船舶原理2(推进)习题.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除第一章1.除螺旋桨之外，船用推进器还有那些类型？简述他们的特点及所适用船舶类型?螺旋桨，风帆，明轮，直叶推进器，喷水推进器，水力锥形推进器螺旋桨：构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高。风帆：推力依赖于风向和风力以至于船的速度和操纵性都受到限制。仅在游艇，教练船和小渔船上仍采用明轮：构件简单，造价低廉，但蹼板入水时易产生拍水现象，而出水时又产生提水现象，因而效率较低。目前用于部分内河船舶。直叶推进器：可以发出任何方向的推理，操纵性好，推进器的效率高，在汹涛海面下，工作情况也较好，但构造复杂，造价昂贵，叶片保护性差极易损坏。用于港口作业船或对操纵性

2、有特殊要求的船舶喷水推进器：活动部分在船体内部，具有良好的保护性，操纵性能良好，水泵及喷管中水的重量均在船体内部，减少了船舶的有效载重量，喷管中水力损耗很大，故推进效率较低。多用于内河潜水拖船上，近年来也用于滑行艇，水翼艇等高速船上。水力锥形推进器：构造简单，设备轻便，船内无喷管效率比一般喷水推进器为高，航行于浅水及阻塞航道中的船只常采用此种推进器。2.何谓有效马力（有效功率）？如何基于船模阻力试验得到有效马力曲线？（有待商榷）有效功率：若船以速度v航行时所受到的阻力为R，则阻力R在单位时间内所消耗的功为Rv，而有效推力Te在单位时间内所作的功为Te*v，两者在数值上相等，故Te*v（或者R*

3、v）称为有效功率。阻力试验R和V都可测。3.何谓收到马力？它与主机马力的关系如何？收到马力：机器功率经过减速装置，推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器连接处所量得的功率称为推进器的收到功率Pd表示。Pd=Ps*s传递效率或轴系功率4.推进效率。推进系数如何定义？如何衡量船舶推进性能的优劣？推进效率：由于推进器本身在操作时有一定的能量损耗，且船身与推进器之间有相互影响，故有效功率总是小于推进器所收到的功率，两者之比称为推进效率，以d表示。推进系数：有效功率与机器功率之比称为推进系数以P.C表示P.C=Pe/Ps P.C=ds5.何谓船舶快速性？快速性优劣取决于那些因素？快速性：指船舶

4、在给定主机功率情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问题。 船舶于航行时所遭受的阻力要小，所谓优良船型的选择问题 选择推力足够，且效率较高的推进器 选择合适的主机 推进器与船体和主机之间协调一致第二章6.螺旋桨由那些部件构成？他们各起什么作用？桨叶和桨毂构成 （个人观点）桨叶：通过旋转产生推力 桨毂：固定桨叶并传递来自尾轴的力和转矩。7.与空气螺旋桨相比，船舶螺旋桨在几何特征上有何不同？思考其原因船的盘面比比较大,盘面比影响很多东西：8定义叶根：桨叶与毂连接处称为叶根叶梢：桨叶的外端导边:螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者称为导边随边：螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在后面这称为随边。叶面：从船尾后面向前

5、看时所见到的螺旋桨桨叶的一面叶背：从船首前面向后看时看到的桨叶叶面盘面积：螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨迹称为梢圆，梢圆的面积称为螺旋桨的盘面积。Ao伸张面积：将各半径处共轴圆柱面与桨叶相截的各切面展成平面后，以其弦长置于相应半径的水平线上，并光顺连接端点所得之轮廓称为伸张轮廓。其包含的面积为展开面积：将桨叶叶面近似展放在平面上所得轮廓称为展开轮廓，其包含的面积盘面比：展开面积与伸张面积极为接近，故可称为叶面积，而叶面积与盘面积的比称为盘面比。9.何谓桨叶切面（桨叶剖面）？桨叶切面的弦线（长）及螺距有哪些定义方法？何谓等螺距及变螺距螺旋桨？对等螺距螺旋桨。桨叶切面螺距角沿半径如何变化？桨叶切面：与螺

