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    導管螺旋槳的應用

    日期:2016-04-28

    摘要:就導管螺旋槳的應用展開討論。

    導管螺旋槳的應用

    導流管螺施槳,簡稱導管螺旋槳,結構較簡單,只是在普通螺旋槳外裝一個圓形的套筒。套筒可以是固定的,稱為固定導管;也可以是轉動的,稱為轉動導管。轉動導管除了起導流作用外,還起著舵的作用。導管分兩類,一類導管使螺旋槳處的水流加速,稱加速導管。加速導管可以增加重載螺旋槳的效率,導管本身產生正推力。這一點與航空燃汽渦輪發動機的原理類似。目前已被廣泛用于拖輪、推輪、拖網漁船上。另一類導管使螺旋槳處的水流減速,稱為減速導管。這種減速水流的導管用以增加作用在螺旋槳葉上的靜壓力,導管將產生一個負的推力,可以推延螺旋槳的空泡極限,并減少葉梢騷擾的噪音,多為軍用船舶采用。

    導管螺旋槳應用在船舶上具有下列特點

    與普通螺旋槳相比較,導管螺旋槳的效率高,拖力大。

    漁輪采用導管螺旋槳后,拖力增加約15-35%。例如,250馬力的拖網漁輪裝置固定導管螺旋槳后,拖力增加15%左右;600馬力拖網漁輪裝置導管螺旋槳后,拖力增加27-28%,最大系柱拖力增加36-38%。根據長江船舶設計院多年來的實船試驗資料統計,拖輪上應用了轉動導管裝置后,拖力增加25%左右,系柱拖力可增加50%左右。國外對導管螺旋槳的研究和試驗也取得了顯著效果,拖力最大可增加35%。

    導管可保證有定向的水流供給螺旋槳,起均整伴流作用,改善了船舶在風浪中航行的穩定性。

    導管可抑制船舶的縱搖,起阻尼作用。

    導管圍在螺旋槳的外面起保護作用,螺旋槳不易露出水面產生空吸現象,并可免受外物碰壞或發生絞網事故。

    導管螺旋槳也存在下列方面有待于改進

    安裝固定導管,船舶的回旋半徑增加,使船舶的回旋性能和低速舵效果變差。

    安裝轉動導管,雖然可以改進船舶的操縱性,但是結構變得復得一些,并且需要較大的舵機功率和舵桿直徑。

    導管內壁與螺旋槳葉梢的間隙很小,水草雜物易卡入。若有變形,葉梢和導管內壁相撞,會影響船舶的正常航行,故導管與船體之間要作強固的連接,艉結構需適當加強,以防導管本身引起振動和變形。

    對于吃水淺的船舶,不宜應用導管螺旋槳。

    盡管導管螺旋槳存在著多方面的不足,但它所具有的而普通螺旋槳無法比擬的特點使其必將能得到廣泛應用。 

    導管增加拖力的原因是多方面的,主要可概括為以下幾點:

    導管內部的流道為漸縮到漸擴形狀,中段面積較小,流速最大,而螺旋槳工作在較大的速度區域,大大減少了螺旋槳的負荷系數和滑距,因此提高了螺旋槳的效率。

    由于導管出口面積逐步擴大,使螺旋槳推出的水柱集中,尾流收縮極小,故使軸向誘導速度減小,而使螺旋槳的軸向誘導效率提高,推力增加。

    拖網漁船螺旋槳負荷重,槳葉吸力面與壓力面的壓差很大,若沒有導管限制,則高壓區的水就會繞到低壓區,產生能量損失。加裝導管后,導管與葉梢的間隙很小,限制了葉梢的橫向繞流,減少能量損失,使螺旋槳的效率提高。

    因為加速導管中部形成縮小的喉部,使管內的水流速度大于管外的速度,內外形成壓力差,這壓力差在管壁上形成合力,合力的軸向分量使導管本身產生附加推力。


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