一,、螺旋槳的尺寸選擇,,是否根據船體尺寸?螺旋槳尺寸只不過是螺旋槳設計中的一個重要參數,。船機槳的配合是一個系統(tǒng)設計作業(yè),。也就是說要根據船體主尺度估算出阻力,再根據阻力估算所需要的主機功率,,再根據主機的功率推算出所需要的推力,,再來確定槳盤面的各個參數,查閱槳圖譜插值,,從而設計出螺旋槳。 二,、定做船用螺旋槳需要提供的參數,?主要參數: 1.螺旋槳直徑 ,2.螺距比,,3.盤面比 4.葉數,,5.槳葉后傾角,6.將葉切面的Z大厚度分布,,7.槳轂形狀和大小,, 螺旋槳還應考慮船舶在水中航行時遭受到阻力,為保持一定的航速必須供給船舶一定的推力,,以克服它所受到的阻力,。 三、螺旋槳水下工作原理,?螺旋槳推力 螺旋槳排出的氣體使得螺旋槳獲得反作用力,。你把螺旋槳槳盤(或者旋翼、涵道)看成一個通道,,通道排出空氣的時候會受到空氣的反作用力,,即推力。 工作原理 螺旋槳推進時,,由于槳葉材料的對槳尖載荷的限制,,槳尖速度一般限制在當地音速以下,。 螺旋槳的幾何因素:翼型剖面、展長,、扭轉角,、槳距。 螺旋槳的翼型剖面和展長在很大程度上決定了螺旋槳的推力,,產生推力對應所需的扭轉力矩(來自發(fā)動機),。對于螺旋槳背風面被排出的流動結構(下洗氣流-直升機,滑流-螺旋槳推進器),,可以看作是每一小段螺旋槳翼型前飛所產生下洗氣流的綜合效果,。 幾何參數 直徑(D):影響螺旋槳性能重要參數之一。一般情況下,,直徑增大拉力隨之增大,,效率隨之提高。所以在結構允許的情況下盡量選直徑較大的螺旋槳,。此外還要考慮螺旋槳槳尖氣流速度不應過大(<0.7音速),,否則可能出現激波,導致效率降低。 槳葉數目(B):可以認為螺旋槳的拉力系數和功率系數與槳葉數目成正比,。超輕型飛機一般采用結構簡單的雙葉槳,。只是在螺旋槳直徑受到限制時,采用增加槳葉數目的方法使螺旋槳與發(fā)動機獲得良好的配合。 實度(σ):槳葉面積與螺旋槳旋轉面積(πR)的比值,。它的影響與槳葉數目的影響相似,。隨實度增加拉力系數和功率系數增大。 槳葉角(β):槳葉角隨半徑變化,其變化規(guī)律是影響槳工作性能最主要的因素,。習慣上以70%直徑處槳葉角值為該槳槳葉角的名稱值,。 螺距:它是槳葉角的另一種表示方法。 幾何螺距(H):槳葉剖面迎角為零時,,槳葉旋轉一周所前進的距離,。它反映了槳葉角的大小,更直接指出螺旋槳的工作特性,。槳葉各剖面的幾何螺矩可能是不相等的,。習慣上以70%直徑處的幾何螺矩做名稱值。國外可按照直徑和螺距訂購螺旋槳,。如64/34,表示該槳直徑為60英寸,,幾何螺矩為34英寸。 實際螺距(Hg):槳葉旋轉一周飛機所前進的距離,??捎肏g=v/n計算螺旋槳的實際螺矩值??砂碒=1.1~1.3Hg粗略估計該機所用螺旋槳幾何螺矩的數值,。 理論螺矩(HT):設計螺旋槳時必須考慮空氣流過螺旋槳時速度增加,,流過螺旋槳旋轉平面的氣流速度大于飛行速度。因而螺旋槳相對空氣而言所前進的距離一理論螺矩將大于實際螺矩 ,。 計算公式 如果假設螺旋槳排出流體的速度較慢,,對周圍介質的整體影響可以忽略,那么可以從動量角度推算螺旋槳推力: 推進功率P=FV=通道面積*空氣密度*流速^3; 推力F=通道面積*空氣密度*流速^2; 很明顯,,如果試圖增加力,,又不增加功率,可采用的方法應該是去增大這個通道的面積(以降低氣流速度),,也就是螺旋槳之類的直徑,。 