理论教育 船舶螺旋桨动力特性-船舶电气控制技术

船舶螺旋桨动力特性-船舶电气控制技术

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:表达式为式中,V p为螺旋桨的进速;n为螺旋桨转速。船舶在水中向前航行时,会有三种伴流对螺旋桨产生影响。考虑到在螺旋桨工作时,船对桨及桨对船都会有影响,任何一个因素都会影响到船桨的工作,因此在建立船模型时,引入了两个系数。推力减额系数为:式中,ΔP是克服桨的吸水作用产生的阻力而增加的推力;P是螺旋桨提供的总推力。对给定的螺旋桨,它们都是常系数。图8-22为螺旋桨动力特性。

船舶螺旋桨动力特性-船舶电气控制技术

根据《船舶动力学》《船舶运动及建模》中的知识:螺旋桨进程的相对值称相对进程(也称进速比),船桨的进速比J定义为:螺旋桨回转一周的轴向进程h p(V p=h pn)与桨径D p的比值。

表达式为

式中,V p为螺旋桨的进速;n为螺旋桨转速。

船舶在水中向前航行时,会有三种伴流对螺旋桨产生影响。考虑到在螺旋桨工作时,船对桨及桨对船都会有影响,任何一个因素都会影响到船桨的工作,因此在建立船模型时,引入了两个系数。根据船对桨的影响,引入了伴流系数w;根据桨对船的影响,引入了推力减额系数t。

伴流系数

式中,V s为船舶的速度。

泰勒(Taylor)根据150多艘船舶的实船和船模实验结果获得下列求伴流系数w的经验公式:

式中,Cb是方形系数。推力减额系数为:

式中,ΔP是克服桨的吸水作用产生的阻力而增加的推力;P是螺旋桨提供的总推力。

推力减额系数t可用商赫(Schoenherr)经验公式确定。单桨船基值:(www.daowen.com)

式中C 1的取值根据螺旋桨后装舵类型而定,C 1=0.5~0.7(螺旋桨后装流线型舵);C 1=0.7~0.9(螺旋桨后装方形尾柱和双板舵);C 1=0.9~1.05(螺旋桨后装平板舵)。

双桨船值t可用下列经验公式

由螺旋桨的工作机理可知,螺旋桨的推力和扭矩表达式为

式中:P为螺旋桨产生的推力;M为螺旋桨的扭矩;ρ为海水密度;

D P为螺旋桨直径;K P、K M为推力系数及转矩系数。

K P、K M曲线都不是直线,随进速比J增大向下弯曲。一般可认为K P、K M曲线都近似于抛物线,从而可表示为

式中系数K 0,K 1,K 2,K 0,K 1,K 2可通过曲线拟合确定。对给定的螺旋桨,它们都是常系数。图8-22为螺旋桨动力特性。

图8-22 螺旋桨动力特性

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