一,、螺旋槳對轉(zhuǎn)原理,?(1)螺旋槳旋轉(zhuǎn)時,槳葉不斷把大量空氣(推進(jìn)介質(zhì))向后推去,,在槳葉上產(chǎn)生一向前的力,,即推進(jìn)力。槳葉上的氣動力在前進(jìn)方向的分力構(gòu)成拉力,。在旋轉(zhuǎn)面內(nèi)的分量形成阻止螺旋槳旋轉(zhuǎn)的力矩,,由發(fā)動機(jī)的力矩來平衡,槳葉剖面弦(相當(dāng)于翼弦)與旋轉(zhuǎn)平面夾角稱槳葉安裝角,。 (2)螺旋槳旋轉(zhuǎn)一圈,以槳葉安裝角為導(dǎo)引向前推進(jìn)的距離稱為槳距,。為了使槳葉每個剖面與相對氣流都保持在有利的迎角范圍內(nèi),,各剖面的安裝角也隨著與轉(zhuǎn)軸的距離增大而減小。這就是每個槳葉都有扭轉(zhuǎn)的原因,。 (3)螺旋槳效率以螺旋槳的輸出功率與輸入功率之比表示,。隨著前進(jìn)速度的增加,螺旋槳效率不斷增大,,速度在200~700公里/時范圍內(nèi)效率較高,飛行速度再增大,,由于壓縮效應(yīng)槳尖出現(xiàn)波阻,效率急劇下降,。 螺旋槳在飛行中的最高效率可達(dá)85%~90%,。螺旋槳的直徑比噴氣發(fā)動機(jī)的大得多,作為推進(jìn)介質(zhì)的空氣流量較大,,在發(fā)動機(jī)功率相同時,,螺旋槳后面的空氣速度低,產(chǎn)生的推力較大,這對起飛(需要大推力)非常有利 二,、船用螺旋槳正常工作轉(zhuǎn)速大約多少?。恐x謝,?普通柴油小鐵船,,螺旋槳轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)左右, 大噸位貨船,,螺旋槳轉(zhuǎn)速300---450 汽油船外機(jī),,雅馬哈,海的,百勝,,航凱 螺旋槳轉(zhuǎn)速2500----3000轉(zhuǎn) 三,、快艇螺旋槳工作原理?船用螺旋槳工作原理可以從兩種不同的觀點(diǎn)來解釋,,一種是動量的變化,,另一種則是壓力的變化。在動量變化的觀點(diǎn)上,,簡單地說,,就是螺旋槳通過加速通過的水,造成水動量增加,,產(chǎn)生反作用力而推動船舶,。由于動量是質(zhì)量與速度的乘積,因此不同的質(zhì)量配合上不同的速度變化,,可以造成不同程度的動量變化,。 另一方面,由壓力變化的觀點(diǎn)可以更清楚地說明螺旋槳作動的原理,。螺旋槳是由一群翼面構(gòu)建而成,,因此它的作動原理與機(jī)翼相似。機(jī)翼是靠翼面的幾何變化與入流的攻角,,使流經(jīng)翼面上下的流體有不同的速度,,且由伯努利定律可知速度的不同會造成翼面上下表面壓力的不同,因而產(chǎn)生升力,。而構(gòu)成螺旋槳葉片的翼面,,它的運(yùn)動是由螺旋槳的前進(jìn)與旋轉(zhuǎn)所合成的。若不考慮流體與表面間摩擦力的影響,,翼面的升力在前進(jìn)方向的分量就是螺旋槳的推力,,而在旋轉(zhuǎn)方向的分量就是船舶主機(jī)須克服的轉(zhuǎn)矩力。 以一片槳葉的截面為例:當(dāng)船艇靜止時,,螺旋槳開始工作,,把螺旋槳看成不動,則水流以攻角α流向槳葉,,其速度為2πnr(n為轉(zhuǎn)速,;r為該截面半徑)。根據(jù)水翼原理,,槳葉要受升力和阻力的作用,,推動螺旋槳前進(jìn),即推動船艇前進(jìn),。船艇運(yùn)動會產(chǎn)生頂流和伴流,。