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船用螺旋桨理论设计(船用螺旋桨理论设计图)
来源:www.shuishangwuliu.com    时间:2023-03-11 07:18    点击:187   编辑:admin

一、螺旋桨的尺寸选择,是否根据船体尺寸?

螺旋桨尺寸只不过是螺旋桨设计中的一个重要参数。船机桨的配合是一个系统设计作业。也就是说要根据船体主尺度估算出阻力,再根据阻力估算所需要的主机功率,再根据主机的功率推算出所需要的推力,再来确定桨盘面的各个参数,查阅桨图谱插值,从而设计出螺旋桨。

二、定做船用螺旋桨需要提供的参数?

主要参数:

1.螺旋桨直径 ,2.螺距比,3.盘面比

4.叶数,5.桨叶后倾角,6.将叶切面的Z大厚度分布,7.桨毂形状和大小,

螺旋桨还应考虑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。

三、螺旋桨水下工作原理?

螺旋桨推力

螺旋桨排出的气体使得螺旋桨获得反作用力。你把螺旋桨桨盘(或者旋翼、涵道)看成一个通道,通道排出空气的时候会受到空气的反作用力,即推力。

工作原理

螺旋桨推进时,由于桨叶材料的对桨尖载荷的限制,桨尖速度一般限制在当地音速以下。

螺旋桨的几何因素:翼型剖面、展长、扭转角、桨距。

螺旋桨的翼型剖面和展长在很大程度上决定了螺旋桨的推力,产生推力对应所需的扭转力矩(来自发动机)。对于螺旋桨背风面被排出的流动结构(下洗气流-直升机,滑流-螺旋桨推进器),可以看作是每一小段螺旋桨翼型前飞所产生下洗气流的综合效果。

几何参数

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。此外还要考虑螺旋桨桨尖气流速度不应过大(<0.7音速),否则可能出现激波,导致效率降低。

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。超轻型飞机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时,采用增加桨叶数目的方法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。

实度(σ):桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR)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。

螺距:它是桨叶角的另一种表示方法。

几何螺距(H):桨叶剖面迎角为零时,桨叶旋转一周所前进的距离。它反映了桨叶角的大小,更直接指出螺旋桨的工作特性。桨叶各剖面的几何螺矩可能是不相等的。习惯上以70%直径处的几何螺矩做名称值。国外可按照直径和螺距订购螺旋桨。如64/34,表示该桨直径为60英寸,几何螺矩为34英寸。

实际螺距(Hg):桨叶旋转一周飞机所前进的距离。可用Hg=v/n计算螺旋桨的实际螺矩值。可按H=1.1~1.3Hg粗略估计该机所用螺旋桨几何螺矩的数值。

理论螺矩(HT):设计螺旋桨时必须考虑空气流过螺旋桨时速度增加,流过螺旋桨旋转平面的气流速度大于飞行速度。因而螺旋桨相对空气而言所前进的距离一理论螺矩将大于实际螺矩 。

计算公式

如果假设螺旋桨排出流体的速度较慢,对周围介质的整体影响可以忽略,那么可以从动量角度推算螺旋桨推力:

推进功率P=FV=通道面积*空气密度*流速^3;

推力F=通道面积*空气密度*流速^2;

很明显,如果试图增加力,又不增加功率,可采用的方法应该是去增大这个通道的面积(以降低气流速度),也就是螺旋桨之类的直径。

事实上,工业中的螺旋桨尺度都很大,螺旋桨推进速度或尾流速度产生的压力变化足以引起周围环境流体的大尺度流动,螺旋桨上游气体有抽吸作用,对下游有吹除作用,压差阻力和排出尾流得速度变慢,不可避免的引起推进力下降。这一偏差可以使用一些经验数据来进行修正:

推力F=Cn*通道面积*空气密度*流速^2;

不同类型螺旋桨的推力系数:

Cn=0.8;某运输机螺旋桨

四、快艇螺旋桨工作原理?

船用螺旋桨工作原理可以从两种不同的观点来解释,一种是动量的变化,另一种则是压力的变化。在动量变化的观点上,简单地说,就是螺旋桨通过加速通过的水,造成水动量增加,产生反作用力而推动船舶。由于动量是质量与速度的乘积,因此不同的质量配合上不同的速度变化,可以造成不同程度的动量变化。

另一方面,由压力变化的观点可以更清楚地说明螺旋桨作动的原理。螺旋桨是由一群翼面构建而成,因此它的作动原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化与入流的攻角,使流经翼面上下的流体有不同的速度,且由伯努利定律可知速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同,因而产生升力。而构成螺旋桨叶片的翼面,它的运动是由螺旋桨的前进与旋转所合成的。若不考虑流体与表面间摩擦力的影响,翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力,而在旋转方向的分量就是船舶主机须克服的转矩力。

