第4章 敞水试验VIP免费

第第44章章螺旋桨模型的敞水试验螺旋桨模型的敞水试验本章主要内容本章主要内容§4-1§4-1敞水试验的相似条件敞水试验的相似条件§4-2§4-2临界雷诺数和尺度效应临界雷诺数和尺度效应§4-3§4-3敞水试验方法及测量数据的表达敞水试验方法及测量数据的表达§4-4§4-4螺旋桨模型系列试验及性征曲线组螺旋桨模型系列试验及性征曲线组敞水试验敞水试验概念概念::螺旋桨模型单独地在均匀水螺旋桨模型单独地在均匀水流中的试验。流中的试验。设备设备::在船模试验池、循环水槽或在船模试验池、循环水槽或空泡水筒中进行空泡水筒中进行。。动能动能::检定和分析螺旋桨性能。检定和分析螺旋桨性能。螺旋桨模型敞水试验的目的及其作用螺旋桨模型敞水试验的目的及其作用①①将所得结果分析整理后绘制成专门图谱，供将所得结果分析整理后绘制成专门图谱，供设计使用。设计使用。②②系统地分析螺旋桨各种几何要素对性能的影系统地分析螺旋桨各种几何要素对性能的影响，以供设计时正确选择各种参数。响，以供设计时正确选择各种参数。③③校核和验证理论方法。校核和验证理论方法。④④配合自航试验，以分析推进效率成分，各种配合自航试验，以分析推进效率成分，各种设计方案的优劣的比较，便于选择最佳的螺旋桨。设计方案的优劣的比较，便于选择最佳的螺旋桨。““首先需要解决的首先需要解决的22个问题”个问题”桨模的试验条件？桨模的试验条件？桨模的数据如何换算到实桨？桨模的数据如何换算到实桨？§4-1§4-1敞水试验的相似条件敞水试验的相似条件在流体中运动的模型与实物要达到力学在流体中运动的模型与实物要达到力学上的全相似，必须满足几何相似、运动相似及上的全相似，必须满足几何相似、运动相似及动力相似。动力相似。方法：量纲分析法（因次分析法）方法：量纲分析法（因次分析法）),,,,,(1gVnDfTAfedcAbagVnkDTfedcbaTLTLLMTLTkLTML)()()()()1(2232质量M长度L时间TfecbTfedcaLdM22:231:1:fecbfecad22241同理同理fecAfecAfecfecDngDnDnDVDnkgVnkDT)()()(2224212224),,(222142gDDnnDnDVfDnkTA),,(222142gDDnnDnDVfDnTKAT),,(222252gDDnnDnDVfDnQKAQ),,(222230gDDnnDnDVfJKKAQT函数内各项的物理意义函数内各项的物理意义进速系数进速系数JnDVAnDVA说明螺旋桨及其模型各对应点处流体质点的速度具有相同的方向，且比值为一常数，即对应点处流体质点的的行迹相似。是运动相似的基本条件。为雷诺数。为雷诺数。模型和实桨粘模型和实桨粘性力相似必须满足雷诺数性力相似必须满足雷诺数相同的条件。相同的条件。nRnD2gDDn22)(gDVFgDnDAn也可表示为为傅汝德数。表示模型和实桨的重力相似条件。与螺旋桨运转时水面的兴波情况有关，也可以说与螺旋桨在水面下的沉没深度有关。实践证明：当桨轴的沉没深度hs>0.625D(D为螺旋桨直径)，兴波的影响可以忽略不计。螺旋桨足够沉深时：螺旋桨足够沉深时：),(),(),(3021nnQnTRJfRJfKRJfK两几何相似螺旋桨转速和进速之间的关系两几何相似螺旋桨转速和进速之间的关系ssAsmmAmDnVDnV由进速系数相等的条件可得：由雷诺数相等的条件可得：sssmmmDnDn22msDD实桨与桨模的尺度比。1smssmmAsAmnnDnDnVV22ssmmDnDnsm222mssmDDnn要保持桨模和实桨要保持桨模和实桨的进速系数和雷诺数同的进速系数和雷诺数同时相等，则必须满足：时相等，则必须满足：1.2λλnnVVλnnsmAsAmsmsssTmmTmTDnKDnKT444242结果：桨模发出的推力将等于实桨发出的推力！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！螺旋桨敞水试验条件螺旋桨敞水试验条件几何相似几何相似::进速系数相等进速系数相等::雷诺数大于临界数值雷诺数大于临界数值::桨轴的足够沉深桨轴的足够沉深::ncnRRhs>0.625DmsDDssAsmmAmsmDnVDnVJJ注意：桨模和实桨因雷诺数不同而引起两者水动力性能之差异...