江苏科技大学船舶阻力与推进试题及答案
船舶阻力复习题及部分解析

船舶阻力复习题及部分解析《船舶阻力》思考题与习题第一章总论1)《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。
答:本课程着重介绍船舶航行时所受到的阻力的产生原因,各种阻力的特性,决定阻力的方法,影响阻力的因素以及减少阻力的途径等问题。
2)船舶在水中航行时,流场中会产生那些重要物理现象?它们与阻力有何关系?3)影响船舶阻力的主要因素有那些?4)各阻力成分及其占总阻力的比例与航速有何关系?低速船摩擦阻力70%~80%,粘压阻力10%以上兴波阻力很小高速船兴波阻力40%~50%,摩擦阻力50%粘压阻力5%5)物体在理想流体无界域中运动时有无阻力?应该注意的是压阻力中包含有粘压阻力和兴波阻力两类不同性质的力。
兴波阻力既使在理想流体中仍然存在,而摩擦阻力和粘压阻力两者都是由于水的粘性而产生的,在理想流体中并不存在。
6)何谓二物理系统的动力相似?7)何谓傅汝德(Froude )相似律?8)何谓雷诺(Reynolds )相似律?9) 船模试验中能否实现“全相似”?为什么?10)何谓“相应速度”(又称“相当速度”)?相应速度(模型)11)某海船航速)(0.100m L =,)(0.14m B =,)(0.5m T =,)(0.42003m =?,湿面积s=5.90(m2),V=17.0(kts),阻力试验中所用船模缩尺比25=α,在相当速度下测得兴波阻力w R =9.8(n),试验水温为12?C ,试求:i )船模的相当速度及排水量;ii )20?C 海水中实船的兴波阻力w R 。
注:1节(knot)=1.852(公里/小时)12)设825.1V R f ∝,2V R vp ∝,4V R w ∝,在某一航速下,t f R R %80=,t vp R R %10=,t w R R %10=,试计算当速度增加50%后,f R 、vp R 、w R 各占总阻力的百分比。
第二章粘性阻力1)何谓“相当平板”?相当平板:同速度、同长度、同湿表面相当平板假定:实船或者船模的摩擦阻力分别等于与其同速度,同长度,同湿面积的光滑平板摩擦阻力。
船舶阻力复习及答案

第一章总论1.船舶快速性,船舶快速性问题的分解。
船舶快速性:对一定的船舶在给定主机功率时,能达到的航速较高者快速性好;或者,对一定的船舶要求达到一定航速时,所需主机功率小者快速性好。
船舶快速性简化成两部分:“船舶阻力”部分:研究船舶在等速直线航行过程中船体受到的各种阻力问题。
“船舶推进”部分:研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船、机、桨(推进器)的匹配问题。
2.船舶阻力,船舶阻力研究的主要内容、主要方法。
船舶阻力:船舶在航行过程中会受到流体(水和空气)阻止它前进的力,这种与船体运动相反的作用力称为船的阻力。
船舶阻力研究的主要内容:1.船舶以一定速度在水中直线航行时所遭受的各种阻力的成因及其性质;2.阻力随航速、船型和外界条件的变化规律;3.研究减小阻力的方法,寻求设计低阻力的优良船型;4.如何较准确地估算船舶阻力,为设计推进器(螺旋桨)决定主机功率提供依据。
研究船舶阻力的方法:1.理论研究方法:应用流体力学的理论,通过对问题的观察、调查、思索和分析,抓住问题的核心和关键,确定拟采取的措施。
2.试验方法:包括船模试验和实船实验,船模试验是根据对问题本质的理性认识,按照相似理论在试验池中进行试验,以获得问题定性和定量的解决。
3.数值模拟:根据数学模型,采用数值方法预报船舶航行性能,优化船型和推进器的设计。
