0.954000.90.98 1.04762.8D S s R P P hpηη==⨯⨯⨯=某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书1. 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：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 16 V A =(1-w)V kn 9.373 10.094 10.81511.536Bp=NP D 0.5/V A 2.542.3368531 35.17684 29.60389 25.19283 Bp6.506677585.9310075.4409465.019246MAU 4-40δ76 69 64.4 61 P/D 0.62 0.66 0.68 0.7ηO 0.560.585 0.6050.625P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2874.4069543002.729 3105.3863208.043MAU 4-55δ74 68 64 60 P/D 0.69 0.718 0.73 0.78 ηO 0.5450.570.59 0.61 P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2797.41392925.7363028.3933131.05MAU 4-70δ72 67 63 58 P/D 0.7 0.73 0.75 0.79 ηO 0.5250.5450.5650.585P TE =P D ·ηH ·ηOhp2694.75651 2797.414 2900.071 3002.7286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ηO 如下表所列。

MAU Vmax P/D δD ηO4-40 15.0943 0.68167 64.05003 4.2003 0.6068322 4-55 14.99145 0.72977 64.0349 4.1947 0.5898346 4-7014.800170.7450763.82944.12910.56100145.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 h s =T －Zp=7.2－3.00=4.2mp 0－p v = pa + γh s －p v = 10300+1025×4.2-174 = 14461kgf/m 2计算温度t = 15°C ,P v = 174kgf/ m 2 , P D = 4762.8hp, ρ= 104.63kgfs 2/m 4序号 项目单位 数值 MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70 1 VmaxKn 15.0943 14.99145 14.80017 2 V A =0.5144Vmax(1-w) m/s5.59821021 5.56006496 5.48912257 3 (0.7πND/60)2 (m/s)2 644.5867656 642.869136 622.9189826 4 V 20.7R =V 2A +3(m/s)2872.4246581867.612709841.96401475 ζ=(p 0- p v ) / 21ρV 0.7R 20.316843035 0.31860031 0.328305808 6 η c 0.133 0.135 0.139 7 T=P D ·ηO ·75/V Akgf38720.68429 37894.3086 36507.71276 8 A P =T /21ρV 0.7R 2·η c m 2 6.378774087 6.18426491 5.962797555 9 A E =A P / (1.067-0.229P/D) m 27.0027347726.872301376.65209443210A E /A O =A E /41πD 2 0.505635317 0.49754312 0.497024672 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 = 0.4885 P/D=0.664D=4.202 m ηo=0.5966 Vmax=15.0339 kn6.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 -, 1e eA N Y Zbn =, X=A 2GA dN 2D 3/1010Zb 计算功率Ne=5400×0.98=5292hpA d = A E / A O =0.4885, P/D=0.664, ︒=8ε，G=7.6gf/cm 3 ,N=165rpmb 0.66R =0.226D ·A E / A O /（0.1Z ）=1.15976 b 0.25R =0.7212b 0.66R =0.83642 b 0.6R =0.9911b 0.66R =1.14944P 0.7= 0.664*4.202=2.79 m项 目 单 位 数 值0.25R 0.6R 弦长b m 0.83642 1.14944K 1 634 207 K 2 250 151 K 3 1410 635 K 44 34 A 1=D/P(K 1-K 2D/P 0.7)+K 3D/P 0.7-K 42507.286108 891.587894 Y=A 1N e /ZbN24035.623126219.475431K 5 82 23 K 6 34 12 K 7 41 65 K 8380 330 A 2=D/P(K 5+K 6ε)+K 7ε+K 8 1241.13253 1029.216867材料系数K （铝镍合金）1.38 1.38 X=A 2GA d N 2D 3/1010Zb0.278194123 0.167870657 )(X K Y t -=mm 147.6981823 71.63122791MAU 标准桨叶厚度t ′mm 160.7 91.6 校核结果满足要求 满足要求 实取桨叶厚度mm160.792.56实取桨叶厚度按t 1.0R =0.0035D=4.202*0.0035=14.7mm 与t 0.25R =0.03825*4.202=160.7mm 线性插值确定:t 0.2R =170.43 t 0.3R =150.97t 0.4R =131.5 t 0.5R =112.03 t 0.6R =92.56 t 0.7R =73.09 t 0.8R =53.62 t 0.9R =34.15 mm7.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MAU4-55桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。

设计桨 )(b t 0.7R =0.073090.9964*1.15976=0.06325标准桨 )(b t 0.7R = 0.0171*D0.9964*0.31075*D=0.055231－s = NP V A =(1?30.866(10.279)15.033930.866165*0.664*4.202V NP ω⨯-⨯==0.7267△)(b t 0.7R =〔)(b t 0.7R 设－)(b t 0.7R 标×0.550.489〕×0.75=0.000848△)(D P t =－2)(D P 0(1－s) △)(b t0.7R =-0.000818修正后的螺距比： D P =)(D P 0＋△)(DPt =0.664-0.000818=0.6632 8.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 3368.958kg 桨毂重量 螺旋桨重量桨叶惯性矩 406.0961 kgfms 3 桨毂惯性矩 螺旋桨总惯性矩9.敞水特性曲线由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.664的敞水特性曲线内插得到MAU4-0.4885,P/D=0.664的敞水特性曲线，其数据如下：设计桨的敞水特性数据表J 00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10KQ 0.28953 0.27332 0.24893 0.22175 0.18916 0.15295 0.11699 0.07068KT0.28340 0.25654 0.22426 0.19441 0.15617 0.11494 0.07359 0.02986敞水性征曲线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) r r 2 (6)╳(7) (6)╳(8)0.2 0.674 0.131654 0.088735 1 0.088735 0.4202 0.176568 0.037286 0.015668 0.3 0.674 0.135938 0.091622 4 0.366488 0.6303 0.397278 0.230997 0.145598 0.4 0.674 0.132403 0.089239 2 0.178479 0.8404 0.706272 0.149994 0.126055 0.5 0.6745 0.121833 0.082177 4 0.328706 1.0505 1.10355 0.345306 0.362744 0.6 0.6745 0.105293 0.07102 2 0.14204 1.2606 1.589112 0.179055 0.225717 0.7 0.677 0.083034 0.056214 4 0.224855 1.4707 2.162958 0.330694 0.486352 0.8 0.683 0.056151 0.038351 2 0.076702 1.6808 2.825089 0.12892 0.216689 0.9 0.695 0.027626 0.0192 4 0.076799 1.8909 3.575503 0.145219 0.274595 1 0.710 2.101 4.414201∑(6)=1.4828∑(9)= 1.547472 ∑(10)= 1.85341810.螺旋桨计算总结螺旋桨直径 D=4.202 m螺距比 P/D=0.664型式 MAU叶数 Z=4盘面比A E / A O = 0.4885ε纵倾角︒=8螺旋桨效率ηo=0.5966设计航速 Vmax=15.0339 kn 毂径比d h/D=0.18旋向右旋材料铝镍青铜重量惯性矩。