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导管螺旋桨的应用.doc

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导管螺旋桨的应用.doc
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导管螺旋桨的应用龙叶导管螺旋桨的应用导流管螺施桨,简称导管螺旋桨,结构较简单,只是在普通螺旋桨外装一个圆形的套筒。套筒可以是固定的,称为固定导管;也可以是转动的,称为转动导管。转动导管除了起导流作用外,还起着舵的作用。导管分两类,一类导管使螺旋桨处的水流加速,称加速导管。加速导管可以增加重载螺旋桨的效率,导管本身产生正推力。这一点与航空燃汽涡轮发动机的原理类似。目前已被广泛用于拖轮、推轮、拖网渔船上。另一类导管使螺旋桨处的水流减速,称为减速导管。这种减速水流的导管用以增加作用在螺旋桨叶上的静压力,导管将产生一个负的推力,可以推延螺旋桨的空泡极限,并减少叶梢骚扰的噪音,多为军用船舶采用。导管螺旋桨应用在船舶上具有下列特点与普通螺旋桨相比较,导管螺旋桨的效率高,拖力大。渔轮采用导管螺旋桨后,拖力增加约 15-35%。例如,250 马力的拖网渔轮装置固定导管螺旋桨后,拖力增加 15%左右;600马力拖网渔轮装置导管螺旋桨后,拖力增加 27-28%,最大系柱拖力增加 36-38%。根据长江船舶设计院多年来的实船试验资料统计,拖轮上应用了转动导管装置后,拖力增加 25%左右,系柱拖力可增加 50%左右。国外对导管螺旋桨的研究和试验也取得了显著效果,拖力最大可增加 35%。导管可保证有定向的水流供给螺旋桨,起均整伴流作用,改善了船舶在风浪中航行的稳定性。导管可抑制船舶的纵摇,起阻尼作用。导管围在螺旋桨的外面起保护作用,螺旋桨不易露出水面产生空吸现象,并可免受外物碰坏或发生绞网事故。导管螺旋桨也存在下列方面有待于改进安装固定导管,船舶的回旋半径增加,使船舶的回旋性能和低速舵效果变差。安装转动导管,虽然可以改进船舶的操纵性,但是结构变得复得一些,并且需要较大的舵机功率和舵杆直径。导管内壁与螺旋桨叶梢的间隙很小,水草杂物易卡入。若有变形,叶梢和导管内壁相撞,会影响船舶的正常航行,故导管与船体之间要作强固的连接,艉结构需适当加强,以防导管本身引起振动和变形。对于吃水浅的船舶,不宜应用龙叶导管螺旋桨。尽管导管螺旋桨存在着多方面的不足,但它所具有的而普通螺旋桨无法比拟的特点使其必将能得到广泛应用。 导管增加拖力的原因是多方面的,主要可概括为以下几点:导管内部的流道为渐缩到渐扩形状,中段面积较小,流速最大,而螺旋桨工作在较大的速度区域,大大减少了螺旋桨的负荷系数和滑距,因此提高了螺旋桨的效率。由于导管出口面积逐步扩大,使螺旋桨推出的水柱集中,尾流收缩极小,故使轴向诱导速度减小,而使螺旋桨的轴向诱导效率提高,推力增加。拖网渔船螺旋桨负荷重,桨叶吸力面与压力面的压差很大,若没有导管限制,则高压区的水就会绕到低压区,产生能量损失。加装导管后,导管与叶梢的间隙很小,限制了叶梢的横向绕流,减少能量损失,使螺旋桨的效率提高。因为加速导管中部形成缩小的喉部,使管内的水流速度大于管外的速度,内外形成压力差,这压力差在管壁上形成合力,合力的轴向分量使导管本身产生附加推力。
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