《船舶操纵螺旋桨05.ppt

操纵设备及其效应 操纵设备包括车、舵、锚、缆、拖轮等，有些船舶还配备了侧推器以及特种推进装置等。 最常用的操纵设备是推进器和舵 本章内容 车、舵、侧推器、拖轮特性及其运用的基本知识 推进器 推进器的种类 明轮 螺旋桨, Z型推进器 平旋式推进器 喷水式推进器 推进器 螺旋桨 推进器 螺旋桨 推进器 螺旋桨 推进器 螺旋桨 推进器 螺旋桨 推进器 螺旋桨 推进器 螺旋桨 螺旋桨及其效应 螺旋桨及其工作原理 推力与转矩 滑失 主机功率与船速 螺旋桨的致偏作用 螺旋桨及其工作原理 螺旋桨又称螺旋推进器，构造简单、重量轻、效率高 主要参数 直径(D) 螺距(P)：螺旋桨旋转一周所前进的距离，指理论螺距，一般以螺旋桨半径的0.7 倍处的螺距作为整个螺旋桨的螺距。 螺距比(P/D)：螺距与直径的比，一般在0.6~1.5 之间 盘面比：桨叶投影面积与直径为D 的圆面积之比。 桨叶数目3～6 螺旋桨 种类 固定螺距桨FPP 可变螺距桨CPP 螺旋桨工作原理 螺旋桨前后流场特点 螺旋桨工作原理 吸入流(suction current)的特点： 流速较慢； 范围较宽； 流线几乎相互平行。 排出流(discharge current)的特点： 流速较快； 范围较小； 水流旋转激烈。 螺旋桨推力与转矩 机翼升力条件： 来流速度V 来流的冲角? 敞水桨推力与转矩 敞水桨推力(thrust)示意 敞水桨推力与转矩 敞水桨推力(thrust) T=?n2D4KT 敞水桨转矩(torque) MQ= ?n2D5KQ KT为推力系数， KQ为转矩系数, 由水池试验求得 敞水桨推力与转矩 J=Vp/nD 进速系数 螺旋桨推力与转矩 伴流影响 伴流分布： 沿船体前后方向，船首最小、船尾最大，离船体越远，伴流越小； 船尾处沿螺旋桨的径向，上大下小，左右对称 船速与螺旋桨进速 伴流对提高螺旋桨推力是个有利因素 推力与转矩 螺旋桨对船体的影响(推力减额) 船尾螺旋桨工作时，其产生的水流柱，引起船体尾部流速加快，压强降低，从而使船体阻力产生增值，这部分增加的阻力称为阻力增额。 计算时常处理为推力减额 滑失与滑失比 滑失S是指桨理论上应能前进的速度与对水的实际速度Vp之差,即： S＝nP－Vp＝nP－Vs(1－ωp) 其中， n为螺旋桨的转速； P为螺旋桨的螺距； Vp为螺旋桨对水的实际速度； Vs为船对水的速度； ωp为螺旋桨处的伴流系数，其值大约在0.2～0.4之间。 滑失与滑失比 有的文献中，也将滑失定义为螺旋桨旋转一周在轴向所前进的实际距离hp＝Vp/n即进程与螺旋桨螺距P的差值。 滑失与滑失比 滑失与螺旋桨在理论上应能前进的速度的比值称之为滑失比Sr（slip ratio），即： Sr＝S/nP＝（nP-Vp）/nP＝1－Vp/nP 滑失与滑失比中的螺旋桨进速Vp若用船速Vs代替，得出的结果分别称为虚滑失或虚滑失比。 虚滑失比是表征不同航行状态下作用于螺旋桨负荷的参数，船舶在海上航行时，船上经常用虚滑失比来计算船速，一般以百分数表示滑失比。 滑失与滑失比 影响滑失的因素 滑失与船速有关，而船速与船舶的阻力有关，阻力越大，船速越低，滑失越大。因此船舶污底越严重、遭受的风浪越大，滑失也越大。 滑失的作用 滑失能够提高螺旋桨推力，回收一部分（伴流）能量 滑失越大，螺旋桨的推进效率越低。 滑失在操纵中的应用 可利用螺旋桨的滑失提高船舶的舵效。 注意避免使主机超负荷工作而损坏主机。 主机功率 主机功率分类 机器功率(Machinery Horse Power)MHP 指示功率（Indicated Horse Power）IHP 制动功率（Brake Horse Power）BHP 轴功率（Shaft Horse Power）SHP 收到功率Delivered Horse Power）DHP 推力功率（Thrust Horse Power）THP=T?Vp 有效功率（Effective Horse Power）EHP =R?Vs 主机功率 主机功率关系 螺旋桨收到功率DHP与机器功率MHP的比值称为传递效率，其值通常为0.95~0.98。 有效功率EHP与收到功率DHP之比称为推进器效率，该值约为0.60～0.75。 有效功率EHP与主机机器功率MHP之比称为推进系数，该值约为0.5～0.7。这就是说，主机发出功率变为船舶推进有效功率后己损失了将近一半。 船速分类 额定船速 主机以额定功率和转速在深水中航行的静水船速； 是船舶在深水中可以使用的最高船速。 海上船速 主机以海上常用功率和转速在深水中航行的静水船速； 为了留有一定的储备，主机的海上功率通常定为额定功率的 90％,主机的海上转数通常定为额定转数的96～97％ 经