螺旋槳敞水試驗(yàn)報(bào)告

1、螺旋槳敞水實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x螺旋槳模型的敞水實(shí)驗(yàn)是在循環(huán)水槽中測(cè)試螺旋槳模型單獨(dú)在水流條件下進(jìn)行的性能試驗(yàn)，是船舶推進(jìn)課程在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其目的：1、配合自航試驗(yàn)分析船舶推進(jìn)的各種效率成分，并預(yù)估實(shí)船推進(jìn)性能2、分析比較各種螺旋槳設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，選擇性能最佳的螺旋槳3、進(jìn)行螺旋槳系列試驗(yàn)，將其結(jié)果綜合繪制成圖譜，供設(shè)計(jì)螺旋槳使用。4、根據(jù)螺旋槳試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行螺旋槳理論的驗(yàn)證，分析幾何參數(shù)對(duì)螺旋槳性能的影響規(guī)律。二、模型試驗(yàn)要求和準(zhǔn)備工作1、槳模敞水試驗(yàn)的相似定理：槳模和實(shí)槳滿足幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似才能將模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用在實(shí)槳上。為避免縮尺影響過(guò)大，槳模試驗(yàn)的雷諾數(shù)R

2、e必須超過(guò)臨界值，螺旋槳的雷諾數(shù)根據(jù)1957年ITTC會(huì)議推薦采用的下列定義式ReC0.7582+（0.75-nDf其中Co.75-0.75R（半徑）處葉剖面的弦長(zhǎng)（m）D-螺旋槳的直徑（m）Va-螺旋槳的進(jìn)速（m/s）n-螺旋槳的轉(zhuǎn)速（round/s）-水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)（m2/s）根據(jù)1978年ITTC會(huì)議建議，臨界雷諾數(shù)為Re臨=3.0父105。2、為避免自由面興波和吸入空氣對(duì)槳性能產(chǎn)生不利影響，在槳模進(jìn)行敞水試驗(yàn)時(shí)，其浸沒(méi)與水中的深度應(yīng)滿足h之1.0D,其中h為槳軸中心線距水面的距離（m）。3、敞水動(dòng)力儀的流線罩與槳模安裝位置應(yīng)有足夠大的距離，以避免因流線罩干擾的水流影響試驗(yàn)結(jié)果。一般要

3、求槳軸伸出在罩外的長(zhǎng)度大于三倍槳模直徑。4、螺旋槳軸端身在前面，其軸端平面對(duì)水流的干擾將影響進(jìn)入槳面的水流，因此在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)加裝導(dǎo)流罩帽。槳模后方也應(yīng)裝有光順的過(guò)渡導(dǎo)流罩，以使將轂到槳軸的階梯處不致產(chǎn)生渦流。5、螺旋槳?jiǎng)恿x在試驗(yàn)前應(yīng)作靜校驗(yàn)，并應(yīng)測(cè)量軸承摩擦損耗和槳軸在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦損耗AQs和ATs,以便對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正。校驗(yàn)時(shí)，將動(dòng)力儀按照試驗(yàn)要求裝載拖車上，在裝槳模的位置處安裝個(gè)假轂，其外形與槳轂相同，重量與槳模相近，可用銅或鉛制成，槳軸埋水深度按試驗(yàn)要求放置。在要求的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力儀，測(cè)量此時(shí)的摩擦損耗AQs。設(shè)定不同的水流速度，則可測(cè)得推力修正值TTS=f1VA)。將測(cè)得之值繪成

4、曲線備查。6、對(duì)于螺旋槳模型的系列試驗(yàn)要求有較高的精度，故在試驗(yàn)前還應(yīng)對(duì)動(dòng)力儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)校驗(yàn)。其方法是將動(dòng)力儀按試驗(yàn)要求及浸水深度裝在水槽上，用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)螺旋槳模型按照規(guī)程進(jìn)行敞水試驗(yàn)，其目的在于檢驗(yàn)本次試驗(yàn)結(jié)果與以前的數(shù)據(jù)是否一致，從而判斷儀器及安裝狀態(tài)是否正常。推力測(cè)量誤差要<±50mN,扭矩測(cè)量誤差應(yīng)<300mNm,轉(zhuǎn)速誤差<0.1%。三、試驗(yàn)程序1、按照臨界雷諾數(shù)的要求，螺旋槳模型的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)盡可能高一些。但是還應(yīng)考慮到動(dòng)力儀量程的限制和水槽流速可能達(dá)到的最大進(jìn)速，最后選定試驗(yàn)轉(zhuǎn)速。2、試驗(yàn)時(shí)進(jìn)速Va的變化范圍應(yīng)從Va=0開(kāi)始至推力T為負(fù)值止。在此區(qū)間內(nèi)選擇1

5、0?15個(gè)速度點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。3、保持螺旋槳轉(zhuǎn)速不變，使水流穩(wěn)定在某一個(gè)速度，同步測(cè)量下列數(shù)據(jù)：螺旋槳轉(zhuǎn)速n(r/s)、前進(jìn)速度Va(m/s)、推力T0(N)、扭矩Q(Nm)。4、改變水流速度和轉(zhuǎn)速，重復(fù)下一組參數(shù)試驗(yàn)。四、試驗(yàn)結(jié)果的處理1、試驗(yàn)中測(cè)量得到的推力T0和扭矩Q0須經(jīng)修正后方可使用。螺旋槳推力T=T0ATs(N)螺旋槳受到的扭矩Q=Q0-AQs-AQf(Nm)式中，AQf為動(dòng)力儀本身的摩擦損耗，應(yīng)在靜校時(shí)確定，AQs為軸承和浸在水中的槳軸的摩擦損耗，ATs則為槳轂阻力和槳軸阻力所造成的推力修正值，前而已有說(shuō)明。2、試驗(yàn)結(jié)果采用下列無(wú)因次系數(shù)表示：螺旋槳進(jìn)速系數(shù)J=五nD螺旋槳推力系數(shù)K

6、t=T47nD螺旋槳扭矩系數(shù)KQ=一毛一5Q:n2D5JKt螺旋槳敞水效率0=J.Il2二Kq3、將試驗(yàn)結(jié)果按上述公式計(jì)算出各個(gè)無(wú)因次系數(shù)，將算得的Kt=f(J)和Kq=f(J)繪成螺旋槳敞水特征曲線，再按光順后的Kt,Kq值計(jì)算"0=f(J)并繪在同一張圖上。五、原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理轉(zhuǎn)速：n=482r/min流速V轉(zhuǎn)矩Q推力TJKtKq10Kq01.54749.94900.480.07500.750.3091.35840.7120.190.390.0660.1790.660.4281.29735.47410.270.340.06310.2320.630.5461.18131.4680.340.310.0570.2940.570.6571.13127.82810.410.270.0550.320.550.7661.01523.24810.480.230.04910.3590.490.8710.9818.6030.540.180.0470.3290.470.9670.84614.33310.60.140.04110.3260.411.0520.76510.3330.660.10.0370.2830.371.1650.6715.6870.730.060.0330.2110.3