AU(MAU)型螺旋桨型值(图谱)电子版本
船舶实验
船舶与海洋工程实验技术实验报告班级：姓名：学号：指导老师：华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室2016年6月1日螺旋桨敞水试验一、实验目的(1)对于某一具体的螺旋桨，通过模型试验可以确定实际螺旋桨的水动力性能。
(2)通过多方案的试验研究，可以分析螺旋桨的各种几何要素对水动力性能的影响。
(3)检验理论设计的正确性，不断完善理论设计的方法。
(4)通过对螺旋桨模型的系列试验，可以绘制成专用图谱，供设计螺旋桨使用。
现时广泛使用的楚思德B 系列图谱和MAU 系列图谱等都是螺旋桨模型系列敞水试验的结果。
二、实验原理满足以下条件：几何相似； 螺旋桨模型有足够的深度； 试验时雷诺数应大于临界雷诺数。
进度系数相等。
22412252(,)(,)A A V nD T n D f nD V nD Q n D f nD ρνρν==螺旋桨雷诺数采用ITTC 推荐表达式：νπ2275.0)75.0(Re nD v c a +=临界雷诺数一般大于3×105为消除自由液面影响，桨模的沉深深度：m s D h )0.1-625.0(≥三、实验设备主要设备是螺旋桨动力仪 。
四、实验内容敞水试验通常是保持螺旋桨转速不变，改变拖车前进速度。
速度范围应从Va ＝0至推力小于零的进速之间，在该范围内测点取15个左右。
1、敞水箱安装敞水箱为流线型，螺旋桨的轴从敞水箱的前端伸出箱外，外伸长度必须使桨模位于箱前的距离大于螺旋桨直径的3倍，以避免箱体的影响。
敞水箱样式如下图所示。
动力仪和电机安装在敞水箱内。
2、仪器安装及操作进入数据采集界面，如图所示。
在拖车开动之前，要对采集系统进行调零。
即在水池水面平稳状态下，点击系统设定里面的“调零保存”，使该通道的工程值基本在0附近飘动。
在拖车开动之前，我们要给螺旋桨一定的转速。
具体转速的确定，要根据具体情况确定。
由进速系数公式 可知，螺旋桨直径D已定，如果螺旋桨转速n太低，我们需要提高进速V，才能是J达到足够到。
图谱设计
§9-1 设计问题和设计方法 §9-2 B-δ型图谱的设计及其应用 §9-3 K-J型设计图谱 §9-4 设计螺旋桨时应考虑的若干问题 §9-5 螺旋桨图谱设计举例
§9-１ 设计问题和设计方法
船舶线型初步设计完成
船体的有效马 力曲线
达到预定航 速，消耗的 主机马力小
设计一个 螺旋桨？
⑤ 将各 BP = 常数时(在图谱上表现为垂直线)效 率最高的点连成光滑的曲线，即得最佳效率线。
2．AU型螺旋桨型式
1、 AU型 螺旋桨的原型 2、 MAU型---改进AU型（见下页） 3、 AUw型 --- AU型桨叶切面的后缘具有
一定翘度(这对于改善桨叶根部叶间干扰 有一定效果)，在六叶上采用这种型式。 4、MAUw型
BP δ 图图谱谱
η= 0.57 η= 0.65
P/D
1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
1
δ= 30
2
3
δ= 40
δ= 50
δ= 60
4
5
6
BP
BP δ 图谱
① 在同一叶数和盘面比的螺旋桨敞水性征曲线组上， 取一定值的螺距比P/D，并设定一系列的J值，在同 一P/D的性征曲线上读取与J相应的一系列KQ及η0值。
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
KQΒιβλιοθήκη 0.5K T P/D = 1.2
0.4
1.0
0.3
0.8
0.8
0.6
0.6 0.2 0.4
P/D = 0.4
船舶螺旋桨课程设计说明书
船用螺旋桨课程设计说明书“信海11号”1、船体主要参数设计水线长 m L WL 36.70= 垂线 间长 m L PP 40.68= 型 宽 m B 80.15= 型 深 m D 80.4= 设计 吃水 m d 40.3= 桨轴中心高 m Z P 3.1= 排 水 量 t 2510=∆本船由七零八所水池船模阻力试验所得船体有效功率曲线数据如表1-1所示：表1-1 模型试验提供的有效功率数据航速（节） 11 12 13 14 15d=3.4mEHP3.4m (Kw) 457.1 634.8 890.0 1255.01766.1 1.15EHP 3.4 525.7 730.0 1023.5 1443.2 2031.4 d=3.5mEHP 3.5m (Kw) 466.9 652.4 917.6 1303.61824.7 1.15EHP 3.5 536.9 705.3 1055.2 1499.12098.42、主机参数型号 8230zc 二台 额定功率 ()hp KW P S 14691080= 额定转速 mim r N 300= 减速比 5.2=i 传送效率 95.0=S η3、推进因子的决定伴流分数 165.0=w 推力减额 165.0=t 船身效率 0.111=--=wtH η 相对旋转效率 0.1=R η 4、可以达到最大航速的计算采用MAU4叶桨图谱进行计算。
