船舶螺旋桨的设计与计算过程.课件资料
船舶螺旋桨理论PPT课件
弦向共有K个展向的格子线
K KL KT 1
格子线的坐标为1, 2 , k K ，其中
1 K L K KT
附着涡和源汇集中分布在这些展向格子线上。
18
现在来看弦向第k个格子，展向第m个格子的情况，参见下图对网
格交点 r m , k 的点Pm,k ，它的x坐标以xm,k 表示，则
xm,k Z R (m ) m k tg s (m )
19
以单位面积计算的源强密度 按（4-70）式求得。设线段 Pm,k Pm1,k
的长度为l ，则 m,k 应满足下式
m,k l
l
rm cos s (rm
)
取：
WT Q
f t s
17
弦向以间隔为 的幅平面进行分割，称各幅平面与参考面的交
线称为展向线。从参考面上 ＝0 的展向线，向导边方向共分有KL格，
向随边方向共有KT格，使
K L
min
4
KT
m
ax
4
其中 min 为导边处的最小角坐标值， max 为随边处的最大角坐标值。
)
1 2
(1
rH
)
c
os
现在在展向第m条带内，从导边到随边的所有这些涡段的涡强度
总和应等于Γ (rm ) 。
21
设附着涡弦向的连续分布密度为 b (r, ) ，则 m,k 应满足
m,k
k
2
b
(rm
,
)rm
d
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。
螺旋桨设计
螺旋桨设计计算书船舶原理·推进1.船体主要数据船型：单桨、集装箱船设计水线长L WL=215.00m垂线间长L PP=210.00m型宽B=32.00m设计吃水T=12.00m方形系数C B=0.655排水量∇=54000m3桨轴中心距基线Z P=4.00m 2.主机参数最大持续功率：32000kw转速：102r min⁄旋向：右旋3.推进因子伴流分数ω=0.24推力减额分数t=0.16相对旋转效率ηR=1.0船身效率ηH =1−t1−ω=1.1053船体有效马力曲线0.350.400.450.500.550.600.130.140.150.160.170.180.190.20τc =(T /A P )/(0.5ρV20.7R)σ0.7R =p 0/(0.5ρV20.7R)柏利尔空泡限界线图4.可以达到的最大航速的计算取功率储备15%，轴系效率 ηS =0.97螺旋桨敞水收到马力：P D =32000×0.85×ηS ×ηR =26384(kw )=35896.60hp假设有MAU5-70、MAU5-75、MAU5-80，按回归多项式以及回归系数计算。
（源代码见附表1）表1 按回归多项式以及回归系数计算表据表1中的计算结果可绘制P TE 、δ、P/D 及η0对V 的曲线，如图1所示。
图1 MAU5叶桨回归计算计算结果此处用MATLAB 求得相关曲线交点。
从P TE =f(V)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P/D 、D 及η0。
如表2所列。
表2按图1设计计算的最佳要素5.空泡校核按柏利尔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h s =T −Z P =12−4=8mP o −P v =P a +γh s −P V =10330+1025.24×8−174=18357.92kgf m 2⁄ 计算温度 t =15℃ ρ=104.63kgf ∙s 2m 4⁄ P V =174kgf m 2⁄ P D =35896.60hp图2空泡校核计算结果 表3空泡校核计算结果据表3计算结果作图2，用MATLAB 求得相关曲线交点。
15000DWT航速及螺旋桨计算书(最终)
航速及螺旋桨计算书1、 船舶要素m B mL m L pp wl 0.211386.140===型宽垂线间长水线长，m T 0.8=吃水 828.087.19789==∆B C t 方型系数排水量2、 主机及齿轮箱规格主机型号 台1400528⨯-L PC ， 齿轮箱型号 75.66GWC 型 额定功率 kw P B 3824=， 齿轮箱减速比 3.5:1 主机转速 rpm N 520=主机3、 计算系数选取伴流分数 364.005.05.0=-⨯=B C w 推力减额 237.00.65=⨯=w t 船身效率 200.111=--=wtct η 旋转效率 0.1=xd η4、 有效功率估算（爱尔法） ① 参数20.5625.231=∆=wl L T B, m X B 163.2= ② 有效功率计算结果5、 螺旋桨要素选取及有效推马力计算 ① 选用MAU-5型螺旋桨 ,取盘面比 0.62。
