某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书姓名： XXX班级：XXX学号：XXX联系方式：XXX日期：XXX1.已知船体的主要参数船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 C B = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下：航速V （kn ） 13 14 15 16 有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 40452.主机参数型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.983.相关推进因子伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0船身效率 0777.111=--=wtH η4.可以达到最大航速的计算采用MAU 四叶桨图谱进行计算。

取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： P D = 4762.8根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算： 项 目 单位 数 值 假定航速V kn 13 14 15 16V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.815 11.536 Bp=NP D 0.5/V A 2.542.3435.1829.6025.19Bp 6.51 5.93 5.44 5.02MAU 4-40δ75.82 70.11 64.99 60.75 P/D 0.640 0.667 0.694 0.720 ηO0.5576 0.5828 0.6055 0.6260 P TE =PD·ηH·ηOhp 2862.09 2991.44 3107.95 3213.18MAU 4-55δ74.35 68.27 63.57 59.33 P/D 0.686 0.713 0.741 0.770 ηO0.5414 0.5672 0.5909 0.6112 P TE =PD·ηH·ηOhp 2778.94 2911.36 3043.28 3137.21MAU 4-70δ73.79 67.79 63.07 58.70 P/D 0.693 0.723 0.754 0.786 ηO0.5209 0.5456 0.5643 0.5828 P TE=PD·ηH·ηOhp 2673.71 2800.49 2891.86 2991.44据上表的计算结果可绘制PT E、δ、P/D及ηO对V的曲线，如下图所示。

从PTE —f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D 、D 及η15012O 如下表所列。

5.空泡校核按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计算不发生空泡之最小展开面积比。

桨轴沉深 hf =T －Zp=7.2－3.00=4.2mp 0－p v = pa + γhs －pv = 10300+1025×4.2-174= 14461kgf/m 2计算温度t = 15°C ,Pv = 174kgf/ m 2 , P D = 4762.8hp, ρ= 104.63kgfs 2/m 4序号 项目 单位 数值MAU Vmax P/D δD ηO4-40 15.12 0.695 64.2 4.241 0.600 4-55 15.03 0.739 63.3 4.157 0.589 4-7014.800.74563.54.1060.558MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70 1 VmaxKn 15.12 15.03 14.80 2 V A =0.5144Vmax(1-w) m/s5.608 5.574 5.489 3 (0.7πND/60)2 (m/s)2 657.81 632.01 616.59 4 V 20.7R =V 2A +（3）(m/s)2689.25 663.08 646.72 5 σ=(p 0- p v ) / 21ρV 0.7R 20.401 0.417 0.427 6 τ c 0.164 0.169 0.174 7 T=P D ·ηO ·75/V Akgf38220 37448 36344 8 A P =T /21ρV 0.7R 2·τ c m 2 6.463 6.391 6.164 9 A E =A P / (1.067-0.229P/D) m 27.119 7.110 6.881 10A E /A O =A E /41πD 20.5030.5240.519按上述结果作图,可求得不发生空泡的最小盘面比以及对应的最佳螺旋桨要素A E / A O = 0.535 P/D=0.730 D= 4.160 ηo= 0.588 Vmax= 15.036.强度校核按1983年<<规范>>校核t 0.25R 及t 0.6r ,应不小于按下式计算之值:t=XK Y -,ZbNN A Y e1=, X=A 2GA d N 2D 3/1010Zb计算功率Ne=5400×0.98=5292hpA D = A E / A O =0.535, P/D= 0.730 , ︒=8ε，G=7.6gf/cm 3 ,N=165rpmb 0.66R =0.226D ·A E / A O/0.1Z=1.2575 b 0.25R =0.7212b 0.66R = 0.9069 b 0.6R =0.9911b 0.66R = 1.2463项目单位数值0.25R 0.6R弦长b m 0.9069 1.2463 K1643 207K2250 151K31410 635K44 34A 1=D/P(K1-K2D/P0.7)+K3D/P0.7-K42327 836Y=A1Ne/ZbN 20572.56 5378.93K582 23K634 12K741 65K8380 330A2=D/P(K5+K6ε)+K7ε+K81193 1013 材料系数K（铝镍合金）1．179 1.179X=A2GAdN2D3/1010Zb 0.2621 0.1619)(XKYt-=mm 148.79 71.65 MAU标准桨叶厚度t′mm 159．19659.688 校核结果满足要求满足要求实取桨叶厚度mm 160 92.13实取桨叶厚度按t1.0R=0.0035D=14.56 与t0.25R=160连直线决定: t0.2R = 169.68 t0.3R = 150.30t0.4R = 130.88 t0.5R = 111.52t0.6R = 92.13 t0.7R = 72.72t0.8R = 53.34 t0.9R = 33.957.螺距修正根据尾轴直径大小，决定毂径比d h /D=0.18，此值与MAU 桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。