螺旋桨敞水收到的马力：()hp ...P RS D 2175.1186 019508501469 85.01469=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηη根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的δ-P B 图谱列表1-2计算.表1-2 按δ-P B 图谱设计的计算表项 目 单 位数 值螺旋桨敞水收到的马力 1186.2175螺旋桨转速 300假定航速 11 12 13 14 15 9.185 10.020 10.855 11.690 12.525 40.412 32.511 26.615 22.114 18.6116.357 5.702 5.159 4.703 4.314 MAU4-4072.50 67.62 60.27 55.39 51.73 0.61 0.65 0.69 0.72 0.760.56 0.59 0.60 0.63 0.64 670.32 702.42 733.56 762.57 787.19 MAU4-5575.84 67.31 59.93 55.46 50.270.72 0.74 0.79 0.81 0.85 0.57 0.59 0.62 0.64 0.67 659.87 690.74 725.25 745.58 773.69 MAU4-70 73.80 66.92 63.01 51.89 49.13 0.72 0.75 0.77 0.83 0.89 0.54 0.55 0.56 0.59 0.62 622.40645.64671.61698.86720.10knhpminr kn N V ()V w V A -=1PB 5.25.0A DP V NP B =D P hp hp hpδ0ηD P 0ηηH D TE P P =δ0ηD P 0ηηH D TE P P =D P δ0η0ηηH D TE P P =图1-1 MAU5叶桨图谱设计计算结果从()V f P TE -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0/η及、D D P 如表1-3所示。
AU(MAU)型螺旋桨型值(图谱)
32.00
100.00
40.00
97.75
50.00
89.95
60.00
78.15
70.00
63.15
80.00
45.25
90.00
25.30
95.00
15.00
100.00
4.50
0.30
X
Y0
Yu
0
35.00
2.00
51.85
24.25
4.00
59.75
19.05
6.00
66.15
15.00
100.00
51.82
97.75
59.85
89.95
67.88
78.15
75.91
63.15
83.94
45.25
915.00
100.00
4.50
0.90
X
Y0
Yu
0
30.46
3.06
48.22
23.10
6.11
55.33
19.04
9.17
62.44
15.23
15.28
74.10
2.51
51.85
24.25
5.03
59.75
19.05
7.54
66.15
15.00
12.56
76.05
10.00
18.84
85.25
5.40
25.12
92.20
2.35
37.69
99.80
40.20
100.00
47.23
97.75
56.03
89.95
64.82
螺旋桨设计说明书