② 收到马力 zx cl B D P P ηη⋅⋅⋅=9.0hpkw95.440320.323897.097.09.03824==⨯⨯⨯=③ 有效推马力计算结果36.665.0=D P ， 11.985957.1485.0=⋅=D P N rpmN（δ、0η、DP 的值根据MAU5-50和MAU5-65图谱查出，用插值法得出）6、 航速计算由有效功率E P 曲线与有效推马力TE P 曲线的交点得： 设计航速 kn V 48.12= 直径 m NV D A166.4=⋅=δ螺距比 732.0=DP桨效率 496.00=η 7、推力计算① 计算功率 hp P D 95.4403=，m D 166.4=，螺旋桨转速m in 57.148r N = 系柱推力减额分数取 04.00=t由MAU5-50,MAU5-65 J K K Q T —, 图谱得：)732.0(=D P0=J 时， 35.0=T K ， 04.0=Q K 则主机转矩： m kg NP Q D ⋅=⨯⋅=52.2122927560π系柱推力： )1(0t DQK K Z T Q T -⨯⨯⨯= N 44.419494=② 设计航速 kn V 48.12=，kn V A 94.7=，148.2-=s n当 40.0=⋅=D n VJ A 时，21.0=T K则推力 42D n K Z T T ⋅⋅⋅⨯=ρ N 32.395297=8、 计算结果小结计算航速 V kn 48.12 推力 T 419494.44 KN 桨型式 MAU 型 桨叶数 Z 5 叶 桨直径 D m 166.4 螺距比 D P 0.732螺 距 P m 050.3 盘面比 d A 0.62 桨效率 0η 496.0 后倾角 ε 10 毂径比D d 018.0 叶厚分数D t 00.05叶根厚度 0t mm 3.208 叶梢厚度 0.1t mm 50.12 桨材料 Cu3镍铝青铜 材料密度 37600m kg9、 空泡校核：按勃立尔限界线进行校核计算 ① 满足空泡要求所需最小盘面比：611.04)229.0067.1()21(427.00=⋅⨯-⋅⋅Γ=D DP V T A A R c Eπρ式中：kgf V P T AD 95.401295144.0750=⨯⋅⋅=η ，194.0=Γcm kg V R 86.276272127.0=ρ ， ② 本船螺旋桨盘面比实取 611.062.00=>=A A A Ed故满足要求。
船舶螺旋桨形式ppt课件
叶片裂纹或断裂
由于材料缺陷、超载或交变应力等原 因，导致螺旋桨叶片出现裂纹或断裂 。
螺距误差
由于螺旋桨桨叶的螺距制造误差或运 转时的变形等原因，导致螺旋桨螺距 与设计值不符。
螺旋桨故障的诊断方法
振动分析法
通过分析船舶的振动情况，判断螺旋桨是否 存在故障。
温度检测法
通过检测螺旋桨附近的温度，判断是否存在 过热或异常升温。
创新设计
通过数值模拟和实验研究，探索新型螺旋桨的设计理念和方 法，以适应未来船舶航行需求的变化。
THANKS
感谢观看
螺旋桨的作用
通过旋转螺旋桨，产生向前的推 力，使船舶得以前进、后退或保 持静止状态。
螺旋桨的种类与特点
种类
根据不同的分类标准，螺旋桨可分为 多种类型。如按桨叶数目可分为单桨 和双桨；按推进方式可分为前置推进 、后置推进和侧置推进等。
特点
不同类型的螺旋桨具有不同的特点和 应用场景。例如，单桨适用于中低速 航行的大中型船舶，双桨则适用于高 速航行的小型船舶。
在维修或更换螺旋桨时，需遵循相关安全操作规程，确保人员
和设备安全。
04
船舶螺旋桨的故障诊断与排除
螺旋桨的常见故障及原因分析
振动过大
由于螺旋桨桨叶的安装误差、制造缺 陷或螺旋桨运转时的不平衡等原因， 导致船舶振动过大。
效率下降
由于螺旋桨的表面腐蚀、水生物附着 或泥沙磨损等原因，导致螺旋桨的推 进效率下降。
声音诊断法
通过听螺旋桨运转时的声音，判断是否存在 异常。
压力检测法
通过检测螺旋桨附近的水流压力，判断是否 存在异常。
螺旋桨故障的排除与修复
清洗和修复
更换损坏的叶片
对螺旋桨表面的水生物和泥沙进行清洗， 修复腐蚀和磨损部分。
浅谈船舶螺旋桨的设计资料
浅谈船舶螺旋桨的设计目录目录 (1)摘要 (2)关键词 (2)引言 (2)1 结构与计算要素 (3)1.1 结构组成 (3)1.2 计算要素 (3)2 项目设计过程及结果与分析 (5)2.1 船体估算数据 (6)2.2 螺旋桨要素选取及结果与分析 (6)2.3 推力曲线及自由航行计算及结果与分析 (7)2.4 计算总结 (9)2.5 螺旋桨模型的敞水实验 (9)3 螺旋桨设计的发展 (11)3.1 节能减排促使螺旋桨加快创新 (11)结束语 (13)参考文献 (14)致谢 (14)附录 (14)摘要螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计精度将直接影响船的推进速度，它为船的前进提供的推力。