3.水面舰船阻力的组成,每种阻力的成因。
船舶在水面航行时的阻力由裸船体阻力和附加阻力组成,其中附加阻力包括空气阻力、汹涛阻力和附体阻力。
船体阻力的成因:船体在运动过程中兴起波浪,船首的波峰使首部压力增加,而船尾的波谷使尾部压力降低,产生了兴波阻力;由于水的粘性,在船体周围形成“边界层”,从而使船体运动过程中受到摩擦阻力;在船体曲度骤变处,特别是较丰满船的尾部常会产生漩涡,引起船体前后压力不平衡而产生粘压阻力。
4.船舶阻力分类方法。
1.按产生阻力的物理现象分类:船体总阻力由兴波阻力、摩擦阻力和粘压阻力Rpv 三者组成,即Rt=Rw+Rf+Rpv.2.按作用力的方向分类:分为由兴波和旋涡引起的垂直于船体表面压力和船体表面切向水质点的摩擦阻力,即Rt=Rf+Rp.3.按流体性质分类:分为兴波阻力和粘性阻力(摩擦阻力和粘压阻力),即Rt=Rw+Rv.4.傅汝德阻力分类:分为摩擦阻力和剩余阻力(粘压阻力和兴波阻力),即Rt=Rf+Rr.5.船舶动力相似定律,研究船舶动力相似定律的意义,粘性与重力互不相干假定。
船舶阻力与推进真题计算题解答

一、提示1、为了方便和正确显示题目中的公式,请安装MathType5.0或以上版本。
2、考前请熟悉计算器的操作,掌握乘方、开方、对数求解的操作方法,确保计算准确无误。
3、在计算过程中,尽量采用国际单位制,最好不使用英制或工程单位制,避免计算过程产生不必要的错误,确保计算结果的准确性。
4、最有可能出现计算题的知识点: 1)船舶阻力部分:①傅汝德法(例如:2010年7月第37题) ②三因次法(例如:2010年7月第37题) ③海军系数法(例如:2011年7月第35题)。
2)船舶推进部分:敞水性征曲线、推进系数和推进效率的各种成分的综合应用。
①进速系数为零时的相关计算(2010年7月第36题)②进速系数为最大值时的相关计算(2011年7月第36题第(2)问)③进速系数介于零和最大值之间时的相关计算(2011年7月第36题第(1)问)及附加题(武汉理工硕士研究生入学考试真题) 5、阅读时,注重梳理解题思路、规范解题过程。
6、可能存在打字或计算错误,请批评指正。
二、真题第1题:已知某内河船的螺旋桨直径D =2.0m ,在系泊状态(V =0)下的推力系数和转矩系数分别为K T =0.25,K Q =0.045。
主机在额定状态工作时,螺旋桨转速N =360转/分,船后收到功率P DB =860KW ,相对旋转效率R 1.01η=,求系泊状态下螺旋桨的转速、推力及收到功率。
(2010解:1 23052.02()N m=⋅24.0()o n rps === 3)系泊(总)推力T0242400.251000 4.0 2.064000()6526.2T T K n D N kgf ρ==⨯⨯⨯==4)系泊有效推力FF =T (1-t 0)=64000×(1-0.04)=61440(N )=6265.14 kgf 5)系泊船后桨收到功率DB P22 3.14 4.023052.02573333.4()779.51.01O DB Rn QP W hp πη⨯⨯⨯====注意:1)上述计算最好采用国际单位制,亦可采用工程单位制;2)系泊状态下,螺旋桨处于重载,保持额定转矩下工作,转速低于额定值。
《船舶快速性(船舶阻力与推进)》期末考试试卷附答案

