船舶推進(jìn)螺旋槳的空泡現(xiàn)象課件

1船舶原理2008年12月8日1船舶原理2008年12月8日2本次課主要教學(xué)內(nèi)容1、空泡的成因船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、螺旋槳的空泡現(xiàn)象及其對性能的影響3、空泡校核4、螺旋槳強(qiáng)度的規(guī)范校核法2本次課主要教學(xué)內(nèi)容1、空泡的成因船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空3本次課主要教學(xué)要求1、了解空泡的成因、空泡的種類及其特點。這是本次課的一個教學(xué)難點。船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、理解螺旋槳的空泡現(xiàn)象及其對性能的影響。這是本次課的一個教學(xué)重點和難點。3、了解螺旋槳空泡校核方法。4、掌握螺旋槳強(qiáng)度的規(guī)范校核法的基本思想。這是本次課的另一個教學(xué)重點。3本次課主要教學(xué)要求1、了解空泡的成因、空泡的種類及其特點。4第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象一、船舶發(fā)展的兩種趨勢1、軍用船舶主機(jī)不斷向高轉(zhuǎn)速和大功率方向發(fā)展，并將高速主機(jī)直接和螺旋槳相連。這類船舶的螺旋槳上空泡往往在所難免。船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、船舶大型化和高速化。由于螺旋槳負(fù)荷不斷增加，尾部流場的不均勻性上螺旋槳上產(chǎn)生時生時滅的空泡，導(dǎo)致螺旋槳剝蝕損傷，而且往往伴有強(qiáng)烈的尾部振動。4第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象一、船舶發(fā)展的兩種趨勢1、軍用船舶5二、需要研究的課題1、空泡的機(jī)理是什么？船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、空泡到底有沒有尺度效應(yīng)？3、空泡為什么會產(chǎn)生剝蝕及其防止的對策？4、葉切面的空泡程度和性能究竟如何預(yù)測？5二、需要研究的課題1、空泡的機(jī)理是什么？船舶推進(jìn)第六章螺6船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-1空泡的成因一、空泡的定義

螺旋槳在水中工作時，漿葉的葉背壓力降低形成吸力面，若某處的壓力降至臨界值以下時，導(dǎo)致爆發(fā)式的汽化，水汽通過界面，進(jìn)入氣核并使之膨脹，形成氣泡，稱為空泡。一般認(rèn)為，壓力的臨界值即為該溫度時水的汽化壓力Pv（或稱飽和蒸汽壓力）。6船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-1空泡的成因一、7船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、減壓系數(shù)

1、應(yīng)用伯努利方程有7船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、減壓系數(shù)1、應(yīng)用伯8船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、產(chǎn)生空泡的條件

表示壓力增高

表示壓力降低8船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、產(chǎn)生空泡的條件9船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、空泡數(shù)顯然產(chǎn)生空泡的條件也可寫成：四、判斷準(zhǔn)則9船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、空泡數(shù)顯然產(chǎn)生空泡的10船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象五、影響減壓系數(shù)的因素減壓系數(shù)只與該處的流速與來流速度的比值有關(guān)。故在繞流條件下，減壓系數(shù)隨切面形狀、入射角及B點的位置而變。10船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象五、影響減壓系數(shù)的因素11船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象1、不同入射角時減壓系數(shù)的分布曲線11船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象1、不同入射角時減壓系12船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象12船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象13船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、不同切面形狀的壓力分布情況結(jié)論：改變?nèi)~切面上減壓系數(shù)只能從改變?nèi)~切面形狀和入射角入手。13船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、不同切面形狀的壓力14船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象六、影響空泡數(shù)的因素空泡數(shù)與來流速度、水的汽化壓力及靜壓力有關(guān)，而與漿葉切面幾何特征無關(guān)。1、當(dāng)為一定值時，來流速度越大，則空泡數(shù)也越大。2、當(dāng)一定，水溫越高，汽化壓力越大，則空泡數(shù)越小。14船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象六、影響空泡數(shù)的因素空15船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、當(dāng)和為一定時，漿葉的沉沒深度越大，則空泡數(shù)也越大。4、當(dāng)轉(zhuǎn)速n和進(jìn)速較大，其合成速度也大，則空泡數(shù)較小。如果忽略誘導(dǎo)速度，則來流速度可表示為：15船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、當(dāng)和16船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象七、不發(fā)生空泡數(shù)的極限條件對于葉切面來說，最大減壓系數(shù)越大者越易發(fā)生空泡；對空泡數(shù)來說，空泡數(shù)愈小愈易發(fā)生空泡。物體做高速運動時，若速度超過極限值，則必然發(fā)生空泡現(xiàn)象。16船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象七、不發(fā)生空泡數(shù)的極限17船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象八、空泡的種類1、氣化空泡：是指原溶解于水中的氣體，由于降壓或過飽和，以擴(kuò)散的方式通過界面逸到存在于水里的氣核中并成長到肉眼能看見的程度。氣核：研究表明，在液體中產(chǎn)生空泡是因液體內(nèi)本身存在某種“缺陷”或“弱點”所致，這種缺陷或弱點就是氣核。17船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象八、空泡的種類1、氣化18船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、似是空泡：是指原來以各種方式存在于水中的氣核，雖然沒有任何水汽或氣體逸入，但當(dāng)外界壓力降低時，它本身也能膨脹到肉眼可見的程度。剝蝕現(xiàn)象：由于空泡潰滅，產(chǎn)生內(nèi)爆，這種內(nèi)爆之沖擊力反復(fù)集中于一點，可使葉表面材料被剝蝕而損壞的現(xiàn)象。材料被反復(fù)剝蝕后會形成多孔海綿狀麻點。2、汽化空泡：是指液體分子因降壓到所謂的飽和蒸汽壓力導(dǎo)致爆炸式的汽化，水汽通過界面，進(jìn)入氣核并使之膨脹。18船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、似是空泡：是指原來19船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-2螺旋槳的空泡現(xiàn)象及其對性能的影響一、螺旋槳的空泡現(xiàn)象

