船用螺旋桨推进器探讨
螺旋桨在船舶推进中的应用研究

螺旋桨在船舶推进中的应用研究第一章:概述螺旋桨作为船舶重要的推进装置,其性能直接影响着船舶的能耗、速度、稳定性等方面。
近年来,随着技术不断进步和能源价格的不断攀升,对螺旋桨的研究也日益深入。
本文将着重探讨螺旋桨在船舶推进中的应用研究。
第二章:螺旋桨的原理螺旋桨是一种转动的水翼,在船舶推进中起到重要的作用。
它能将机械能转化为水动能,利用推力推动船只前进。
常用的螺旋桨分为固定螺旋桨和可调螺旋桨两种。
前者的叶片固定,通常安装在干舷后侧的推进器上,适用于速度较慢、推进功率相对较小的船只;后者的叶片可以调整,可以根据不同的速度和船型调整叶片的角度,适用于高速船舶。
第三章:螺旋桨的设计螺旋桨的设计需要考虑多种因素,包括船舶的速度、功率、航行深度、船型等。
其中,螺旋桨的叶片形状和叶片数量对其性能有着至关重要的影响。
现代的设计工具可以通过模拟和试验,优化螺旋桨的设计,更好地满足实际需求。
此外,在螺旋桨的制造和维护过程中,也需要考虑到材料的选用、加工工艺、检测技术等因素。
第四章:螺旋桨的改进与创新在螺旋桨的应用研究中,改进和创新是不可或缺的一部分。
例如,船只在运行过程中,船体周围会形成水泡,来自螺旋桨的气泡会降低螺旋桨的效率。
而通过改进螺旋桨的叶片形状和角度,可以减少水泡和气泡的影响,提高螺旋桨的效率。
此外,部分研究者通过改变螺旋桨叶片的材料和形状,使其可以在将来的高速、大型船只中应用,具有充分的市场前景。
第五章:结论螺旋桨在船舶推进中的应用研究是一个复杂的课题。
通过对其原理、设计、改进和创新的探讨,可以更好地理解螺旋桨在实际应用中的作用,并持续提高其在船舶工业中的应用水平。
同时,还需要根据不同的船舶和推进需求,选择不同类型的螺旋桨,以确保船舶的顺畅航行,提高运行效率。
船舶的工作原理

船舶的工作原理船舶作为水上运输工具,在现代交通中扮演着重要角色。
它们通过特定的工作原理实现航行和货物运输。
本文将介绍船舶的工作原理,涵盖推进力、浮力、航行稳定以及船舶控制等方面。
一、推进力推进力是船舶前进的关键因素。
在水中航行时,船舶需要克服水的阻力,并产生足够的推力来向前行驶。
常见的推进力机制有以下几种形式:1. 螺旋桨推进力螺旋桨是船舶最常见的推进器件。
它通过螺旋型叶片的旋转,将水推向相反方向,从而产生反作用力推动船体前进。
螺旋桨的旋转速度和叶片的角度可以调整,以适应船舶的不同速度和方向需求。
2. 水喷推进力水喷推进是一种通过向后喷射水流来产生推进力的机制。
常见的应用是在高速船或喷气式飞机上。
通过喷射水流,船舶可以产生强大的推力,从而实现高速航行。
3. 水动力推进力水动力推进是利用水的动力学原理来产生推进力的机制。
例如,帆船利用风的动力对帆进行调整,从而产生推进力。
这种推进力的发挥需要充分利用风的方向和力量。
二、浮力浮力是船舶能够漂浮在水面上的基本原理。
根据阿基米德原理,当一个物体浸入液体中时,它所受到的浮力等于所排除的液体的重量。
船舶的设计和体积使其能够排除足够的水,从而产生与其重量相等的浮力,使得船舶能够浮在水面上。
三、航行稳定航行稳定性对于船舶的安全和运营至关重要。
船舶需要保持平衡,以避免侧翻或失去控制。
以下几种因素影响着船舶的航行稳定:1. 重心船舶的重心位置对于航行稳定性有着重要影响。
重心过高会使船舶不稳定,容易倾斜,而重心过低则会导致船身不够稳定。
通过合理设计和货物分布,船舶的重心位置可以得到控制,以保持航行稳定。
2. 填水与排水填水和排水是调整船舶重心和浮力的重要手段。
