大连海事大学船舶操纵教案第二章.pptVIP

第二章 车、舵、锚、缆、拖轮 在操船中的运用 第一节 螺旋桨的性能 第二节 舵的作用 第三节 锚的运用 第四节 缆的运用 第五节 拖轮的运用 第一节 螺旋桨的性能 一、船舶阻力 二、螺旋桨的推力与转矩 三、主机功率和船速 四、螺旋桨的致偏作用 五、侧推器的使用 一、船舶阻力（Resistance） 1. 船舶阻力的基本构成 航行中的船舶所受的阻力包括基本阻力R0与附加阻力? R两个部分，即 R＝R0＋?R （1） 2.基本阻力的构成 基本阻力可分流体粘性引起的摩擦阻力Rf和剩余阻力Rr R0=Rf＋Rr=Rf+Re+Rw 上式中,Re为涡流阻力,Rw兴波阻力 3.基本阻力的计算 R0=1/2?SCtV2 (2) S为船体水线下湿水面积, Ct为总阻力系数, Ct=Cf+Cr 4. 附加阻力的构成 由下式 ? R =Ra+RF+RA +RR Ra为空气阻力 RF为船体的污底阻力 RA为船体的附体阻力 RR为汹涛阻力 二、螺旋桨的推力和转矩 1. 推进器的种类 螺旋桨, Z型推进器, 明轮, 平旋式推进 器, 喷水式推进器 螺旋桨 固定螺距桨FPP 可变螺距桨CPP 2. 螺旋桨前后流场特点 吸入流的特点是流速较慢，范围较宽，流线几乎相互平行；排出流的特点是流速较快，范围较小，水流旋转激烈，如下图所示。 推力与转矩定义式 推力 转矩 其中， 推力与转矩的计算式 T=?n2D4KT MQ= ?n2D5KQ KT为推力系数， KQ为转矩系数, 由水池试验求得，它们的具体变化见下图 4. 螺旋桨的滑失S(slip) 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（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），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 三、主机功率和船速 1．主机功率 1）机器功率(Machinery Horse Power)MHP （1）指示功率（Indicated Horse Power）IHP 用来表示往复式发动机汽缸内活塞所做的功。实船可通过汽缸内平均有效压力计算。汽轮机船的主机功率用此表示。 （2）制动功率（Brake Horse Power）BHP 指实际输出主机之外可加以利用的功率。柴油机船的主机功率常用此表示。 （3）轴功率（Shaft Horse Power）SHP 根据中间轴上的转矩表来测定的功率大小。对于汽轮机一类机器，因为无法测定其输出端的功率而采用轴功率来表示。 2）（螺旋桨）收到功率Delivered Horse Power）DHP 主机功率传递至主轴尾端，通过船尾轴管提供给螺旋桨的功率。 3）推力功率（Thrust Horse Power）THP 推进器在获收到功率后，产生推船行进的功率称为推力功率。 THP=T?Vp T为推力（kN),Vp推进器处对水的速度（m/s), THP(kW) 4）有效功率（Effective Horse Power）EHP 船舶克服阻力R以一定船速Vs行进所必须的功率。 EHP=R ?Vs 2．各功率之间的关系 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。 通常船舶阻力与船速的平