以一片桨叶的截面为例:当船艇静止时,螺旋桨开始工作,把螺旋桨看成不动,则水流以攻角α流向桨叶,其速度为2πnr(n为转速;r为该截面半径)。根据水翼原理,桨叶要受升力和阻力的作用,推动螺旋桨前进,即推动船艇前进。船艇运动会产生顶流和伴流。继续把船艇看成不动,则顶流以与艇速大小相等,方向相反的流速向螺旋桨流来,而伴流则以与艇速方向相同,流速为ur向螺旋桨流来。通过速度合成,我们可以得到与螺旋桨成攻角α,向桨叶流来的合水流。则桨叶受到合水流升力dL和阻力dD的作用,将升力和阻力分解,则得到平行和垂直艇首尾线的分力:

dT=dL•cosβ-dD•sinβ

dQ=dL•sinβ+dD•cosβ

dT使船艇前进称为推 力;dQ称为横向力,即桨叶的旋转阻力。

显然,攻角α和流入桨叶的水流合速度V合决定了T和Q的大小。通常螺旋桨转速越高,而航速越低,即攻角α较大时,T和Q也越大。

设艇速V不变,如伴流流速增加(合速度减小),则攻角增大,推力和阻力也大;如果螺旋桨转速增加(合速度增加),则攻角增大,推力和阻力也大。当船艇静止不动时,螺旋桨转动时,水流攻角很大,则推力和阻力可能达到很大的值。阻力过大,对主机工作不利。所以船艇在从静止开始用车时,不宜用高速;同理,船艇在前进中换倒车时或从后退中换正车时,都应经过停车阶段,让艇速下降后再行转换,而不宜直接转换。主要是防止出现大攻角,产生巨大的旋转阻力,造成主机超负荷。

五、cpp船用螺旋桨原理?

答:cpP船用螺旋桨原理可以从两种不同的观点来解释,一种是动量的变化,另一种则是压力的变化。

在动量变化的观点上,简单地说,就是螺旋桨通过加速通过的水,造成水动量增加,产生反作用力而推动船舶。

由于动量是质量与速度的乘积,因此不同的质量配合上不同的速度变化,可以造成不同程度的动量变化。

六、螺旋桨设计中为什么考虑纵斜和测斜,这个问题是怎么产生的?

这关乎到旋转的稳定性和方向的操控性,纵斜的话是上下方向,侧斜则是倾斜方向,这些因素都必须考虑。

七、船用螺旋桨原理与结构?

螺旋桨是由一群翼面构建而成,因此它的做功原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化和入流的攻角,使流经翼面上下的流体有不同的速度,而由伯努利定律可知这速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同,因而产生升力,翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力。船用螺旋桨一般来说,在同样的桨面直径,同样的螺距比情况下,螺旋桨的叶数越多,推力越好,推进效率越高!

船用螺旋桨的分类:

在普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。

一、可调螺距螺旋桨

简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时

八、船用螺旋桨的转速?

这是要具体看船的的大小、发动机输出功率、吃水线高、船的流体阻力等很多因素,一般都是高速情况下用小螺旋桨,低速的用大螺旋桨,小螺旋桨一般适用吨位较小的船舶,大约为800rpm每分以上,大螺旋桨300-450转每分钟,如果发动机功率较小的中型货轮一般都是300转。但是在实际情况中,转速不一定越高越好,也是主要看发动机的输出功率和螺旋桨的构造会不会浪费动力,假设即使发动机的功率很高转速也很高桨叶也很大可是桨叶设计不适用于高速水流的结构也是不可以的船舶螺旋桨的转速为什么不能太快在一定的转速内,船舶螺旋桨的转速越高,产生的推力就越大,航速也就越快。

但当螺旋桨超过最佳转速后,由于它转动时周围的水来不及流过来,会产生“空泡”现象‘因此就降低了它的推力,船跑得反而慢了。

一般民船的最佳转速多在每分钟300转以下,军舰的最洼转速也不到每分钟600转。船舶上的各种管道为什么都涂上不同颜色的油漆这当然不是为了美观,而是用来鉴别管内流动的气体或液体的性质,如红褐色表示蒸汽管,褐色表示燃油管,蓝色表示瓦斯管,浅蓝色表示空气管,黄色表示润滑油管,绿色表示消耗水管,黑色表示污水管和废汽管,等等。

九、摆线型螺旋桨的原理?

摆线型螺旋桨是一种船用螺旋桨,其原理基于螺旋线的运动。当摆线型螺旋桨旋转时,其螺旋线路径呈现出线性运动的特点,因此该螺旋桨可提供更加平稳和高效的推进力。

具体来说,摆线型螺旋桨的工作原理是利用螺旋线的角度和线速度的变化来产生推进力,并将船舶向前推进。在这种螺旋桨中,螺旋线的旋转运动以一定的角度改变其方向,从而形成了一个平面螺旋线。

这种螺旋线的特点是,其线速度在不同位置上是不同的,因此在旋转的过程中,产生了不同大小的推进力。

因此,摆线型螺旋桨通过改变螺旋线的角度和线速度的变化,以及旋转运动产生的推进力,将船舶推进并提供向前的动力。与传统螺旋桨相比,摆线型螺旋桨具有更好的推进效率和运动平稳性,因此在船舶推进系统中得到了广泛应用。

十、船用螺旋桨和快艇螺旋桨的区别?

这两个不是相反的概念,只能说是设计初衷不同。简单的说,高速航行螺旋桨的重点是“出大力”,低噪音螺旋桨的重点是“出匀力”。

因此高速桨会尽可能的加大螺距,加高转速,出力不匀就不匀,桨效率低就低,只要能在高水流速度的条件下依然能够出力,就达到目的了。

低噪音螺旋桨则会在满足指标的前提下降低转速。

水陆通行空气动力快艇的螺旋桨与飞机螺旋桨相同,船舶螺旋桨(推进器)与飞行器相比是直径小、转速低、螺距大,因为水的密度比空气大得多,所以同样的载荷船舶所需动力较小效率也高得多。