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船用螺旋槳空泡(船用推進器放多深合適,?)
來源:cdfbk.cn    時間:2023-04-23 05:56    點擊:114   編輯:admin

一、船用推進器放多深合適,?

船用推進器放40cm深合適,。

40厘米以上為宜,。6.5馬力汽油船外機的說明是螺旋槳放入水中至少40厘米以上為宜。對螺旋槳來說,,入水越深越難以產(chǎn)生空泡,,對性能有利,因此一般都是盡可能得深,。 但為了保護螺旋槳,,一般螺旋槳都裝在船體基線以上,以免損壞,。

二,、螺旋槳空泡效應(yīng)?

根據(jù)伯努利定律,,螺旋槳高速旋轉(zhuǎn),,由于槳葉的高速移動,則槳葉背部的壓力必然降低,,形成一個吸力面,低壓就這么產(chǎn)生了,,當(dāng)壓力低于水的飽和蒸氣壓時,,液體中的液態(tài)分子就轉(zhuǎn)化為氣態(tài)分子,最終會突然產(chǎn)生大量的氣泡,,被稱為“空泡效應(yīng)”,。

常規(guī)的螺旋槳最佳轉(zhuǎn)速只有300-600轉(zhuǎn),大型貨輪的最佳轉(zhuǎn)速甚至不到100轉(zhuǎn),。一旦超過這個轉(zhuǎn)速,,空泡就開始出現(xiàn),轉(zhuǎn)速越高空泡就越嚴重,。

三,、輪船螺旋槳的噪音有多大?

90分貝以上

主要有旋轉(zhuǎn)噪聲和空化噪聲(當(dāng)槳葉表面的水分子壓力降低到水的汽化壓力以下時,,產(chǎn)生汽泡,,汽泡上升后破裂)。旋轉(zhuǎn)噪聲是螺旋槳在不均勻流場中工作引起干擾力(其頻率主要決定于槳軸轉(zhuǎn)速乘槳葉數(shù),,常稱為葉頻)和螺旋槳的機械不平衡引起的干擾力(其頻率為槳軸轉(zhuǎn)速,,常稱為軸頻)所產(chǎn)生的噪聲。螺旋槳出現(xiàn)空化現(xiàn)象以后,,船舶水下噪聲主要決定于螺旋槳噪聲,。出現(xiàn)空化時的航速稱為臨界航速??栈肼暰哂羞B續(xù)譜的特征,,空化噪聲特性與槳葉片形狀,、槳葉面積、葉距分布等因素有關(guān),。在一定轉(zhuǎn)速下,,隨著螺旋槳葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的渦旋的頻率與槳葉固有頻率相近時,產(chǎn)生槳鳴,。

四,、螺旋槳后面板叫什么?

這個“小螺旋槳”其實是一個節(jié)能裝置,,叫“螺旋槳轂帽鰭”(PBCF)也可以叫“槳轂消渦鰭”,,我們平時習(xí)慣直接叫它“消渦鰭'。它是由日本”大阪商船商船三井船舶株式會社“,、”西日本流體技研“和”Mikada螺旋槳株式會社“聯(lián)合開發(fā)的,。

“螺旋槳轂帽鰭”(消渦鰭)就是在普通的螺旋槳轂帽上適當(dāng)位置的某一角度安裝幾片小葉片構(gòu)成,小葉片的數(shù)量和槳葉數(shù)相同,。

螺旋槳轂帽鰭(消渦鰭)

既然它作為一種節(jié)能裝置,,那么它的工作原理是什么呢?要搞清其原理還要從螺旋槳的一個現(xiàn)象講起,。

船航在行中,,螺旋槳轂帽表面的水流會沿著螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向流動的,因此在轂帽后端中心位置形成低壓,,產(chǎn)生”轂渦空泡“,,這種”轂渦空泡“能誘發(fā)阻力降低螺旋槳的效率。對于大型船舶,,尤其是螺距比大的船舶這種現(xiàn)象更為突出,。

沒有安裝螺旋槳轂帽鰭(消渦鰭),能清楚的看到梢渦及轂渦空泡

所以針對這一現(xiàn)象,,工程師們在轂帽上適當(dāng)位置安裝一定角度和形狀的小葉片(消渦鰭),,讓其能夠矯直螺旋槳尾流使表面水流幾乎沿著鰭直線流出并向轂帽的后方離散,從而減弱轂渦,。由于減弱了轂渦,,槳轂后部的壓力也就減少了,而轂渦引起的誘導(dǎo)阻力也減小了,,提高了螺旋槳的推進效率,;另外,”消渦鰭“的小葉產(chǎn)生了扭力,,從而降低了螺旋槳的扭矩并產(chǎn)生推力,,使螺旋槳推力增加,同時,”消渦鰭“還能有效減小螺旋槳噪音和螺旋槳的振動幅度,,提高船舶的舒適性,。(據(jù)相關(guān)資料顯示,裝備”消渦鰭“的新舊船舶均可收獲2%-5%的節(jié)能效果)

五,、螺旋槳用途材質(zhì)及特點,?