由于实际桨叶厚度大于MAU 桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。

设计桨 )(b t0.7R =0.05805标准桨 )(bt0.7R = 0.055221－s = NP V A =NP V 866.30)-1(⨯ω=(1-0.279)*15.03*30.866/(165*3.0368)=0.6675△)(b t 0.7R =〔)(b t 0.7R 设－)(b t 0.7R 标×51.055.0〕×0.75=-0.001126△)(D P t =－2)(D P 0(1－s) △)(b t0.7R =2*0.730*0.6675*0.001126=0.00109修正后的螺距比： D P =)(D P 0＋△)(D Pt =0.730+0.00109=0.7318.重量及惯性矩计算根据MAU 桨切面的面积数据用积分方法计算得：桨叶重量 3681.5.5kgf 桨毂重量 1896.2 kgf 螺旋桨重量 5577.7 kgf桨叶惯性矩 443.5 kgf.m.s^2 桨毂惯性矩 ` 30.9 kgf.m.s^2 螺旋桨总惯性矩 474.4 kgf.m.s^2（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10）r/R面积系 数Ka 弦长╳最大 厚度 b ╳t 切面面 积(m 2) S=Kabt 辛式 系数 SM(4)╳(5)rr 2(6)╳(7)(6)╳(8) 0.2 0.674 0.14199150.0957023 1 0.0957023 0.4160.1730560.039812149 0.016561854 0.3 0.674 0.14685870.0989827 4 0.3959309 0.6240.3893760.247060905 0.154166005 0.4 0.674 0.14335270.09661972 0.1932394 0.8320.6922240.160775212 0.133764976 0.5 0.6745 0.1322990 0.0892340.35694 1.040 1.0816 0.37122040.386069257 2366 840.6 0.6745 0.11481990.0774460 2 0.1548920 1.2481.5575040.193305249 0.241244951 0.7 0.677 0.091136240.0616992 4 0.2467969 1.4562.1199360.359336358 0.523193737 0.8 0.683 0.062330810.0425719 2 0.08514391.872 1.6642.7688960.141679428 0.235754568 0.9 0.695 0.031431790.02184514 0.087382.0804 1.8723.5043840.163576085 0.30621443110.70 010 2.08 4.3264∑(6)=1.6160287∑(9)= 1.676765852∑(10)= 1.9969698079.敞水特性曲线由MAU4-40,MAU4-55,P/D= 0.731 的敞水特性曲线内插得到MAU4- 53.5 ,P/D= 0.731 的敞水特性曲线，其数据如下：设计桨的敞水特性数据表J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10KQ 0.372 0．354 0.322 0.294 0.262 0.222 0.184 0.132 KT 0.334 0.303 0.278 0.244 0.205 0.163 0.123 0.07410.螺旋桨计算总结螺旋桨直径 4.160螺距比 0.731型式 MAU叶数 Z=4盘面比A E / A O=0.535ε纵倾角︒=8螺旋桨效率ηo= 0.588 设计航速 Vmax= 15.03毂径比d h/D=0.18旋向右旋材料铝镍青铜重量 5577.7kgf惯性矩 474.4 kgf.m.s^211.附录螺旋桨制图数据。