螺旋桨图谱课程设计天津大学仁爱学院姓名：陈旭东学号：6010207038专业：船舶与海洋工程班级：2班日期：2013.6.30螺旋桨图谱课程设计一．已知船体的主要参数船 型：双机双桨多用途船总 长: L=150.00m 设计水线长: WL L =144.00m 垂线 间长: PP L =141.00m 型 深: H=11.00m 设计 吃水: T=5.50m 型 宽: B=22.00m 方形 系数: B C =0.84 菱形 系数: P C =0.849 横剖面系数: M C =0.69 排水 量: ∆=14000.00t 尾轴距基线距离: P Z =2.00m 二．主机参数额定功率: MCR=1714h 额定转速: n=775r/min齿轮箱减速比: i=5 旋向: 右旋 齿轮箱效率: G η=0.97 三．推进因子的确定伴流分数 ω=0.248 ;推力减额分数 ; t=0.196 相对旋转效率 R η=1.00 ;船身效率 ;H η=11tω--=1.0691 四．可以达到最大航速的计算 采用MAU 四叶桨图谱进行计算。

取功率储备为10% ，轴系效率S η=0.97 ，螺旋桨转速N=n/i=155r/min 螺旋桨敞水收到马力：D P = 1714 * 0.9 * S η*R η*G η=1714 * 0.9 * 0.97*1.00*0.97 =1451.43 (hp)根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的P B δ-图谱列表计算如下：项目 单位数值假定航速V kn 11 12 13 A V =(1-ω)Vkn 8.27 9.02 9.78 0.5 2.5/P D A B NP V =30.024 24.166 19.742 P B5.479 4.916 4.443 MAU4-40 δ 65.4 59.732 54.377 P/D0.692 0.728 0.764 0η0.613 0.632 0.66 TE P =2D P ×H η×0η hp1902.4 1961.38 2048.28 MAU4-55 δ 64 58.2 53.535 P/D0.738 0.778 0.80 0η0.588 0.614 0.642 TE P =2D P ×H η×0η hp1824.83 1905.61 1992.41 MAU4-70δ 63.3 57.4 52.8 P/D0.751 0.796 0.842 0η0.565 0.582 0.607 TE P =2D P ×H η×0η hp1753.451806.211883.79根据上表中的计算结果可以绘制TE P 、δ、P/D 及0η对V 的曲线，如图1所示。

从TE P -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0η如下表所列。

MAU max V P/D δ D 0η4-40 11.79 0.721 59.8 3.428 0.626 4-55 11.68 0.768 59.1 3.396 0.601 4-7011.470.77559.63.3550.558五．空泡校核按柏利尔空泡界限线中商船上界限，计算不发生空泡之最小展开面积比。

桨轴沉深 s P h T Z =-=5.50-2.00=3.50m0v a s v p p p h p γ-=+-=10330+1025×3.50-174=13743.52/kgf m计算温度t=15℃,v p =1742/kgf m ,D P =1451.43hp,ρ=104.6324/kgf s m ⋅ 序号 项目单位 MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70 1 max Vkn 11.79 11.68 11.47 2 max 0.5144(1)A V V ω=- m/s4.5614.518 4.437 3 2(0.7/60)ND π2(/)m s 378.877 371.836 362.912 4 2220.7(3)R A V V =+2(/)m s 399.677392.250 382.598 5 200.71()/2v R p p V σρ=-0.535 0.545 0.559 6 c τ(查图6-20)0.2110.2150.2187075/D A T P V η=⋅⋅kgf14941.688 14480.054 13690.1868 20.71/2P R c A T V ρτ=⋅ 2m3.387 3.282 3.137 9/(1.0670.229/)E P A A P D =- 2m3.7553.6833.5271020//4E E A A A D π=0.407 0.413 0.399根据上述计算结果作图2，可求得不发生空泡的最小盘面比以及所对应的最佳螺旋桨要素。