和大多數(shù)人猜想的不一樣,螺旋槳其實基本不使用鋼鐵材料打造,,因為這玩意兒不耐腐蝕,,而且不易加工切割,因此在二戰(zhàn)之前,,不管是軍用還是民用螺旋槳大多采用的是高強度黃銅(銅鋅錫合金)鑄造而成,。這種材料強度較高,又比鋼材更好加工塑型,,特別是在海水的高鹽環(huán)境下有很好的耐腐蝕作用,,在造船業(yè)曾經(jīng)得到了長時間的青睞。

(1911年泰坦尼克號黃銅螺旋槳安裝)

但是隨著船舶特別是軍艦的快速發(fā)展,,噸位越來越大,,速度越來越快,黃銅逐漸顯露出自己的劣勢,。首先萬噸級海輪要求使用與自己體型相符的米級以上大葉片螺旋槳,,而黃銅材質(zhì)的抗拉強度和耐腐蝕疲勞性較弱,因此必須保持一定的厚度和體積才能滿足要求,,而這就造成了螺旋槳重量過大,,不僅增加了船舶動力負擔(dān),,而且對傳動軸承的磨損也更加劇烈,。

(脾斯麥號戰(zhàn)列艦)

另一方面,船只速度的加快促使螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度不斷提高,,附加在葉片上的空泡腐蝕量(旋轉(zhuǎn)過程中氣泡快速生成與爆裂造成的腐蝕)也成倍增加,,而這就導(dǎo)致黃銅發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的脫鋅現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)強度進一步降低,。隨著黃銅螺旋槳經(jīng)常性的開縫破損斷裂,,迫切地要求人們找到一種更適用于大型船只的新型螺旋槳材料。

(螺旋槳邊緣空泡腐蝕)

這樣的尷尬最終被英國海軍所打破,,在二戰(zhàn)中,,英國海軍為了提高魚雷艇的速度,給它們加裝了飛機發(fā)動機,,這使得螺旋槳的速度成倍增加,,結(jié)果在使用黃銅螺旋槳的試驗過程中發(fā)生了非常嚴重的空泡腐蝕現(xiàn)象,有時候甚至沒到100海里就直接龜裂折斷。英國海軍在經(jīng)過多次試驗對比后,,最終選擇了一種新型的鎳鋁青銅材料制造螺旋槳,,并最終獲得了成功。

(英國1935年級高速魚雷艇)

鎳鋁青銅材料是具有跨時代意義的,,它的密度比黃銅小10%,,但是耐空泡腐蝕性能是黃銅的3倍,腐蝕疲勞強度是黃銅的2倍,,在海水特別是高污染海水中的脫材料現(xiàn)象也比黃銅要小50%以上,,難能可貴的是鎳鋁青銅還繼承了黃銅材料易鑄造,好切割的優(yōu)點,。經(jīng)過實際應(yīng)用統(tǒng)計,,使用鎳鋁青銅材料制成的螺旋槳厚度減少了8%,重量減輕15%,,螺旋槳的壽命提高兩倍以上,,效率提高20%。正因為它如此優(yōu)良的特性,,在二戰(zhàn)后迅速普及,,成為了大型船舶,特別是大型潛艇和軍艦(包括航母)螺旋槳材料的不二選擇,!

在鎳鋁青銅材料的基礎(chǔ)上,,西方各國還通過調(diào)整鎳鋁成分配比以及使用新的急冷鑄造法,進一步提高了軍艦螺旋槳的耐腐蝕性能和抗拉強度,。而為了減少船只噪音,,又通過增加螺旋槳葉片和使用大傾斜的外形,取得了不錯的靜音效果,,在泵推技術(shù)沒有誕生之時,,七葉大傾斜螺旋槳是各國核潛艇的標配,航母因為對噪音的要求沒有核潛艇高,,因此使用的多是維護性和成本更低一些的五葉大傾斜螺旋槳,。

(潛艇七葉大傾斜螺旋槳)

而即使有了鎳鋁青銅材料和急冷加工技術(shù),想要鑄造打磨出合格的航母螺旋槳依舊不是那么容易,。美軍尼米茲和福特級航母上總共有4個五葉螺旋槳(便于轉(zhuǎn)向機動),,每一個直徑大約6.4米,重量約為30噸,。

(尼米茲級航母螺旋槳)

然而這么大的航母螺旋槳卻對精度的要求極其嚴苛,,表面要求絕對平整光滑,曲面角度要求絲毫無差,,加工鑄造難度極大,。以幾個工人輪班打磨數(shù)十天才能完成,現(xiàn)在多采用7軸五聯(lián)動大型數(shù)控機床加工,效率提高了十倍以上,,但是這種機器目前全世界能制造的不超過五個,!你說難度大不大?

六,、噴水推進器自帶電機嗎,?

噴水推進適合高航速艦船使用,因為能延遲螺旋槳空泡現(xiàn)象,。(比如魚雷,,高速渡輪,瀕海戰(zhàn)斗艦,,40節(jié)+) 或者適合淺水地區(qū),,防止螺旋槳卷到雜物。(比如瀕海戰(zhàn)斗艦) 還有就是噴水推進螺旋槳內(nèi)置,,不會傷到周圍游泳者,,因此水上摩托也用的噴水推進。 另外其靜音性也比較好,,潛艇很多也采用,。 但是其推進效率低,故大型水面艦艇就用得比較少了,。