《船舶快速性(船舶阻力与推进)》期末考试试卷附答案一、单选(共20小题,每小题3分,共60分)1.对船舶粘压阻力影响最大的因素是( )A .船舶前体形状B .船舶后体形状C .船舶速度D .船舶长度2.船舶阻力中属于压差阻力的是( )A .摩擦阻力和粘压阻力B .粘压阻力和兴波阻力C .摩擦阻力和兴波阻力D .破波阻力和粘压阻力3.以下对雷诺数νVx =Re 对摩擦阻力的影响的描述正确的是( )A .来流速度V 不变时,由于x 增大引起Re 增大时,摩擦阻力减小B .当x 不变时,由于速度V 增大引起Re 增大时,摩擦阻力减小C .雷诺数增大,摩擦阻力减小D .雷诺数增大,摩擦阻力增大4.船舶兴波中存在相互干扰的波系是( )A .船首散波系和船尾散波系B .船首散波系和船尾横波系C .船首横波系和船尾散波系D .船首横波系和船尾横波系5.匀速直线运动的船舶,其船行波波能的传播速度与船速的关系是( )A .二者相等B .前者为后者的一半C .前者为后者的两倍D .与船型相关6.下列对船模数据的表达不恰当的是( )A .∆/~R F rlB . ∆∇/~R F rC . )/(~2∇∇∆r r F R FD . )/(~2∇∆r rl F R F 7.保持排水量和长度不变时,改变棱形系数时,下面对其对阻力的影响描述不正确的是( )A .其对摩擦阻力的影响很小B .低速时,棱形系数小,剩余阻力小C .中速时,棱形系数小,剩余阻力小D .高速时,棱形系数小,剩余阻力小8.浅水中船舶的阻力与深水相比会( )A .增大B .减小C .基本一致D .视具体情况况而定9.高速船的船型一般比低速船瘦长,主要是为了减小( )A .兴波阻力B .粘压阻力C .摩擦阻力D .破波阻力10.以下对于滑行艇的描述正确的是( )A .滑行艇的重心位置一般在船舯处,以调整其航行时的姿态B .滑行艇一般采用较大的长宽比,以降低高速航行时的阻力C .滑行艇的重心位置一般在船舯之后,可使滑行艇以“最佳航行纵倾角”航行D .滑行艇尺度越大,滑行面积越大,越容易进入滑行状态11.船舶推进效率是( )A .由螺旋桨敞水效率、船身效率、相对旋转效率和轴系效率组成B .船舶有效功率与螺旋桨船后收到功率的比值C .船舶有效功率与螺旋桨敞水收到功率的比值D .螺旋桨推力功率与敞水收到功率的比值12.习惯上常常采用节()kn 来作为船舶速度的单位,以下表达正确的( )A .s m kn /852.11=B .s m kn /51444.01=C .s m kn /0.11=D .h km kn /11=13.等螺距螺旋桨( )A .各半径处螺距和螺距角都相同B .各半径处螺距和螺距角都不同C .各半径处螺距角都不同D .各半径处螺距有可能不同14.螺旋桨桨叶带有一定的向后纵斜的好处是( )A .减小螺旋桨自身的水阻力B .相对增大桨的直径,提高敞水效率C .增大与船体尾框的间隙,减少由桨引起的船体振动D .为了避免螺旋桨空泡的出现15.根据理想推进器理论,螺旋桨载荷系数越小,螺旋桨效率( )A .越高B .越低C .不一定D .不变16.在拖曳水池中进行螺旋桨敞水试验,当沉深足够时,需要满足的相似条件是( )A .空泡数相等B .雷诺数相等C .傅氏数相等D .进速系数相等17.所谓实效伴流指( )A .推力等于零时的伴流B .在没有螺旋桨时桨盘处的伴流C .不考虑粘性时的伴流D .有螺旋桨存在时,桨盘处的伴流18.增大伴流( )A .对于提高船身效率有利,但是对敞水效率不利B .对于提高船身效率和敞水效率均有利C .对于提高船身效率有利,但是对于相对旋转效率不利D .对于提高船身效率和敞水效率均不利19.桨叶不产生空泡的条件为( )A .叶切面上的减压系数大于空泡数B .叶切面上的减压系数小于空泡数C .叶切面上的减压系数等于空泡数D .叶切面上的减压系数恒等于常数20.主机负荷过重,主机转速达不到额定转速(相差不大),在不改变桨的设计前提下,最简单的办法是( )A .更换主机B .更换齿轮箱C .削桨,将桨的直径略微减小D .增设压浪板二、填空(共5空,每空2分,共10分)1.附体阻力的主要成分是 与 。
