船机桨匹配知识.ppt

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1、目录一、船舶推进系统分析二、几种配套机械特性分析船机桨匹配探讨三、应用问题探讨一、船舶推进系统分析1、构成5要素：机---箱---轴---桨---船A、相互联系：1）功率关系：Pte=PE.η1η2η3η4η52）转速关系:n=N×i3）速度关系:VA=V(1-ω)4）力的关系：Tte=T(1-t)一、船舶推进系统分析B、5大要素的匹配特性浅析：1）柴油机的特性分析推进特性曲线、外特性曲线、万有特性曲线、功率转速图2）齿轮箱特性分析配套容量图、传扭能力图3）螺旋桨的特性分析几何特性、敞水特性、选型曲线4）船舶特性分析船舶分类、阻力特性一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析1

2、）柴油机的特性分析推进特性曲线：1）模拟的螺旋桨理论特性曲线-出厂试验，非柴油机真实运行曲线；2）P=kn3A、试验室试验方法---功率转速相同，柴油机的推进特性曲线相同（功率）B、公式解释:指数3：近似取值，与船舶类型和航速有关，范围1.5—3.2系数K:倾斜度指标，与螺旋桨的几何特征和水的密度、运行环境有关；C、J=VA/ND,J、D恒定，VA与N成正比，而船舶的阻力与航速平方近似成正比，推导出功率与转速三次方成比例；一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析1）柴油机的特性分析外特性曲线：1）表征柴油机的工作运行范围，是柴油机的固有特性；2）根据配套机械选择柴油机的特性依

3、据；3）取决于柴油机本身的排量、燃油系统、进排气系统的种类及匹配优化。4）柴油机的实际运行点为其不同负荷的速度特性曲线与配套机械特性曲线的交点。实例：优化油泵与增压器的匹配，提升柴油机的运行范围，解决匹配不合理问题。一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析1）柴油机的特性分析万有特性曲线：A、表征柴油机的工作运行范围，是柴油机的固有特性；B、根据配套机械选择柴油机的特性依据；C、取决于柴油机本身的排量、燃油系统、进排气系统的种类及匹配优化。D、与推进特性进行综合使用，判断船用柴油机的经济运行范围，选择经济航速；一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析1）柴油机的特性分析功率转速图

4、—柴油机的使用功率分类使用功率与柴油机的保养大修时间相关。根据船舶的类型，柴油机的使用工况（负荷、时间）进行区分。1区：持续工作区域2区：短时工作区域3区：超负荷工作区域4区：试航时的主机转速上限区结合柴油机的功率分级可细化船机功率标定一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析2）齿轮箱的特性分析A、配套容量图B、传扭能力图C、齿轮箱的选型考虑要素1、首先确定齿轮箱输入转速2、根据柴油机功率/转速确定需求传递能力3、确定传动比4、确定输出轴、支架等安装尺寸5、根据主机输出（飞轮、飞轮壳）选择合适的齿轮箱连接尺寸6、注意：需要考虑船舶的实际运行工况特点一、船舶推进系统分析--匹配

5、特性浅析2）齿轮箱的特性分析FD135输入齿与输出齿轮对照表—传扭力随速比增加而减小注意：中心距一定，模数一定，则总齿数=中心距X2/模数；再根据速比即可知道主动齿轮和从动齿轮的齿数多少；速比输入齿数输出齿数232652.52770324733.52176419784.51779516815.5158261693一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析3）螺旋桨的特性分析A、几何特性概念：直径—梢圆的直径，直径与效率之间的关系；直径的范围；螺距—旋转一周前进的距离叶数—桨叶的数量，桨叶数量的范围：盘面比—展开面积与梢圆面积之比，盘面比的含义，盘面比的影响B、水动力特性敞水特性

6、曲线（照片）KT=T/ρn2D4KQ=Q/ρn2D5η=KT/KQ.J/2Pi一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析4）船舶阻力特性分析有效马力曲线---阻力特性---船型参数A、阻力的构成产生原因分类：总阻力=摩擦+兴波+粘压摩擦阻力：船体周围形成“边界层”，受到粘性切应力作用；兴波阻力：运动形成波浪，首部波峰，尾部波谷，前后形成压力差；粘压阻力：船体曲度骤变，例如丰满船型的尾部常产生漩涡；压力降低，改变了船体表面的压力分部，形成阻力；研究阻力大小分类：总阻力=摩擦+剩余总阻力中各阻力所占比例大小主要取决于船舶的航速船型摩擦阻力兴波阻力粘压阻力高速船70—80%10%10

7、%低速船约50%40—50%5%一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析4）船舶阻力特性分析B、不同船型的阻力特点船舶的航行状态分析ρg▽=ρg▽1+L特征参数船舶类型航态特点阻力特点Fr▽<1.0水面排水型船舶与静浮变化不大阻力与航态无关，主要为摩擦阻力1.03.0滑行艇船体拖向水面，开始滑行兴波阻力为主一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析4）船舶阻力特性分析B、船舶阻力的计算---船模试验的方式分两部分计算a.相似定理：几何相似、运动相似