船舶阻力與推進課程設計說明書

1、魯東大學船舶阻力與推進課程設計說明書課程名稱： 船舶原理 院 （系）： 交通學院 專 業(yè)： 船舶與海洋工程 班 級： 船舶1002班 學 號： 20102814325 學生姓名： 宋淑臣 1、 船體主要參數： 單槳、中機型漁船垂線間長 Lpp=78m型寬 B=14m型深 H=8.8m平均吃水 Tm=6m菱形系數 Cp=0.735排水體積 =4973m ³排水量 = 5097t漿軸線中心線距基線高 Zp=2m模型試驗提供的有效功率數據：航速kn10111213有效功率PE/hp壓載5066609551453滿載58075710941664110%超載638832120318302、主機

2、參數：型號主機功率 MHP = 1618kw(2200hp)轉 速 N = 280 r/min螺旋槳材料 Cu3鎳鋁青銅旋向 右旋3船槳相互作用系數：（1）伴流分數：根據漢克歇爾公式，對于單槳漁船 =0.77Cp-0.28=0.77×0.735-0.28=0.28595（2）推力減額分數：根據漢克歇爾公式，對于單槳漁船 t=0.77Cp-0.30=0.77×0.735-0.30=0.26595（3）轉身效率： h=（1-t）（1-）=（1-0.26595）（1-0.28595） =1.028（4）相對轉身效率：R=1.0（5）軸系效率： S=0.974、（1）船體有效馬力與

3、航速關系計算： 采用MAU 4槳葉圖譜進行計算 取功率儲備10，軸系效率S=0.97 螺旋槳敞水收到馬力： Pd=MHP×0.9×S×R=2200×0.9×0.97×1.0=1920.60 hp 圖譜計算公式VA=V（1-） BP=NPD0.5VA2.5 項目單位數值假定航速VKn10111213VA=V（1-）Kn7.147.8548.5689.828BP=NPD0.5VA2.596.4175.9761.1950.03BP9.828.727.827.07MAU4-40112100.59284.1PD0.5450.560.5910.5

4、9800.4380.470.4980.525PTE=PDh0hp864.78927.96983.241036.55MAU4-5511199.190.582.8PD0.5750.6020.6280.66200.4190.4510.4790.505PTE=PDh0hp827.26890.44945.73997.06MAU4-70108.596.888.580.8PD0.5910.6210.6430.67700.4090.4420.4680.492PTE=PDh0hp807.52872.67924.01971.39根據表計算結果可繪制PTE、PD及0對V的曲線，如圖所示：從PTEf（V）曲線與船體滿

5、載有效馬力曲線，可獲得不同盤面比所對應的設計航速及螺旋槳最佳設計要素PD、D及0，如圖所示： MAU Vmax/kn P/D D/m O 4-4011.940.58992.52.6430.496 4-5511.830.624922.6040.474 4-7011.760.63890.52.5470.462（2）、空泡校核：按柏利爾空界限中漁船上限線，計算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。漿軸沉深：hs=T-Zp=6-2=4 mP0-pv=pa+hs-pv=10330+1025*4-174=14256kgf/m2計算t=15 pv=174kgf/m2 PD=1920.6hp =104.63kgf/m2

6、序號項目單位數值MAU4-40MAU4-55MAU4-701Vmaxkn11.9411.8311.762VA=0.5144Vmax(1-w)m/s4.3854.3444.3193(0.7ND/60)2(m/s)2734.959713.429682.5384V0.7R2=VA2+(3)2(m/s)2751.893730.052698.9655=(p0-Pv)/0.5V0.7R20.3620.3730.3896c(查圖6-20)kgf0.1520.1540.1617T=PD*0*75/VAm217362.0016746.19016419.3928Ap=T/0.5V0.7R2*cm22.9032.8

7、472.7899AE=Ap/(1.067-0.229P/D)m22.7212.6682.61310AE/A0=AE/(0.25D2)0.4960.5010.513空泡校核計算結果：圖 2 空泡校核計算結果據表計算結果作圖如下，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對應的最佳螺旋槳要素。 AE/AO= 0.54 P/D= 0.624 D= 2.61m o=0.474 Vmax= 11.83kn（3）、強度校核：按2001年規(guī)范校核t0.25R及t0.6R,應不小于按下式計算之值：t=Y/(K-X)Y=1.36A1*Ne/(Z*b*ne) X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010Zb)計算功率Ne=