1、渦空泡渦空泡發(fā)生在葉梢和轂部。漿葉隨邊出現(xiàn)的自由渦片的不穩(wěn)定性，在尾端不遠(yuǎn)處就卷起兩股大旋渦，在葉梢形成梢窩，在跟部處的渦匯集成轂渦。渦核中壓力最低，當(dāng)降至某一臨界壓力時就產(chǎn)生空泡。19船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-2螺旋槳的空泡20船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、泡狀空泡泡狀空泡通常指在葉背上切面最大厚度處所產(chǎn)生的空泡，呈泡沫狀。這時葉切面的攻角較小，導(dǎo)邊沒未出現(xiàn)負(fù)壓峰。泡狀空泡對螺旋槳的性能影響不大，但對漿葉材料有剝蝕作用。20船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、泡狀空泡泡狀空泡通21船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、片狀空泡片狀空泡通常指在漿葉外半徑部分導(dǎo)邊附近產(chǎn)生，呈膜片狀，長度不一。在攻角較大時最容易產(chǎn)生這類空泡。1）超空泡流動：若空泡從葉切面導(dǎo)邊一直延伸到隨邊以外，即葉切面全部為空泡所覆蓋。影響螺旋槳性能而無剝蝕作用。2）局部空泡：若空泡起源于導(dǎo)邊而在到隨邊之前結(jié)束。對螺旋槳有剝蝕作用。21船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、片狀空泡片狀空泡通22船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、空泡對螺旋槳性能的影響第一階段空泡對螺旋槳的水動力性能不產(chǎn)生影響，但使葉面產(chǎn)生剝蝕。第二階段空泡對螺旋槳的水動力性能產(chǎn)生影響，但對葉面無剝蝕作用。22船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、空泡對螺旋槳性能的23船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、延緩螺旋槳空泡發(fā)生的措施1、從降低最大減壓系數(shù)入手1)減小葉根附近切面的螺距。單漿船在葉根部分的拌流較大，易產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，故可將根部切面的螺距適當(dāng)減小，從而使該處的最大減壓系數(shù)值降低，并易保持相當(dāng)?shù)娜~寬以免厚度過大。23船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、延緩螺旋槳空泡發(fā)生24船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2)采用弓形切面或壓力分布較均勻的其它切面形式，有利于延緩空泡的發(fā)生。24船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2)采用弓形切面或壓力25船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3)增加螺旋槳的盤面比，以減低單位面積上的平均推力，使葉背上的減壓系數(shù)降低。25船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3)增加螺旋槳的盤面比26船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、從提高螺旋槳的空泡數(shù)入手1)盡量增加螺旋槳的浸沒深度。2)減小螺旋槳的轉(zhuǎn)速，即盡可能選用低轉(zhuǎn)速的主機(jī)。3)提高漿葉的加工精度。4)改善船尾部分的形狀與正確安裝漿軸位置可減小斜流拌流不均勻性的影響等。26船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、從提高螺旋槳的空泡27船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象對高速船，特別是高速軍艦而言，往往螺旋槳空泡在所難免。一般做如下處理：A、允許漿葉上有部分空泡存在，在使用過程中應(yīng)根據(jù)其剝蝕情況予以調(diào)換。B、速度再高時，干脆設(shè)法促使其在第二階段空泡下運轉(zhuǎn)，即所謂全空泡（或稱超空泡）螺旋槳的設(shè)計問題。3、其它措施27船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象對高速船，特別是高速軍28船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-3空泡校核一、空泡校核方法

