船舶快速性课程设计指导书
AE/A0?0.410,P/D?0.7215,D?2.792 m,η0?0.581,Vmax?11.63kn。
6. 桨叶强度校核
按2001年《规范》校核t0.25R及t0.6R,应不小于按下式计算之值:
1.36A1NeYA2GAdN2D3t?,Y?,X?,
K?X1010ZbZbne0
计算功率Ne=1200*0.97=1164.Ad=AE/A0?0.410,P/D?0.7215,ε=8 G=7.4 g/m,N=200 rpm,b0.66R=0.226D*AE3
/A0/0.1Z=0.226*2.972*0.410/0.4
=0.6885m,b0.25R=0.7212b0.66R=0.4965,b0.6R=0.9911b0.66R=0.6824.
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项目 弦长 K1,K2,K3,K4, A1=(D/P)(K1-K2D/P0.7)+K3D/P0.7-K4 Y=A1Ne/Z b N K5,K6,K7,K8 A2=(D/P)(K5+K6ε)+K7ε+K8 材料系数K X=A2GAdN2D3/101oZb t=(Y/(K-X))^0.5 MAU标准桨叶厚度t′ 校核结果 实取桨叶厚度
单位 M 数值 0.25R 0.4965 634 250 1410 4 0.6R 0.6824 207 151 635 34 2436.46535 870.12397 7140.09484 1855.2614 82 34 41 380 23 12 65 330 1221.9149 1022.7567 1.2 0.16426816 mm mm 1.2 0.100038 83.0287171 41.068961 106.79 满足要求 60.87 满足要求 60.87 mm 106.79 实际桨叶厚度t1.0R=0.0045D=12.564mm,t0.25R=106.79,
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t0.2R=113.072mm , t0.3R=100.508mm,t0.4R=87.945mm,t0.5R=75.381mm,t0.6R=62.818mm t0.7R=50.254mm,t0.8R=37.691mm,t0.9R=25.127mm
强度校核按书表9-31步骤列表计算。
7. 螺距修正
根据尾轴直径大小,决定毂径比dh/D此值若与MAU桨标准毂径比不相同时,对此项螺距需修正。 实际桨叶厚度与MAU桨标准厚度不同,也需因厚度差异进行螺距修正。 设计桨 (t/b)0.7R=0.04774/(0.9964×0.686)=0.0698
标准桨 (t/b)0.7R=(0.0171×2.792)/(0.9964×0.31075×2.792)=0.05522 (取MAU4-55为基准桨)
1-s=VA/NP=((1-ω)V×30.866)/NP=(0.6965×11.67×30.866)/(200×1.923)=0.6523 Δ(t/b)0.7R={(t/b)0.7设 -(t/b)0.7标×(0.55/0.4147)}×0.75={0.0698-0.05522×(0.55/0.4147)}×0.75=0.0010478
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Δ(P/D)t=-2(P/D)0(1-s)Δ(t/b)0.7R=-2×0.7215×0.6523×0.0010478=-0.000986262 修正后的螺距比:
P/D=(P/D)0+Δ(P/D)t=0.7215-0.000986262=0.7205
8. 重量及惯性矩计算
按我国船舶及海洋工程设计研究院提出的经验公式计算。
d叶重Gbl?0.169γZb(0.5t?t)(1?)D=0.169*7400*4*0.6885*(0.5*0.11335+0.6087)*(1-0.18)max0.20.6D*2.792=926.864(kgf)
桨毂重K=0.1 LK=2.792×0.02008/0.25=0.2243m
d0=0.045+0.108(P D/N)^1/3-(KLK/2)=0.045+0.108×(1047.6/200)^1/3-((0.1
×0.2242)/2)=0.2223m
d=0.18×2.792=0.5026m
d Gn?(0.88?0.60)LKγ d2=(0.88-0.6×(0.2223/0.5026))×0.2243×7400×
d0.5026^2=257.699(kgf) 螺旋桨重量 G?Gbl?Gn=926.864+257.699=1184.562(kgf) 螺旋桨惯性矩:因为d/D=0.18,所以:
所以:Imp?0.0948 γZbmax(0.5t0.2?t0.6)D3=0.0948×7400×4×0.7215×(0.5×0.11335+0.06087)×
2.79=5185.0548 (kgf·cm·s)
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9. 绘制螺旋桨水动力性能曲线
由MAU4-40,MAU4-55,P/D=0.7和0.8 的敞水特性曲线内插得到MAU4-41,P/D=0.7215 的敞水特性表格和曲线,其数据如下: 4-41 J KT0.7215 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.0666 0.1178 0.8 0.0640 0.3026 0.2775 0.2506 0.2209 0.1875 0.1501 0.1103 10KQ0.7215 0.3287 0.3082 0.2850 0.2591 0.2302 0.1993 0.1615
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10. 系柱特性与航行特性计算并绘制航行特性曲线图
J=0时,KT=0.3026,KQ=0.03287, 计算功率 PD=1200*0.97=1164hp 系柱推力减额分数取 t0=0.04
主机转矩 Q= PD*60*75/2πN=4168.268kgf.m 系柱推力T= KT/ KQ *Q/D=13743.88kgf 车叶转速N=60
T/ρD^4Kt=160.36r/min
工况为J = 0时分别计算主机转矩Q、系柱推力T、车叶转速的大小N。
11、航行特性计算时取3挡转速按下表进行:
取转速为200r/min,190r/min,180r/min进行计算
单位 kn 10.5000 3.7619 11.0000 3.9411 项 目 数 值 11.5000 4.1202 12 V 12.0000 4.2994 12.5000 4.4785 VA = 0.5144 V (1-m/s