阻力与推进复习题

01226 船舶阻力与推进试卷 第 2 页(共 6 页)
(3)造成有利的波系干扰。最常见的是采用球鼻首; (4)高速排水型艇安装消波水翼。 7. 简述提高推进性能的基本作用原理。 答: (1)减小或消除船尾的水流分离,减小粘压阻力; (2)改善螺旋桨的进流,使桨之进流更均匀些,以改善船体与桨之间的匹配; (3)产生附加推力; (4)使桨之进流预旋或消除桨后周向诱导速度,使螺旋桨尾流中原先所损失的旋转能量部分收回。 8. 简述进速系数 J 变化对螺旋桨性能的影响。 答: (1)当进速系数 J 0 时,螺旋桨只旋转而不前进,升力将与推力重合,各叶元体具有最大的攻角,所以推力和转矩都达到最大值。 (2)当转速保持不变,随着 J 的增加,攻角随之减小,从而推力和转矩也相应减小。当 J 增加到某一数值时,螺旋桨发出的 推力为零,但叶元体仍遭受旋转阻力。此时螺旋桨旋转一周所前进的距离为无推力进程或实效螺距,用 P1 表示。 (3)若 J 继续增至某一数值时,螺旋桨不遭受旋转阻力,此时螺旋桨产生负推力。螺旋桨不遭受旋转阻力时旋转一周所前进的 距离称为无转矩进程或无转矩螺距,用 P2 表示。 对于一定的螺旋桨而言, P2 P1 P 。 9. 简要叙述采用泰洛法估算船舶阻力的步骤。 答: (1)计算设计船的船型参数; (2)确定湿面积系数; (3)计算摩擦阻力系数; (4)求剩余阻力系数; (5)计算总阻力和有效功率。 10. 简要叙述延缓螺旋桨空泡发生的措施? 答: (1)降低最大减压系数,即: ①增加螺旋桨盘面比; ②采用弓型叶切面或压力分布较均匀的其他切面形式; ③减小叶根附近叶切面的螺距; (2)提高螺旋桨的空泡数,即: ①在条件许可的条件下,尽量增加螺旋桨的浸没深度; ②减小螺旋桨转速。 11. 试说明肥大型船舶球鼻减阻机理。 答:满载时减小舭涡阻力,肥大型船首部旋涡——低压区,球首水流径向对流动,不产生旋涡; 压载时减小破波阻力,肥大型船破波情况比较严重——球鼻使首部型线向前延伸,改善首柱附近压力分布,减缓了首部破波情况。 12. 简要叙述傅汝德换算法。 答:由下列两部分构成: (1)傅汝德假定:假定船体阻力可以分为独立的两部分,即:摩擦阻力和剩余阻力,摩擦阻力只与雷诺数有关,粘压阻力与兴波 阻力合并为剩余阻力,只与傅汝德数有关,且适用比较定律; 假定船体的摩擦阻力等于同速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。 (2)换算关系 Rts=Rfs+(Rtm-Rfm) 13. 试说明叶元体第一阶段空泡和第二阶段空泡现象特征。 答:第一阶段空泡现象特征:局部空泡,对性能影响不明显,但可能产生剥蚀
船舶阻力与推进理论考核试卷

7.船舶的舵可以提供船舶前进的推力。(×)
8.使用风帆推进的船舶对环境的影响最小。(√)
9.船舶的长宽比越高,其推进效率越低。(×)
10.螺旋桨叶片的损坏不会影响船舶的推进效率。(×)
五、主观题(本题共4小题,每题10分,共40分)
1.请简述船舶阻力的主要组成部分,并说明每种阻力的影响因素。
四、判断题(本题共10小题,每题1分,共10分,正确的请在答题括号中画√,错误的画×)
1.船舶的阻力与船速成正比关系。()
2.螺旋桨推进器在任何船速下都能保持高效推进。()
3.船舶的摩擦阻力与船体表面积成正比。()
4.喷水推进器的噪音通常比螺旋桨推进器大。()
5.船舶的载重量不会影响船舶的阻力。()
A.船舶的对水速度
B.水流的速度
C.船舶的航向
D.船舶的载重量
