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1、350吨载鱼量冷藏运输船螺旋桨设计书指导老师： 学生姓名：*学 号： 完成日期：2002/6/20350吨载鱼量冷藏运输船螺旋桨设计1船型：单桨，单舵，前倾首柱，巡洋舰尾，柴油机驱动，尾机型沿海冷藏运输船设计水线长：LWL=50.00m;垂线间长：LPP=48.00m型宽：B=8.20m;型深：D=4.10m设计吃水：Td=3.15m;方型系数：CB=0.611排水量：=777t;棱型系数：CP=0.626纵向浮心坐标Xb= -0.802m纵向浮心位置xc=1.67%L/1/35.440.64 71 宽度吃水比数B/T2.60艾亚法有效功率估算表：2主机参数：型号：6300ZC标定功率：Ne=
2、441kW标定转速：380r/min3推进因子的确定(1)伴流分数本船为单桨海上运输船，故使用泰勒公式估算=0.5*CB-0.05=0.5*0.611-0.05=0.256(2)推力减额分数t使用汉克歇尔公式t=0.50*CP-0.12=0.50*0.626-0.12=0.193(3)相对旋转效率近似地取为R =1.0(4)船身效率H =(1-5)/(1-)=(1-0.193)/(1-0.256)=1.084桨叶数Z的选取根据一般情况，单桨船多用四叶，加之四叶图谱资料较为详尽、方便查找，故选用四叶。5AE/A0的估算按公式AE/A0 = (1.3+0.3*Z)*T / (p0-pv)D2 +
3、k进行估算，其中：T=PE/(1-t)V=272/(1-0.193*12*0.5144)=54.6kN水温15时汽化压力pv=174 kgf/m2=174*9.8 N/m2=1.705 kN/m2静压力p0=pa+hs=(10330+1025*2)*9.8 N/m2=121.324 kN/m2k取0.2D允许=0.7*T=0.7*3.15=2.2AE/A0 = (1.3+0.3*Z)*T / (p0-pv)D2 + k=（1.3+0.3*4）*54.6/(121.324-1.705)*2.2*2.2)+0.2=0.4366桨型的选取说明由于本船为近海运输船，B型原型螺旋桨比较适合在较不均匀速度
4、场中工作的要求。课本例子为MAU型，选用B型更能看出哪里有不同，7根据估算的AE/A0选取23张图谱根据AE/A0=0.437选取B4-40,B4-55两张图谱。8列表按所选图谱（考虑功率储备）进行终结设计，得到3组螺旋桨的要素及VsMAX功率储备取10%，轴系效率S=0.98，齿轮箱效率G=0.96螺旋桨敞水收到功率PDO=Ps*0.9*0.98*S*G=441*0.9*0.98*0.98*0.96=365.94kW=490.53 hp (English)由图谱可查得：据上表结果可绘制PTE、P/D及0对V的曲线，如图一所示：图一从PTE-f(V)曲线与船体满载有效马力曲线之交点，可得不同盘
5、面比所对应的设计航速及螺旋桨最佳要素P/D、D及0如下表所列。9空泡校核，由图解法求出不产生空泡的（AE/A0）MIN及相应的VsMAX、P/D、0、D.按柏努利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hs由船体型线图取2.0mp0-pv =pa+hs-pv =(10330+1025*2-174)kgf/m2=12206kgf/m2计算温度t=15, pv=174kgf/m2, PDO=365.94kW=490.53hp (English),.=104.63kgf*s2/m4。据上述结果作图二，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。AE/A0=0.50
6、5，P/D=0.735，D=1.63m，0=0.573，VMAX=12.44kn。图二10计算与绘制螺旋桨无因次敞水性征曲线由B4-40,B4-55,P/D=0.735的敞水性征曲线内插得到B4-50.5,P/D=0.735的敞水性征曲线，其数据如下：图三 螺旋桨无因次敞水性征曲线11计算船舶系泊状态螺旋桨有效推力与保持转矩不变的转速N0由敞水性征曲线得J=0时，KT=0.298,KQ=0.0331。计算功率PD=441*0.97=427.77kW=582hp系柱推力减额分数取t0=1.04,主机转矩Q=PD*60*75/(2N)=582*60*75/(2*3.1416*380)= 1096.