螺旋桨设计说明书(总23页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--螺旋桨图谱设计计算说明书“信海11号”学院航运与船舶工程学院专业船舶与海洋工程学生姓名李金檑班级船舶1403班学号 0315组员李金檑、刘敬指导教师赵藤目录一、前言 (1)二、船体主要参数 (1)三、主机主要参数 (1)四、推进因子 (2)五、阻力计算 (3)六、可以达到最大航速的计算 (3)七、空泡校核 (6)八、强度校核 (7)九、螺距修正 (9)十、重量及惯性矩计算 (9)十一、敞水性征曲线的确定 (11)十二、系柱特性计算 (12)十三、航行特性计算 (13)十四、螺旋桨计算总结 (14)十五、桨毂形状及尺寸计算 (15)十六、螺旋桨总图(见附页) (16)十七、设计总结及体会 (16)十八、设计参考书 (17)一、前言本船阻力委托七零八研究所五室进行船模拖曳试验，并根据试验结果得出阻力曲线。
实验时对 3.4m d =吃水情况来进行。
虽然在船舶试验过程中将本船附体部分（舵、轴支架、舭龙骨等）也装在试验模型上，但考虑本船建造的表面粗糙度及螺旋桨等影响在换算本船阻力时再相应增加15%。
本船主机最大持续功率kw 10802⨯额定转速750转/分，考虑本船主机的经济性和长期使用后主机功率折损。
在船速计算中按%8510802⨯⨯kw 来考虑。
螺旋桨转速为300转/分。
二、船体主要参数表1 船体主要参数本船的H B =； d H =； BL pp =； d B= 三、主机主要参数型 号：8230ZC 二台 额定功率：s P =1080kw(1469hp) 额定转速：750r/min 减速比： 传送效率：M η=四、推进因子伴流分数 0.165=ω； 推力减额 t=船身效率 1=H η； 相对旋转效率 1=R η五、阻力计算本船曾在七零八所水池进行船模阻力试验，表中数值为吃水时船的阻力试验结果。
螺旋桨图谱设计
第九章螺旋桨图谱设计§9-1 设计问题与设计方法螺旋桨设计是整个船舶设计中的一个重要组成部分。
在船舶线型初步设计完成后，通过有效马力的估算或船模阻力试验，得出该船的有效马力曲线。
在此基础上，要求我们设计一个效率最佳的螺旋桨，既能达到预定的航速，又要使消耗的主机马力小；或者当主机已选定，要求设计一个在给定主机条件下使船舶能达到最高航速的螺旋桨。
因此，螺旋桨的设计问题可分为两类。
一、螺旋桨的初步设计对于新设计的船舶，根据设计任务书对船速的要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速及效率决定主机的转速及马力，并据此订购主机。
具体地讲就是：①已知船速V，有效马力PE，根据选定的螺旋桨直径D，确定螺旋桨的最佳转速n、效率η0、螺距比P/D和主机马力P s；②已知船速V，有效马力PE，根据给定的转速n，确定螺旋桨的最佳直径D、效率η0、螺距比P/D和主机马力Ps。
二、终结设计主机马力和转速决定后(最后选定的主机功率及转速往往与初步设计所决定者不同)，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。
具体地讲就是：已知主机马力Ps、转速n和有效马力曲线，确定所能达到的最高航速V，螺旋桨的直径D、螺距比P/D及效率η0。
新船采用现成的标准型号主机或旧船调换螺旋桨等均属此类问题。
在造船实践中，一般采用标准机型，所以在实际设计中，极大多数是这类设计问题。
目前设计船用螺旋桨的方法有两种，即图谱设计法及环流理论设计法。
图谱设计法就是根据螺旋桨模型敞水系列试验绘制成专用的各类图谱来进行设计。
用图谱方法设计螺旋桨不仅计算方便，易于为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，其结果也较为满意，是目前应用较广的一种设计方法。
应用图谱设计螺旋桨虽然受到系列组型式的限制，但此类资料日益丰富，已能包括一般常用螺旋桨的类型。
环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶切面的试验或理论数据进行螺旋桨设计。
用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和切面形状，并能照顾到船后伴流不均匀的影响，因而对于螺旋桨的空泡和振动问题可进行比较正确的考虑。
螺旋桨图谱设计PPT课件
η0 P/D
单 位 kn V1 kn VA1
N
BP1
δ1 D1 D﹡ δ﹡1
η01 (P/D
)
1
数 V2 VA2
N BP2
δ2 D2 D﹡ δ﹡2 η02 (P/D )
第98页/共65页
注意：
N —— 螺旋桨转速(rpm,即r／min)，
PD —— 螺旋桨敞水收到马力(hp)， VA —— 螺旋桨进速(kn)， D —— 螺旋桨直径(m).
