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1、船舶主推进动力装置选型计算 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。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
2、B型深d设计吃水T方形系数BC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w（1）泰勒公式 （适用于海船）对单螺旋桨船：05. 05 . 0=BCw；对双螺旋桨船：20. 055. 0=BCw（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）wDCxwx B+=316. 011. 0式中：对单螺旋桨船：1=x；对双螺旋桨船：2=x。当2 . 0nF时，)2 . 0( 1 . 0=nFw；当2 . 0nF时，0=w。推力减额分数t对单螺旋桨船：kwt=；式中：对流线型舵或反应舵：70. 050. 0=k；对方形舵柱的双板舵：90. 070. 0=k；对单板舵：05. 190. 0=k。对双螺旋桨船：
3、bawt+=。式中：对采用轴支架：14. 0,25. 0=ba；对采用轴包架：06. 0,70. 0=ba。相对旋转效率r对单螺旋桨船：05. 198. 0=r；对双螺旋桨船：0 . 197. 0=r；对具有隧道尾船：90. 0=r。轴系传递效率s对无减速齿轮箱的船：98. 096. 0=s；对有减速齿轮箱的船：94. 092. 0=s3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） 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hwth=113进速aVkn)1 (w
4、VVa=4船体有效功率ePkW给 定5转速nr/min假 定6直径系数 aVnD=7螺距比Dp/ 查PB图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率09功率系数平方根PB10收到功率dPkW25236. 1nvBPap d=11主机功率sPkWrsd sPP=12螺旋桨克服的有 效推功率tePkWhdtePP=0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hwth=113进速aVkn)1 (wVVa=4船体有效功率ePkW给
5、定5螺旋桨直径Dm假 定6直径系数 aVnD=7螺距比Dp/查PB图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得 到8敞水效率09功率系数平方根PB10收到功率dPkW25236. 1nvBPap d=11主机功率sPkWrsd sPP=12螺旋桨克服的有 效推功率tePkWhdtePP=0P/DP/DPsPtPe00n1n2n3n4Ps Pt (kW)图 2-2-4 选定 D，求 n 与 PsP/DP/DPsPtPe00D1D2D3D4Ps Pt (kW)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
6、，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hwth=113进速aVkn)1 (wVVa=，4船体有效功率ePkW给 定5假定一组敞水受到功率dPkW假 定6功率系数BP21222.50.353D P aPBDV=7275. 1PB8螺距比P/D查275. 1PB图谱，由最佳转速线的交点得到9敞水效率0101/J11最佳转速Nr/minJDVNa1514. 060=12螺旋桨克服的有效推功率tePkWhdtePP=0螺旋桨转速 n 给定，航速 V 给定序号
7、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hwth=113进速aVkn)1 (wVVa=，4船体有效功率ePkW给 定5假定一组桨直径Dm假 定6功率系数BP15 . 25 . 01158. 1ad pVNPB=711739. 0PB8螺距比P/D查11739. 0PB图谱，由最佳直径线的交点得到9敞水效率0101/J11最佳直径DmJNVDa1514. 060=12螺旋桨克服的有效推功率tePkWhdtePP=02.3.2.1 终结匹配设计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BC排水量排水体积船舶设计航速V 2主机主要参数
8、型号主机功率sP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w（1）泰勒公式 （适用于海船）对单螺旋桨船：05. 05 . 0=BCw；对双螺旋桨船：20. 055. 0=BCw（2）巴帕米尔公式（适用于内河船）wDCxwx B+=316. 011. 0式中：对单螺旋桨船：1=x；对双螺旋桨船：2=x。当2 . 0nF时，)2 . 0( 1 . 0=nFw； 当2 . 0nF时，0=w。推力减额分数t对单螺旋桨船：kwt=；P/D P/D00Pe Pt (kW)Pe PtDDPtV1V2V3V4图 2-2-6 终结匹配设计结果式中：对流线型舵或反应舵：70. 050. 0=k；对方
9、形舵柱的双板舵：90. 070. 0=k；对单板舵：05. 190. 0=k。对双螺旋桨船：bawt+=。式中：对采用轴支架：14. 0,25. 0=ba；对采用轴包架：06. 0,70. 0=ba。船身效率wth=11相对旋转效率r对单螺旋桨船：05. 198. 0=r；对双螺旋桨船：0 . 197. 0=r；对具有隧道尾船：90. 0=r。轴系传递效率s对无减速齿轮箱的船：98. 096. 0=s；对有减速齿轮箱的船：94. 092. 0=s4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、
10、桨终结匹配计算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aVkn)1 (wVVa=3收到功率dPkWrssdPP=4转速nr/min无减速齿轮箱：nN有减速齿轮箱：Nn=5功率系数PB5 . 22/1ad PVnPB=6功率系数平方根PBPB7螺距比Dp/ 查PB图谱，由PB等值线与最佳效率曲线的交点得到8敞水效率09直径系数10螺旋桨直径DmnVDa=11螺旋桨克服的有 效推功率tePkWhdtePP=0图 2-2-6 中以船速 V 为横坐标,以eP、Dp/、D、0及teP为纵坐标会出曲线.曲线teP和eP的交点表示该螺旋桨发出的有效的推力功率等于船所遇到的有效功率,船将在该
11、点对应的船速上等速航行。 由图中交点可得船达到的船速及螺旋桨要素。 上述步骤确定的螺旋桨最佳直径必须小于船尾允许放置的最大直径， 如果算出的直 径大于最大直径，只能采用最大直径。如为 B 型桨，参考陈祖庆船舶原理 P181 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aVkn)1 (wVVa=3收到功率dPkWrsbdPP=5功率系数1PB5 . 25 . 01158. 1ad pVNPB=611739. 0PB7螺距比Dp/查11739. 0PB图谱，与最佳直径线的交点得到8敞水效率091/J10螺旋桨直径DmJNVDa1514. 060=11螺旋桨克服的有 效推功率tePkWhdtePP=0LV28. 3/
