針對淺吃水船舶在復(fù)雜海況下航行時,其螺旋槳的敞水性能可能會下降的問題,以某集裝箱船為例,研究不同槳軸沉深螺旋槳的敞水性能,得出不同槳軸沉深螺旋槳敞水性能的變化曲線。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著槳軸沉深和進速系數(shù)的減小,螺旋槳的敞水性能逐漸下降,這主要是螺旋槳吸氣引起的。螺旋槳吸氣可分為初始吸氣階段、局部吸氣階段、過渡階段和全吸氣階段等4個階段。該船在設(shè)計吃水和壓載吃水工況下的槳軸沉深足夠,螺旋槳的敞水性能不受自由液面的影響。但是,在淺吃水工況下,螺旋槳的敞水性能會下降。 

【文章來源】：上海船舶運輸科學(xué)研究所學(xué)報. 2020,43(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同吃水狀態(tài)螺旋槳軸沉深示意

根據(jù)表1所示工況,通過電動升降絲桿調(diào)節(jié)槳軸沉深,按Hs/D=0.440、0.619、0.739和1.500的順序?qū)?個槳軸沉深的螺旋槳進行敞水性能試驗,得到不同槳軸沉深螺旋槳敞水性能特征曲線見圖2。由圖2可知,在Hs/D<0.739之后,當進速系數(shù)J∈[0,0.766]時,隨著Hs/D的減小,KT和KQ均減小,敞水效率η0下降,η0下降的幅度沒有KT和KQ明顯。為更系統(tǒng)地分析沉深對螺旋槳敞水性能的影響,以Hs/D為橫坐標, 以KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0(K′T、K′Q 和η′0分別為Hs/D=1.500時的推力系數(shù)、扭矩系數(shù)和敞水效率)為縱坐標繪制曲線(見圖3)。由圖3可知:當Hs/D≥0.739時,除了J=0以外,隨著Hs/D的增大,KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0趨于不變,螺旋槳的敞水性能受沉深的影響較小;當Hs/D<0.739時,除了J=0.866以外,隨著Hs/D的減小,KT、10KQ、η0、KT/K′T、KQ/K′Q和η0/η′0相應(yīng)減小,螺旋槳的敞水性能受沉深的影響較大,且J越小,影響越大;當J≥0.866時,螺旋槳的敞水性能受槳軸沉深的影響較小。

上述4個階段的吸氣狀態(tài)敞水試驗場景見圖4,可比較清楚地觀察到不同吸氣階段自由液面和螺旋槳葉梢出水的變化情況。在初始吸氣階段,螺旋槳葉梢接近自由液面,但未露出水面,微量吸氣,此時螺旋槳的敞水性能與理想沉深時基本相同;在局部吸氣階段,螺旋槳葉梢接近自由液面,一小部分露出水面,已部分吸氣,此時螺旋槳的敞水性能與理想沉深時相比明顯下降;在過渡階段,螺旋槳葉梢進一步露出水面,吸氣進一步增加,螺旋槳的敞水性能繼續(xù)下降到一臨界值;在全吸氣階段,螺旋槳已大面積出水,大部分槳葉吸力面吸氣,螺旋槳的敞水性能下降至一臨界值之后趨于穩(wěn)定。本文對Hs/D=0.440時的螺旋槳敞水性能曲線進行分析,給出其敞水性能在不同吸氣階段的變化情況見圖5。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3513924