ρ --- 为海水密度，取104.51 kgf·s2／m4
BP --- 功率系数 直径系数δ
NPD0.5 VA2.5
BP
33.30
1. 根据造船统计资料选择螺旋桨叶数 2. 螺旋桨叶数对推进性能的影响 3．综合考虑螺旋桨效率与空泡性能 4．螺旋桨叶数的选择与振动的关系
第321页/共65页
三、螺旋桨的直径
直径 ， 转速
效率
船舶吃水、尾框间隙
有限船舶直径
设计图谱
螺旋桨直径
船后间隙等因素
修正
第332页/共65页
常处于压载航行的船舶，宜采用直径较小的螺旋 桨，以照顾压载时的效率和避免叶梢露出水面。 从振动方面考虑，螺旋桨与船体间的间隙不宜过 小，否则可能引起严重振动。
第76页/共65页
一、AU型螺旋桨 设计图谱及其应 用
1. B-δ型设计 图谱的建立
AU5-50螺旋 桨敞水性征 曲线组
0.9
AU5-50
0.8
K T = T /ρn D2 4 K Q = Q/ρn2D 5
η0 = KTJ /2πKQ
0.7
J = V A/nD
0.6
K T , 10K Q
螺旋桨设计
计算步骤
1
2
r/R
面积系数Ka
0.2
0.674
0.3
0.674
0.4
0.674
0.5
0.6745
0.6
0.6745
0.7
0.677
0.8
0.683
0.9 1 1、螺旋桨重量
书P100
0.695 0.7
（1）叶片重量（未计及填角料） 每片重量=(1/3*(R/10)*∑
6+0.166*0.02*R)*γ=1388.54kgf 4个叶片重量 =4*1388.54=5554.16kgf
单位 kn m/s
hp hp
hp hp
hp hp
110%超载航行时可达最大航速约 为V=15.224kn,主机马力为 10499.81hp 满载航行，N=158r/min时，可达 最大航速约为V=15.64kn,主机马 力为10345.16hp,与设计要求基本 一致。
12、螺旋桨计算
总结
螺旋桨直径 螺距比 型式 叶数 盘面比 纵倾角 螺旋桨效率 设计航速 縠径比 旋向 材料 重量 惯性矩
D=4.83m P/D=0.7521 MAU 4 AE/A0=0.753 ε=8° η0=0.56 Vmax=15.64kn dh/D=0.186 右旋 铝镍青铜 9736.43kgf 111601.8kgf*cm*s²
13 2655 2351 2921
13 3451.5 3056.3 3797.3
kn
BP=NPD½/VA5/2
BP½
δ
P/D
MAU4-40
η0
PTE=PDηHη0
hp
δ
P/D
MAU4-55
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从母线到
叶片随边
的距离
27.96
33.45
38.76
43.54
47.96
49.74
51.33
52.39
48.49
42.07
17.29
从母线到
叶片导边
的距离
38.58
44.25
48.32
50.80
51.15
50.26
48.31
40.53
25.13
13.55
叶片宽度
66.54
77.70
87.08
2.35
42.56
99.80
45.40
100.00
51.82
97.75
59.85
89.95
67.88
78.15
75.91
63.15
83.94
45.25
91.97
25.30
95.99
15.00
100.00
4.50
0.90
X
Y0
Yu
0
30.46
3.06
48.22
23.10
6.11
55.33
19.04
9.17
66.15
15.00
10.00
76.05
10.00
15.00
85.25
5.40
20.00
92.20
2.35
30.00
99.800
97.75
50.00
89.95
60.00
78.15
70.00
63.15
80.00
45.25
90.00
25.30
95.00
15.00
100.00
78.15
70.00
63.15
80.00
45.25
90.00
25.30
95.00
15.00
100.00
4.50
0.50
X
Y0
Yu
0
35.00
2.03
51.85
24.25
4.06
59.75
19.05
6.09
66.15
15.00
10.16
76.05
10.00
15.23
85.25
5.40
20.31
92.20
94.34
99.11
100.0
99.64
92.92
73.62
55.62
叶片厚度用
D的%表示
4.06
3.59
3.12
2.65
2.18
1.90
1.71
1.24
0.77
0.54
0.30
叶片最大厚度
在螺旋桨轴线
处= 0.05D
以叶片宽度%表示的从导边至最厚