1、螺旋槳模型空泡試驗或大量實船資料整理所得的圖譜。2、由統(tǒng)計數(shù)據(jù)歸納而成的近似公式進(jìn)行空泡校核。28船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-3空泡校核一、29船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、校核注意事項

由于試驗或近似公式往往僅限于某一類型的螺旋槳，因此在進(jìn)行空泡校核時應(yīng)各種圖譜或公式的使用范圍，否則難以獲得正確的結(jié)果?？张菪：说姆椒ê芏啵壳奥菪龢獔D譜設(shè)計中常用的界限方法---柏利爾界限線。29船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、校核注意事項由于30船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、螺旋槳空泡校核建議1、采用柏利爾的商船界限線30船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、螺旋槳空泡校核建議31船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象31船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象32船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、對于大馬力船舶，一般據(jù)瓦根寧根水池界限線所得出的展開面積再加5%-10%的裕度。3、采用圖6-22所示空泡界限線（此圖由日本松尾幸一和矢崎敦生在《中小型船舶螺旋槳設(shè)計方法及參考圖表集》中提供，實際上是根據(jù)柏利爾的商船界限線整理而成的，但較清晰，便于應(yīng)用）。32船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、對于大馬力船舶，一33船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象33船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象34船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-4螺旋槳強(qiáng)度的《規(guī)范》校核一、螺旋槳受力的復(fù)雜性

螺旋槳在工作時作用在漿葉上的流體動力有軸向的推力及與轉(zhuǎn)向相反的阻力，兩者都使?jié){葉產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。此外漿葉上也可能受到意外的突然載荷，同時螺旋槳處于不均勻的尾流場中工作，使?jié){葉受力產(chǎn)生周期性變化。34船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-4螺旋槳強(qiáng)度的35船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、校核強(qiáng)度的必要性

在設(shè)計螺旋槳時必須進(jìn)行強(qiáng)度計算和確定漿葉的厚度分布，以確保螺旋槳在正常工作時不致?lián)p壞或斷裂。三、強(qiáng)度的計算方法

由于螺旋槳漿葉的扭曲性和螺旋槳受力的復(fù)雜性，要精確地進(jìn)行強(qiáng)度計算非常困難。在實踐中，一般都用理論和試驗相結(jié)合的方法來進(jìn)行螺旋槳的強(qiáng)度計算。35船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、校核強(qiáng)度的必要性36船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象四、《規(guī)范》校核法簡介為了保證螺旋槳的安全，中國船級社2001年《鋼制海船入級與建造規(guī)范》中，對螺旋槳強(qiáng)度要求作了明確的規(guī)定。漿葉厚度校核：式中：K為材料系數(shù)，Y為功率系數(shù)，X為轉(zhuǎn)速系數(shù)。36船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象四、《規(guī)范》校核法簡介37船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象1、材料系數(shù)K的獲得通過查表的方法查得。如下表所示。37船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象1、材料系數(shù)K的獲得通38船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、功率系數(shù)Y的計算38船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、功率系數(shù)Y的計算39船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、轉(zhuǎn)速系數(shù)X的計算39船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、轉(zhuǎn)速系數(shù)X的計算40船舶原理2008年12月8日1船舶原理2008年12月8日41本次課主要教學(xué)內(nèi)容1、空泡的成因船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、螺旋槳的空泡現(xiàn)象及其對性能的影響3、空泡校核4、螺旋槳強(qiáng)度的規(guī)范校核法2本次課主要教學(xué)內(nèi)容1、空泡的成因船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空42本次課主要教學(xué)要求1、了解空泡的成因、空泡的種類及其特點。這是本次課的一個教學(xué)難點。船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、理解螺旋槳的空泡現(xiàn)象及其對性能的影響。這是本次課的一個教學(xué)重點和難點。3、了解螺旋槳空泡校核方法。4、掌握螺旋槳強(qiáng)度的規(guī)范校核法的基本思想。這是本次課的另一個教學(xué)重點。3本次課主要教學(xué)要求1、了解空泡的成因、空泡的種類及其特點。43第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象一、船舶發(fā)展的兩種趨勢1、軍用船舶主機(jī)不斷向高轉(zhuǎn)速和大功率方向發(fā)展，并將高速主機(jī)直接和螺旋槳相連。這類船舶的螺旋槳上空泡往往在所難免。船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、船舶大型化和高速化。由于螺旋槳負(fù)荷不斷增加，尾部流場的不均勻性上螺旋槳上產(chǎn)生時生時滅的空泡，導(dǎo)致螺旋槳剝蝕損傷，而且往往伴有強(qiáng)烈的尾部振動。4第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象一、船舶發(fā)展的兩種趨勢1、軍用船舶44二、需要研究的課題1、空泡的機(jī)理是什么？船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、空泡到底有沒有尺度效應(yīng)？3、空泡為什么會產(chǎn)生剝蝕及其防止的對策？4、葉切面的空泡程度和性能究竟如何預(yù)測？5二、需要研究的課題1、空泡的機(jī)理是什么？船舶推進(jìn)第六章螺45船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-1空泡的成因一、空泡的定義

