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进速系数

发布时间:2019-12-31 13:49    点击次数:174次   

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  表示螺旋桨进速(m/s);n表示螺旋桨转速;D位螺旋桨直径。进速系数J的变化可以对螺旋桨性能有一定影响。

  如果螺旋桨是在刚性介层中工作,像螺钉在螺母巾运动一样。无疑地,旋转一周在轴线上前进的距离将等于几何螺距P。但螺旋桨是在舟艇后工作的,其前进的距离决定于舟艇速度。螺旋桨旋转一周在轴向前进的距离称为进程,以h

  )为滑脱,如图1所示。滑脱与冲角有一定联系,正是由于有滑脱才会产生推力。滑脱与螺距之比称为滑脱比,以S表示。即:

  大,则螺旋桨的推力和转矩亦大。因此,滑脱比(或进速系数J)是影响螺旋桨性能的重要参数,对于几何形状一定的螺旋桨来说,其推力系数和转矩系数只与进速系数J(或滑脱比S)有关。

  螺旋桨的水动力性能是指一定几何形体的螺旋桨在水中运动时所产生的推力、消耗的转矩及效率与进速v

  和转速n之间的关系。在研究它们之间的关系时,通常不是应用推力和转力矩的绝对数量,而是以无因次系数来表示。这样可使所得到的结果不受几何尺寸的限制,它们的表达式分别为:

  与进速系数J之间关系的曲线称为螺旋桨的淌水性征曲线。通常它是根据敞水螺旋桨模型试验结果绘制的,也可以用理论方法求得。它表示螺旋桨在正车状态时的全面性能。

  随进速系数J的增加而减小,其原因主要因为冲角的改变。因为J大则冲角小,J小则冲角大,在一定的范围内,冲角的增大,会使升力和阻力增加。

  均达到最大值。舟艇在系泊试验时,即为此种情况,这是检验螺旋桨在最大推力及转矩作用下能否满足强度要求的办法之一,也可检查系柱推力是否与设计要求相符。由于系柱试验时转矩大,因而主机会超负荷。一般情况下,柴油机在额定转速时,其功率不能超过额定功率的110%,而且超功率时不能多于1 h,如发生这种情况,必须降低转速。

  并不为零,但数值很小。例如,当主机由全速变换为低速运转时,由于舟艇有惯性,仍会保持一定航速前进,即进速系数变化小,而螺旋桨的转速已很低,致使水流的实际冲角为零升力角,螺旋桨不产生推力。

  曲线可知,当J为某一数值时,效率出现最高位,但对不同螺距比的螺旋桨,效率的最高值大小是不同的。螺距比越大(在一定的范围内),则最高效率数值也越大。此时所对应的J值也大,即在一定的D、n之下,舟艇速度较快;或在一定航速下,D、n较小。换句话说,负荷轻的螺旋桨,其螺距比稍大一些,所对应的J值也大一些。

  =0,即螺旋桨只旋转而不前进,推力和转矩达到最大值;当转速保持不变,随着J的增加,攻角减小,推力与转矩也减小;如J增大到某一值时,螺旋桨不遭受旋转阻力,此时螺旋桨产生负推力。

  汤天浩,韩朝珍;万芳,谢卫,姚刚等参编,船舶电力推进系统,机械工业出版社,2015.06,第86页

  程建生主编;王建平副主编,舟艇原理与强度,人民交通出版社股份有限公司,2015.03,第109-110页


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