繼續(xù)把船艇看成不動,,則頂流以與艇速大小相等,方向相反的流速向螺旋槳流來,,而伴流則以與艇速方向相同,,流速為ur向螺旋槳流來。通過速度合成,,我們可以得到與螺旋槳成攻角α,,向槳葉流來的合水流。則槳葉受到合水流升力dL和阻力dD的作用,,將升力和阻力分解,,則得到平行和垂直艇首尾線的分力: dT=dL?cosβ-dD?sinβ dQ=dL?sinβ+dD?cosβ dT使船艇前進(jìn)稱為推 力;dQ稱為橫向力,,即槳葉的旋轉(zhuǎn)阻力,。 顯然,攻角α和流入槳葉的水流合速度V合決定了T和Q的大小,。通常螺旋槳轉(zhuǎn)速越高,,而航速越低,即攻角α較大時,,T和Q也越大,。 設(shè)艇速V不變,如伴流流速增加(合速度減?。?,則攻角增大,,推力和阻力也大,;如果螺旋槳轉(zhuǎn)速增加(合速度增加),則攻角增大,,推力和阻力也大,。當(dāng)船艇靜止不動時,螺旋槳轉(zhuǎn)動時,,水流攻角很大,,則推力和阻力可能達(dá)到很大的值。阻力過大,,對主機(jī)工作不利,。所以船艇在從靜止開始用車時,不宜用高速,;同理,,船艇在前進(jìn)中換倒車時或從后退中換正車時,都應(yīng)經(jīng)過停車階段,,讓艇速下降后再行轉(zhuǎn)換,,而不宜直接轉(zhuǎn)換,。主要是防止出現(xiàn)大攻角,產(chǎn)生巨大的旋轉(zhuǎn)阻力,,造成主機(jī)超負(fù)荷,。 四、螺旋槳發(fā)動機(jī)的原理,?螺旋槳扇發(fā)動機(jī)原理本質(zhì)上還是渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的變種,。我們都知道渦輪式航空發(fā)動機(jī)雖然衍生出了多種結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī),但最核心部分是相同的,,就是由壓氣機(jī)組件,、燃燒室和燃?xì)鉁u輪組件組成的核心機(jī)。 在核心機(jī)的基礎(chǔ)上,,如果在壓氣機(jī)組件前面增加一個風(fēng)扇,,就成了渦扇發(fā)動機(jī)??梢栽谔岣哌M(jìn)氣效率的同時,,將部分空氣通過外涵道向后推,能有效提高發(fā)動機(jī)的工作效率和推力,,在功率保證的前提下,,外涵道越大,推力的提升效率也就越高,,發(fā)動機(jī)也越省油,。但是外涵道不能無限增加,那就干脆不要外涵道,,直接把大風(fēng)扇(螺旋槳)裝在涵道外面,,就有了渦槳發(fā)動機(jī)。 五,、蒸汽推動螺旋槳原理,?蒸汽機(jī)的工作原理其實(shí)就是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 首先用鍋爐將水加 熱后形成水蒸氣,,再用蒸汽推動活塞在蒸汽機(jī)缸內(nèi)不斷運(yùn)動,,進(jìn)而帶動飛螺旋槳運(yùn)動從而產(chǎn)生動力。 蒸汽機(jī)輪船的兩側(cè)會裝上大的螺旋槳,,蒸汽機(jī)產(chǎn)生的 機(jī)械動力推動螺旋槳轉(zhuǎn)動,,螺旋槳不斷拍打著水面,這樣船就可以在水上前行了,。 有了蒸汽機(jī),,人們就可以建造更大更重的船舶。 六,、螺旋槳上的r是什么意思,?螺旋槳上的r表示螺旋槳工作的半徑,。 七、螺旋槳飛機(jī)的工作原理,?