事實上,工業(yè)中的螺旋槳尺度都很大,,螺旋槳推進速度或尾流速度產生的壓力變化足以引起周圍環(huán)境流體的大尺度流動,,螺旋槳上游氣體有抽吸作用,對下游有吹除作用,,壓差阻力和排出尾流得速度變慢,,不可避免的引起推進力下降。這一偏差可以使用一些經驗數據來進行修正: 推力F=Cn*通道面積*空氣密度*流速^2; 不同類型螺旋槳的推力系數: Cn=0.8;某運輸機螺旋槳 四,、快艇螺旋槳工作原理,?船用螺旋槳工作原理可以從兩種不同的觀點來解釋,一種是動量的變化,,另一種則是壓力的變化,。在動量變化的觀點上,簡單地說,,就是螺旋槳通過加速通過的水,造成水動量增加,,產生反作用力而推動船舶,。由于動量是質量與速度的乘積,因此不同的質量配合上不同的速度變化,,可以造成不同程度的動量變化,。 另一方面,由壓力變化的觀點可以更清楚地說明螺旋槳作動的原理,。螺旋槳是由一群翼面構建而成,,因此它的作動原理與機翼相似。機翼是靠翼面的幾何變化與入流的攻角,,使流經翼面上下的流體有不同的速度,,且由伯努利定律可知速度的不同會造成翼面上下表面壓力的不同,因而產生升力,。而構成螺旋槳葉片的翼面,,它的運動是由螺旋槳的前進與旋轉所合成的,。若不考慮流體與表面間摩擦力的影響,翼面的升力在前進方向的分量就是螺旋槳的推力,,而在旋轉方向的分量就是船舶主機須克服的轉矩力,。 以一片槳葉的截面為例:當船艇靜止時,螺旋槳開始工作,,把螺旋槳看成不動,,則水流以攻角α流向槳葉,其速度為2πnr(n為轉速,;r為該截面半徑),。根據水翼原理,槳葉要受升力和阻力的作用,,推動螺旋槳前進,,即推動船艇前進。船艇運動會產生頂流和伴流,。繼續(xù)把船艇看成不動,,則頂流以與艇速大小相等,方向相反的流速向螺旋槳流來,,而伴流則以與艇速方向相同,,流速為ur向螺旋槳流來。通過速度合成,,我們可以得到與螺旋槳成攻角α,,向槳葉流來的合水流。則槳葉受到合水流升力dL和阻力dD的作用,,將升力和阻力分解,,則得到平行和垂直艇首尾線的分力: dT=dL?cosβ-dD?sinβ dQ=dL?sinβ+dD?cosβ dT使船艇前進稱為推 力;dQ稱為橫向力,,即槳葉的旋轉阻力,。 顯然,攻角α和流入槳葉的水流合速度V合決定了T和Q的大小,。通常螺旋槳轉速越高,,而航速越低,即攻角α較大時,,T和Q也越大,。 設艇速V不變,如伴流流速增加(合速度減?。?,則攻角增大,推力和阻力也大,;如果螺旋槳轉速增加(合速度增加),,則攻角增大,,推力和阻力也大。當船艇靜止不動時,,螺旋槳轉動時,,水流攻角很大,則推力和阻力可能達到很大的值,。阻力過大,,對主機工作不利。所以船艇在從靜止開始用車時,,不宜用高速,;同理,船艇在前進中換倒車時或從后退中換正車時,,都應經過停車階段,,讓艇速下降后再行轉換,而不宜直接轉換,。主要是防止出現大攻角,,產生巨大的旋轉阻力,造成主機超負荷,。 五,、cpp船用螺旋槳原理?答:cpP船用螺旋槳原理可以從兩種不同的觀點來解釋,,一種是動量的變化,,另一種則是壓力的變化。 在動量變化的觀點上,,簡單地說,,就是螺旋槳通過加速通過的水,造成水動量增加,,產生反作用力而推動船舶,。 由于動量是質量與速度的乘積,因此不同的質量配合上不同的速度變化,,可以造成不同程度的動量變化,。 六,、螺旋槳設計中為什么考慮縱斜和測斜,,這個問題是怎么產生的?這關乎到旋轉的穩(wěn)定性和方向的操控性,,縱斜的話是上下方向,,側斜則是傾斜方向,這些因素都必須考慮,。 七,、船用螺旋槳原理與結構,?螺旋槳是由一群翼面構建而成,因此它的做功原理與機翼相似,。