19.以下哪些是减小船舶阻力时可能采用的设计策略?()
A.优化船体线型
B.增加船体宽度
C.使用特殊的涂料
D.减少船体表面积
20.在船舶推进中,以下哪些情况下可能需要调整螺旋桨的位置?()
A.船舶负载变化
B.船舶速度变化
C.水质变化
D.船舶航向改变
D.船舶的吃水深度
13.以下哪些措施可以提高船舶推进的能效?()
A.使用高效的螺旋桨设计
B.减少船舶的阻力
C.优化船舶的载重量
D.提高船舶的航速
14.船舶推进中的伴流现象可能受到哪些因素的影响?()
A.船舶的形状
B.船舶的速度
C.水的粘度
D.船舶的载重量
15.以下哪些情况可能导致船舶的喷溅阻力增加?()
7. C
船舶阻力与推进复习资料

船舶阻力与推进1船舶快速性答:船舶快速性就是研究船舶尽可能消耗较小的机器功率以维持一定航行速度的能力的要求。
2船体阻力按照船舶周围流动现象和产生的原因来分类,船体总阻力可分成:答:兴波阻力、摩擦阻力、粘压阻力。
3常规船减小兴波阻力的方法有哪两种?答:1.选择合理的船型参数;2.造成有利的波系干扰。
4如何减小船体的摩擦阻力?答:首先从船体设计本身考虑,选择合理的船型参数,特别是主尺度的确定要恰当,其次,由于表面粗糙度对摩擦阻力的影响很大,因而在可能的范围内使船体表面尽可能光滑,另外边界层的控制以及船底充气都能有效的减小船体阻力。
5采用母型船数据估算法来确定设计船的阻力或有效功率有哪几种方法?答:1.海军系数法;2.引申比较定律法;3.基尔斯修正母型船剩余阻力法。
6降低粘压阻力对船型有哪些要求?答:1.应注意船的后体形状;2.应避免船体曲率变化过大;3.前体线型应给予适当注意。
7有效功率的定义答:若船以速度v航行时遭受到的阻力为R,则阻力R在单位时间内消耗的功为Rv,而有效推力eT v,两种在数值上是相等的,故eT v成为有效功率。
8螺距比是如何定义的?答:面螺距P和直径D之比P/D成为螺距比9空泡是如何形成的?答:螺旋桨在水中工作时,桨叶的叶背面压力降低形成吸力面,若某处的压力降至临界值以下时,导致爆发式的汽化,水汽通过界面,进入气核并使之膨胀,形成气泡,成为空泡。
10当前设计船用螺旋桨的方法有哪两种?答:图谱设计法和环流理论设计法。
11螺旋桨的设计问题分为哪两类?答:螺旋桨的初步设计和终结设计。
12通过船模自航实验应解决哪两个问题?答:1.预估实船性能;2.判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。
13船体主尺度对阻力有很大影响,在船长的选择时应考虑哪几方面的问题?答:1.布置要求2.阻力性能3.操纵性4.经济性。
《船舶阻力》思考题与习题第一章总论1)《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。
答:本课程着重介绍船舶航行时所受到的阻力的产生原因,各种阻力的特性,决定阻力的方法,影响阻力的因素以及减少阻力的途径等问题。
船舶推进与阻力试题A

船舶推进与阻力本
一、填空题
1. 粘性阻力通常包括
2. 模试验时安装激流丝其作用在于
3. 螺旋桨工作时桨叶所受的应力最大处为
4. (M)AU型螺旋桨是一种
5. 伴流分数为0.18,推力减额分数为0.15,则船身效率为
6. 叶背上切面最大厚度处所产生的空泡为
7. 由于兴波干扰作用兴波阻力曲线上会出现
8. 已知螺旋桨的直径为6米,该桨的盘面积等于
9. (M)AU型螺旋桨叶切面形状为
10. 螺旋桨在不产生推力时旋转一周所前进的距离称为
二、简答题
1. 船舶阻力的两个相似定律,并分别说明与哪个阻力相关。
2. 计算粘性阻力的一般步骤。