通过填充或排空船舱中的水,可以对船舶的浮力和重心进行调节,以保持航行稳定。
3. 船体形状船体的形状对于航行稳定性有着重要影响。
例如,船舶的船首设计成尖形,可以减少水的阻力,提高航行的稳定性。
此外,船舶的船宽、船高和船身曲线等因素也会影响其航行稳定性。
螺旋桨系统振动特性研究与优化

螺旋桨系统振动特性研究与优化引言:螺旋桨是推进器的核心组件,对于船舶、飞机或其他涉及水上、空中推进的工具而言,其振动特性的研究和优化至关重要。
振动过大不仅会增加噪音和能耗,还会对系统的稳定性产生负面影响。
因此,深入研究振动问题,并找到相应的优化方法,对于提高螺旋桨系统的性能至关重要。
振动特性分析:螺旋桨的振动主要来源于以下几个方面:一是叶片与流体的相互作用力;二是叶片的非均匀分布质量;三是叶片结构和连接部件的刚度和强度。
第一方面,由于叶片与流体的相互作用力,会产生涡脱离和涡脱层现象,从而引起螺旋桨的振动。
这个问题在船舶和飞机上尤为明显,因为在水中或空气中,流体与叶片的相互作用会产生较大的压力和气动力,进而引起振动。
第二方面,叶片的非均匀分布质量也会导致振动问题。
一些螺旋桨在生产过程中存在叶片重量分布不均匀的情况,这会导致螺旋桨在运行过程中出现不平衡,从而引起振动。
第三方面,螺旋桨的结构和连接部件的刚度和强度也会对振动产生影响。
如果螺旋桨的叶片材料选择不当,或者连接部件的刚度不够,都会导致螺旋桨的振动问题。
振动优化方法:针对螺旋桨系统的振动问题,可以采取一系列的优化方法来降低振动水平。
首先,通过减小叶片和流体的相互作用力,可以有效地减小振动问题。
这可以通过改善叶片的流线型设计和减小流体阻力来实现。
同时,可以对螺旋桨进行数值模拟和实验验证,找到合适的叶片形状和角度,以达到减小振动的效果。
其次,通过优化叶片的质量分布,可以减轻螺旋桨的不平衡现象,降低振动水平。
可以通过在叶片上添加适当的减重材料,或者在生产过程中对叶片进行精密加工,以实现叶片质量分布的均匀化。
第三,提高螺旋桨的结构和连接部件的刚度和强度,可以减小振动问题。
可采用更高强度的材料来制造螺旋桨的叶片和连接部件,或者通过加固连接部件的方式来提高整个系统的刚度。
这样可以有效地减少振动的发生。
结论:螺旋桨系统的振动特性研究和优化对于提高系统的性能和稳定性至关重要。
船舶推进器螺旋桨研究

船舶推进器螺旋桨研究一,船用推进器的发展历程。
船舶推进器的种类很多,最古老的要算篙了,它可撑着船前进。
后来又发明了桨和橹,它们一直沿用至今。
随后是利用风帆作为推进工具,出现了多种形式的帆船。
随着机器在船上的应用,就出现了明轮推进器。
19世纪初出现了螺旋桨推进器。
为了证明螺旋桨的优越性, 英国海军组织了一场有趣比赛:把动力相当的“响尾蛇号”螺旋桨轮船和“爱里克托号”明轮进行了竞赛。
两艘船的船尾用粗缆绳系起来,让它们各朝相反的方向驶去。
“响尾蛇号”的螺旋桨飞快地旋转,“爱里克托号”的明轮猛烈地向后拨水。
先是互不相让,但过了一会儿,“响尾蛇号”就把“爱里克托号”拖走了。
这场比赛证明了螺旋桨的优越性。
从此,螺旋桨轮船就取代了明轮。
二,螺旋桨的基本构造与在船舶中的应用基本知识。
螺旋桨俗称车叶,由若干桨叶所组成。
桨叶的数目通常为三叶、四叶或五叶,各叶片之间相隔的角度相等。
螺旋桨通常装在船的尾部,螺旋桨与艉轴的连接部分称为毂,桨叶就固定在毂上。
有船尾向船首看时,所看到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面(压力面),另一面称为叶背(吸力面)。
桨叶的外端为叶梢,而与毂的连接处称为叶根。
螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨迹为梢圆,此圆称为螺旋桨桨盘,直径称为螺旋桨直径,其面积称为盘面积。
螺旋桨正车旋转时,有船尾向船首看所见到的旋转方向为顺时针方向的称为右旋桨,反之为左旋桨。
双桨船的螺旋桨装在船尾二侧,正常旋转时,若其上都向着船中线转动的称为内旋桨,反之为外旋桨。
螺旋桨直径的大小往往受到船舶吃水的限制。
一般来说,螺旋桨直径愈大转速愈低,其效率愈高。
螺旋桨与船的尾框要有良好的配合,避免叶尖露出水面而影响效率。
螺旋桨船体间隙要适当,以避免引起严重的振动。
三,船用螺旋桨的工作原理。
螺旋桨旋转时,把水往后推。
根据力的作用与反作用的原理,水给螺旋桨以反作用力,这就是推力,推船前进。
螺旋桨的运动情况同螺钉的运动情况极为相似。
把螺钉旋转一圈,它就在螺帽中向前推进一段距离,这段距离称为螺距。
船用螺旋桨技术研究及系列图谱

船舶电气与通信而脉冲上升、下降时间以及脉冲间隔时间对转速的波动和增压压力、排气温度的波动影响并不大。
(2)在多个电流脉冲过程中,脉冲时间间隔的不同,对第一个脉冲周期基本没有影响,但是对后面的循环有较大影响。
随着时间间隔日益缩小,柴油机的转速波动渐趋减小。
(3 )如果不在调速器设定和增压器选型方面采取措施,柴油机增压压力峰值为0.4 MPa,排气温度的峰值也在900T:左右。
主要原因是涡轮增压器转速相对于油量变化滞后,导致喷油量增加后,增压压力没有及时增加,使燃烧过量空气系数偏低,导致燃烧温度较高,但这种高排温是瞬时性的,表观温度处于合理范围[6]。
(4)随着机组综合惯量的减小,转速波动加剧。
(5)电子调速器的各个参数对转速波动有影 响。
比例控制加强,转速超调现象减弱;积分控制加强,转速超调增加;微分控制加强,对转速的影响较小。
(6)电子调速器精度降低后,转速波动率增 大。
排气最高温度降低;但每个脉冲周期排气温度高于700T:的时间仍约为3 s。
(7)涡轮增压器转子转动惯量减小后,转速波动减小,最高排气温度降低,最高排气温度持续时间缩短。
实践证明,机组的合理设计可满足脉冲工况使用要求;但为了优化机组的工作状态,更准确地控制电流脉冲波形,必须在调速器和增压器方面开展相关适用性改进并进行样机试验。
[参考文献][1]杨勇.扫雷用脉冲柴油发电机组研究[J].水雷战与舰船防护,2004 (3): 35-39.[2]赵同宾,陈金涛,王丽杰,等.脉冲负荷柴油发电机组仿真与试验[J].舰船科学技术,2010 (8): 37-43.[3]孙吉,周耀忠,苏广东.消磁脉冲电流对发电机组转速的影响及其改进措施探讨[J].海军工程大学学报,2008 (5): 109-102.[4 ]朱鸿.遏制削弱积分PID控制算法在船用柴油机调速系统中的应用[J].船舶,2011 (3): 59-65.[5] 丁东东,曾凡明,吴家明,等.消磁船主柴油发电机组系统最佳参数确定[J] •舰船科学技术,2004 (6):21-24.[6]张霞云,孙伟,赵同斌,等.不同涡轮流通面积对脉冲机组瞬间特性的影响分析[J] •柴油机,2014 (5 ):13-15.[新M书^推@船用螺旋桨技术研究及系列图谱内容提要:该书第一作者简介:钱晓南,上海交通大学研究员,1959年船用螺旋桨技术研究及系列图谱部分包括螺旋桨的几 何形状、桨叶剖面翼 型的变化;在复杂运 动状态(变速、调速 和处于不同方位角 时)中,螺旋桨的流 体动力状况和相应工 程技术对策;空泡现 象和船后伴流场的模 拟试验和评估等。
浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数

浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数论1云浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数船舶在水中航行时遭受到阻力,为保持一定的航速,必须供给船舶一定的推力以克服它所受到的阻力,推力是来自船上专门设置的一种设备,此设备称为推进器,推进器运转时必须消耗能量,所消耗的能量由船舶动力装置供给,所以推进器的作用是将船舶动力装置所提供的能量转化成克服水阻力,推船前进的推进功率,推进器的种类很多,有风帆,明轮,喷水推进器,Z型推进器,直叶推进器及螺旋桨等.由于螺旋桨构造简单,重量较轻,效率也较高,因而被绝大多数船舶所采用.螺旋桨和船体,主机在船舶航行中构成了一个统一的"联动机",由主机供给能量,使螺旋桨旋转而发出推力,克服船体阻力,推船以一定速度前进.所以在选择螺旋桨时必须满足船,桨,机之间的联动平衡关系,使之能很好配合,这就是说所选择的螺旋桨的转速和所需功率必须和主机的额定转速和额定功率相结合,使主机处于额定工况下工作,而螺旋桨的进速和发出的推力必须和船舶的航速及遭遇的阻力相配合,使船舶能在预定航速下航行,如螺旋桨不能与主机,船体配合,则会使主机处于"负载过重"或"负载过轻"状态,主机功率不能充分发挥,船舶也将不能达到预定航速.可见,螺旋桨选择是否得当,直接影响到船舶的航行速度,但在实际选择时,不仅考虑到推进效率,还应考虑到空泡,振动等方面的因素,所以,我认为在选择螺旋桨时应考虑以下几方面的主要参数:一,螺旋桨的数目:选择螺旋桨的数目必须综合考虑推进性能,振动,操纵性能及主机功率等因素,若功率相同,则单螺旋桨船的推进效率常高于多螺旋桨船,因为单螺旋桨位于船尾中央,伴流较大,且允许有较大直径.因此,只要主机能力许可,现代货船往往采用单螺旋桨船,随着集装箱船的大型化,高速化,由于主机能力的限制,一般采用多螺旋桨.客船要求速度快,振动小,操纵灵活,故采用双螺旋桨,河船常受吃水限制,而且要求操纵灵活,如我们临海制造的吸砂船,大多采用双螺旋桨或多螺旋桨.二,螺旋桨的直径和螺距:一般说来,螺旋桨直径越大.转速越低,则敞水效率越高;但直径过大,桨盘处平均伴流减少,船身效率下降,对总的推进效率未必有利,螺旋桨叶梢应有一定的沉没深度,不要离水面太近,以避免损失和空气吸人发生,并且在风浪中●临海市航运管理所金伯平航行时桨叶不易露出水面.对于河船,因吃水受到限制,螺旋桨直径过小,致使效率偏低, 为解决这一问题,叶梢沉深可减少.从振动方面考虑,螺旋桨与船体间的间隙不宜过小,否则可能引起严重的振动,2001年《刚质海船人级与建造规范》对螺旋桨与尾柱,舵之间的最小间隙作了规定, 如图所示,间隙值不得小于下列数值:a=0.12D(m)b=0.20D(m)c=0.14D(m)d=0.04D(m)\船劈.所以在选择螺旋桨时,可根据船尾部型深,吃水以及间隙要求.即可决定螺旋桨的最大直径.一般地说,当螺旋桨收到功率和转速为一定时,螺旋桨直径增大,螺距就必须减少,反之亦然,只要是同型螺旋桨,且叶数和盘面比相同,直径变动范围在最佳直径第240期-4?2005-船舶工业技术经济信息55i仑I云的一5~1O%之间,可以认为螺距P和直径D之和为常数,即P+D=常数,利用这一关系,可以根据型船的螺旋桨资料方便地预估新船螺旋桨的螺距或直径.三,螺旋桨的转速:螺旋桨转速低,直径大者敞水效率较高,但在选择螺旋桨的转速时,除考虑螺旋桨本身效率外,尚应顾及主机类型,重量,价格及机器效率.