螺旋槳的幾何特征

第一章緒論

第二章螺旋槳的幾何特征一、主要內(nèi)容1、本課題的主要研究內(nèi)容；2、有效馬力、機(jī)器馬力、收到馬力和傳送效率、推進(jìn)效率和推進(jìn)系數(shù)的概念；3、螺旋槳的外形和名稱及幾何特征的有關(guān)專業(yè)術(shù)語。二、重點(diǎn)內(nèi)容1、有效馬力、機(jī)器馬力、收到馬力和傳送效率、推進(jìn)效率和推進(jìn)系數(shù)的概念；2、槳葉數(shù)、槳的直徑、螺距比和盤面比等概念。三、教學(xué)方法多媒體授課、結(jié)合螺旋槳模型組織教學(xué)四、思考題

1、什么是有效馬力、機(jī)器馬力、收到馬力和傳送效率、推進(jìn)效率和推進(jìn)系數(shù)？2、表征螺旋槳幾何特征的主要參數(shù)有哪些？三、下講主要內(nèi)容理想推進(jìn)器理論。第一章緒論

一、本課題的研究對象和內(nèi)容1、船舶快速性船舶在給定主機(jī)馬力（功率）情況下，在一定裝載時(shí)于水中航行的快慢問題。2、推進(jìn)器將能源（發(fā)動機(jī)）發(fā)出的功率轉(zhuǎn)換為推船前進(jìn)的功率的專門裝置或機(jī)構(gòu)。常見的推進(jìn)器為螺旋槳。3、主要內(nèi)容1）推進(jìn)器在水中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生推力的基本原理及其性能好壞；2）螺旋槳的圖譜設(shè)計(jì)方法。

二、馬力及效率

1、有效馬力PE

1）公制有效馬力（本教材常用）2）英制有效馬力

式中，Te為有效推力（kgf），R為阻力（kgf），v為船速（m/s）思考：在船舶專業(yè)中常用的速度單位還有哪些？2、主機(jī)馬力和傳送效率推進(jìn)船舶所需要的功率由主機(jī)供給，主機(jī)發(fā)出的馬力稱為主機(jī)馬力，以PS表示。主機(jī)馬力經(jīng)減速裝置、推力軸承及主軸等傳送至推進(jìn)器，在主軸尾端與推進(jìn)器聯(lián)接處所量得的馬力稱為推進(jìn)器的收到馬力，以PD表示。傳送效率ηs＝PD/PS，它反映了推力軸承、軸承地、尾軸填料函及減速裝置等的摩擦損耗。2、推進(jìn)效率和推進(jìn)系數(shù)推進(jìn)效率ηD＝PE/PD，它反映了推進(jìn)器在操作時(shí)有一定的能量損耗，及船身與推進(jìn)器間的相互影響的能量損耗。推進(jìn)效率也稱為似是推進(jìn)系數(shù)或準(zhǔn)推進(jìn)系數(shù)QPC。

推進(jìn)系數(shù)PC＝PE/PS，它反映了用某種機(jī)器及推進(jìn)器以推進(jìn)船舶的全面性能。推進(jìn)系數(shù)越高，船舶的推進(jìn)性能越好。

第二章螺旋槳的幾何特征一、螺旋槳的外形和名稱螺旋槳俗稱車葉，通常裝于船的尾部，根據(jù)船尾槳數(shù)目（ZP）的多少，船分別稱為單槳船、雙槳船等。螺旋槳通常由槳葉和槳轂構(gòu)成。螺旋槳與尾軸聯(lián)接部分為槳轂，它一般為錐形體。為減小水阻力，在槳轂后端加一整流罩（轂帽），與槳轂形成一光順流線體。

槳葉固定在槳轂上，螺旋槳一般有2－6片槳葉，槳葉數(shù)（Z）越多，槳的振動越小。

當(dāng)船舶前進(jìn)時(shí)，槳葉推水的那一面（即由船尾向前看時(shí)所見到的一面）稱為葉面；相反的另一面稱為葉背。與槳轂連接的槳葉下端稱為葉根，此處的槳葉剖面最厚；槳葉的最外端稱為葉梢，此處的槳葉剖面最薄。螺旋槳正車旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉先與水接觸的一邊稱導(dǎo)邊，另一邊稱隨邊。

螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉梢的圓形軌跡稱梢圓。梢圓的直徑為螺旋槳的直徑D，葉梢至槳轂中線的距離稱螺旋槳半徑R。梢圓的面積稱為螺旋槳的盤面積A0。

螺旋槳正車旋轉(zhuǎn)時(shí)，由船尾向前觀察，若轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)稱右旋，反之為左旋。雙槳船正車旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩螺旋槳的上部向船的中線方向旋轉(zhuǎn)時(shí)稱內(nèi)旋，反之為外旋。二、螺旋面和螺旋線

螺旋槳槳葉的葉面是螺旋面的一部分。

設(shè)線段ab與軸線oo1成固定角度，并使ab以等角速度繞軸oo1旋轉(zhuǎn)的同時(shí)以等線速度沿oo1向上移動，則ab線在空間所描繪的曲面為等螺距螺旋面。線段ab稱為母線，母線繞行一周在軸向前進(jìn)的距離稱為螺距（P）。a：母線為直線且垂直于軸線，正螺旋面；b：母線為直線但不垂直于軸線，斜螺旋面；c、d：母線為曲線，扭曲螺旋面。

母線上任一固定點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一螺旋線，任一共軸圓柱面與螺旋面相交的交線也為螺旋線。