螺旋桨设计是整个船舶设计的一个重要组成部分，它是保证船舶快速性的一个重要方面。
一般螺旋桨设计是在初步完成了船舶线型设计，并通过估算或用船模试验的方法确定了船体有效功率之后进行的。
影响螺旋桨推进性能的因素很多，在本设计过程中主要对螺旋桨的直径、螺距比、盘面比、桨叶轮廓形状等因素进行研究，并通过在工作中积累的经验，设计一艘内河A级拖船的螺旋桨。
关键词螺旋桨直径螺距比盘面比桨叶轮廓形状引言船在水面或水中的航行时遭受阻力，为了使船舶能保持一定的速度向前航行，必须供给船舶一定的推力，以克服其所承受的阻力。
作用在船上的推力是依靠专门的装置或机构通过吸收主机发出的能量并把它转换成推力而得，而这种专门吸收与转换能量的装置或转换能量的装置或机构统称为推进器。
推进器种类很多，例如风帆，民轮，直叶推进器，喷水推进器及螺旋桨等，螺旋桨构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高，是目前应用最广的推进器。
1结构与计算1.1结构组成螺旋桨俗称车叶，通常由桨叶和浆毂组成。
螺旋桨与尾轴连接部分叫浆毂，浆毂是一个锥形体。
为了减小水的阻力，在浆毂后端加一整流罩，与浆毂形成一光顺流线形体，称为毂帽。
螺旋桨在水中产生推力的部分叫桨叶，桨叶固定在浆毂上。
普通螺旋桨常为3叶或4叶，2叶螺旋桨仅用于机帆船或小艇上，近年来有些船舶（如大吨位大功率的油船），为避免震动而采用5叶或5叶以上的螺旋桨。
船舶轴系和螺旋桨PPT课件
叶根 叶尖 压力面：尾－头 吸力面： 叶片边缘：两面交线
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导边：入水边 随边 桨叶面积：各桨叶推水面积总和 螺距：转一周时，桨叶上点前进的距离 螺旋桨直径：以顶点作圆柱体直径 桨毂直径：尾轴直径的2.2～2.7倍 盘面比：桨叶伸张面积/螺旋桨旋转圆盘 面积
青铜
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联轴节、连接螺栓
联轴节
刚性联轴节 弹性联轴节
调自振、衰减传递振动、抑制扭振、补偿轴线少量误差、 缓和扭振冲击 只承受扭矩而不承受推力的轴间连接处
推力轴之前的轴系联接
连接螺栓
普通螺栓 紧配螺栓
50％（至少4个） 与普通螺栓间隔排列
中间轴法兰连接螺栓在倒车时受力
拉、剪交变应力
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额定功率≥220千瓦的进行扭振计算
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减弱扭振对轴系危害的措施
设立“转速禁区” 加装高弹性联轴器 改变柴油机发火次序 加装阻尼减振器
减振器
摆式减振器 阻尼减振器
硅油减振器 橡胶减振器
作用：吸收振动能量，减少扭振振幅 通常安装在曲轴自由端
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转速禁区（红色表明）
不得长期运转 尽快越过 主机在0.8～1.05转速比值范围不允许存在 转速禁区
0001d05mm内孔表面有3道油槽在上左右方油润滑废机油黑油首尾端密封前尾轴承长度后尾轴承长度青铜联轴节刚性联轴节弹性联轴节调自振衰减传递振动抑制扭振补偿轴线少量误差缓和扭振冲击只承受扭矩而不承受推力的轴间连接处推力轴之前的轴系联接连接螺栓普通螺栓紧配螺栓50至少4个与普通螺栓间隔排列中间轴法兰连接螺栓在倒车时受力拉剪交变应力测量时临时支承位置测量时临时支承位置离法兰端面02l中间轴长度偏移
螺旋桨设计与绘制讲解
第1章螺旋桨设计与绘制1.1螺旋桨设计螺旋桨设计是船舶快速性设计的重要组成分。
在船舶型线初步设计完成后，通过有效马力的估算获船模阻力试验，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，又能使消耗的主机马力最小；或者当主机已经选定，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。
螺旋桨的设计问题可分为两类，即初步设计和终结设计。
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要求设计出最合适的螺旋桨，然后由螺旋桨的转速计效率决定主机的转速及马力。
终结设计：主机马力和转速决定后，求所能达到的航速及螺旋桨的尺度。
在本文中，根据设计航速17.5kn，设计螺旋桨直径6.6m，进行初步设计，获得所需主机的马力和主机转速，然后选定主机；根据选定的主机，计算最佳的螺旋桨要素及所能达到的最大航速等。
