某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书
姓名：XXX
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日期：XXX
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：
2.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=0.98
3.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=--=w
t
H η
4.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 = 5400×0.9×ηs ηR
=5400×0.9×0.98×1.0 =4762.8（hp ）
根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算：
对V的曲线，如下图所示。

据上表的计算结果可绘制PT E、δ、P/D及η
O
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。

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=4.2m
p 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
MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70
1 V A Kn 15.096 15.039 14.847
2 V A =0.5144Vmax(1-w) m/s 5.599 5.578 5.506
3 (0.7πND/60)2 (m/s)2 660.29 637.19 624.43
4 V 20.7R =V 2A +（3） (m/s)2 691.6 668.2 654.7
5 σ=(p 0- p v ) / 2
1
ρV 0.7R 2 0.400 0.414 0.422
6 τc 0.161 0.166 0.170
MAU Vmax P/D δ
D ηO
4-40 15.096 0.697 64.42 4.249 0.607 4-55 15.039 0.745 63.52 4.174 0.591 4-70
14.847
0.752
63.69
4.132
0.561
7 T=P D ·ηO ·75/V A
kgf
38726 37847 36396 8 A P =T /
2
1
ρV 0.7R 2·τc m 2 6.648 6.522 6.251 9 A E =A P / (1.067-0.229P/D) m 2
7.327 7.276 6.986 10
A E /A O =A E /
4
1
πD 2
0.517
0.531
0.521
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 = 0.530 P/D= 0.741 D= 4.182m ηo= 0.594 Vmax= 15.053kn
6.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=
X
K Y -,
ZbN
N A Y e
1=
, X=A 2GA d N 2D 3/1010Zb
计算功率Ne=5400×0.98=5292hp
A D =A E / A O = 0.530, P/D= 0.741 , ︒=8ε，G=7.6gf/cm 3 ,N=165rpm
b 0.66R =0.226D ·A E / A O/0.1Z=1.2523m b 0.25R =0.7212b 0.66R = 0.9032m b 0.6R =0.9911b 0.66R = 1.2412m
项 目 单 位 数 值 0.25R 0.6R 弦长b
m
0.9032 1.2412
实取桨叶厚度按t 1.0R =0.0035D= 14.64mm 与t 0.25R = 161mm 连直线决定:
t 0.2R = 170.8mm t 0.3R = 151.2mm t 0.4R = 131.7mm t 0.5R = 112.2mm t 0.6R = 92.7mm t 0.7R = 73.2mm t 0.8R = 53.7mm t 0.9R = 34.2mm
7.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 t
0.7R =0.0732/(0.9964*1.2523)=0.05866
标准桨 )(b
t
0.7R = 0.0171*D/(0.9964*0.31075*D)=0.05522
1－s =
NP V A =NP
V 866.30)-1(⨯ω=0989.3*165866.30*05.15*721.0=0.655
△)(b t 0.7R =〔)(b t 0.7R 设－)(b t 0.7R 标×51.055
.0〕×0.75=-0.000668
△)(D P t =－2)(D P 0(1－s) △)(b t
0.7R =-2*0.741*0.655*（-0.000668）=0.000648
修正后的螺距比： D P =)(D P 0＋△)(D
P
t =0.741+0.000648=0.7416 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 3641kgf 桨毂重量 螺旋桨重量
桨叶惯性矩 440kgf •m •s 2 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= 0.741 的敞水特性曲线内插得到MAU4-53 ,P/D=0.741 的敞水特性曲线，其数据如下：Z
J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10KQ 0.365 0.349 0.326 0.298 0.262 0.221 0.173 0.112 KT 0.3217 0.301 0.272 0.247 0.209 0.160 0.110 0.049 ηo0 0.153 0.272 0.400 0.502 0.595 0.661 0.672
10.螺旋桨计算总结
螺旋桨直径 D=4.182
螺距比 P/D=0.7416
型式 MAU
叶数 Z=4
盘面比A E / A O = 0.530
ε
纵倾角︒
=8
螺旋桨效率ηo= 0.594
设计航速 15.053kn
毂径比d h/D=0.18
旋向右旋
材料铝镍青铜
重量
惯性矩
11.附录
螺旋桨制图数据。