船舶電力推進技術(shù)

第二章船舶電力推進系統(tǒng)的機槳特性

2.1螺旋槳的基礎(chǔ)知識2.1.1螺旋槳的外形和名稱

梢圓：螺旋槳旋轉(zhuǎn)時葉梢的圓形軌跡。螺旋槳直徑：梢圓的直徑，以D表示。螺旋槳的盤面積：梢圓的面積，以A0表示：

2.1.2螺旋面及螺旋線2.1.3螺旋槳的幾何特性1．螺旋槳的面螺距螺旋槳槳葉的葉面是螺旋面的一部分，故任何與螺旋槳共軸的圓柱面與葉面的交線為螺旋線的一段。2.2螺旋槳的推力和阻轉(zhuǎn)矩螺旋槳轉(zhuǎn)動時，槳葉向后撥水，自身受到水流的反作用力，其推力通過槳軸和推力軸承傳遞至船體。螺旋槳本身除了旋轉(zhuǎn)之外，還隨著船體一起作軸向運動，所以螺旋槳工作時，會同時產(chǎn)生軸向誘導(dǎo)速度和周向誘導(dǎo)速度。螺旋槳進程的相對值稱為相對進程，又稱進速比，表達式為：

J=hp/Dp=vp/nDp螺旋槳的推力P和阻轉(zhuǎn)矩M常用無因次量表示： P=Kpρn2Dp4

M=KMρn2Dp52.3螺旋槳的工作特性

2.4艦船的阻力船舶航行時的阻力：漩渦阻力興波阻力摩擦阻力特點：隨著船速的增加而增加2.5螺旋槳與船體的相互作用2.5.1船體對螺旋槳的影響船在水中以某一速度向前航行時，附近的水會受到船體的影響而產(chǎn)生運動，表現(xiàn)為船體周圍伴隨著一股水流，這股水流稱為伴流。伴流使得螺旋槳與其附近水流的相對速度和船速不同。伴流速度與船速方向相同的稱為正伴流，相反者稱為負伴流。

摩擦伴流：船體運動時由于水的粘性引起的一種追隨水流；位差伴流：若船前進一段距離，船艏須將這一段水向兩舷擠開，船尾則有空出一段水的趨勢，使外圍的水自艏和兩舷擠入，這種隨著船體運動自艏經(jīng)兩舷再流向尾的水流稱為位差伴流，作用不顯著；波浪伴流：因為波浪作用而使水產(chǎn)生的伴隨船體的運動，一般較小。2.5.2螺旋槳對船體的影響螺旋槳在船后面工作時，由于它的抽吸作用，使槳盤前方的水流速度增大，導(dǎo)致船體尾部壓強減低，這相當于增大了艦船首尾壓力差，從而使船體阻力增加。這種由于螺旋槳在船后工作時引起的船體附加阻力稱為阻力增額。2.6螺旋槳特性螺旋槳特性指的是螺旋槳轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線，即M=f(n)、P=f(n)曲線。最常用到的是下面三條典型特性曲線：（1）自由航行特性My=f(n),Py=f(n)；

（2）系纜特性或拋錨特性Mz=f(n),Pz=f(n)；

（3）反轉(zhuǎn)特性Mf=f(n)。2.6.1自由航行特性滿載船舶在靜水中航行時所得出的螺旋槳阻轉(zhuǎn)矩（或功率）與其轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線稱為自由航行特性。

2.6.2系纜（拋錨）特性滿載船舶在航速等于零時所得的螺旋槳阻轉(zhuǎn)矩MZ（或功率PZ）與其轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線MZ=f(x)或PZ=f(n)稱作系纜特性或拋錨特性。

2.6.3螺旋槳反轉(zhuǎn)特性當航速不變時，螺旋槳反轉(zhuǎn)過程中其阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線Mf=f(n)稱為螺旋槳反轉(zhuǎn)特性曲線。2.7螺旋槳對推進電動機機械特性的要求1．電動機理想空載轉(zhuǎn)速n0必須能夠自動限制，不允許太高。

2．電動機的“堵轉(zhuǎn)”轉(zhuǎn)矩必須能夠自動控制，也不允許太高。3．當負載變化時，電