水上自行车设计说明书(10)

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五 螺旋桨设计

（一）设计方法

本处螺旋桨设计采用图谱设计方法设计，用图谱计算性能是比较广泛应用的方法，其正确性也比较高。图谱都是从各实验水池中，通过一系列螺旋桨的实验而绘制出来的，应用方法也大致相仿，本处采用使用较为普遍的荷兰瓦茨宁恩水池提供的楚思德B型螺旋桨图谱

（二）伴流系数和推力减额的确定

螺旋桨计算中需要半流系数和推力减额假设半流系数是ω，推力减额是t，则可得出船身的有效效率。尤其是半流系数若是估算出入偏大，那会影响螺旋桨的“车头轻重”。一般来说，估算有5%的出入，则螺旋桨有2%的上下，但是目前还没有精确的计算方法，一下根据查表可得： 船身接近游艇内 故取ω=0.06 t=0.1

ηH=(1t)/(1ω)=0.957 4 ηr=1.0

（三）螺旋桨直径估算

受船吃水深度的限制，螺旋桨的直径应不大于350mm，当已知驱动功率和桨轴转速，可以用下面式子估算螺旋桨的直径

D=1.106[PS0.2](0.01N)3kD

kD=1.03为直径修正系数

PS=11.6533J

D=1.106[0.01165330.2]×1.03=252.1mm 3(0.01×280)

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（四）图谱计算

根据图谱计算时候 由 σ=ND

1.94VA 船进速 VA=V(1w)=0.2778v(1w)= 0.799m/s 负荷系数 BP=0.222NPDVA2.50.5=11.758 9 按照页数和盘面比EAR查得 下 图5-6

σ=44

H=0.85 D η=0.71 则最佳直径

D?1.94σVA/N?1.94?44?0.799/276?248mm

（五）螺距和最高行速计算

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计算项目 单位 计算公式 假设一系列速度（km/h） V1 V2 1.20 1.128 0.9923 0.3974 V3 1.55 1.457 1.282 0.3974 V4 1.80 1.692 1.489 0.3974 VS VA J m/s m/s V/3.6 0.85 0.799 0.7029 0.3974 VS(1??) VA/nD Nm Q 1000PD/2pi?n KQ H D N Q/?n2D5 由KQ及J查图得 由H及J查图得 D0.02129 0.02129 0.02129 0.02129 0.90 0.12 9.19 24.83 23.06 1.10 0.09 6.897 18.62 45.95 1.38 0.08 6.13 16.55 76.67 1.51 0.05 3.83 10.35 103.4 KT T KT???n2?D4 T(1?t)Z Te RS N N 阻力计算得到

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由上表数据整理可绘成如下曲线：

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通过绘制出来的图形可得到交点A，即使可能达到的最高航速，又可以由交点求出相应的H/D 计算可得：

H?0.91 最佳航速为0.93m/s D（六）空泡校核

P0=10100+1000h=10300

9.81P0AE9.81×10300×0.5==665.5

ρn2D4999.7×4.66662×0.2434则KC>0.195+0.07×(H/D)3 KC=所以叶背无空泡产生

J?0.7?0.758H/D?0.758

所以页面无空泡产生

（七）螺旋桨最佳要素计算

D=0.248m V=0.93m,/s H=225.68m m

H=0.91 DBP=11.758

利用回归公式计算螺旋桨的最佳效率（按B3-50的校核系数计算），

η0=1.988×11.75892×1054.815×11.7589×108+0.720=0.7227

（八）重量与力矩估计

螺旋桨重量

W=165EARD3=165×0.5×0.2483=1.26kg 螺旋桨惯性矩

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