35000T散貨船螺旋槳課程設(shè)計

1、 重 慶 交 通 大 學(xué) 船 舶 與 海 洋 工 程 專 業(yè)MAU型螺旋槳畢業(yè)設(shè)計計算書 設(shè)計題目35000噸螺旋槳圖譜設(shè)計航海學(xué)院 二本船舶與海洋工程 專業(yè) 1001班設(shè)計者 張超（eb08040310）指導(dǎo)教師 趙藤重 慶 交 通 大 學(xué)完成日期2012年1 月2 日目 錄螺旋槳的設(shè)計任務(wù)書1螺旋槳的設(shè)計計算書3可以達到最大航速的計算3空泡校核3強度校核6螺距修正7重量及慣性矩計算7系柱特性計算8航行特性計算9螺旋槳計算總結(jié)10螺旋槳課程設(shè)計總結(jié)1135000噸散貨船船用螺旋槳課程設(shè)計任務(wù)書1.前言本船阻力通過艾爾法來估算出結(jié)果得出阻力曲線。計算時以設(shè)計吃水T=11.5m情況來進行。由于在

2、艾爾法計算過程中已將本船的附體部分（舵、軸支架、舭龍骨等）考慮在其中，但考慮本船建造以后及在以后的使用過程中產(chǎn)生的表面粗糙度增加及螺旋槳等影響在換算本船阻力時再相應(yīng)增加10%。本船主機最大持續(xù)功率9480KW，額定轉(zhuǎn)速為127轉(zhuǎn)/分，考慮本船主機的經(jīng)濟性和長期使用后主機功率折損。在船速計算中按來考慮。螺旋槳轉(zhuǎn)速為127轉(zhuǎn)/分。2.船體主要參數(shù)水線長 180m垂線間長 175m型寬 B 30m型深 D 17m設(shè)計吃水 d 11.5m槳軸中心高 3.343m排水量 47188t本船的 =1.788; =1.435; =5.858 ; =2.565 3主機參數(shù) ： 型號6S50MCC (大連船用柴油

3、機廠) 一臺額定功率=9480kw (12889hp)額定轉(zhuǎn)速N=127 r/min減速比1傳送效率=0.974.推進因子伴流分?jǐn)?shù) =0.5CB-0.05=0.5×0.785-0.05=0.34 (泰洛公式-單槳船) 推力減額 t=k=0.588×0.34=0.2 (商赫公式-取k=0.588流線型舵)船身效率H =1.212相對旋轉(zhuǎn)效率R =1 5.阻力計算由艾爾法估算船體有效功率曲線數(shù)據(jù)如下頁表: 航速(節(jié))12131415d=11.5m滿載有效功率 (KW)2908368949916170110滿載有效功率 (KW)3199 4058 5490 6787 6設(shè)計任務(wù)我

4、在本次設(shè)計中按d=11.5m，設(shè)計葉數(shù)為4葉的MAU型螺旋槳；完成所設(shè)計螺旋槳的設(shè)計計算書。繪制螺旋槳工作總圖（2#圖紙）。撰寫設(shè)計總結(jié)。所有設(shè)計文件應(yīng)具備電子文擋和紙質(zhì)文擋各一份，紙質(zhì)文擋應(yīng)按封面、目錄、計算書、工作總圖、設(shè)計總結(jié)順序裝訂成冊。設(shè)計時間為1周，所有設(shè)計文件必須在18周星期五下午5點前交到指導(dǎo)教師處。7設(shè)計參考書船舶原理 盛振邦 上海交通大學(xué)出版社 MAU型螺旋槳系列圖譜 人民交通出版社船舶推進 胡志安 人民交通出版社8紀(jì)律要求設(shè)計期間，所有同學(xué)應(yīng)按正常的上下課時間進行作息，不得無故缺席。各班班長做好每天的考勤記錄，所有同學(xué)必須遵守機房的管理規(guī)則。 35000噸散貨船船用螺旋槳

5、課程設(shè)計計算書6.可以達到最大航速的計算采用MAU 4葉槳圖譜進行計算.取功率儲備10,軸系效率 =0.97螺旋槳敞水收到馬力: PD=1·Ps·90··R=1×12889×0.90×0.97×1=11252hp 根據(jù)MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的圖譜列下表計算:表1-1 表1-1 B p-圖譜計算 項 目 單位 數(shù)值假定航速Vkn12131415Va=(1-w)Vkn8.49.19.810.5PD11252112521125211252VA2.5204.502 249.806 300.653 3