点的距离
32.0
32.0
32.0
32.5
34.9
37.9
2.35
30.47
99.80
32.50
100.00
40.44
97.75
50.37
89.95
60.29
78.15
70.22
63.15
80.15
45.25
90.07
25.30
95.04
15.00
100.00
4.50
0.60
X
Y0
Yu
0
35.00
2.18
51.85
24.25
4.36
59.75
19.05
6.54
78.15
73.62
63.15
82.41
45.25
91.21
25.30
95.60
15.00
100.00
4.50
0.80
X
Y0
Yu
0
35.00
2.84
51.85
24.25
5.68
59.75
19.05
8.51
66.15
15.00
14.19
76.05
10.00
21.28
85.25
5.40
21.28
92.20
66.15
15.10
10.91
76.05
10.00
16.36
85.25
5.40
21.81
92.20
2.35
32.72
99.80
34.90
100.00
42.56
97.75
52.13
89.95
61.76
78.15
71.28
63.15
80.85
45.25
90.43
25.30
95.21
15.00
100.00
40.2
45.4
48.9
50.0
表5AU型叶切面尺寸表
1)X坐标值以叶宽的%表示；2）Y坐标值以Y最大的%表示
r/R
0.20
X
Y0
Yu
0
35.00
2.00
51.85
24.25
4.00
59.75
19.05
6.00
66.15
15.00
10.00
76.05
10.00
15.00
85.25
5.40
20.00
92.20
0.050
10˚
表3六叶模型螺旋桨要素表
AUW6-55
AUW6-70
AU6-70
MAUW6-85
直径(m)
毂径比
盘面比
最大叶宽比
叶厚比
后倾角
叶片剖面后缘有一定翘度
0.250
0.180
0.550
0.208
0.050
10˚
有
0.250
0.180
0.700
0.264
0.050
10˚
有
0.250
0.180
0.700
62.44
15.23
15.28
74.10
10.15
22.92
85.25
5.40
30.56
92.20
2.35
45.85
99.80
48.90
100.00
AU(MAU)型螺旋桨型值(图谱)
表1四叶模型螺旋桨要素表
MAU4-40
MAU4-55
MAU4-70
直径(m)
毂径比
盘面比
最大叶宽比
平均叶宽比
叶厚比
后倾角
0.250
0.180
0.400
0.226
0.192
0.050
10˚
0.250
0.180
0.550
0.311
0.263
0.050
10˚
0.250
0.180
4.50
0.70
X
Y0
Yu
0
35.00
2.51
51.85
24.25
5.03
59.75
19.05
7.54
66.15
15.00
12.56
76.05
10.00
18.84
85.25
5.40
25.12
92.20
2.35
37.69
99.80
40.20
100.00
47.23
97.75
56.03
89.95
64.82
2.35
30.00
99.80
32.00
100.00
40.00
97.75
50.00
89.95
60.00
78.15
70.00
63.15
80.00
45.25
90.00
25.30
95.00
15.00
100.00
4.50
0.30
X
Y0
Yu
0
35.00
2.00
51.85
24.25
4.00
59.75
19.05
6.00
0.700
0.398
0.050
10˚
表2五叶模型螺旋桨要素表
AU5-50
AU5-65
MAU5-80
直径(m)
毂径比
盘面比
最大叶宽比
叶厚比(叶厚分数)
后倾角
0.250
0.180
0.500
0.226
0.050
10˚
0.250
0.180
0.650
0.294
0.050
10˚
0.250
0.180
0.800
0.364
4.50
0.40
X
Y0
Yu
0
35.00
2.00
51.85
24.25
4.00
59.75
19.05
6.00
66.15
15.00
10.00
76.05
10.00
15.00
85.25
5.40
20.00
92.20
2.35
30.00
99.80
32.00
100.00
40.00
97.75
50.00
89.95
60.00
0.264
0.050
10˚
无
0.250
0.180
0.850
0.322
0.050