内燃机动力匹配内燃机动力匹配螺旋桨特性船用主推进动力•船舶的主推进动力装置主要有：–柴油机推进动力装置–燃气轮机推进动力装置、–电力推进动力装置–蒸汽推进动力装置–核动力推进装置蒸汽推进动力装置•蒸汽推进动力装置的主机是以蒸汽为工质，这种发动机的特点是采用间接加热方式，也就是燃料燃烧在发动机外的锅炉中进行，故称为外燃式发动机。根据其运动方式的不同，它分为往复式和回转式汽轮机两种。由于它具有结构简单、运行可靠、管理方便等优点，曾在很长的一段时间内在船舶上占据着统治地位。但由于其经济性差、尺寸重量大，不能适应机组功率增长的需要，因此已经被其它类型发动机所替代。电力推进动力装置•船舶电力推进，通常是指由原动机带动发电机发电，然后直接或经过变流器给推进电动机供电，由推进电动机带动推进器(螺旋桨)旋转，使船舶运动。•按照热力发动机的种类可把电力推进装置分为柴油机电力推进装置、蒸汽轮机电力推进装置和燃气轮机电力推进装置。推进电机可以是直流或交流电机。近年来船舶电力推进系统发展迅速。燃气轮机推进动力装置•本世纪30年代燃气轮机制造业开始兴盛，50年代初商船开始使用，它具有重量轻、尺寸小、单机组功率大、机动性好、操纵管理方便以及容易实现自动化等突出优点，因此在中型水面舰船中大量被采用。但因其经济性较差，巨大的排气管道使民用运输船舶机舱难于布置，目前商船上很少采用这种推进动力装置。核动力推进装置•核动力装置虽有很多优点，但由于造价高，操纵管理及检查系统复杂，核分裂反应释放出大量放射性物质要严格防护，因此目前商船上应用较少柴油机推进动力装置•德国发明家RudolfDiesel(1858-1913)发明了柴油机，并于1892年申请了发明专利。•柴油机的发明，从根本上解决了当时内燃机的敲击和爆燃问题。柴油机经过了一个多世纪的不断改进和发展，已经成为船舶推进的主要动力装置。柴油机不仅是热效率最高的一种热机，而且还具有起动迅速、安全可靠、重量较轻、功率范围大等一系列优点。因此，国内外民用船舶广泛采用柴油机推进动力装置。在中、大型民用船舶上所使用的柴油机有大型低速和大功率中速两大类。船用螺旋桨特性船用螺旋桨特性螺旋桨匹配与调速螺旋桨特性),()2.3,6.1(,dfKmnKPem螺旋桨与柴油机的配合特性调距桨特性•调距桨特性计算主要是指调距桨推力计算和转矩计算。调距桨的推力•调距桨产生的总推力为：•Tp=Ts(1-t)•Ts=KTρn2D4•其中，Ts是敞水时调距桨的推力，t为推力减额系数，Tp为调距桨的有效推力，KT为推力系数。n为柴油机的转速，D为调距桨的直径，ρ为水的密度。影响推力减额系数t的因素•当调距桨的推力系数增加时，t也增加，特别是对于那些方形系数较大的船舶，这种影响更明显。•船速V对t也有影响，这种影响非常复杂，很难用解析式表示。•正车或倒车时，推力减额系数会发生一定的变化(一般倒车的推力减额系数较大)。推力减额系数•根据各船舶的方形系数CB值，可以按照表近似选取推力减额系数t值：方形系数t方形系数t0.520.110.680.190.560.130.720.210.60.150.760.230.640.170.80.25调距桨的推力系数•调距桨的推力系数计算比定距桨要复杂的多，图中给出了4叶调距桨推力系数的敞水特性曲线螺旋桨进程比•调距桨进程比J可表示为：•其中，Va为调距桨的进速，n为柴油机的转速，D为调距桨的直径。nDVJa螺旋桨进速•调距桨的进速Va可表示为：•其中，Vs为船速，w为伴流系数。)1(wVVsa影响伴流系数w的因素•影响伴流系数w的因素主要有：–与船型有关，特别是船舶的方形系数影响最大–与螺旋桨的直径有关；–与船体表面的粗糙度有关；–当傅汝德系数小于1时，随着船速的变化而变化。CB与w之间的关系方形系数w方形系数w0.520.150.680.270.560.180.720.30.60.210.760.330.640.240.80.36调距桨的转矩计算•调距桨的负荷转矩Mp可以表示为•Mp=KQρn2D5•其中，KQ为转矩系数，n为柴油机的转速，D为调距桨的直径，ρ为水的密度。转矩系数Kθ•转矩系数Kθ与推力系数一样，也是进程比J，和螺距角θ的函数船-机-桨动态特性结构•船舶运动的方程应当是三维运动方程，为了简...
