350噸載魚量冷藏運(yùn)輸船螺旋槳設(shè)計1

1、350噸載魚量冷藏運(yùn)輸船螺旋槳設(shè)計書指導(dǎo)老師：廖潯莉?qū)W生姓名：*學(xué) 號：99141274完成日期：2002/6/20350噸載魚量冷藏運(yùn)輸船螺旋槳設(shè)計1船型：單槳，單舵，前傾首柱，巡洋艦尾，柴油機(jī)驅(qū)動，尾機(jī)型沿海冷藏運(yùn)輸船設(shè)計水線長：LWL=50.00m;垂線間長：LPP=48.00m型寬：B=8.20m;型深：D=4.10m設(shè)計吃水：Td=3.15m;方型系數(shù)：CB=0.611排水量：=777t;棱型系數(shù)：CP=0.626縱向浮心坐標(biāo)Xb= -0.802m縱向浮心位置xc=1.67%L/1/35.440.64 71 寬度吃水比數(shù)B/T2.60艾亞法有效功率估算表：2主機(jī)參數(shù)：型號：6300Z

2、C標(biāo)定功率：Ne=441kW標(biāo)定轉(zhuǎn)速：380r/min3推進(jìn)因子的確定(1)伴流分?jǐn)?shù)本船為單槳海上運(yùn)輸船，故使用泰勒公式估算=0.5*CB-0.05=0.5*0.611-0.05=0.256(2)推力減額分?jǐn)?shù)t使用漢克歇爾公式t=0.50*CP-0.12=0.50*0.626-0.12=0.193(3)相對旋轉(zhuǎn)效率近似地取為R =1.0(4)船身效率H =(1-5)/(1-)=(1-0.193)/(1-0.256)=1.084槳葉數(shù)Z的選取根據(jù)一般情況，單槳船多用四葉，加之四葉圖譜資料較為詳盡、方便查找，故選用四葉。5AE/A0的估算按公式AE/A0 = (1.3+0.3*Z)*T / (p0

3、-pv)D2 + k進(jìn)行估算，其中：T=PE/(1-t)V=272/(1-0.193*12*0.5144)=54.6kN水溫15時汽化壓力pv=174 kgf/m2=174*9.8 N/m2=1.705 kN/m2靜壓力p0=pa+hs=(10330+1025*2)*9.8 N/m2=121.324 kN/m2k取0.2D允許=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槳型的選取說明由于本船為近海運(yùn)輸船，

4、B型原型螺旋槳比較適合在較不均勻速度場中工作的要求。課本例子為MAU型，選用B型更能看出哪里有不同，7根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜根據(jù)AE/A0=0.437選取B4-40,B4-55兩張圖譜。8列表按所選圖譜（考慮功率儲備）進(jìn)行終結(jié)設(shè)計，得到3組螺旋槳的要素及VsMAX功率儲備取10%，軸系效率S=0.98，齒輪箱效率G=0.96螺旋槳敞水收到功率PDO=Ps*0.9*0.98*S*G=441*0.9*0.98*0.98*0.96=365.94kW=490.53 hp (English)由圖譜可查得：據(jù)上表結(jié)果可繪制PTE、P/D及0對V的曲線，如圖一所示：圖一從PTE-f(V)曲線與船

5、體滿載有效馬力曲線之交點，可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0如下表所列。9空泡校核，由圖解法求出不產(chǎn)生空泡的（AE/A0）MIN及相應(yīng)的VsMAX、P/D、0、D.按柏努利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由船體型線圖取2.0mp0-pv =pa+hs-pv =(10330+1025*2-174)kgf/m2=12206kgf/m2計算溫度t=15, pv=174kgf/m2, PDO=365.94kW=490.53hp (English),=104.63kgf*s2/m4。據(jù)上述結(jié)果作圖二，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對應(yīng)的最

6、佳螺旋槳要素。AE/A0=0.505，P/D=0.735，D=1.63m，0=0.573，VMAX=12.44kn。圖二10計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線由B4-40,B4-55,P/D=0.735的敞水性征曲線內(nèi)插得到B4-50.5,P/D=0.735的敞水性征曲線，其數(shù)據(jù)如下：圖三 螺旋槳無因次敞水性征曲線11計算船舶系泊狀態(tài)螺旋槳有效推力與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速N0由敞水性征曲線得J=0時，KT=0.298,KQ=0.0331。計算功率PD=441*0.97=427.77kW=582hp系柱推力減額分?jǐn)?shù)取t0=1.04,主機(jī)轉(zhuǎn)矩Q=PD*60*75/(2N)=582*60*75/(2*3

7、.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車葉轉(zhuǎn)速N0=60*T/(*D4*KT)=60* (6058.59/(104.63* 1.634*0.298)0.5= 314.8 rpm12槳葉強(qiáng)度校核按我國1990鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范校核t0.25R及t0.6R，應(yīng)不小于按下式計算所的之值：t=Y/(K-X)(mm)式中Y=A1*Ne/(Z*b*N),X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010*Z*b)計算功率Ne=441*0.97=427.77kW=582hpAd

8、= AE/A0=0.505,P/D=0.735,=8º，G=7.6gf/cm3,N=380rpm在0.6R處切面弦長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槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算最大切面在0.6R處，b0.6R=2.1867* AE/A0*D/Z=2.1867*0.505*1.63/4=0.45m軸線處最大厚度=0.045D=0.045*1.63*1000=73.35mm實際槳葉厚度B型4葉螺旋槳尺度表列表計算如下：（單位：mm）14槳轂設(shè)

9、計：最大連續(xù)功率PD=582hp，此時N0=314.8 rpm(PD/N)1/3= (582/314.8) 1/3= 1.23根據(jù)中文課本P198圖9-1可查得螺旋槳槳軸直徑dt=163mm采用整體式螺旋槳，則螺旋槳的轂徑dh=1.8dt=1.8*163=293.4mm轂前后兩端的直徑d2=0.88*dh=0.88*293.4=258.2mmd1=1.10*dh=1.10*293.4=322.74mm槳轂長度l0=dh+100=393.4mm減輕孔的長度l1=0.3*l0=0.3*393.4=118mm轂部筒圓厚度=0.75*t0.2R=0.75*59.66=44.74mm葉面、葉背與轂連接處

10、的圓弧半徑r1=0.033D=0.033*1.63*1000=53.8mm r2=0.044D=0.044*1.63*1000=71.7mm15螺旋槳總圖繪制（另見螺旋槳設(shè)計總圖）16螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動慣量計算鋁青銅材料重量密度=8410kgf/m3;0.6R處葉切面的弦長b0.6=0.45m，螺旋槳直徑D=1.63m。t0.2=0.05966 m, t0.6= 0.03227m;最大連續(xù)功率PD=582hp，此時N0=314.8 rpm轂徑d=0.167*dt=0.167*1.63=0.2934m轂長LK=0.3934m槳轂長度中央處軸徑d0=0.045+0.108(PD/N)1/3-KLK/

11、2 =0.045+0.108*(582/314.8)/3-0.1*0.3934/2 =0.092m d/D=0.18則根據(jù)我國船舶及海洋工程設(shè)計研究院提出的公式：槳葉重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 =212.35kgf0/d)LKd2(kgf) =(0.88-0.6*0.092/0.2934)*0.3934*8410*0.2934*0.2934 =197.05kgf螺旋槳重量 G= Gbl +Gn= 409kgf螺旋槳慣性矩 Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3=0.0948*8410*4*0.45*(0.5*0.05966+0.03227)*1.63*1.63*1.63=386kgf