1.1.1螺旋桨参数的选定（1）螺旋桨的数目选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能、震动、操纵性能及主机能力等各方面因素。
若主机马力相同，则当螺旋桨船的推进效率高于双螺旋浆船，因为单螺旋桨位于船尾中央，且单桨的直径较双桨为大，故效率较高。
本文设计船的设计航速约为17.5kn的中速船舶，为获得较高的效率，选用单桨螺旋桨。
（2）螺旋桨叶数的选择根据过去大量造成资料的统计获得的桨叶数统计资料，取设计船螺旋桨的叶数为4叶。
考虑到螺旋桨诱导的表面力是导致强烈尾振的主要原因，在图谱设计中，单桨商船的桨叶数也选为4叶。
（3）桨叶形状和叶切面形状螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼型两种。
弓形切面的压力分布较均匀，不易产生空泡，但在低载时效率较机翼型约低3%~4%。
若适当选择机翼型切面的中线形状使其压力分均匀，则无论对空泡或效率均有得益，故商用螺旋桨采用机翼型切面。
根据以上分析，选择MAU4叶桨系列进行螺旋桨设计。
1.1.2 螺旋桨推进因子螺旋桨的伴流分数取螺旋桨以等推力法进行敞水实验获得的实效伴流：0.404ω=推力减额按照汉克歇尔关于单桨螺旋桨标准商船公式进行计算：0.500.120.22P t C =-=主机的轴系传递效率： 0.97s η= 相对旋转效率： 1.00R η= 船身效率： 1 1.311H tηω-==-1.1.3 有效马力曲线有效马力曲线表征的是船体阻力特征。
(完整word版)船用螺旋桨的功率计算
船用螺旋桨的功率计算功率（W）直径(D）螺距(P）转/分(N）功率（W）=(D/10）的4次方*（P/10）*（N/1000）的3次方*0。
45速度(SP）km/h=（P/10)＊(N/1000）*15.24静止推力（Th）g=(D/10）的3次方*（P/10）＊（N/1000）的2次方*22船用螺旋桨的工作原理可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。
流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。
在螺旋桨半径r1和r2(r1〈r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况.V—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ-气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角.显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力ΔD和升力ΔL，合成后总空气动力为ΔR。
ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT，与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。
将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。
必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。
螺旋桨工作时。
轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。
因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。
而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。
螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。
所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。
对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。
迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。
用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。
式中D-螺旋桨直径。
理论和试验证明:螺旋桨的拉力（T)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η）可用下列公式计算：T=Ctρn2D4 P=Cpρn3D5 η=J·Ct/Cp 式中:Ct—拉力系数;Cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速;D-螺旋桨直径。