一般来说,两者的要求是相互矛盾的.对机器来说,转速越大,效率越高,且机器重量,尺寸都可以减少.若螺旋桨要求转速与主机转速相差过大时,则可采用避免.所以在选择螺旋桨时,应当预估船体自然频率,特别是二节垂向振动频率N2v(Hz),螺旋桨转速no的选择应避开09N2v~1.1N2v,一般应大于1.1N2v.四,螺旋桨叶数:桨叶数目对效率的影响不明显,但对振动,噪音和空泡等影响较大.从减少振动看,叶数多者有利,但盘面比一定时,叶数增加会导致切面厚度增大,容易发生空泡,所以从避免空泡考虑,叶数以少为宜.通常单螺旋桨船多用四叶,双螺旋桨船的叶数可采用三叶或四叶,河船吃水常受限制,而在减速装置以获得妥善解决.在选择螺旋桨转速时,还应考虑船体的振动问题.船体振动一般分为两类:第一类是当主机或辅机在一定转速时,整个船体处于振动状态,这种影响整个船体结构的振动称为共振;第二类是船舶局部或某些装置处于振动状态,称为局部振动,后者可以采取一些局部措施. 如增设扶强材,支柱等加固措施来消除,而前者则是危险状态应考虑相同设计条件下,一般--nt的最佳直径比四叶的大,所以多用四叶. 一般认为,叶数少者效率高,叶数多者,因叶栅干扰作用增大.故效率下降,但实际比较表明,叶数对效率的影响应视工作范围而定,叶数增加效率不一定下降,因此在选择螺旋桨时,应多进行不同叶数的比较计算.桨叶数目选择与振动关系较大,由于船后伴流场不均匀性,使56船舶工业技术经济信息?第24()期.4.2005 桨叶切面在不同的周向位置下将遇到不同的来流速度和攻角,使螺旋桨的推力和旋转阻力也随之发生变化,这就产生了以叶频(桨叶数目乘转速)为基本频率的周期性不平衡水动力,它作用于船体将引起船体振动.增加桨叶数目,一般可使推力和转矩沿盘面分布更加均匀,对减少激振力有利.因此随着船舶的大型化,振动问题显得突出,单螺旋桨船有采用五叶甚至六叶的趋势.此外,在选择叶数时应避免和船体或轴系发生共振,亦即避免叶频与轴系或船体的自然频率相等或相近,同时还应尽量避免主机气缸数,冲程数与叶数相等或恰为其整数倍.五,桨叶外形或叶切面形状:一般认为,桨Dr#l,形轮廓对螺旋桨陛能的影响很小,其展开轮廓近于椭圆形者为良好的叶形.对于具有倾斜的桨叶,各半径处切面弦长与展开轮廓为椭圆形的各叶切面弦长大致相同者为佳.螺旋桨最常用的叶切面形状有弓形和机翼形两种.弓形切面的压力分布较均匀,不易产生空泡,但在低载荷系数时,其效率较机翼形者约低3~4%.若适当选择机翼形切面的拱线形状,使其压力分布较均匀,则无论对空泡或效率均有得益,故民用船螺旋桨用机翼型切面,或叶梢部分配合用弓形切面.实际螺旋桨常具有一定的后斜角.其目的在于增加与船体的间隙,实践证明,后斜对螺旋桨性能没有什么影响,所以在选择螺旋桨时可根据具体情况确定适宜的后斜角.■。
船螺旋桨工作原理

船螺旋桨工作原理
船螺旋桨是船舶的主要推进装置之一,它通过旋转产生推力,驱动船舶前进。
螺旋桨的工作原理如下:
1. 流体静压力原理:当螺旋桨旋转时,螺旋桨叶片产生相对于水流的速度差,形成了静压力。
这种静压力使水流靠近螺旋桨的一侧叶片产生高压,而水流离开螺旋桨的另一侧叶片则产生低压。
这个压力差会产生一个向高压一侧的推力,从而推动船舶向前移动。
2. 牛顿第三定律:根据牛顿第三定律,当螺旋桨叶片向后推动水流时,水流同样会对叶片产生反作用力,即向前推动叶片。
这个反作用力使船舶得到向前的动力。
3. 旋转速度和叶片角度:螺旋桨旋转的速度和叶片角度对推进效果有重要影响。
通常,增加旋转速度会增加产生的推力,但也可能导致水流与螺旋桨之间的压力降低,从而降低推力效率。