節(jié)線、螺距三角形、螺距角如下圖所示。三、螺旋槳的幾何特征一）螺旋槳的面螺距

螺旋槳槳葉的葉面是螺旋面的一部分。若將螺旋線段B0C0引長繞軸線一周，則其兩端之軸向距離等于此螺旋線的螺距P。若螺旋槳的葉面為等螺距螺旋面之一部分，則P即稱為螺旋槳的面螺距。面螺距P與直徑D之比P/D稱為螺距比。將圓柱面展成平面后即得螺距三角形。半徑r處的螺距角θ，半徑r處的螺距角θ的大小，表示槳葉葉面在該處的傾斜程度。等螺距螺旋槳的螺距三角形見右上圖所示。變螺距螺旋槳（各半徑處的面螺距不等的螺旋槳）的螺距三角形見右下圖所示。對此類螺旋槳常取0.7R或0.75R（R為螺旋槳半徑）處面螺旋距代表螺旋槳的螺距，為注明其計(jì)量方法，在簡寫時(shí)可記作P0.7R或P0.75R。二）槳葉切面與螺旋槳共軸的圓柱面與槳葉相截所得的截面稱為槳葉切面，簡稱葉切面或葉剖面。展為平面后則得葉切面形狀，通常有如下幾種：圓背式切面（弓形切面）、機(jī)翼形切面、梭形切面和月牙形切面。其中弓形和機(jī)翼形較為常見。切面的弦長一般有內(nèi)弦和外弦之分。連接切面導(dǎo)邊與隨邊的直線AB稱為內(nèi)弦，圖中線段BC稱為外弦。對于系列圖譜螺旋槳來說，通常稱外弦為弦線，而對于理論設(shè)計(jì)的螺旋槳來說，則常以內(nèi)弦為弦線。弦長的定義應(yīng)與弦長相對應(yīng)。切面的厚度以垂直于所取弦線方向與切面上、下面交點(diǎn)間的距離來表示。其最大厚度t稱為葉厚，t與切面弦長b之比稱為切面的相對厚度或葉厚比δ=t/b。切面的中線或平均線稱為拱線或中線，拱線到內(nèi)弦線的最大垂直距離稱為切面的拱度，以fM表示。fM與弦長b之比稱切面的拱度比f=fM／b。三）槳葉的外形輪廓和葉面積槳葉的外形輪廓可以用螺旋槳的正視圖和側(cè)視圖來表示。從船后向船首所看到的為螺旋槳的正視圖，從船側(cè)看過去過去所看到的為側(cè)視圖。槳葉中間的一根母線作為作圖的參考線，稱為槳葉參考線或葉面參考線或輻射參考線，即圖中的直線OU。若葉面是正螺旋面，則在側(cè)視圖上參考線與軸線垂直；若為斜螺旋面，則參考線與軸線成夾角ε（縱斜角）。參考線OU在軸線上的投影長度稱為zR（縱斜）。

縱斜螺旋槳一般都是向后傾斜的，其目的在于增大槳葉與尾框架或船體間的間隙，以減少螺旋次誘導(dǎo)的船體振動，但縱斜不宜過大，否則螺旋槳在操作時(shí)因離心力而增加葉根處的彎曲應(yīng)力，對槳葉的強(qiáng)度不利。

側(cè)投影圖上應(yīng)作出最大厚度線，最大厚度線與參考線OU間的軸向距離t表示該半徑處葉切面的最大厚度。它僅表示不同半徑處切面最大厚度沿徑向的分布情況，并不表示最大厚度沿切面弦向的位置。與槳轂相連處的切面最大厚度稱葉根厚度（除去兩邊填角料）。輻射參考線與最大厚度線的延長線在軸線上的交點(diǎn)的距離t0稱為假想厚度，它與直徑D的比值t0／D稱為葉厚分?jǐn)?shù)。槳轂直徑（簡稱轂徑）是指輻射參考線與槳轂表面相交處（略去葉根處的填角料）至軸線距離的兩倍，并以d來表示，轂徑d與螺旋槳直徑D的比值d／D稱為轂徑比。

槳葉在垂直于槳軸平面上的投影稱為正投影，其外形輪廓稱為投射輪廓。螺旋槳所有槳葉投影輪廓包含面積的總和稱為螺旋槳投射面積，以AP表示。

投射面（積）比＝AP/A0

投影輪廓對稱于參考線的稱為對稱葉形，若其外形與參考線不對稱，則為不對稱葉形。不對稱槳葉的葉梢與參考線的距離XS,稱為側(cè)斜，相應(yīng)之角度θS為側(cè)斜角。槳葉的側(cè)斜方向一般與螺旋槳的轉(zhuǎn)向相反，合理地選擇槳葉的側(cè)斜可明顯減緩螺旋槳誘導(dǎo)的船體振動。

將各半徑處共軸圓柱面與槳葉相截的各切面展成平面后，以其弦長置于相應(yīng)半徑的水平線上，并光順連接端點(diǎn)所得的輪廓稱為伸張輪廓。螺旋槳各葉伸張輪廓所包含的面積的總和稱為伸張面積，以AE表示。

伸張面（積）比＝AE/A0

將槳葉葉面近似展放在平面上所得的輪廓稱為展開輪廓。各槳葉展開輪廓所包含面積總和稱為展開面積，以AD表示。

展開面（積）比＝AD/A0。螺旋槳槳葉的展開面積和伸張面積極為接近，故均可稱為葉面積，而伸張面積比和展開面積比均可稱為葉面比或盤面比。盤面比的大小實(shí)質(zhì)上表示槳葉的寬窄程度，在相同的葉數(shù)下，盤面比愈大，槳葉愈寬。思考和總結(jié)

對于某特定的型式的螺旋槳，一般以哪些主要幾何要素來表征？

答：葉數(shù)、直徑、螺距比和盤面比。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動、換向；

2.輔機(jī)的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機(jī)單級活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動渦卷作平動運(yùn)動時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)