螺旋桨制图 课程设计之完整版优秀课件
A'
N
N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看 b'
S1
b' S
b'
21
S'
S1
3
3 侧视图 ◆顶点绘制
轴向位置
径
向
位
置
T'
T1
T1
3 侧视图
◆顶点绘制
◆最大厚度线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
5 包毂线—桨叶叶面与桨毂的相交线
r1
dh
r2
2
2
2
d h 1 8 % D ,r 1 0 . 8 5 0 . 9 5 d h ,r 2 1 . 1 d h
P 2
2 正视图 ◆从船后向船首看
N
a
b
a
N’
P 2
2 正视图 ◆从船后向船首看
ab
N
b
a
N’
2 正视图 ◆顶点绘制
N N’
2 正视图 ◆顶点绘制
a
a
2 正视图
光 顺 连 接 各 点
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
N N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
N
N’
3 侧视图 ◆从右舷往左舷看
螺旋桨制图 课程设计之完 整版优秀课件
为什么制图？
终结设计
总图绘制
施工制造
布局
1 画3个图的桨叶参考线OU（注意侧视图中的纵斜角） 2 画10个半径处的等分线
1 伸张轮廓图
◆伸张轮廓
126.29
上表见《螺旋桨计算书》第14页
204.22
281.79
1 伸张轮廓图
◆桨叶切面
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某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书刘磊磊20081013202011年7月某沿海单桨散货船螺旋桨设计计算说明书1.已知船体的主要参数船长 L = 118.00 米 型宽 B = 9.70 米 设计吃水 T = 7.20 米 排水量 △ = 5558.2 吨 方型系数 C B = 0.658 桨轴中心距基线高度 Zp = 3.00 米由模型试验提供的船体有效马力曲线数据如下：航速V （kn ） 13 14 15 16 有效马力PE （hp ） 2160 2420 3005 40452.主机参数型号 6ESDZ58/100 柴油机 额定功率 Ps = 5400 hp 额定转速 N = 165 rpm 转向 右旋 传递效率 ηs=0.983.相关推进因子伴流分数 w = 0.279 推力减额分数 t = 0.223 相对旋转效率 ηR = 1.0船身效率 0777.111=--=wtH η4.可以达到最大航速的计算采用MAU 四叶桨图谱进行计算。
取功率储备10%，轴系效率ηs = 0.98 螺旋桨敞水收到马力： P D = 4762.8 hp根据MAU4-40、MAU4-55、MAU4-70的Bp --δ图谱列表计算：项 目 单位 数 值 假定航速V kn 1314 1516V A =(1-w)V kn 9.373 10.09410.81511.536Bp=NP D 0.5/V A 2.569.013042 69.01304 69.0130422569.01304225Bp268.96548323.7116 384.6505072451.9996707MAU 4-40δ75.6 72.10878 64.87977369 60.744 P/D 0.64 0.667321 0.685420561 0.720498 ηO 0.5583333 0.582781 0.6057068060.62606P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2863.9907 2989.395 3106.994626 3211.4377 MAU 4-55δ74.629121 68.63576 63.56589147 59.341025 P/D 0.6860064 0.713099 0.740958466 0.7702236 ηO 0.5414217 0.567138 0.590941438 0.6111996 P TE =P D ·ηH ·ηOhp 2777.2419 2909.156 3031.255144 3135.1705 MAU 4-70δ73.772563 67.77185 63.0305555658.68503P/D 0.69254 0.723162 0.754280639 0.7861101 ηO 0.5210725 0.54571 0.565792779 0.5828644 P TE =P D ·ηH ·ηOhp2672.86012799.2382902.2542 2989.8239据上表的计算结果可绘制PT E 、δ、P/D 及ηO 对V 的曲线，如下图所示。