螺旋槳在水中工作時，漿葉的葉背壓力降低形成吸力面，若某處的壓力降至臨界值以下時，導(dǎo)致爆發(fā)式的汽化，水汽通過界面，進(jìn)入氣核并使之膨脹，形成氣泡，稱為空泡。一般認(rèn)為，壓力的臨界值即為該溫度時水的汽化壓力Pv（或稱飽和蒸汽壓力）。6船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-1空泡的成因一、46船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、減壓系數(shù)

1、應(yīng)用伯努利方程有7船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、減壓系數(shù)1、應(yīng)用伯47船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、產(chǎn)生空泡的條件

表示壓力增高

表示壓力降低8船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、產(chǎn)生空泡的條件48船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、空泡數(shù)顯然產(chǎn)生空泡的條件也可寫成：四、判斷準(zhǔn)則9船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、空泡數(shù)顯然產(chǎn)生空泡的49船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象五、影響減壓系數(shù)的因素減壓系數(shù)只與該處的流速與來流速度的比值有關(guān)。故在繞流條件下，減壓系數(shù)隨切面形狀、入射角及B點的位置而變。10船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象五、影響減壓系數(shù)的因素50船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象1、不同入射角時減壓系數(shù)的分布曲線11船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象1、不同入射角時減壓系51船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象12船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象52船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、不同切面形狀的壓力分布情況結(jié)論：改變?nèi)~切面上減壓系數(shù)只能從改變?nèi)~切面形狀和入射角入手。13船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、不同切面形狀的壓力53船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象六、影響空泡數(shù)的因素空泡數(shù)與來流速度、水的汽化壓力及靜壓力有關(guān)，而與漿葉切面幾何特征無關(guān)。1、當(dāng)為一定值時，來流速度越大，則空泡數(shù)也越大。2、當(dāng)一定，水溫越高，汽化壓力越大，則空泡數(shù)越小。14船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象六、影響空泡數(shù)的因素空54船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、當(dāng)和為一定時，漿葉的沉沒深度越大，則空泡數(shù)也越大。4、當(dāng)轉(zhuǎn)速n和進(jìn)速較大，其合成速度也大，則空泡數(shù)較小。如果忽略誘導(dǎo)速度，則來流速度可表示為：15船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、當(dāng)和55船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象七、不發(fā)生空泡數(shù)的極限條件對于葉切面來說，最大減壓系數(shù)越大者越易發(fā)生空泡；對空泡數(shù)來說，空泡數(shù)愈小愈易發(fā)生空泡。物體做高速運動時，若速度超過極限值，則必然發(fā)生空泡現(xiàn)象。16船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象七、不發(fā)生空泡數(shù)的極限56船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象八、空泡的種類1、氣化空泡：是指原溶解于水中的氣體，由于降壓或過飽和，以擴(kuò)散的方式通過界面逸到存在于水里的氣核中并成長到肉眼能看見的程度。氣核：研究表明，在液體中產(chǎn)生空泡是因液體內(nèi)本身存在某種“缺陷”或“弱點”所致，這種缺陷或弱點就是氣核。17船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象八、空泡的種類1、氣化57船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、似是空泡：是指原來以各種方式存在于水中的氣核，雖然沒有任何水汽或氣體逸入，但當(dāng)外界壓力降低時，它本身也能膨脹到肉眼可見的程度。剝蝕現(xiàn)象：由于空泡潰滅，產(chǎn)生內(nèi)爆，這種內(nèi)爆之沖擊力反復(fù)集中于一點，可使葉表面材料被剝蝕而損壞的現(xiàn)象。材料被反復(fù)剝蝕后會形成多孔海綿狀麻點。2、汽化空泡：是指液體分子因降壓到所謂的飽和蒸汽壓力導(dǎo)致爆炸式的汽化，水汽通過界面，進(jìn)入氣核并使之膨脹。18船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、似是空泡：是指原來58船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-2螺旋槳的空泡現(xiàn)象及其對性能的影響一、螺旋槳的空泡現(xiàn)象