叶片角度的调整可以改变螺旋桨的推进力和效率。
4. 水动力效应:螺旋桨的设计也考虑到水动力效应,例如螺旋桨叶片的形状和数量,以及船体形状对水流的影响。
通过优化设计,可以提高螺旋桨的推进效率和降低阻力。
总之,船螺旋桨通过利用水流与叶片之间的压力差和反作用力产生推力,驱动船舶前进。
螺旋桨的旋转速度和叶片角度以及水动力效应等因素都会影响螺旋桨的推进效果。
船螺旋桨原理

船螺旋桨原理船舶螺旋桨原理。
船舶螺旋桨是船舶推进系统的核心部件,它通过推进水流产生推进力,驱动船舶前进。
螺旋桨的工作原理是利用叶片受到水流的冲击产生的动力,从而推动船舶前进。
在航海领域,了解船舶螺旋桨的工作原理对于船舶设计和运行至关重要。
本文将介绍船舶螺旋桨的工作原理及其相关知识。
螺旋桨的结构。
船舶螺旋桨通常由螺旋桨轴、叶片和螺母等部件组成。
螺旋桨轴是螺旋桨的主要支撑部件,叶片则是产生推进力的部件。
螺旋桨的叶片通常呈螺旋状排列,可以根据船舶的设计需求进行调整。
螺母则用于固定叶片,使其能够顺利旋转并推动船舶前进。
螺旋桨的工作原理。
螺旋桨的工作原理可以简单地理解为利用叶片受到水流冲击产生的动力。
当螺旋桨轴带动叶片旋转时,水流将叶片推动,产生反作用力推动船舶前进。
螺旋桨的叶片设计和旋转方式直接影响着推进效率和船舶的性能。
通过改变叶片的角度和数量,可以调整螺旋桨的推进力和效率,以适应不同船舶的需求。
螺旋桨的推进原理。
螺旋桨的推进原理是基于牛顿第三定律,即作用力和反作用力相等而方向相反。
当螺旋桨叶片旋转时,叶片受到水流的冲击产生推进力,同时也会产生反作用力。
这种反作用力将推动船舶向相反的方向移动,从而实现船舶的推进。
螺旋桨的推进原理是船舶动力学的基础,也是船舶推进系统设计的重要依据。
螺旋桨的效率影响因素。
螺旋桨的推进效率受到多种因素的影响,包括螺旋桨的设计、叶片的形状、旋转速度、水流情况等。
合理的螺旋桨设计和优化可以提高船舶的推进效率,减少能源消耗,降低排放。
因此,船舶设计师和船东需要充分考虑螺旋桨的工作原理和影响因素,以提高船舶的性能和经济性。
螺旋桨的发展趋势。
随着船舶工程技术的不断发展,螺旋桨的设计和制造技术也在不断进步。
未来,螺旋桨可能会向着更高效、更节能、更环保的方向发展。
新材料的应用、先进制造工艺的改进将为螺旋桨的发展提供新的机遇和挑战。
同时,智能化技术的应用也将为螺旋桨的运行和维护带来更多便利。
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船用螺旋桨推进器探讨
一,船用推进器的发展历程。
船舶推进器的种类很多,最古老的要算篙了,它可撑着船前进。
后来又发明了桨和橹,它们一直沿用至今。
随后是利用风帆作为推进工具,出现了多种形式的帆船。
随着机器在船上的应用,就出现了明轮推进器。
19世纪初出现了螺旋桨推进器。
为了证明螺旋桨的优越性, 英国海军组织了一场有趣比赛:把动力相当的“响尾蛇号”螺旋桨轮船和“爱里克托号”明轮进行了竞赛。
两艘船的船尾用粗缆绳系起来,让它们各朝相反的方向驶去。
“响尾蛇号”的螺旋桨飞快地旋转,“爱里克托号”的明轮猛烈地向后拨水。
先是互不相让,但过了一会儿,“响尾蛇号”就把“爱里克托号”拖走了。
这场比赛证明了螺旋桨的优越性。
从此,螺旋桨轮船就取代了明轮。
二,螺旋桨的基本构造与在船舶中的应用基本知识。
螺旋桨俗称车叶,由若干桨叶所组成。
桨叶的数目通常为三叶、四叶或五叶,各叶片之间相隔的角度相等。
螺旋桨通常装在船的尾部,螺旋桨与艉轴的连接部分称为毂,桨叶就固定在毂上。
