船舶主机选型计算2008.docx

机桨匹配计算
主机选型和螺旋桨的设计密切相关。在设计中要综合考虑船、机、桨的匹配问题，从而选定螺旋桨参数和主机型号。
在主机选型与螺旋桨参数确定的机、桨匹配计算中分为初步匹配设计和终结匹配设计两个阶段。
初步匹配设计：已知船体主尺度、船体有效功率、船舶设计航速、螺旋桨的直径或转速，确定螺旋桨的效率、螺距比、最佳转速或最佳直径及所需主机功率，从而选定主机和传动设备。
终结匹配设计：根据选定的主机的功率、转速、船体有效功率，确定船舶所能达到的最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率。
图谱可参考王国强，盛振邦《船舶原理》P264-P272）
.1初步匹配设计
1．船体主尺度
设计水线长LWL垂线间长LPP
型宽B型深d
设计吃水T方形系数
排水量排水体积
船舶设计航速V
2．推进因子的确定
伴流分数
（1）泰勒公式（适用于海船）
对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：
（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）

式中：对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：。当时，；当时，。
推力减额分数
对单螺旋桨船：；
式中：对流线型舵或反应舵：；对方形舵柱的双板舵：；对单板舵：。
对双螺旋桨船：。
式中：对采用轴支架：；对采用轴包架：。
相对旋转效率
对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：；
对具有隧道尾船：。
轴系传递效率
对无减速齿轮箱的船：；对有减速齿轮箱的船：
3．初步匹配设计计算
初选螺旋桨直径的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-3，根据结果作图2-2-4。
表2-3-3机、桨初步匹配计算（直径D给定）（MAU桨）
序号名称代号单位计算公式及来源数据1螺旋桨直径Dm给定2船身效率3进速kn4船体有效功率kW给定5转速nr/min假定6直径系数7螺距比查图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率9功率系数平方根10收到功率kW11主机功率kW12螺旋桨克服的有效推功率kW
初选螺旋桨转速的匹配计算计算步骤表格化见表2-3-4，根据结果作图2-2-5。
表2-3-4机、桨初步匹配计算（转速n给定）

序号名称代号单位计算公式及来源数据1螺旋桨转速nr/min给定2船身效率3进速kn4船体有效功率kW给定5螺旋桨直径Dm假定6直径系数7螺距比查图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率9功率系数平方根10收到功率kW11主机功率kW12螺旋桨克服的有效推功率kW

图2-2-4选定D，求n与Ps

图2-2-5选定n，求D与Ps

根据图2-2-4或图2-2-5，图中Pte曲线与Pe曲线的交点即为所求的螺旋桨的最佳转速或直径，作垂线求的主机功率Ps。根据所求的的Ps选取主机型号。

如螺旋桨为B型桨，
螺旋桨直径D给定，航速V给定
序号名称代号单位计算公式及来源数据1螺旋桨直径Dm给定2船身效率3进速kn，4船体有效功率kW给定5假定一组敞水受到功率kW假定6功率系数BP278螺距比P/D查图谱，
由最佳转速线的交点得到9敞水效率101/J11最佳转速Nr/min12螺旋桨克服的有效推功率kW
螺旋桨转速n给定，航速V给定
序号名称代号单位计算公式及来源数据1螺旋桨转速Nr/min给定2船身效率3进速kn，4船体有效功率kW给定5假定一组桨直径Dm假定6功率系数BP178螺距比P/D查图谱，
由最佳直径线的交点得到9敞水效率101/J11最佳直径Dm12螺旋桨克服的有效推功率kW

.1终结匹配设计（王国强，盛振邦《船舶原理》P117~P118）及陈祖庆.《船舶原理》P178~P181）
1．船体主尺度
设计水线长LWL 垂线间长LPP
型宽B型深d
设计吃水T方形系数
排水量排水体积
船舶设计航速V
2．主机主要参数
型号
主机功率主机转速N
旋向左旋/右旋减速比
3．推进因子的确定
伴流分数
（1）泰勒公式（适用于海船）
对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：

图2-2-6终结匹配设计结果
（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）

式中：对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：。当时，；当时，。
推力减额分数
对单螺旋桨船：；
式中：对流线型舵或反应舵：；对方形舵柱的双板舵：；对单板舵：。
对双螺旋桨船：。
式中：对采用轴支架：；
对采用轴包架：。
船身效率
相对旋转效率
对单螺旋桨船：；对双螺旋桨船：；
对具有隧道尾船：。
轴系传递效率
对无减速齿轮箱的船：；对有减速齿轮箱的船：
4．终结匹配设计计算
在选定主机后要进行终结匹配设计计算。具体匹配设计计算计算步骤表格化见表2-3-5，根据结果作图2-2-6。
表2-3-3机、桨终结匹配计算（MAU桨）

序号名称代号单位计算公式及来源数据1航速Vkn假定2进速kn3收到功率kW4转速nr/min无减速齿轮箱：n＝N
有减速齿轮箱：5功率系数6功率系数平方根7螺距比查图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率