船機槳匹配知識.ppt

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1、目錄一、船舶推進系統(tǒng)分析二、幾種配套機械特性分析船機槳匹配探討三、應用問題探討一、船舶推進系統(tǒng)分析1、構成5要素：機---箱---軸---槳---船A、相互聯(lián)系：1）功率關系：Pte=PE.η1η2η3η4η52）轉(zhuǎn)速關系:n=N×i3）速度關系:VA=V(1-ω)4）力的關系：Tte=T(1-t)一、船舶推進系統(tǒng)分析B、5大要素的匹配特性淺析：1）柴油機的特性分析推進特性曲線、外特性曲線、萬有特性曲線、功率轉(zhuǎn)速圖2）齒輪箱特性分析配套容量圖、傳扭能力圖3）螺旋槳的特性分析幾何特性、敞水特性、選型曲線4）船舶特性分析船舶分類、阻力特性一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析1

2、）柴油機的特性分析推進特性曲線：1）模擬的螺旋槳理論特性曲線-出廠試驗，非柴油機真實運行曲線；2）P=kn3A、試驗室試驗方法---功率轉(zhuǎn)速相同，柴油機的推進特性曲線相同（功率）B、公式解釋:指數(shù)3：近似取值，與船舶類型和航速有關，范圍1.5—3.2系數(shù)K:傾斜度指標，與螺旋槳的幾何特征和水的密度、運行環(huán)境有關；C、J=VA/ND,J、D恒定，VA與N成正比，而船舶的阻力與航速平方近似成正比，推導出功率與轉(zhuǎn)速三次方成比例；一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析1）柴油機的特性分析外特性曲線：1）表征柴油機的工作運行范圍，是柴油機的固有特性；2）根據(jù)配套機械選擇柴油機的特性依

3、據(jù)；3）取決于柴油機本身的排量、燃油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)的種類及匹配優(yōu)化。4）柴油機的實際運行點為其不同負荷的速度特性曲線與配套機械特性曲線的交點。實例：優(yōu)化油泵與增壓器的匹配，提升柴油機的運行范圍，解決匹配不合理問題。一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析1）柴油機的特性分析萬有特性曲線：A、表征柴油機的工作運行范圍，是柴油機的固有特性；B、根據(jù)配套機械選擇柴油機的特性依據(jù)；C、取決于柴油機本身的排量、燃油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)的種類及匹配優(yōu)化。D、與推進特性進行綜合使用，判斷船用柴油機的經(jīng)濟運行范圍，選擇經(jīng)濟航速；一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析1）柴油機的特性分析功率轉(zhuǎn)速圖

4、—柴油機的使用功率分類使用功率與柴油機的保養(yǎng)大修時間相關。根據(jù)船舶的類型，柴油機的使用工況（負荷、時間）進行區(qū)分。1區(qū)：持續(xù)工作區(qū)域2區(qū)：短時工作區(qū)域3區(qū)：超負荷工作區(qū)域4區(qū)：試航時的主機轉(zhuǎn)速上限區(qū)結合柴油機的功率分級可細化船機功率標定一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析2）齒輪箱的特性分析A、配套容量圖B、傳扭能力圖C、齒輪箱的選型考慮要素1、首先確定齒輪箱輸入轉(zhuǎn)速2、根據(jù)柴油機功率/轉(zhuǎn)速確定需求傳遞能力3、確定傳動比4、確定輸出軸、支架等安裝尺寸5、根據(jù)主機輸出（飛輪、飛輪殼）選擇合適的齒輪箱連接尺寸6、注意：需要考慮船舶的實際運行工況特點一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配

5、特性淺析2）齒輪箱的特性分析FD135輸入齒與輸出齒輪對照表—傳扭力隨速比增加而減小注意：中心距一定，模數(shù)一定，則總齒數(shù)=中心距X2/模數(shù)；再根據(jù)速比即可知道主動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)多少；速比輸入齒數(shù)輸出齒數(shù)232652.52770324733.52176419784.51779516815.5158261693一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析3）螺旋槳的特性分析A、幾何特性概念：直徑—梢圓的直徑，直徑與效率之間的關系；直徑的范圍；螺距—旋轉(zhuǎn)一周前進的距離葉數(shù)—槳葉的數(shù)量，槳葉數(shù)量的范圍：盤面比—展開面積與梢圓面積之比，盤面比的含義，盤面比的影響B(tài)、水動力特性敞水特性

6、曲線（照片）KT=T/ρn2D4KQ=Q/ρn2D5η=KT/KQ.J/2Pi一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析4）船舶阻力特性分析有效馬力曲線---阻力特性---船型參數(shù)A、阻力的構成產(chǎn)生原因分類：總阻力=摩擦+興波+粘壓摩擦阻力：船體周圍形成“邊界層”，受到粘性切應力作用；興波阻力：運動形成波浪，首部波峰，尾部波谷，前后形成壓力差；粘壓阻力：船體曲度驟變，例如豐滿船型的尾部常產(chǎn)生漩渦；壓力降低，改變了船體表面的壓力分部，形成阻力；研究阻力大小分類：總阻力=摩擦+剩余總阻力中各阻力所占比例大小主要取決于船舶的航速船型摩擦阻力興波阻力粘壓阻力高速船70—80%10%10

7、%低速船約50%40—50%5%一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析4）船舶阻力特性分析B、不同船型的阻力特點船舶的航行狀態(tài)分析ρg▽=ρg▽1+L特征參數(shù)船舶類型航態(tài)特點阻力特點Fr▽<1.0水面排水型船舶與靜浮變化不大阻力與航態(tài)無關，主要為摩擦阻力1.03.0滑行艇船體拖向水面，開始滑行興波阻力為主一、船舶推進系統(tǒng)分析--匹配特性淺析4）船舶阻力特性分析B、船舶阻力的計算---船模試驗的方式分兩部分計算a.相似定理：幾何相似、運動相似