主推进动力装置 任务8.2：船舶推进器的操作与管理 任务8.2 船舶推进器的操作与管理.ppt

任务8.2 船舶推进器的操作与管理 【任务介绍】 　介绍了螺旋桨的结构参与特性参数、螺旋桨推力产生原理、调距桨的结构特点及操作管理要求、螺旋桨的基本特性等方面的知识 知识目标 能力目标 具备螺旋桨工作特性分析与变距桨操纵与管理方面的基本能力 理解螺旋桨的结构与特性参数的内涵及螺旋桨推力产生原理 熟悉螺旋桨的基本工作特性 了解变距桨的结构特点、工作原理和操作管理要点 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 知识陈述 一、定距桨的结构和工作特性 ★定距桨：螺旋桨由数片桨叶连接在共同桨毂上构成，且桨叶与桨毂相对位置不变 ★桨叶数：一般为3~5个 ★叶梢与叶面：从船尾向船首看，看到的一面称叶面，最外端叫做叶梢。螺旋桨旋转时叶梢顶尖画出的圆叫做叶梢圆，叶梢圆的直径叫做螺旋桨的直径，用D表示。 ★导边与随边：按正车方向旋转时，桨叶先入水的一边叫做导边，后入水的一边叫做随边 1、定距桨的结构和几何参数 ★螺旋面：当与某固定轴线OO/成一定角度的线段ABC以等角速度绕轴线旋转的同时以等线速度沿轴线上下移动，线段扫过的轨迹曲面即为螺旋面。 ★螺距：螺旋面可看成是由无数个不同半径的螺旋线组合而成。运动线段称为母线。母线上任一点旋转一周在轴线方向上移动的距离称为螺距H ★螺距三角形：把螺旋线所在圆筒面沿垂直方向剪开展平，则螺旋线为一直线，从而得到一直角三角形，称其为螺距三角形 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 知识陈述 ★等距螺旋面：组成螺旋面的各螺旋线螺距相等。 ★径向变螺距螺旋面：母线上的各点以等速旋转但各点升降的速度不同 ★大型螺旋桨的螺旋面：压力面大多由径向变螺距螺旋面构成，其吸力面通常则是一个复杂的螺旋面。 ★螺距的取值：螺旋桨的螺距H通常指指其压力面的螺距。径向变螺距螺旋桨的螺距，通常自叶根向叶梢逐渐增加，一般以0.7R或2R/3处的螺距代表螺旋桨的螺距，此值约等于螺旋桨的平均螺距 ★螺距比(H/D)：螺旋桨的螺距与直径之比 ★ 盘面比A/Ad：桨叶展平的总面积A与盘面积Ad之比。盘面比大，说明桨叶肥大，螺旋桨面积在以D为直径的圆面积里充实的程度大，推水总面积大 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 2、螺旋桨的工作原理 ★螺旋桨叶素：用一把与桨毂共轴的圆筒形刀切割桨叶,将切得的断面展平后所得的面称为叶素断面。半径为r和r+dr的两个叶素断面间的这部分桨叶称为叶素（或叶原体）。整个桨叶的作用可以看成是无数个叶素作用的总和 ★冲角αk ：水流速度w（切向速度2πrn与进速vp 的合成）与弦线间的夹角 ★螺旋桨推力原理：机翼升力理论 在叶素上产生推力dT=dTy-dTx；在回转方向上产生的阻力dQ=dQy+dQx；阻力矩，即dM=rdQ ★推力T：桨叶所有叶素上产生的推力dT的总和 ★阻力矩M：所有叶素上产生阻力矩dM总和 螺旋桨的滑失现象 ★滑失现象：螺旋桨在水中同时存在绕桨毂轴线的回转运动和轴向运动，螺旋桨前进的距离比螺距小的现象。 ★进程hp：螺旋桨旋转一周在轴向前进的距离 ★进程比λp ：进程与直径的比值，以λp=hp/D ★滑失（或滑脱）H-hp：螺距和进程的差值 ★滑失比S：滑失与螺距的比值 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 3、螺旋桨的工作特性 （1）定距桨的工作特性：因次比较法 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 螺旋桨的推力 螺旋桨的阻力矩 ★螺旋桨效率ηp——有效功率与消耗功率（即吸收功率、得到功率）之比 ★螺旋桨特性方程——指以上三个方程。对于几何形状一定的螺旋桨，推力系数KT和扭矩系数KQ都取决于进程比λp，它们之间的变化关系可由实验测得 螺旋桨的特性曲线 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 λp=hp/D=vp/nD ★对于一定的螺旋桨，λp取决于船舶的航行状态（航行工况）。 螺旋桨特性曲线——当船舶在某一工况下稳定航行时，螺旋桨有一个固定的λp值，KT和KQ为常数。螺旋桨直径D和水的密度ρ可认为不变，螺旋桨工作特性方程表示为 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 螺旋桨的推力和扭矩与其转速的平方成正比 螺旋桨吸收的功率与其转速的三次方成正比 （2）影响螺旋特性的因素 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 螺旋桨结构参数的影响——直径D、螺距比H/D 直径D对螺旋桨产生的推力和吸收的扭矩影响很大，分别为四次方和五次方的关系 对于同一直径的螺旋桨，其螺距比越大即H/D越大，螺旋桨特性曲线越陡，所需要的功率也越多， 知识陈述 任务8.2 船舶推进器的操作与管理 船舶航行工况的影响——进程比λp ①无进程情况。相当于系泊工况。λp＝0，螺旋桨只无移动。推力和