从PTE—f(V)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如下表所列。
螺旋桨最佳要素P/D、D及ηOMAU Vmax P/D δ D ηO4-40 15.137 0.68919 64.1006 4.239876691 0.6086224-55 15.037 0.74201 63.3998 4.165819112 0.591738724-70 14.851 0.749606 63.68688 4.132919936 0.563077426 5.空泡校核按柏利尔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hf =T－Zp=7.2－3.00=4.2mp 0－p v = pa + γhs－pv = 10300+1025×4.2-174= 14461kgf/m2计算温度t = 15°C ,Pv = 174kgf/ m2 , P D = 4762.8hp, ρ= 104.63kgfs2/m4序号 项目单位 数值 MAU4-40MAU4-55MAU4-701 VmaxKn 5.614046889 5.576958649 5.507974522 2 V A =0.5144Vmax(1-w) m/s657.4605465 634.6935143 624.7082313 3 (0.7πND/60)2 (m/s)2 688.978069 665.795982 655.0460146 4 V 20.7R =V 2A +32(m/s)20.401205334 0.415174744 0.421988181 5 σ=(p 0- p v ) / 21ρV 0.7R 20.4012053340.415174744 0.421988181 6 Τc(柏利尔空泡限界图) 0.16 0.162 0.163333333 7 T=P D ·ηO ·75/V Akgf38725.33823 37901.48027 36517.3961 8 A P =T /21ρV 0.7R 2·τ c m 2 6.7149627736.7169754016.5241950849 A E =A P / (1.067-0.229P/D) m 210A E /A O =A E /41πD 27.3857718857.4876015217.286833423按上述结果作图,可求得不发生空泡的最小盘面比以及对应的最佳螺旋桨要素A E / A O = 0.549200516 P/D= 0.741852486 D= 4.166m ηo=0.591857369 Vmax= 15.03775 kn6.强度校核按1983年<<规范>>校核t 0.25R 及t 0.6r ,应不小于按下式计算之值:t=XK Y -,ZbNN A Y e1=, X=A 2GA d N 2D 3/1010Zb计算功率Ne=5400×0.98=5292hpA D = A E / A O = 0.549200516, P/D=0.741852486, ︒=8ε，G=7.6gf/cm 3 ,N=165rpmb 0.66R =0.226D ·A E / A O/0.1Z=0.226*0.549200516*4.166m/0.4=1.292702683 m b 0.25R =0.7212b 0.66R = 0.93229717 m b 0.6R =0.9911b 0.66R = 1.281197629 m项 目 单 位 数 值0.25R 0.6R弦长b m 634 207 K 1 250 151K 2 1410 635 K 3 434K 42297.004326 826.6232412 A 1=D/P(K 1-K 2D/P 0.7)+K 3D/P 0.7-K 419755.287085173.296683 Y=A 1N e /ZbN82 23 K 5 34 12 K 6 41 65K 7 380330K 81185.1838161010.409249A 2=D/P(K 5+K 6ε)+K 7ε+K 8 1.179 1.179 材料系数K （铝镍合金）0.26112086 0.161991195 X=A 2GA d N 2D 3/1010Zb146.7063535 71.32164252)(X K Y t -=mm 159.3495 90.8188 MAU 标准桨叶厚度t ′mm 满足要求满足要求校核结果146.7063535 85.04785519实取桨叶厚度mm634207实取桨叶厚度按t 1.0R =0.0035D=14.581 与t 0.25R =146.7063535 连直线决定:t 0.2R = 155.5147104 mm t 0.3R = 137.8979966 mm t 0.4R = 120.2812828 mm t 0.5R = 102.664569 mm t 0.6R = 85.04785519 mm t 0.7R = 67.43114139 mm t 0.8R = 49.8144276 mm t 0.9R = 32.1977138 mm7.