7、91 kgf*m系柱推力T=(KT/KQ)*(Q/D)=(0.298/0.0331)*(1096.91/1.63)= 6058.59 kgf车叶转速N0=60*T/(*D4*KT)=60* (6058.59/(104.63* 1.634*0.298)0.5= 314.8 rpm12桨叶强度校核按我国1990钢质海船入级与建造规范校核t0.25R及t0.6R，应不小于按下式计算所的之值：t=Y/(K-X)(mm)式中Y=A1*Ne/(Z*b*N),X=A2*G*Ad*N2*D3/(1010*Z*b)计算功率Ne=441*0.97=427.77kW=582hpAd= AE/A0=0.505,P/D
8、=0.735,=8，G=7.6gf/cm3,N=380rpm在0.6R处切面弦长b0.6=2.1867* AE/A0*D/Z=2.1867*0.505*1.63/4=0.45mb0.25R=0.7212*b0.6R=0.8182*0.45=0.3682m13桨叶轮廓及各半径切面的型值计算最大切面在0.6R处，b0.6R=2.1867* AE/A0*D/Z=2.1867*0.505*1.63/4=0.45m轴线处最大厚度=0.045D=0.045*1.63*1000=73.35mm实际桨叶厚度B型4叶螺旋桨尺度表列表计算如下：（单位：mm）14桨毂设计：最大连续功率PD=582hp，此时N0=3
9、14.8 rpm(PD/N)1/3= (582/314.8) 1/3= 1.23根据中文课本P198图9-1可查得螺旋桨桨轴直径dt=163mm采用整体式螺旋桨，则螺旋桨的毂径dh=1.8dt=1.8*163=293.4mm毂前后两端的直径d2=0.88*dh=0.88*293.4=258.2mmd1=1.10*dh=1.10*293.4=322.74mm桨毂长度l0=dh+100=393.4mm减轻孔的长度l1=0.3*l0=0.3*393.4=118mm毂部筒圆厚度=0.75*t0.2R=0.75*59.66=44.74mm叶面、叶背与毂连接处的圆弧半径r1=0.033D=0.033*1.
10、63*1000=53.8mm r2=0.044D=0.044*1.63*1000=71.7mm15螺旋桨总图绘制（另见螺旋桨设计总图）16螺旋桨重量及转动惯量计算铝青铜材料重量密度=8410kgf/m3;0.6R处叶切面的弦长b0.6=0.45m，螺旋桨直径D=1.63m。t0.2=0.05966 m, t0.6= 0.03227m;最大连续功率PD=582hp，此时N0=314.8 rpm毂径d=0.167*dt=0.167*1.63=0.2934m毂长LK=0.3934m桨毂长度中央处轴径d0=0.045+0.108(PD/N)1/3-KLK/2 =0.045+0.108*(582/314
11、.8)/3-0.1*0.3934/2 =0.092m d/D=0.18则根据我国船舶及海洋工程设计研究院提出的公式：桨叶重Gbl=0.169Zbmax(0.5t0.2+t0.6)(1-d/D)D(kgf) =0.169*8410*4*0.45*(0.5*0.05966+0.03227)*(1-0.18)*1.63 =212.35kgf桨毂重Gn=(0.88-0.6d0/d)LKd2(kgf) =(0.88-0.6*0.092/0.2934)*0.3934*8410*0.2934*0.2934 =197.05kgf螺旋桨重量 G= Gbl +Gn= 409kgf螺旋桨惯性矩 Imp=0.0948Zbmax(0.5t0.2+t0.6)D3=0.0948*8410*4*0.45*(0.5*0.05966+0.03227)*1.63*1.63*1.63=386kgfms217设计总结本次课程设计的内容较之以前几次课程设计来说是比较复杂的，通过本次螺旋桨设计，我对本课程的知识有了一个系统的了解，这对于我们的后续课程很有帮助。课程设计的独立完成，我从中体会到了不少平时无从得知的东西，像方法、态度等问题，也有不少感触。事非亲历不知难，像这种比较大的课程设计对一个学期的学习是一个很好的回顾，也能有不少收获。
