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船舶螺旋桨知识

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船舶螺旋桨知识

发布日期:2019-04-04 作者: 点击:

船用螺旋桨的功率计算  功率(W) 直径(D) 螺距(P) 转/分(N)    


 功率(W)=(D/10)的4次方*(P/10)*(N/1000)的3次方*0.45  


    速度(SP)km/h=(P/10)*(N/1000)*15.24     


  静止推力(Th)g=(D/10) 的3次方*(P/10)*( N/1000 )的2次方*22



船用螺旋桨的工作原理  


  可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的 机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气 流 由沿旋      


  转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段,讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度;n—螺旋桨转速;φ—气流角,即气流与螺旋桨旋转平面夹角;α—桨叶剖面迎角;β—桨叶角,即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β=α+φ。 


  空气流过桨叶各小段时产生气动力, 阻力ΔD和升力ΔL,合成后 总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT,与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加,形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。  


 从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作,才能获得较大的拉力,较小的阻力矩,也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化,而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖,半径较大处气流角较小,对应桨叶角也应较小。而在接近桨根,半径较小处气流角较大,对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。

   从图中还可以看到,气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面,剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化,拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。式中D—螺旋桨直径。理论和 试验证明:螺旋桨的拉力(T),克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公 式 计算: 


  T=Ctρn2D4 

  P=Cpρn3D5 

  η=J·Ct/Cp  

 式中:Ct—拉力系数;Cp—功率系数;ρ—空气密度;n—螺旋桨转速;D—螺旋桨直径。其 中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数,对每个螺旋桨其值随J变化。


 图1—1—21称为螺 旋桨的特性曲线,它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功 率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。 


  从图形和计算公式都可以看到,当前进比较小时,螺旋桨效率很低。对飞行速度较  低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如:飞行速度为72千米/小时,发动转 速为6500转/分时,η≈32%。因此超轻型飞机必须使用减速器,降低螺旋桨的转 速,提高进距比,提高螺旋桨的效率。



  船用螺旋桨几何参数


直径(D) 

   影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下,直径增大拉力随之增大, 效率随之提高。所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。此外还要考虑螺旋 桨桨尖气流速度不应过大(<0.7音速),否则可能出现激波,导致效率降低。  

  桨叶数目(B)   

 可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。超轻型飞 机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时,采用增加桨叶数目的方 法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。 


   实度(σ)  

  桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。它的影响与桨叶数目的影响相 似。随实度增加拉力系数和功率系数增大。   


 桨叶角(β)    桨叶角随半径变化,其变化规律是影响桨工作性能Z主要的因素。习惯 上以70%直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。 螺距:它是桨叶角的另一种表示方法。


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图1—1—22是各种意义的螺矩与桨叶角的关 系。  

  几何螺距(H)  


  桨叶剖面迎角为零时,桨叶旋转一周所前进的距离。它反映了桨叶 角的大小,更直接指出螺旋桨的工作特性。桨叶各剖面的几何螺矩可能是不相等的。习 惯上以70%直径处的几何螺矩做名称值。国外可按照直径和螺距订购螺旋桨。如 64/34,表示该桨直径为60英寸,几何螺矩为34英寸。  

  实际螺距(Hg)  

  桨叶旋转一周飞机所前进的距离。可用Hg=v/n计算螺旋桨的实际螺矩值。可按H=1.1~1.3Hg粗略估计该机所用螺旋桨几何螺矩的数值。  


  理论螺矩(HT)    设计螺旋桨时必须考虑空气流过螺旋桨时速度增加,流过螺旋桨旋转平面的气流速度大于飞行速度。因而螺旋桨相对空气而言所前进的距离一理论螺矩将大于实际螺矩。  螺旋桨效率解说

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关键词:船舶螺旋桨,船用螺旋桨,螺旋桨

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