3. 简述两类兴波及其主要特征。
4. 简述:哪些伴流会对螺旋桨性能产生影响。
三、计算题
1. 要制作一个3米长的船模来模拟一条船长为120米,排水量为50 MN(1MN=106牛顿),设计航速为20节的船。
求船模的排水量,船模在实船设计航速时的试验速度。
2. 某螺旋桨设计直径2.7米,转速275RPM,进速15kn,敞水实验桨模最高转速600RPM,实验条件水流速度4kn,试求该桨模直径
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学院 专业 班级 学 姓 密封线内不要答题 密封线内不要答题
江 苏 科 技 大 学 2011-2012学年 II 学期
《船舶阻力与推进》课程试题(A)卷 参考答案与评分标准
1. 粘压阻力
由粘性引起的船体前后压力不平衡而产生的阻力。
2. 傅汝德定律
对于给定船型的兴波阻力系数仅是傅汝德数的函数,当两船的Fr 相等时,兴波阻力系数Cw 必相等。
3. 汹涛阻力
船舶在风浪中航行时所增加的阻力部分
4、推进器
把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。
5、进速系数
螺旋桨进程与螺旋桨直径之比。
6、推进系数P.C
有效马力与机器马力之比。
二、选择与填空题(20分)
1、通常把兴波阻力和粘压阻力合并称为剩余阻力。
2、假定船体的摩擦阻力等于同速度、同长度、同湿面积的平板摩擦阻力。
通常称为相当平板假定。
3、由于兴波干扰作用,兴波阻力系数曲线上会出现波阻峰点和波阻谷点。
4、某内河船船长L wl=60m,航速Vs=18km/h,ν=1.13902/106(m2/s),采用1957ITTC 公式计算得摩擦阻力系数等于0.0018 。
5、粗糙度补贴系数,其作用在于(c )。
a. 增加表面粗糙度
b. 减小表面粗糙度
c. 计及表面粗糙度对摩擦阻力的影响
d. 计算船体表面粗糙程度
6、螺旋桨工作时,桨叶所受的应力最大。
(b )
a. 叶梢
b. 根部
c. 0.6R处
d. 0.25R处
7、MAUw型螺旋桨与其原型AU型螺旋桨相比,其不同之处在于(d )
a. 减小了导缘的高度
b. 增加了拱度
c. 尾部上翘
d. a+b+c
8、桨叶某点B处发生空泡的条件是该处ξ≥σ。
9、在进行螺旋桨模型敞水试验时通常只满足进速系数相等;在空泡试验时需满足进速系数及空泡数相等。
10、关于螺旋桨各种效率问题,正确的是( c )。
a. 理想推进器效率ηiA可以等于1
b. ηi=ηO
c .ηHηR可能大于1 d.各类效率均不可能大于1
三、简答题(30分)
1、简要叙述三因次换算法的基本思想。
(7分)
答:⑴粘压阻力与摩擦阻力合并为粘性阻力并与雷诺数有关;2分
⑵兴波阻力与傅汝德数有关;2分
⑶根据船模实验结果,认为粘性阻力系数与摩擦阻力系数之比为一常数。
3分
2、简要叙述采用泰洛法估算船舶阻力的步骤。
(7分)
答:⑴计算设计船的船型参数;1分
⑵确定湿面积系数;1分
⑶计算摩擦阻力系数;1分
⑷求剩余阻力系数;2分
⑸计算总阻力和有效功率。
2分
3、试说明叶元体第一阶段空泡和第二阶段空泡现象特征。
(7分)
答:第一阶段空泡现象特征:
局部空泡,对性能影响不明显,但可能产生剥蚀3分第二阶段空泡现象特征:
全局性空泡,对性能影响明显,无剥蚀4分
4、简述螺旋桨初步设计计算步骤?(9分)
答:⑴确定D或N; 1分
⑵计算船身效率; 0.5分
⑶计算进速0.5分
⑷假定一组N或D 0.5分
⑸计算直径系数1分
⑹在相应图谱上,由直径系数等值线与最佳效率曲线的交点读取:
螺距比,敞水效率和螺旋桨收到马力系数; 2分
