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船用螺旋桨推进器探讨

鏃ユ湡;2019-09-02  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

  船用螺旋桨推进器探讨_交通运输_工程科技_专业资料。船舶推进器螺旋桨研究

  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(π R2)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。


 
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