有船尾向船首看时,所看到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面(压力面),另一面称为叶背(吸力面)。
桨叶的外端为叶梢,而与毂的连接处称为叶根。
螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨迹为梢圆,此圆称为螺旋桨桨盘,直径称为螺旋桨直径,其面积称为盘面积。
螺旋桨正车旋转时,有船尾向船首看所见到的旋转方向为顺时针方向的称为右旋桨,反之为左旋桨。
双桨船的螺旋桨装在船尾二侧,正常旋转时,若其上都向着船中线转动的称为内旋桨,反之为外旋桨。
螺旋桨直径的大小往往受到船舶吃水的限制。
一般来说,螺旋桨直径愈大转速愈低,其效率愈高。
螺旋桨与船的尾框要有良好的配合,避免叶尖露出水面而影响效率。
螺旋桨船体间隙要适当,以避免引起严重的振动。
三,船用螺旋桨的工作原理。
螺旋桨旋转时,把水往后推。
根据力的作用与反作用的原理,水给螺旋桨以反作用力,这就是推力,推船前进。
螺旋桨的运动情况同螺钉的运动情况极为相似。
把螺钉旋转一圈,它就在螺帽中向前推进一段距离,这段距离称为螺距。
螺旋桨的桨叶叶面(压力面)通常是螺旋面的一部分,就像螺钉的螺纹的一部分那样,不过螺旋桨是在水中运动的,水取代的螺帽的地位。
四,船用螺旋桨的有关几何参数。
桨叶数目(B):可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。
直径(D):影响螺旋桨性能重要参数之一。
一般情况下,直径增大拉力随之增大,效率随之提高。
所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。
螺距:它是桨叶角的另一种表示方法。
各种意义的螺矩与桨叶角的关系。
实度(σ):桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。
它的影响与桨叶数目的影响相似。
随实度增加拉力系数和功率系数增大。
桨叶角(β):桨叶角随半径变化,其变化规律是影响桨工作性能最主要的因素。
习惯上以70%直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。
五,船用螺旋桨的效率问题。
船舶主机产生的动力经过主轴传递到达艉部,要有传递的能量损失,所以有一个传递效率的问题,同时推进器本身也有一个效率问题。
把这些损失综合起来,就是个总效率问题,也就是说机器功率要比推船前进的有效功率大得多,可用下式表示:p1=p2/p3,
式中:
p2——有效功率;
P3——机器功率;
P1——推进系数,它是各种效率相乘的综合之称;p1数值愈大,表示船的推进性能愈好。
船舶推进器是将主机发出的功率转化为推船前进的推力装置。
从上面分析可见,为改善船舶的快速性,除应具备良好的船型以降低航行时的阻力外,还必须配以性能良好、效率较高的推进器,这样才能收到较好的效果。
为了增大效率,可以在螺旋桨的外面套上一个截面为机翼形状的圆形套筒(称为导管),导管的外径一头较大,另一头较小,其最小内径比螺旋桨的直径稍大。
导管的作用是造成一个有利于螺旋桨工作的流畅。
这种就叫做龙叶导管螺旋桨。
水气喷旋式螺旋桨是装于船舶舰艇上的螺旋桨结构的改进。
在螺旋桨主体上装有3~9片桨叶,螺旋桨主体装在主轴上,主轴是双层空心轴,中心是通气道,与桨叶背面的喷气口相连通,包在中心通气道外围的是圆环形通水道,与喷水口相连通。
优点是减小阻力,增加轴向推力,可以节约能耗,提高航速。
这种螺旋桨很好的提高了效率。