8、2200*0.97=2134hp Ad= AE/AO=0.54 P/D=0.624 =8° G=7.6 g/cm2（表 7-1 材料系數可得） N=ne=280r/min b0.66R=0.226DaE/(0.1Z)=(0.226*2.61*0.54)/0.4=0.7963.b0.25R=0.7212b0.66R=0.7212*0.7963=0.5743.b0.6R=0.9911b0.66R=0.9911*0.7963=0.7892.強度校核計算表項目單位數值0.25R0.6R弦長 bm0.5740.789K1634207K2250151K31410635K4434A1=D/P(k1

9、-k2D/P0.7)+K3D/P0/7-K43788.3401459.59 Y=1.36A1*Ne/(Z*b*ne) 12960.1343633.66K18223K23412K34165K4380330A2=(D/P)(K5+K6)+K7+K81275.3201040.71材料系數K（CU3鎳鋁青銅）1.381.38X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010Zb)0.3180.189t=Y/(K-X)mm110.44855.226MAU標準槳葉厚度tmm99.856.9校核結果不滿足要求滿足要求實取槳葉厚度mm110.676 實際螺旋槳厚度計算按公式：=0.0045*2.61=11.745與連

10、直線決定： t0.2= 115.5mm t0.3= 106mm t0.4 =98.5mm t0.5= 85.9mm t0.6= 76mm t0.7 = 66.1mm t0.8=56.2mm t0.9=46.3mm（4）、螺距修正：根據尾軸直徑大小，決定轂徑比dh/D=0.18,此值與MAU槳標準轂徑比相同 ，故對此項無需修正。由于實際槳葉厚度大于MAU槳標準厚度，故需因厚度差異進行螺距修正。設計槳 t0.7 = 66.1mm ， b0.66R=1.4692m,葉片寬度比1中查表8-4 可得 0.9964. (t/b)0.7R=0.0661/(0.9964*1.4692)=0.04515.標準槳

11、 t0.7R=0.01771*D=0.0171*2,61=0.044631.（0.0171由表查得）.(t/b)0.7R=0.044631/(0.964*0.796311)=0.05625.(取MAU4-55為基準槳)1- s=VA/NP=(1-w)V×30.866/(NP)=(1-0.33)×11.83×30.866/(280×1.62864)=0.5365. (t/b)0.7=(t/b)0.7設-(t/b)0.7標×0.55/0.54×0.75= =0.04515-0.05625×0.55/0.54 ×0.75

12、 =-0.00911。 (P/D)t=-2(P/D)o(1-s)(t/b)0.7R =-2×0.624×0.5365×（-0.00911） =0.0061.修正后的螺距比P/D=(P/D)o+(P/D)t=0.624+0.0061=0.6301.（5）、設計螺旋槳的敞水性能性征曲線計算與繪制：由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.624，的敞水性征曲線內插得到MAU4-54，P/D=0.624的敞水性征曲線（如下圖），數據見下表。設計槳的敞水特性數據表J00.10.20.30.40.50.60.7KT0.2790.2450.2190.1800.1400.1

13、70.0560.01210KQ0.2710.2520.2270.2010.1670.130.1570.050敞水性能性征曲線：（6)、系柱特征曲線計算：由上圖得J=0時，KT= 0.279 ,KQ= 0.271 計算功率 PD=2200*0.97=2134hp系柱推力減額分數取t0=0.04,主機轉矩 Q=PD*60*75/2 N=2134*60*75/2*3.14*280=5461.215kgf.m系柱推力 T=KT/KQ*(Q/D)=0.279/0.271*(5461.215/2.61)=26902.537kgf螺旋槳轉速 N=60(T/D4KT)=121.634r/min（7）、航行特征

14、計算：航行特征計算表項目單位數值Vkn10111213VA=0.5144(1-w)Vm/s3.6734.4074.0405.056N=155r/minJ=VA/nD0.3090.340.370.401KT0.2020.190.1780.164KQ0.02290.02190.02090.0198PTE=KTn2D4*(1-t)V/145.6hp981101510381035Ps=KQ2nn2D5/75s*Rhp2268216720701961N=145r/minJ=VA/nD0.3260.3590.3910.424KT0.1950.1820.1690.153KQ0.02240.02130.02020.019PTE=KTn2D4*(1-t)V/145.6hp848871882865Ps=KQ2nn2D5/75s*Rhp1880178816961595N=135r/minJ=VA/nD0.3460.380.4150.45KT0.1870.1730.1570.14KQ0.02170.02050.01930.018PTE=KTn2D4*(1-t)V/145.6hp724737730705Ps=KQ2nn2D5/75s*Rhp1529144513601269航行特性曲線：將上述計算結果繪成上