⑺计算P D; 0.5分
⑻计算所需的主机马力; 0.5分
⑼计算螺旋桨能克服的有效马力; 0.5分
⑽以N或D为横坐标,主机马力、螺距比、敞水效率、有效马力为纵
坐标,画出计算所需的主机马力、螺距比、敞水效率、计算螺旋桨能克服的有效马力和有效马力的曲线,过计算螺旋桨能克服的有效马力和有效马力的曲线交点引与纵坐标平行的直线,从该直线与其它曲线的交点读取相应设计参数。
2分
四、计算及分析题(32分)
已知25000t散装货船的主要数据为:船长172m,船宽27.2m,吃水9.8m。
实船的有效马力如下表所示。
估计的伴流分数0.340,推力减额分数0.260,相对旋转效率0.982,传送效率0.980,螺旋桨(AU)D=5.28m,P/D=0.684,A E/A0=0.545,η0=0.58, Vmax=15.48kn,主机马力12000hp,主机转速N=l18.5。
试完成下列计算:
1.试计算螺旋桨进速系数、收到马力系数、推马力、推进效率、P0.5和桨叶伸张面积(16分)。
解:V A=V(1-w)=15.48*0.5144*(1-0.34)=5.26m/s=10.23kn;1分
进速系数J= 60V A/(ND)=5.26*60/118.5/5.28=0.5;2分
螺旋桨敞水收到马力P D=Ps*ηS*ηR==12000*0.98*0.982=11548.32 hp;2分收到马力系数Bp= N P D0.5/ V A2.5==118.5*11548.320.5/10.232.5=38.04;2分
推马力P T=η0*ηR *ηS*P S=12000*0.98*0.982*0.58=6698hp;2分ηH=(1-t)/(1-w)=1.121;
推进效率ηD =ηH*η0*ηR =0.982*0.58*1.121=0.639;3分
P0.5=P=P/D*D=0.684*5.28=3.61m 2分
A0=π*D²/4=21.9 m²
桨叶伸张面积A E=0.545A0=0.545*21.9=11.94m²2分2. 试估算该船在排水量增加2%时,航速分别等于15、15.5和16节静水中的船舶阻力(8分)。
解:(1)海军系数法Ce=Δ2/3*V3/Pe
Pe=Δ2/3*V3/Ce;Δ1=(1+2%)Δ0 2分
当V=15kn时,Pe1=(Δ
1/Δ
)2/3 Pe(15.0) =1.022/3*5200=5269hp
船舶阻力:
R T=75*Pe1/V=75*5269/0.5144/15=51215kgf=510.907kN 2分
当V=15.5kn时,Pe1=(Δ
1/Δ
)2/3 Pe(15.5) =1.022/3*6090=6171hp
船舶阻力:
R T=75*Pe1/V=75*6171/0.5144/15.5=58048kgf=568.87kN 2分
当V=16kn时,Pe1=(Δ
1/Δ
)2/3 Pe(16.0) =1.022/3*7120=7215hp
船舶阻力:
R T=75*Pe1/V=75*7215/0.5144/16=65747kgf=644.32kN 2分
3. 试计算该船在航速等于16节的摩擦阻力(ρ=1.025*103kg/m3,S=2.63×(▽L)0.5)(8分)。
密度ρ=1.025*103kg/m3运动粘性系数ν=1.13902*10-6m²/s
①S=2.63×(▽L)0.5=5386.74m²▽=Δ/ρ=24390. m3 2分
② Re=V*L/ν=1.243*1092分
③ Cf=0.075/(lgRe-2)²=1.49*10-32分
④ΔCf=0.4*10-3
⑤Rf=(Cf+ΔCf)*ρV²S/2=353.5kN 2分。