第10章船-机-桨的配合工作

《第10章船-机-桨的配合工作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第十章船■机■桨的配合工作前章所讨论的螺旋桨设计问题，系对船舶在一定情况卜•选择效率最佳的螺旋桨。对于普通船舶即指满载吋以全速或用正常马力航行的情况。显然，船舶在设计状态下航行吋，不仅螺旋桨效率最佳，而且船体■螺旋桨■主机间的配合十分完善。但船舶的实际航行状态比较复杂，外界情况的改变（例如风浪、污底、航道深度、装载情况等）直接引起船体阻力的变化，因而航速、螺旋桨的工作情况、主机的功率及转速等都将发生变化。§10-1船-机-桨的配合工作条件与分桥螺旋桨及主机装在船上成为一个复杂的联动机构。主机为机械能的发生器，螺旋桨为能量的转换器（将主机的旋

2、转能转换为推力能），而船体则为能量的需求者（即螺旋桨的推力能消耗于船体阻力做功）。因此，船体•螺旋桨•主机之间能量转换及工作状态是相互牵制和相互关联的。当船舶在等速直线航行时，主机与螺旋桨Z间有下列关系：①运动的：螺旋桨的转数等于主机的转数；②动力的：螺旋桨所需的转力矩等于主机所能供给的转力矩。若螺旋桨与主机Z间装有减速齿伦，则上述关系中尚盅引入传动比作为乘数。同样，在船体与螺旋桨之间也存在下列关系：①运动的：螺旋桨的进速等于伴流修正后的船速，即②动力的：螺旋桨的有效推力等于船体所遭受的阻力，upr（i-r）=/?o现讨论船速变化（即主机部

3、分马力航行）时螺旋桨的工作情况。当船在刚开航时，船速及船休阻力为零，主机以某一转速带动螺旋桨，此时螺旋桨的进速系数丿=0,其发出Z推力启动船舶作加速运动。其后，船速渐增，阻力加大，而螺旋桨的进速系数也随之渐增。若转速保持不变，则推力因进速系数增加而略减，如转速继续增加，则推力可能续增。当船速与转速达到适当的关系后，螺旋桨发出的推力恰能克服船体阻力，螺旋桨所遭受的转力矩亦恰为主机所能供给者，则供求互相平衡，船即以等速度前进，螺旋桨也在一定的进速系数下操作。普通低速船舶在保持排水量不变的情况下，其阻力与船速/约略成平方关系，即有效马力与严成比例

4、。若伴流分数I推力减额分数『和相对旋转效率％不随船速变化的话，则螺旋桨推力少进速人成平方关系。据螺旋桨比较定律可知，符合此种关系Z条件为进速系数丿值和同，因此普通低速度船舶以不同马力航行（保持排水量不变）时主机的转速大致与船速成比例，主机马力则约略与转速的三次方成比例。换句话说，螺旋桨在不同转速下工作时所要求的主机马力约略与转速的三次方成比例，表示此种关系的只-/曲线通常称为推进特性曲线。但其他类型船舶的阻力不一定与严成比例关系，故实际情况常较上述者复杂。现进一步讨论因外界条件的影响便船舶阻力发生变化时螺旋桨的工作情况。若某船的螺旋桨在给定

5、主机马力和转速下其工作情况如图10J所示。此时螺旋桨的转速为n=N/60,吸S)(b)(c)图10-1收的转矩为0,发出的推力为T=宀,船舶达到的航速为儿螺旋桨的进速e),(17丿对应的螺旋桨工作点在进速系数丿处(见图10・1©))。卜-面分两种情况讨论外界条件变化可能产生的后果。第一种情况：船舶在压载航行时因吃水减小，阻力降低，阻力曲线如图10.1(c)中人所示。因为Td=R,故T(lr)>R,使船加速。此时：①若主机转速"保持常数，由于螺旋桨的进速人提高，则进速系数丿上升，Kt及Kq均减小。当船速达到匕时进速系数为儿其相应的推力及转矩系

6、数为Kn及K*推力Ti=KHpn'D'=Rj(卜0克服船速为人时的阻力心船体与螺旋桨在V,>V的状态平衡。此时KqKKq,故QA=KQepn^Q,Q；=Q使主机与螺旋桨达平衡状态。同时，T：>T,使，这就表明：当船体阻力减小时，若主机转速能够提高，则船速可以增大。第二种情况:船舶由于污底或风浪而增加阻力，如图

7、10-1(c)中心/所示。因为T(I)=R,故r(i-/)Kq,故Q产Kq沖紺AQ。这就表明：当船体阻力增加时，若主机转速保持不变，则要求能供给的转矩Q大于原设计时的转矩0。②若主机转矩q不能增加，则只能靠降低主机转速至弘。使q=显然，由于T：

8、续减小。这就表明：当船体阻力增加吋，若主机供给的转矩不能再增加.则螺旋桨将不得不减小转速，而主机仍处于最大转短下工作，这种现象，称螺旋桨处于“垂载”状态工作。根据以上的简要分析可