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    船用螺旋槳的激振力

    日期:2016-09-27

    摘要:船用螺旋槳的激振力

    船用螺旋槳激起扭轉振動的干擾力的發生機構一般分兩類,其一是所謂表面力,其二稱為軸承力。表面力是由螺旋槳葉片在水中旋轉所發生的水壓變動而作用于其近旁船體表面上的力。表面力的單振幅一般可用下式計算:Fs=0.358G·(KN/nDp)

    式中:Fs——表面力的單振幅(噸);

    N——軸功率(馬力);

    n——螺旋槳轉速(轉/分);

    Dp——螺旋槳直徑(米);

    G——無因次系數,=60p/KqρnDp4;

    p——水壓變動的振幅;

    Kq——扭矩系數;

    ρ——水的密度;

    K——由葉片數及螺旋槳頂部間隙決定的系數。

    這個干擾力一般有下列幾點特征:

    1) 干擾力由葉頻(軸轉速X螺旋槳葉片數)及其整數倍的高頻波所組成,但一般以葉頻的成分為最大,高頻成分則隨頻率增加而減小。

    2) 螺旋槳葉片數俞多,引起振動的干擾力俞小。

    3) 船體表面離螺旋槳愈遠,所受變動的水壓力愈小。

    4) 空泡將使干擾力增加。

    螺旋槳干擾力發生機構的另一方面稱為軸承力。由于螺旋槳在水中旋轉工作時,船體后面的伴流不是一個環,因而螺旋槳轉一轉,各葉片所受到的推力及阻力等流體力是變化的,這個變化力通過螺旋槳軸傳到主軸承和推力軸承,再由主軸承及推力軸承傳到船體上。對于一般的單軸船,在螺旋槳圓內相對螺旋槳的水的流入速度上下慢而左右快。所以只需考慮螺旋槳的一只葉片所受流體力的情況。

    螺旋槳的轉速大致是一定的。各葉片承受力的這種性質,決定了不同葉片數的螺旋槳所產生的干擾力就有顯著的不同。對于偶數葉片的螺旋槳而言,一只葉片通過頂部時,其反側的葉片必定通過底部,推力及扭矩就增大;而如左下那樣位置時,推力及扭矩又會減小,所以,推力及扭矩的變動大。與此相反,對于奇數葉片螺旋槳來說,當一只葉片通過頂部時,在底部,是葉片與葉片中間,所以上部推力大而底部??;當一只葉片通過底部時則情況相反。所以,奇數葉片的推力及扭矩變動小。


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