螺距修正根据尾轴直径大小，决定毂径比d h /D=0.18，此值与MAU 桨标准毂径比相同，故对此项螺距无需修正。
由于实际桨叶厚度大于MAU 桨标准厚度，故需因厚度差异进行螺距修正。
设计桨 )(b t0.7R =0.052351381标准桨 )(bt0.7R = 0.0552269751－s = NP V A =NP V 866.30)-1(⨯ω=0.656262685△)(b t 0.7R =〔)(b t 0.7R 设－)(b t 0.7R 标×51.055.0〕×0.75=-0.002216992△)(D P t =－2)(D P 0(1－s) △)(b t0.7R =0.002158685修正后的螺距比： D P =)(D P 0＋△)(DPt =0.744011171 8.重量及惯性矩计算根据MAU 桨切面的面积数据用积分方法计算得：桨叶重量 3582.9355 kgf 桨毂重量 6589.59094 kgf 螺旋桨重量 10172.53 kgf 桨叶惯性矩 435.6 kg.m.s^2 桨毂惯性矩 360.85 kg.m.s^2 螺旋桨总惯性矩 796.45 kg.m.s^29.敞水特性曲线由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.7和0.8 的敞水特性曲线内插得到MAU4-0.549,P/D=0.744 的敞水特性曲线，其数据如下：设计桨的敞水特性数据表J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10KQ 0.3611 0.32468 0.28826 0.25184 0.21542 0.179 0.14258 0.10616 KT 0.3395 0.29845 0.2574 0.21635 0.1753 0.13425 0.0932 0.05215（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） r/R面积系 数Ka 弦长╳最大 厚度 b ╳t切面面 积(m 2) S=Kabt 辛式 系数 SM(4)╳(5)rr 2(6)╳(7)(6)╳(8)0.2 0.674 0.145487857 0.0980588 1 0.098059 0.4166 0.173556 0.040851 0.017019 0.3 0.674 0.150221946 0.1012495 4 0.404998 0.6249 0.3905 0.253083 0.158152 0.4 0.6740.1463157 0.09861672 0.197234 0.8332 0.694222 0.164335 0.136924 0.5 0.6745 0.134635523 0.09081164 0.363247 1.0415 1.084722 0.378321 0.394022 0.6 0.6745 0.116356831 0.0784826 2 0.156965 1.24981.5620.196175 0.245180.7 0.677 0.091758804 0.0621207 4 0.248483 1.4581 2.126056 0.362313 0.528288 0.8 0.683 0.062051002 0.0423808 2 0.084762 1.6664 2.776889 0.141247 0.235374 0.9 0.695 0.030528429 0.0212172 4 0.084869 1.8747 3.5145 0.159104 0.298272 10.70 010 2.083 4.338889 0.013103 0.027293∑(6)= 1.638616∑(9)= 1.69543 ∑(10)=2.013210.螺旋桨计算总结螺旋桨直径 4.166 m螺距比 0.744型式 MAU叶数 Z=4盘面比 0.549ε纵倾角︒=8螺旋桨效率 0.592设计航速 15.04 kn毂径比d h/D=0.18旋向右旋材料铝镍青铜重量10172.53 kgf惯性矩796.45 kg.m.s^2。