1145 DWT油污水接收船螺旋槳設(shè)計書

1、1145 DWT油污水接收船螺旋槳設(shè)計書指導(dǎo)老師：專業(yè)班級：學生姓名：學 號：郵 箱：完成日期：2013/4/2413目 錄1船 型32主機參數(shù)43推進因子的確定44槳葉數(shù)Z的選取45AE/A0的估算46槳型的選取說明57根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜58列表按所選圖譜（考慮功率儲備）進行終結(jié)設(shè)計59空泡校核710計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線811. 船舶系泊狀態(tài)螺旋槳計算912槳葉強度校核913槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算1014槳轂設(shè)計1015螺旋槳總圖繪制1116螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動慣量計算1117螺旋槳設(shè)計總結(jié)1218課程設(shè)計總結(jié)121. 船 型 單甲板，流線型平衡舵，柴油機驅(qū)

2、動，適于油污水接收的中機型單槳船。設(shè)計水線長：LWL=63.00m垂線間長：LBP=60.00m型寬：B=10.00m型深：D=4.55m設(shè)計吃水：Td=4.00m方型系數(shù)：CB=0.698排水量：=1780t棱型系數(shù)：CP=0.756縱向浮心坐標Xb= 0.3m縱向浮心位置xc=0.5%L/1/34.950.64 120寬度吃水比B/T2.62減速比：i = 21.1艾亞法有效功率估算表：（按船舶原理（上）P285實例計算）（可以自主選定一種合適的估算方法，例如泰勒法。）速度V(kn)101112Froude數(shù)vs/gLBP0.212 0.234 0.255 標準C0查圖7-34203803

3、60標準Cbc,查表7-50.720.690.65實際Cb(肥-或瘦+)(%)+3.06 -1.16 -7.4Cb修正(%)1.4-2.43-15.5Cb修正數(shù)量15.88 -9.23-55.8 已修正Cb之C1426 371 304 B/T修正%-3.49-3.49-3.49B/T修正數(shù)量，2-14.87 -12.95 -10.61 已修正B/T之C2411 358 293 標準xc,%L，查表7-51.16 +0.55 +0.75 -實際xc，%L，0.5 +0.5 +0.5 +相差%L0.66 -0.05 -1.25 +xc修正(%),查表7-7-1.5-0.16.25xc修正數(shù)量，36

4、.165 0 0 已修正xc之C3417 358 293長度修正%=(Lwl-1.025Lpp)/Lwl*100%2.38 2.382.38 長度修正49.9 8.5 7.0 已修正長度之C4427 367 300 V3100013311728PE=0.64*V3/C4 *0.735(Kw)207 321509 PE=0.64*V3/C4(hp)2824376932主機參數(shù)（設(shè)計航速約11kn）型號：6L350PN標定功率：PS2 = 650kw標定轉(zhuǎn)速：362 r/min3推進因子的確定(1)伴流分數(shù)w本船為單槳內(nèi)河船，故使用巴甫米爾公式估算=0.165*CBx3D-x=1=0.1(Fr-0

5、.2)=0.1*(0.228-0.2)=0.0028=0.185(2)推力減額分數(shù)t本船為有流線型舵使用商赫公式 t=k=0.111 k=0.6(3)相對旋轉(zhuǎn)效率：近似地取為R =1.00(4)船身效率H =1.0914槳葉數(shù)Z的選取根據(jù)一般情況，單槳船多用四葉，加之四葉圖譜資料較為詳盡、方便查找，故選用四葉。5AE/A0的估算按公式AE/A0 = (1.3+0.3Z)T / (p0-pv)D2 + k進行估算，其中：T=PE/(1-t)V= 346/(1-0.111)*11*0.515)=68.7028kN 水溫15時汽化壓力pv=174 kgf/m2=1749.8 N/m2=1.705 k

6、N/m2 靜壓力p0=pa+hs=(10330+10002.5)9.8 N/m2=125.734kN/m2 k取0.2 D允許=0.7T=0.74=2.8m （單槳船） AE/A0 =(1.3+0.3Z)T/ (p0-pv)D2 + k=（1.3+0.34）68.7/(125.734-1.705)2.82+0.2 =0.3776槳型的選取說明目前在商船螺旋槳設(shè)計中，以荷蘭的楚思德B型和日本AU型（包括其改進型MAU型）螺旋槳應(yīng)用最為廣泛。由于本船為近海運輸船，教科書例子為MAU型，且其圖譜資料較齊全，故選用MAU型更方便設(shè)計出螺旋槳。7根據(jù)估算的AE/A0選取23張圖譜根據(jù)AE/A0=0.37