6、57.251 PD0.5106106 106106Nr/min127127127127Bp=NPD0.5/ VA2.565.828 53.890 44.776 37.682 Bp1/28.113 7.341 6.691 6.139 MAU4-40直徑系數(shù)90.5837771.5P/D0.580.600 0.6250.65D5.986 5.947 5.942 5.911 O0.50.5270.550.574PTE=PDHOHp6431 6778 7074 7382 MAU4-55直徑系數(shù)89.881.57570P/D0.6350.660.690.715D5.940 5.840 5.787 5.7

7、87 O0.490.5080.5350.558PTEHp6302 6533 6881 7176 MAU4-70直徑系數(shù)ü87.58074.569P/D0.650.670.70.72D5.787 5.732 5.749 5.705 O0.470.4950.5170.54PTEHp6045 6366 6649 6945 據(jù)1表中的計算結(jié)果可繪制PTE,直徑系數(shù)，P/D,及效率對V的曲線，如下圖1所示從PTE-f(v)曲線與船體滿載有交馬力曲線之交點，可獲得不同盤面比所對應(yīng)的設(shè)計航速及螺旋槳最佳要素P/D，D及效率如表2所列。 表2 按圖1設(shè)計計算的最佳要素MAUVmax/knP/D直徑系

8、數(shù)D/m效率4-401452071170956740.5634-551439070072957820.5444-701423063175659300.523367空泡校核按柏利爾空泡限界線中商船上限線，計算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。槳軸沉深 hs=T-Zp=11.5-3.343=8.175mpo-pv=pa+hs-pv=10330+1025*8.175-174=18535 kgf/m2計算溫度 t=15 pv=174kgf/m2 PD=2372.44hp =104.63kgf*s2/m4空泡校核計算結(jié)果序號項目 數(shù)值單位MAU4-40MAU4-55MAU4-701Vmaxkn14.5214.

9、3914.232VA=0.5144Vmax(1-w）m/s5.228 5.182 5.124 3（0.7ND/60）2(m/s)2696.85 723.63 761.15 4V20.7R=VA2+(3)(m/s)2724.19 750.48 787.40 50.5V0.7R237885.75 39261.28 41193.03 6=(po-pv)/0.5V0.7R20.489 0.472 0.450 7平均推力系數(shù)（查圖6-20）0.180.1750.178T=PD*0*75/VAkgf90873 88599 86137 9Ap=T/0.5V0.7R2*(7)m213.326 12.895 1

10、2.300 10AE=AP/(1.067-0.229P/D)m214.738 14.222 13.334 11AE/AO=AE/(D2/4)0.583 0.542 0.483 據(jù)表8-29計算結(jié)果作圖2，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及對應(yīng)的最佳螺旋槳要素。AE/AO=0.545 P/D=0.701 D=5.778m o=0.545 Vmax=14.39kn8.強度校核按2001年規(guī)范校核t0.25R及t0.6R,(見表8-30)，應(yīng)不小于按下式計算之值：按2001年規(guī)范校核t0.25R及t0.6R,應(yīng)不小于按下式計算之值： 計算功率Ne=12889×0.97 =12502hpAd=

11、 AE/AO=0.544 P/D=0.701 =8° G=7.6 g/cm2 N=ne=127 r/minb0.66R=0.226DAd/(0.1Z)=0.226×5.778×0.544/(0.1×4) =1.7759mb0.25R=0.7212b0.66R=0.7212×1.7759=1.2808mb0.6R=0.9911b0.66R=0.9911×1.7759=1.7601m強度校核計算表項目單位 數(shù)值0.25R0.6R弦長bm1.28081.76010.7R處D/P D/P0.71.42651.4265D/P1.42651.42

12、65K1查表7-2634207K2250151K31410635K4434A1=D/P(K1-K2D/P0.7)+K3D/P0.7-K42403.04 859.84 Y=1.36A1Ne/(Zbne)62796.36 16350.70 K5查表7-28223K63412K74165K8380330A2=D/P(K5+K6)+K7+K81213 1020 材料系數(shù)K（鋁鎳青銅）1.1791.179X=A2GAdN2D3/(1010Zb)0.3046 0.1863 t=Y/（K-X）1/2 mm268.0 128.3 MAU標(biāo)準(zhǔn)漿葉厚度t/ mm221.0 126.0 校核結(jié)果不滿足要求滿足要求實

