5个海洋螺旋桨设计的最佳实践

最近更新时间:2021年1月24日

船舶螺旋桨(或“道具”)的设计包括一系列的试错测试,以平衡船舶、发动机、轴和叶片(以及其他因素),以发现最好的最佳效率为了那个特殊的工艺。在过去的几十年里,随着计算机的出现和计算机模拟的能力的提高,测试的方式得到了极大的改善。但撇开设计成就不谈,许多基本原则仍然是一样的。

螺旋桨设计的基础知识

船舶螺旋桨设计的最佳实践

海洋推进,电机驱动水平轴产生扭矩,然后转动叶片。每个螺旋桨通常有2到6个叶片。他们在旋转时产生的空隙充满了水,推动船前进。几乎所有的船舶支柱都是螺旋桨设计,并设计了各种材料,典型的铝,钢,或黄铜。

1.优化刀片的数量

较小的叶片倾向于等于更高的理论效率,而较大的数量增加推进。随着叶片添加到设计中,它们增加了阻力量,但提高了移动水的能力,导致更平滑(较小的振动)运动。选择最佳数量的叶片在性能工艺中尤为重要,因为他们的船体设计更大地受其影响。基于血管类型,尺寸和预期性能特征确定叶片的数量是有效螺旋桨设计的重要初始方面之一。

2.选择低RPM的兼容频率

低RPM设计可以增加螺旋桨效率高达10%至15%。选择合适的RPM时的挑战是确保转速与其他容器部件的谐振频率不同,例如轴和船体。RPM的选择与直径一样,作为优化燃油效率的重要输入。有各种模拟和计算可用于识别特定目标海洋设计的最佳RPM范围。

3.根据血管规格选择螺旋桨直径

螺旋桨的直径,定义为围绕叶片尖端描圆的直径,对功率有直接影响。与大多数道具设计的因素一样,有一个平衡需要被打破,并且直径应优化基于从发动机和RPM送到轴的预期功率。通常,随着螺旋桨的直径增加,功率增加和RPM减小。因此,较大的血管和承载较重负载的血管可以受益于较大的直径,而基于速度的性能容器可能受益于较小的直径。随着马力的增加,直径越大。

4.减少噪声的歪斜叶片形状

双方每个刀片在螺旋桨上,在水流转弯时切过水面的前缘和紧随其后的后缘。海军推广的一个设计概念是将螺旋桨上的叶片前缘弯曲,而不是让它们保持对称。这样可以在叶片旋转时延长叶片的圆弧,从而最大限度地减少空化的影响,从而减少阻力,从而对效率有积极的好处。

5.求最佳螺距

船舶螺旋桨设计的最佳实践

间距被定义为螺旋桨的前向移动,就好像它通过固体物体移动(将其图片作为螺丝)一样。如果刀片的前缘和后缘之间的间距长度与尾部的前缘和较长间距的低间距,叶片之间的俯仰长度和“逐步”,则测量为长度并称为“真实”的俯仰。。自从沥青对RPM直接影响对于任何给定的船只,它可用于优化性能。对真实和渐进的音高设计有益处和缺点,并且应该在所有其他参数的上下文中考虑它们的均衡。

现代船舶螺旋桨设计非常艺术,需要强烈关注理论设计考虑因素和真实应用的特定船舶和发动机设计。尽管海洋道具的基本组件基本相同并且在其基本设计方面已经过优化,但它们的参数可以改变为对整体性能的巨大影响。最好的设计考虑到所有这些因素。可以使用许多不同船舶应用的工程师和设计师常常导致更大的创新。

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