船舶主机选型计算.doc

2.3.2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）2.3.2.1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V2．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kW2.3.2.1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V2．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9直径系数10螺旋桨直径Dm11螺旋桨克服的有效推功率kW图2-2-6中以船速V为横坐标,以、、D、及为纵坐标会出曲线.曲线和的交点表示该螺旋桨发出的有效的推力