7、7選取MAU4-40, MAU4-55兩張圖譜。8按所選圖譜（考慮功率儲備）進行終結(jié)設(shè)計得到2組螺旋槳的要素及VsMAX功率儲備取10%，軸系效率S=0.98，齒輪箱效率G=0.96，螺旋槳敞水收到功率： PDO = Ps(1-0.10)RSG =6500.910.980.96= 550.368kw = 748.804 hp 螺旋槳轉(zhuǎn)速 n=j n=362/2=181rpm按Bp-圖譜設(shè)計計算表項目單位數(shù)值假定航速 Vkn101112VA=(1-w)Vkn8.29.09.8BP=NPD00.5/VA2.526 20.5 16.8 BP5.1 4.5 4.06MAU4-4061.155.650.

8、3P/D0.72 0.730.7900.63 0.640.68D=*VA/nm2.7502.7302.701PTE=PD0*0HRhp501.34 525.60545.80MAU4-55605449P/D0.750.820.8600.610.640.67D=*VA/nm2.7002.682.65PTE=PD0*0HRhp489.20517.50537.70據(jù)1.1中艾亞法估算的有效功率及上表計算結(jié)果可繪制PTE、P/D、D及0對V的曲線，如圖一所示：圖一從PTE-f(V)曲線與船體滿載有效馬力曲線之交點，可得不同盤面比所對應(yīng)的設(shè)計航速及螺旋槳最佳要素P/D、D及0如下表所列。MAUVMAX(k

9、n)P/DD(m)04-4011.450.75552.652.7150.6634-5511.410.83551.82 2.6650.6509空泡校核由圖解法求出不產(chǎn)生空泡的（AE/A0）MIN及相應(yīng)的VsMAX、P/D、0、D按柏努利空泡限界線中漁船下限線，計算不發(fā)生空泡之最小展開面積比。槳軸沉深hs由船體型線圖取2.5mp0-pv = pa+hs-pv =(10330+10002.5-174) kgf/m2 = 12656 kgf/m2計算溫度t =15, pv = 174 kgf/m2 PDO = 544.75 kw = 741.16 hp = 101.87 kgf s2/m4序號項目單位

10、數(shù)值MAU4-40MAU4-551AE/A00.40 0.55 2VMAXkn11.45 11.42 3VA=0.5144*VMAX*(1-w)m/s4.8 4.786 4(0.7ND/60)2(m/s)2324.08 312.25 5V0.7R2=VA2+(4)(m/s)2347.12 357.43 1/2V0.7R217680 18205 6=(p0-pv)/(1/2V0.7R2)0.715 0.695 7c(查圖6-20）0.185 0.208推力T=75*PD*0/VAkgf7665 7560 9需要投射面積AP=T/(c*1/2V0.7R2)m22.355 2.185 10需要展開面

11、積 AE=AP/(1.067-0.229*P/D)m22.635 2.495 11A0=D2/4m25.785 5.575 12需要的AE/A00.455 0.450 據(jù)上述結(jié)果作圖二，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比及對應(yīng)的最佳螺旋槳要素:圖二由上圖得最佳要素為：AE/A0=0.453， P/D=0.785， D=2.683m， 0=0.655， VMAX=11.43kn10計算與繪制螺旋槳無因次敞水性征曲線 由MAU4-40，MAU4-55，P/D=0.785的敞水性征曲線內(nèi)插得到MAU 4-45.3、P/D=0.785的螺旋槳無因次敞水性征曲線如圖三所示，其數(shù)據(jù)如下：J00.10.20.30

12、.40.50.60.70.80.90.96KT0.350.300.280.250.210.180.140.10.05010KQ0.390.360.340.330.280.250.210.180.100.060000.150.270.400.500.600.670.70.660圖三 螺旋槳無因次敞水性征曲線11. 計算船舶系泊狀態(tài)（t0=0.04），螺旋槳有效推力與保持轉(zhuǎn)矩不變的轉(zhuǎn)速N0由敞水性征曲線得J=0時，KT=0.34, KQ=0.038計算功率 PD= PsS=6500.97=630.5kw=463.42hp系柱推力減額分數(shù)取 t0=0.04,主機轉(zhuǎn)矩Q=PD6075/(2N)= 18