0/E A A =0.406，/P D =0.778，D =3.412m ，0η=0.624，max V =11.525kn六．强度校核按1983年《规范》校核0.25R t 及0.7R t ，应不小于按下式计算之值：Yt K X=-，1e A N Y ZbN =，2321010d A GA N D X Zb =计算功率e N =1714×S η×G η=1714×0.97×0.97=1612.703hp0/d E A A A ==0.406，/P D =0.778，10ε︒=，G=7.63/gf cm ,N=155r/min0.6600.226//0.1R E b D A A Z =•=0.226×3.412×0.406/0.4=0.7827m 0.250.660.7212R R b b ==0.5645m 0.60.660.9911R b b ==0.7758mP=2.655m项目单位数 值 0.25R0.6R 弦长bm 0.5645 0.7758 1K634 207 2K 250 151 3K 1410 635 4K4 34 1120.7340.7D (/)P D A K K D P K K P =-+-2209.91798.691/e Y A N ZbN =10182.92 2677.88 5K 82 23 6K 34 12 7K 41 65 8K380 330 25678()DA K K K K Pεε=+++ 1332.32 1163.77 材料系数K （铝镍青铜）1.179 1.179 23102/10d X A GA N D Zb =0.174 0.111 ()Yt K X =-mm 100.646 50.061 MAU 标准桨叶厚度t 'mm 131.12 74.73 校核结果 满足要求 满足要求 实取桨叶厚度 mm132.0076.00实际桨叶厚度按 1.00.0035R t D ==12.00mm 与0.25R t =132.00mm 连直线决定：0.2R t =140.00mm ，0.3R t =124.00mm 0.4R t =108.00mm ，0.5R t =92.00mm 0.6R t =76.00mm ，0.7R t =60.00mm 0.8R t =44.00mm ，0.9R t =28.00mm七．螺距修正根据尾轴直径大小，决定毂径比/h d D =0.181，此值与MAU 桨标准毂径比相同，对此项螺距无须修正。

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07693.00.78279964.006000.0'7.0=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛R b t标准桨07481.0)41.0/(40.0226.09964.00171.0t 7.0=⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛D D b R（取MAU4-40为基准桨）6501.0655.2155866.30525.11)248.01()428.3723.0(155866.30)1(=⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-=V NP V A ω0024.075.0406.040.07.0'7.07.0=⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆R R R b t b t b t00.7()2()(1)()t R P P ts D D b ∆=--∆=-2×0.778×0.6501×0.0024=-0.00243修正后的螺距比： 0()()t P P PD D D=+∆=0.723-0.00243 =0.7206八．重量及惯性矩计算根据MAU 桨切面的面积数据用经验公式计算得：G=1904.503kgf桨叶重量bG=1746.871kgf桨毂重量h螺旋桨总重G=3651.374kgf螺旋桨总惯性矩I=15296.8792⋅⋅kgf cm s九．敞水特性曲线之确定由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.778的敞水性征曲线内插得到MAU4-40.7，P/D=0.778的敞水性征曲线（见下图）。

其数据如下表：J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7K0.303 0.282 0.255 0.225 0.191 0.150 0.110 0.0600 TK0.0329 0.0315 0.0289 0.0261 0.0229 0.0193 0.0155 0.0112 Q十．系柱特性计算由图3得J=0时，T K =0.303，Q K =0.0329。

计算功率D P =1451.43 ×0.97×0.97=1365.6505hp 系柱推力减额分数0t =0.196 主机转矩5172.670615527560 1451.4327560Q =⨯⨯⨯=⨯⨯=ππN P D m kgf ⋅系柱推力kgf D Q K K T Q T 3414.18102412.35172.67060329.0303.0===螺旋桨转速min /155.123303.0412.363.1043414.18102606044r K D T N T =⨯⨯⨯==ρ十一．航行特性计算取转速为155r/min,145r/min,135r/min 进行计算,结果 如下表：项目单位数值Vkn 11 12 13 0.5144(1)A V V ω=-m/s4.2554.6425.029N=155r/min /A J V nD =0.480 0.524 0.568 T K 0.157 0.140 0.123 Q K0.02030.0187 0.0170 6.145/)1(2P 42V t D n K TTE -⋅=ρ hp 1839.0661789.0161702.760()R S Q S D n n K P ηηρπ⋅⋅=75/2252hp 2992.639 2756.766 2506.151N=145r/min /A J V nD =0.514 0.560 0.607 T K 0.144 0.126 0.107 Q K0.01910.0173 0.0155 6.145/)1(2P 42V t D n K TTE -⋅=ρ hp 1476.1581409.0601296.298()R S Q S D n n K P ηηρπ⋅⋅=75/2252 hp 2305.157 2087.917 1870.677N=135r/min/A J V ND =0.552 0.602 0.652 T K 0.129 0.109 0.0875 Q K0.01760.0157 0.0138 6.145/)1(2P 42V t D n K T TE -⋅=ρ hp 1146.2821056.615918.884()R S Q S D n n K P ηηρπ⋅⋅=75/2252hp 1714.262 1529.199 1344.137模型试验提供的有效功率将上述计算结果绘成下图：航速（Kn ） 11 12 13 有效功率（满载）hp152520592893满载航行，N=155r/min 时， 可达最大航速约为V=11.59 Kn ，主机马力为1605 hp, 与设计要求基本一致。