1、渦空泡渦空泡發(fā)生在葉梢和轂部。漿葉隨邊出現(xiàn)的自由渦片的不穩(wěn)定性，在尾端不遠(yuǎn)處就卷起兩股大旋渦，在葉梢形成梢窩，在跟部處的渦匯集成轂渦。渦核中壓力最低，當(dāng)降至某一臨界壓力時就產(chǎn)生空泡。19船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-2螺旋槳的空泡59船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、泡狀空泡泡狀空泡通常指在葉背上切面最大厚度處所產(chǎn)生的空泡，呈泡沫狀。這時葉切面的攻角較小，導(dǎo)邊沒未出現(xiàn)負(fù)壓峰。泡狀空泡對螺旋槳的性能影響不大，但對漿葉材料有剝蝕作用。20船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、泡狀空泡泡狀空泡通60船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、片狀空泡片狀空泡通常指在漿葉外半徑部分導(dǎo)邊附近產(chǎn)生，呈膜片狀，長度不一。在攻角較大時最容易產(chǎn)生這類空泡。1）超空泡流動：若空泡從葉切面導(dǎo)邊一直延伸到隨邊以外，即葉切面全部為空泡所覆蓋。影響螺旋槳性能而無剝蝕作用。2）局部空泡：若空泡起源于導(dǎo)邊而在到隨邊之前結(jié)束。對螺旋槳有剝蝕作用。21船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3、片狀空泡片狀空泡通61船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、空泡對螺旋槳性能的影響第一階段空泡對螺旋槳的水動力性能不產(chǎn)生影響，但使葉面產(chǎn)生剝蝕。第二階段空泡對螺旋槳的水動力性能產(chǎn)生影響，但對葉面無剝蝕作用。22船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、空泡對螺旋槳性能的62船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、延緩螺旋槳空泡發(fā)生的措施1、從降低最大減壓系數(shù)入手1)減小葉根附近切面的螺距。單漿船在葉根部分的拌流較大，易產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，故可將根部切面的螺距適當(dāng)減小，從而使該處的最大減壓系數(shù)值降低，并易保持相當(dāng)?shù)娜~寬以免厚度過大。23船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、延緩螺旋槳空泡發(fā)生63船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2)采用弓形切面或壓力分布較均勻的其它切面形式，有利于延緩空泡的發(fā)生。24船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2)采用弓形切面或壓力64船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3)增加螺旋槳的盤面比，以減低單位面積上的平均推力，使葉背上的減壓系數(shù)降低。25船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象3)增加螺旋槳的盤面比65船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、從提高螺旋槳的空泡數(shù)入手1)盡量增加螺旋槳的浸沒深度。2)減小螺旋槳的轉(zhuǎn)速，即盡可能選用低轉(zhuǎn)速的主機(jī)。3)提高漿葉的加工精度。4)改善船尾部分的形狀與正確安裝漿軸位置可減小斜流拌流不均勻性的影響等。26船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象2、從提高螺旋槳的空泡66船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象對高速船，特別是高速軍艦而言，往往螺旋槳空泡在所難免。一般做如下處理：A、允許漿葉上有部分空泡存在，在使用過程中應(yīng)根據(jù)其剝蝕情況予以調(diào)換。B、速度再高時，干脆設(shè)法促使其在第二階段空泡下運轉(zhuǎn)，即所謂全空泡（或稱超空泡）螺旋槳的設(shè)計問題。3、其它措施27船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象對高速船，特別是高速軍67船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-3空泡校核一、空泡校核方法

1、螺旋槳模型空泡試驗或大量實船資料整理所得的圖譜。2、由統(tǒng)計數(shù)據(jù)歸納而成的近似公式進(jìn)行空泡校核。28船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象§6-3空泡校核一、68船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、校核注意事項

由于試驗或近似公式往往僅限于某一類型的螺旋槳，因此在進(jìn)行空泡校核時應(yīng)各種圖譜或公式的使用范圍，否則難以獲得正確的結(jié)果?？张菪：说姆椒ê芏?，目前螺旋槳圖譜設(shè)計中常用的界限方法---柏利爾界限線。29船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象二、校核注意事項由于69船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、螺旋槳空泡校核建議1、采用柏利爾的商船界限線30船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)象三、螺旋槳空泡校核建議70船舶推進(jìn)第六章螺旋槳的空泡現(xiàn)