6、旋桨共轴的圆柱面和桨叶相截所得的截面称为桨叶的切面。面螺距：螺旋桨的叶面为等螺距螺旋面之一部分。则P称为螺旋桨的面螺距。等（变）螺距螺旋桨：若螺旋桨叶面各半径处的面螺距等（不等），则称为等（变）螺距螺旋桨。P13图2-8比较启迪。10.桨叶切面有哪些常用形状？它们各自的水动力及空泡性能如何？弓形，梭形，机翼形，月牙形机翼：叶型效率较高，但空泡性能较差。弓型：叶型效率较低，空泡性能好。11螺旋桨制图中，使用哪些轮廓（或投影）来表达桨叶外形？桨叶面积有哪几种表达方式？正视图：从船后向船首所看到的为螺旋桨正视图侧视图：从船侧看过去所看到的为侧视图。投影面比，伸张面比，展开面比。第三章12.何谓理想推

7、进器？何谓理想螺旋桨？为什么理想螺旋桨效率低于理想推进器效率？理想推进器理论要满足下列假定（重点） 推力器为一轴向尺度趋于零，水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后，称为鼓动盘（具有吸收外来功率并推水向后的功能） 水流速度和压力在盘面上均匀分布 水为不可压缩的理想流体理想推进器：推进器为一直径为D的没有厚度的圆盘面，此盘面具有吸收外来功率并推水使其获得轴向诱导速度的功能，这样一个被理想化了的推进器称为理想推进器，又称为鼓动盘。理想螺旋桨：理想推进器是通过吸收外来功率而产生轴向诱导速度，而对于螺旋桨而言，是利用旋转运动来吸收外来功率的，因此除了产生轴向诱导速度之外，还要产生周向诱导速度。对于理想螺旋

8、桨则是忽略离心力及尾流收缩的影响，此时螺旋桨产生的周向诱导速度在桨盘紧后方至远后方保持不变，为一常数，这一被理想化了的螺旋桨称之为理想螺旋桨。理想螺旋桨的效率=理想推进器的效率*理想螺旋桨的周向诱导效率13从理想推进器理论出发，讨论提高推进器效率的措施？P20 增大直径，盘面积变大，推进器效率提高。14.依据理想推进器理论，推进器载荷系数越低，效率越高，实际螺旋桨的敞水效率与载荷系数之关系（图3-2）却并非总是如此，试研究其原因。（答疑）15.螺旋桨吸收主机功率，产生推力的同时，使通过桨叶周围的流体向后加速并产生周向旋转。由于螺旋桨工作对周围流体产生这两部分扰动，那一部分是可能回收的？哪些可能

9、的回收方法16.桨叶切面有哪些工作状态？试画出各种状态下来流及水动力的关系图P28 3-12图第四章17.何谓螺旋桨的敞水性能？如何表达它？孤立螺旋桨的性能推力系数，转矩系数，效率18何谓螺旋桨模型的敞水试验？理论上要求桨模与实桨之间满足哪些相似关系？实际试验能否做到？为什么？敞水试验：螺旋桨模型单独地再均匀水流中的试验相似条件：进速系数J，雷诺数，付汝德数弗如德：大于沉没深度，兴波的影响可以忽略不计。雷诺数：大于临界雷诺数300000，无法满足雷诺相似，如果进速系数和雷诺数同时相等的条件下，则桨模的转速和进速都将过高而难以实现，推力过大而无法测量。19.何谓螺旋桨的尺度作用？工程实践中对该尺

10、度作用有哪些处理方法?尺度作用：至于桨模和实桨因雷诺数不同而引起两者水动力性能之差异。修正：1不修正 2只修正K 3ITTC1978修正方法20敞水试验如何实施？P37第五章21何谓伴流，其产生机理是什么？那一种原因导致的伴流成分最重要？伴流：船在水中航行时，附近的水受到船体的影响而产生运动，表现为船体周围伴随着一股水流，这股水流称为伴流。成因：1、势伴流船身周围的流线运动 2、摩擦伴流水的粘性作用与船型、表面粗糙度、雷诺数、桨的位置有关 3、波浪伴流船舶的兴波作用摩擦伴流为主。22何谓标称伴流？如何通过模型试验确定标称伴流分布？标称伴流：在未装螺旋桨之船模后面，用各种流速仪测定螺旋桨盘面处水