13、取漿葉厚度 mm268152.4實際槳葉厚度按t1.0R=0.0035D=20.22mm 與t0.25R= 268mm 連直線決定: t0.2= 284.5mm t0.3=251.5mmt0.4=218.4mm t0.5=185.4mmt0.6= 152.4mm t0.7=119.3mmt0.8=86.3mm t0.9=53.3mm9,螺距修正根據(jù)尾軸直徑大小，決定轂徑比dh/D=0.18,此值與MAU槳標(biāo)準(zhǔn)轂徑比相同 ，故對此項需修正。dh=478.86×2=957.72m 由于實際槳葉厚度大于MAU槳標(biāo)準(zhǔn)厚度，故需因厚度差異進行螺距修正。設(shè)計槳 (t/b)0.7R=0.1033/

14、(0.9964×1.7759)=0.0584標(biāo)準(zhǔn)槳 (t/b)0.7R=0.0171D/(0.9964×0.31075D)=0.055231- s=VA/NP=(1-w)V×30.866/(NP)=0.7×14.39×30.866/(127×4.05)=0.604 (t/b)0.7=(t/b)0.7設(shè)-(t/b)0.7標(biāo)×0.55/0.544×0.75= 0.00192 (P/D)t=-2(P/D)o(1-s)(t/b)0.7R=-2×0.701×0.604×0.00192=-0.00

15、1626修正后的螺距比P/D=(P/D)o+(P/D)t=0.701-0.001626=0.699410.重量及慣性矩計算根據(jù)MAU槳切面的面積數(shù)據(jù)用我國船舶及海洋工程設(shè)計院提出的的公式算得：漿葉重量 Gb1=0.169Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-dh/D)D =0.169×7600×4×1.7759×(0.5×0.2845+0.1524)×(1-0.18)×5.778 = 12737.276kgf dt=dh/2=478.86mm LK=2.5×dt=2.5*478.86=1197.15(mm)=

16、1.197m d0=0.045+0.108(PD/N)1/3-KLK/2 =0.045+0.108×(11252/127)1/3-(1/15)×1.197/2 =0.4866m 注：錐度K取1/15漿轂重量 Gn=(0.88-0.6d0/ dh)LKdh 2 (kgf) =(0.88-0.6×0.4866/1.04) ×1.197×7600×0.9582 =5003.348 kgf螺旋槳重量 G=Gb1+Gn=12737.276+5003.348=17740.624 kgf螺旋槳慣性矩： 當(dāng)dh/D=0.18時： Imp=0.0948

17、Zbmax（0.5t0.2+t0.6）D3 =0.0948×7600×4×1.7759×(0.5×0.2845+0.1524) ×5.7783 =290897.163 kgfcms29敞水性征曲線之確定由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.701的敞水性征曲線 內(nèi)插得到MAU4-54.5 ,P/D=0.701的敞水性征曲線 （見圖8-28）其數(shù)據(jù)見表8-31 圖3 設(shè)計槳的敞水性征曲線表1-4 設(shè)計漿的敞水?dāng)?shù)據(jù)表J00.10.20.30.40.50.60.7KT0.310.280.2550.220.180.1350.1000.

18、04KQ0.0330.0310.0280.0260.0220.0180.0140.00910.系柱特性計算由圖8-28得J=0時，KT=0.310 KQ=0.033計算功率PD=12889×0.97=12502系柱推力減額分?jǐn)?shù)取t0=0.04,主機轉(zhuǎn)矩Q=(PD×60×75)/(2×N)=12502×60×75/(2×3.14×127)=70538.894kgf.m系柱推力T=(KTQ)/(KQD)=0.319×3333.32/(0.034×2.502)=114682.952kgf螺旋槳轉(zhuǎn)速N=

19、60×T/(D4KT)1/2=60×114682.952/(104.63×5.7784×0.310) 1/2=106.865r/min11航行特性計算取轉(zhuǎn)速為N=127r/min, N=117r/min, N=107r/min進行計算，結(jié)果如表8-32所示。 圖8-29 航行特性曲線項目單位 數(shù)值Vkn1213141516VA=0.5144(1-w)Vm/s4.321 4.681 5.041 5.401 5.761 N=127r/min n=2.12r/sJ=VA/nD0.353 0.383 0.412 0.442 0.471 KT0.190.180.170.160.14KQ0.0230.0220.0210.020.018PTE=KTn2D4(1-t)V/145.6hp6566 6739 6854 6912 6451 Ps=KQ2nn2D5/75s*Rhp12747 12193 11639 11084 9976 N=117r/min n=1.95r/sJ=VA/nD0.384 0.415 0.447 0.4