不同桨轴沉深螺旋桨敞水性能试验
发布时间：2021-11-23 12:54
针对浅吃水船舶在复杂海况下航行时,其螺旋桨的敞水性能可能会下降的问题,以某集装箱船为例,研究不同桨轴沉深螺旋桨的敞水性能,得出不同桨轴沉深螺旋桨敞水性能的变化曲线。结果发现,随着桨轴沉深和进速系数的减小,螺旋桨的敞水性能逐渐下降,这主要是螺旋桨吸气引起的。螺旋桨吸气可分为初始吸气阶段、局部吸气阶段、过渡阶段和全吸气阶段等4个阶段。该船在设计吃水和压载吃水工况下的桨轴沉深足够,螺旋桨的敞水性能不受自由液面的影响。但是,在浅吃水工况下,螺旋桨的敞水性能会下降。
【文章来源】：上海船舶运输科学研究所学报. 2020,43(03)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同吃水状态螺旋桨轴沉深示意
根据表1所示工况,通过电动升降丝杆调节桨轴沉深,按Hs/D=0.440、0.619、0.739和1.500的顺序对4个桨轴沉深的螺旋桨进行敞水性能试验,得到不同桨轴沉深螺旋桨敞水性能特征曲线见图2。由图2可知,在Hs/D<0.739之后,当进速系数J∈[0,0.766]时,随着Hs/D的减小,KT和KQ均减小,敞水效率η0下降,η0下降的幅度没有KT和KQ明显。为更系统地分析沉深对螺旋桨敞水性能的影响,以Hs/D为横坐标, 以KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0(K′T、K′Q 和η′0分别为Hs/D=1.500时的推力系数、扭矩系数和敞水效率)为纵坐标绘制曲线(见图3)。由图3可知:当Hs/D≥0.739时,除了J=0以外,随着Hs/D的增大,KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0趋于不变,螺旋桨的敞水性能受沉深的影响较小;当Hs/D<0.739时,除了J=0.866以外,随着Hs/D的减小,KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0相应减小,螺旋桨的敞水性能受沉深的影响较大,且J越小,影响越大;当J≥0.866时,螺旋桨的敞水性能受桨轴沉深的影响较小。
上述4个阶段的吸气状态敞水试验场景见图4,可比较清楚地观察到不同吸气阶段自由液面和螺旋桨叶梢出水的变化情况。在初始吸气阶段,螺旋桨叶梢接近自由液面,但未露出水面,微量吸气,此时螺旋桨的敞水性能与理想沉深时基本相同;在局部吸气阶段,螺旋桨叶梢接近自由液面,一小部分露出水面,已部分吸气,此时螺旋桨的敞水性能与理想沉深时相比明显下降;在过渡阶段,螺旋桨叶梢进一步露出水面,吸气进一步增加,螺旋桨的敞水性能继续下降到一临界值;在全吸气阶段,螺旋桨已大面积出水,大部分桨叶吸力面吸气,螺旋桨的敞水性能下降至一临界值之后趋于稳定。本文对Hs/D=0.440时的螺旋桨敞水性能曲线进行分析,给出其敞水性能在不同吸气阶段的变化情况见图5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪状态下的螺旋桨水动力性能实验研究(英文)[J]. 郭春雨,赵大刚,王超,常欣. 船舶力学. 2012(09)
[2]不同浸深比半浸式螺旋桨动态力试验研究[J]. 黄红波,陆林章,吴幼华,董世汤. 船舶力学. 2006(04)
[3]波浪中螺旋桨流体动力性能变化的近似计算[J]. 陶尧森,丁皓,冯铁城. 船舶力学. 1999(05)
[4]螺旋桨吸气及其水动力性能[J]. 贾大山,王国强,曹梅亮,盛振邦. 上海交通大学学报. 1990(04)
[5]变沉深及波浪中的螺旋桨敞水性能[J]. 曹梅亮. 上海交通大学学报. 1988(03)
本文编号：3513924
【文章来源】：上海船舶运输科学研究所学报. 2020,43(03)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同吃水状态螺旋桨轴沉深示意
根据表1所示工况,通过电动升降丝杆调节桨轴沉深,按Hs/D=0.440、0.619、0.739和1.500的顺序对4个桨轴沉深的螺旋桨进行敞水性能试验,得到不同桨轴沉深螺旋桨敞水性能特征曲线见图2。由图2可知,在Hs/D<0.739之后,当进速系数J∈[0,0.766]时,随着Hs/D的减小,KT和KQ均减小,敞水效率η0下降,η0下降的幅度没有KT和KQ明显。为更系统地分析沉深对螺旋桨敞水性能的影响,以Hs/D为横坐标, 以KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0(K′T、K′Q 和η′0分别为Hs/D=1.500时的推力系数、扭矩系数和敞水效率)为纵坐标绘制曲线(见图3)。由图3可知:当Hs/D≥0.739时,除了J=0以外,随着Hs/D的增大,KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0趋于不变,螺旋桨的敞水性能受沉深的影响较小;当Hs/D<0.739时,除了J=0.866以外,随着Hs/D的减小,KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0相应减小,螺旋桨的敞水性能受沉深的影响较大,且J越小,影响越大;当J≥0.866时,螺旋桨的敞水性能受桨轴沉深的影响较小。
上述4个阶段的吸气状态敞水试验场景见图4,可比较清楚地观察到不同吸气阶段自由液面和螺旋桨叶梢出水的变化情况。在初始吸气阶段,螺旋桨叶梢接近自由液面,但未露出水面,微量吸气,此时螺旋桨的敞水性能与理想沉深时基本相同;在局部吸气阶段,螺旋桨叶梢接近自由液面,一小部分露出水面,已部分吸气,此时螺旋桨的敞水性能与理想沉深时相比明显下降;在过渡阶段,螺旋桨叶梢进一步露出水面,吸气进一步增加,螺旋桨的敞水性能继续下降到一临界值;在全吸气阶段,螺旋桨已大面积出水,大部分桨叶吸力面吸气,螺旋桨的敞水性能下降至一临界值之后趋于稳定。本文对Hs/D=0.440时的螺旋桨敞水性能曲线进行分析,给出其敞水性能在不同吸气阶段的变化情况见图5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪状态下的螺旋桨水动力性能实验研究(英文)[J]. 郭春雨,赵大刚,王超,常欣. 船舶力学. 2012(09)
[2]不同浸深比半浸式螺旋桨动态力试验研究[J]. 黄红波,陆林章,吴幼华,董世汤. 船舶力学. 2006(04)
[3]波浪中螺旋桨流体动力性能变化的近似计算[J]. 陶尧森,丁皓,冯铁城. 船舶力学. 1999(05)
[4]螺旋桨吸气及其水动力性能[J]. 贾大山,王国强,曹梅亮,盛振邦. 上海交通大学学报. 1990(04)
[5]变沉深及波浪中的螺旋桨敞水性能[J]. 曹梅亮. 上海交通大学学报. 1988(03)
本文编号：3513924
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3513924.html