11、流速度。毕托耙P4323伴流的轴向，径向和周向分量，对螺旋桨性能的影响程度分别如何？24.为何螺旋桨性能预报及设计中，通常可以不考虑伴流的径向分布？伴流的径向分量在何种情况下，可能需要考虑？与轴向伴流速度相比较，周向和径向两种分量均为二阶小量。25.试写出标称伴流的体积平均值的表达式，并简述其物理意义。26.如何根据标称伴流分布计算径向非均流？螺旋桨设计方法中，哪种方法可以考虑径向非均流？27.实效伴流：根据船后螺旋桨实验或自航试验结果与敞水试验结果比较 分析可得出的相当伴流测量方法P4428.试解释标称伴流与实效伴流之差别的成因差别来自于是否考虑了螺旋桨的工作的影响。因为当船尾有螺旋桨工作时

12、，螺旋桨产生抽吸作用，从而改变了船尾的流线，界面厚度，波形等。29何谓伴流的尺度效应？试说明其产生的机理？由于船模与实船的雷诺数相差很大而导致伴流分别存在差别。因此实船的边界层的厚度在比例上较船模的边界层为薄。因而实船的摩擦伴流带在比例上较船模为薄，也就是说，实船摩擦伴流带在实桨盘面内所占的面积比较模型摩擦伴流带在桨模盘面内所占的面积比例较小，致使实船的摩擦伴流分数小于模型的摩擦伴流分数30何谓推力减额？试说明其成因及成分。为什么推力减额的尺度效应可以忽略？推力减额：由于螺旋桨的抽吸作用，使船尾流速增加，压力降低，从而导致阻力增加 R ，需一部分推力 T 来克服它。T 推力减额31.相对旋转效

13、率如何定义？进速和转速一定时，同一螺旋桨的敞水效率与船后效率是否相同？为什么相对旋转效率 R 敞水收到马力与船后收到马力之比不同。差个相对旋转效率。32.何谓推进因子？通过模型试验分析确定推进因子时，需要进行哪些试验？33推进系数。推进效率如何定义？他们各自包含哪些成分？这些成分对推进效率的影响分别如何？第六章34.螺旋桨在水中运转时，为何会产生空泡？会产生哪些类型的空泡？定义:螺旋桨在水中工作时，桨叶的叶背压力降低形成吸力面，若某处的压力降至临界值以下时，导致爆发式的汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成汽泡。气化空泡，汽化空泡，似是空泡35.螺旋桨片空泡分为哪些阶段？他们对水动力性能

14、的影响分别如何？第一阶段：局部空泡，对水动力性能无明显影响，但可能产生剥蚀第二阶段：空泡区拖到随边之外，无剥蚀，但使对水动力性能恶化36.在均匀流场中不产生空泡的螺旋桨，在船后伴流中是否可能产生空泡？为什么？如果产生空泡，可能是哪些类型？37设计阶段可以通过哪些方法判断螺旋桨是否产生空泡？螺旋桨模型空泡试验或大量实船资料整理所得的图谱，或由统计数据归纳而成的近似公式进行空泡校核。38要推迟或避免螺旋桨产生空泡，设计上有哪些方法？1、从降低最大减压系数着手 在书P73页 a、增加盘面比 b、采用压力分布较均匀的切面 c、减小叶根处的螺距2、从提高空泡数着手 a、增加桨的浸深 b、减小桨的转速39

15、螺旋桨空泡有哪些危害？如果无法避免，怎么办？允许桨叶上有部分空泡存在，在使用过程中根据其剥蚀情况予以调换速度在高时，干脆设法促使其再第二阶段空泡状态下运转，即所谓全空泡螺旋桨的设计问题。第七章40为何要进行螺旋桨强度校核？从设计角度看，强度校核最终是要确定哪些几何参数？安全航行保证螺旋桨的强度流体动力，离心力，撞击41强度校核有哪些方法？分别需要基于哪些已知数据？1、分析计算法 2、规范校核法规范校核法42.采用额定功率与转速进行强度校核，是否已经考虑了最危险的工况？如否，目前工程上如何处理？功率储备或者转速储备 P140第八章43.螺旋桨设计问题分为哪几类？各自需要解决哪些问题？ P125一、螺旋桨的数目：推进性能，振动，操纵性能，主机性能二、螺旋桨的叶数：船型，吃水，推进性能，振动，空泡三、螺旋桨的直径：四、螺旋桨的转速：五、桨叶外形和叶切面形状44.目前有哪些方法可用于螺旋桨设计？其优缺点及使用范围如何？B-d 型螺旋桨设计图谱及其应用【精品文档】第 5 页