機翼是靠翼面的幾何變化和入流的攻角,,使流經翼面上下的流體有不同的速度,而由伯努利定律可知這速度的不同會造成翼面上下表面壓力的不同,,因而產生升力,,翼面的升力在前進方向的分量就是螺旋槳的推力。船用螺旋槳一般來說,,在同樣的槳面直徑,,同樣的螺距比情況下,螺旋槳的葉數越多,,推力越好,,推進效率越高! 船用螺旋槳的分類: 在普通螺旋槳的基礎上,,為了改善性能,,更好地適應各種航行條件和充分利用主機功率,發(fā)展了以下幾種特種螺旋槳,。 一,、可調螺距螺旋槳 簡稱調距槳,可按需要調節(jié)螺距,,充分發(fā)揮主機功率,;提高推進效率,船倒退時 八,、船用螺旋槳的轉速,?這是要具體看船的的大小、發(fā)動機輸出功率,、吃水線高,、船的流體阻力等很多因素,一般都是高速情況下用小螺旋槳,,低速的用大螺旋槳,,小螺旋槳一般適用噸位較小的船舶,大約為800rpm每分以上,,大螺旋槳300-450轉每分鐘,,如果發(fā)動機功率較小的中型貨輪一般都是300轉。但是在實際情況中,,轉速不一定越高越好,,也是主要看發(fā)動機的輸出功率和螺旋槳的構造會不會浪費動力,假設即使發(fā)動機的功率很高轉速也很高槳葉也很大可是槳葉設計不適用于高速水流的結構也是不可以的船舶螺旋槳的轉速為什么不能太快在一定的轉速內,船舶螺旋槳的轉速越高,,產生的推力就越大,,航速也就越快。 但當螺旋槳超過最佳轉速后,,由于它轉動時周圍的水來不及流過來,,會產生“空泡”現象‘因此就降低了它的推力,船跑得反而慢了,。 一般民船的最佳轉速多在每分鐘300轉以下,,軍艦的最洼轉速也不到每分鐘600轉。船舶上的各種管道為什么都涂上不同顏色的油漆這當然不是為了美觀,,而是用來鑒別管內流動的氣體或液體的性質,,如紅褐色表示蒸汽管,褐色表示燃油管,,藍色表示瓦斯管,,淺藍色表示空氣管,黃色表示潤滑油管,,綠色表示消耗水管,,黑色表示污水管和廢汽管,等等,。 九,、擺線型螺旋槳的原理?擺線型螺旋槳是一種船用螺旋槳,,其原理基于螺旋線的運動,。當擺線型螺旋槳旋轉時,其螺旋線路徑呈現出線性運動的特點,,因此該螺旋槳可提供更加平穩(wěn)和高效的推進力,。 具體來說,擺線型螺旋槳的工作原理是利用螺旋線的角度和線速度的變化來產生推進力,,并將船舶向前推進,。在這種螺旋槳中,螺旋線的旋轉運動以一定的角度改變其方向,,從而形成了一個平面螺旋線,。 這種螺旋線的特點是,其線速度在不同位置上是不同的,,因此在旋轉的過程中,,產生了不同大小的推進力。 因此,,擺線型螺旋槳通過改變螺旋線的角度和線速度的變化,,以及旋轉運動產生的推進力,將船舶推進并提供向前的動力,。與傳統(tǒng)螺旋槳相比,,擺線型螺旋槳具有更好的推進效率和運動平穩(wěn)性,因此在船舶推進系統(tǒng)中得到了廣泛應用,。 十,、船用螺旋槳和快艇螺旋槳的區(qū)別?這兩個不是相反的概念,,只能說是設計初衷不同,。簡單的說,高速航行螺旋槳的重點是“出大力”,,低噪音螺旋槳的重點是“出勻力”,。 因此高速槳會盡可能的加大螺距,加高轉速,,出力不勻就不勻,,槳效率低就低,只要能在高水流速度的條件下依然能夠出力,,就達到目的了,。 低噪音螺旋槳則會在滿足指標的前提下降低轉速。 水陸通行空氣動力快艇的螺旋槳與飛機螺旋槳相同,,船舶螺旋槳(推進器)與飛行器相比是直徑小,、轉速低、螺距大,,因為水的密度比空氣大得多,,所以同樣的載荷船舶所需動力較小效率也高得多。 |
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