的周向诱导效率。5uu22u2u\iVV22VV角角αK有关。对于一定形状的叶片，升力系3）当几何攻角为零时，CL不等于零，这是来流与此线的夹角α称为流体动力攻角或绝对攻角，如图3-7(b)所示。显然，α=α0+αK。BC0.8无升力线5C无升力线5C0.40.20-0.20.20-0.2V(°)V1）推力dT=dLcosβi-dDs2）旋转阻力dF=dLsinβi+6ηε=(1-εtgβi)/(1+ε/tgβi)称为叶元体的结构效率（实际流体具有粘性）称为叶元体的理想效率1）推力为桨毂半径drdrrordLdLaVR2KVR2K2VAdDtidDadDa滑脱1）进程hp：螺旋桨旋转一周在轴向所前进的距离hp=滑脱3）滑脱比S：滑脱与螺距的比值称为滑脱比，即Phx\Ph7大。因此，滑脱比(或进速系数J)是影响螺旋桨性能的重要参数。讨论：进速系数J的变化对螺旋桨性能的影响。dLdD(a)nPdLdLnPdLdLdDdDdDdD(b)nPnPdLddLdLdDvωrdD故叶元体的推力等于零。但在这种情况下，叶元体仍遭受旋转阻力(所讨论的叶元体应该是表征螺旋桨性能的叶元体，因为在各不同半径处叶元体的来流攻角是不一样的螺旋桨在不发生推力时旋转一周所前进的距离称为无推力进程或实效螺距，并以P螺旋桨不遭受旋转阻力时旋转一周所前进的距离称为无转矩进程或无转距螺距，并以对于一定的螺旋桨而言，显然P2＞P1＞P。实效螺距P1与进程hp之差(P1-hp)称为实效810K10K,,AAAP0.550.8P=0.550.8P=3D0.60.50.410K10KKK0.10J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0J1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10-0.1s5）敞水试验：螺旋桨模型单独地在均匀水流中的试验称6）尺度作用：进行桨模敞水试验时，常只满足进速系数相等，并要求试验雷诺临界数值Re。桨模和实桨因Re不同而引起的两者水动力性能之差异称为尺度作用(或尺度4、一般来说，实桨和桨模几何相似、进速系KQK,10KK,10K比不同的五或六个桨模称为一组，将同一组螺旋桨0.9AU5-50KT=T/ρn2D40.80.7KQ=Q/ρn2D0.80.70=KTJ/2πKQJ=VA/nD0.6KKKP/