13、34.63 kgf.m系柱推力T=(KT/KQ)(Q/D)=(0.34/0.038)(1834.63/2.683)=6118.19 kgf系柱推力T0=T（1- t0）=6118.19（1- 0.04）=5873.46 kgf車葉轉(zhuǎn)速N0=60T/(D4KT)=60(5873.46/(101.872.68340.34)0.5 =108.54 rpm12槳葉強度校核按我國1990鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范校核t0.25R及t0.6R，應(yīng)不小于按下式計算所的之值：t=Y/(K-X) (mm)式中Y=A1Ne/(ZbN),X=A2GAdN2D3/(1010Zb)計算功率Ne=650 kW Ad=AE/A

14、0=0.453，P/D=0.785,D=2.683 m,=10， ne=N=181 rpm,Z=4 b0.66R=0.226DAd/(0.1Z)=0.2262.6830.453/(0.14)=0.687 m在0.25R、0.6R處剖面的槳葉寬度bb0.25R=0.7212b0.66R=0.72120.687=0.495 m13槳葉輪廓及各半徑切面的型值計算軸線處最大厚度 = 0.05D=0.052.6831000=134.15 mm實際槳葉厚度MAU型4葉螺旋槳尺度表列表計算如下：（單位：如表示）14槳轂設(shè)計按船舶原理（下）P156槳轂形狀及尺度的相應(yīng)公式計算最大連續(xù)功率PD0=463.42

15、hp，此時N=181 rpm(PD/N)1/3= (463.42/181) 1/3= 1.368根據(jù)船舶原理（下）P157圖8-40可查得螺旋槳槳軸直徑dt=187 mm采用整體式螺旋槳，則螺旋槳的轂徑dh=1.8dt=1.8187=336.6 mm轂前后兩端的直徑d2=0.88dh=0.88336.24=295.9 mmd1=1.10dh=1.10336.24=369.9 mm槳轂長度 l0=dh=336.2 mm減輕孔的長度 l1=0.3l0=0.3336.24=100.9mm軸孔錐度取 K=0.1轂部筒圓厚度 =0.75t0.2R=0.75108.93=81.7mm葉面、葉背與轂連接處的

16、圓弧半徑:r1=0.033D=0.0332.6831000=88.5 mm，r2=0.044D=0.0442.6831000=118.1 mm15 螺旋槳總圖繪制（附A3圖紙的螺旋槳設(shè)計總圖與計算書一起裝訂成冊）16螺旋槳重量及轉(zhuǎn)動慣量計算(按船舶原理（下）P101（7-49）-(7-53)式計算）鋁青銅材料重量密度=8410kgf/m3 ，0.66R處葉切面的弦長(即最大弦長） b0.66=0.59m，螺旋槳直徑D=2.68 m，t0.2R=0.11 m， t0.6R= 0.06 m最大連續(xù)功率PD=463.4 hp，此時N=181 rpm轂徑d=1.8dt=1.80.187=0.34 m，

17、 轂長LK=0.34 m槳轂長度中央處軸徑d0 =0.05+0.11(PD/N)1/3-KLK/2 =0.05+0.108(463.4/18)1/3-0.10.34/2=0.18 m d/D=0.34/2.68=0.13則根據(jù)我國船舶及海洋工程設(shè)計研究院（708所）提出的公式：槳葉重 Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2R+t0.6R)(1-d/D)D(kgf)=0.169841040.685(0.50.109+0.058)(1-0.125)2.683=1028.5 kgf 槳轂重 Gn=(0.88-0.6d0/d)LKd2(kgf)=(0.88-0.60.176/0.336)0.33

18、684100.3362=180.5 kgf螺旋槳重量 G= Gbl +Gn=1209 kgf螺旋槳慣性矩 Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3 =4746.46 kgfms217螺旋槳設(shè)計總結(jié)螺旋槳直徑：D=2.683 m設(shè)計航速：VMAX=11.43 kn螺距比：P/D=0.785轂徑比：dh/D=0.125型式：MAU旋向：右旋盤面比：AE/AO=0.453材料：鋁青銅葉數(shù)：Z=4總重量：1209 kgf螺旋槳效率：0=0.655慣性矩：4746.5 kgfms2縱傾角：=1018課程設(shè)計總結(jié)首先，必須強調(diào)這一次課程設(shè)計對于我對船舶推進這門課的學習以及其中知識的認識理解有著十分重要的幫助。整個課設(shè)的過程中，最讓人頭疼的就是知識點的不熟悉，上課老師講過的內(nèi)容如果不反復(fù)翻書查閱或者查看PPT，就完全沒有頭緒，加上課堂聽講并不認真，不少知