螺旋槳飛機(jī)是用螺旋槳作推進(jìn)裝置推進(jìn)飛行的飛機(jī),。螺旋槳是由發(fā)動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn),向后排空氣,,產(chǎn)生向前的作用力,,推動飛機(jī)飛行。早期的飛機(jī)速度慢,,高度低,,大多采用螺旋槳式。現(xiàn)在雖大量使用渦輪噴氣和風(fēng)扇噴氣發(fā)動機(jī),,但螺旋槳飛機(jī)因其耗油率低,,經(jīng)濟(jì)性好,仍廣泛用作亞音速的民航客機(jī),、運(yùn)輸機(jī)和軍用反潛機(jī)等,。 八、螺旋槳水下工作原理,?螺旋槳推力 螺旋槳排出的氣體使得螺旋槳獲得反作用力,。你把螺旋槳槳盤(或者旋翼、涵道)看成一個通道,,通道排出空氣的時候會受到空氣的反作用力,,即推力。 工作原理 螺旋槳推進(jìn)時,,由于槳葉材料的對槳尖載荷的限制,,槳尖速度一般限制在當(dāng)?shù)匾羲僖韵隆?/p> 螺旋槳的幾何因素:翼型剖面、展長,、扭轉(zhuǎn)角,、槳距,。 螺旋槳的翼型剖面和展長在很大程度上決定了螺旋槳的推力,,產(chǎn)生推力對應(yīng)所需的扭轉(zhuǎn)力矩(來自發(fā)動機(jī))。對于螺旋槳背風(fēng)面被排出的流動結(jié)構(gòu)(下洗氣流-直升機(jī),,滑流-螺旋槳推進(jìn)器),,可以看作是每一小段螺旋槳翼型前飛所產(chǎn)生下洗氣流的綜合效果。 幾何參數(shù) 直徑(D):影響螺旋槳性能重要參數(shù)之一,。一般情況下,,直徑增大拉力隨之增大,效率隨之提高,。所以在結(jié)構(gòu)允許的情況下盡量選直徑較大的螺旋槳,。此外還要考慮螺旋槳槳尖氣流速度不應(yīng)過大(<0.7音速),,否則可能出現(xiàn)激波,導(dǎo)致效率降低。 槳葉數(shù)目(B):可以認(rèn)為螺旋槳的拉力系數(shù)和功率系數(shù)與槳葉數(shù)目成正比,。超輕型飛機(jī)一般采用結(jié)構(gòu)簡單的雙葉槳,。只是在螺旋槳直徑受到限制時,采用增加槳葉數(shù)目的方法使螺旋槳與發(fā)動機(jī)獲得良好的配合。 實(shí)度(σ):槳葉面積與螺旋槳旋轉(zhuǎn)面積(πR)的比值,。它的影響與槳葉數(shù)目的影響相似,。隨實(shí)度增加拉力系數(shù)和功率系數(shù)增大。 槳葉角(β):槳葉角隨半徑變化,其變化規(guī)律是影響槳工作性能最主要的因素,。習(xí)慣上以70%直徑處槳葉角值為該槳槳葉角的名稱值,。 螺距:它是槳葉角的另一種表示方法。 幾何螺距(H):槳葉剖面迎角為零時,,槳葉旋轉(zhuǎn)一周所前進(jìn)的距離,。它反映了槳葉角的大小,更直接指出螺旋槳的工作特性,。槳葉各剖面的幾何螺矩可能是不相等的,。習(xí)慣上以70%直徑處的幾何螺矩做名稱值。國外可按照直徑和螺距訂購螺旋槳,。如64/34,表示該槳直徑為60英寸,,幾何螺矩為34英寸。 實(shí)際螺距(Hg):槳葉旋轉(zhuǎn)一周飛機(jī)所前進(jìn)的距離,??捎肏g=v/n計(jì)算螺旋槳的實(shí)際螺矩值??砂碒=1.1~1.3Hg粗略估計(jì)該機(jī)所用螺旋槳幾何螺矩的數(shù)值,。 理論螺矩(HT):設(shè)計(jì)螺旋槳時必須考慮空氣流過螺旋槳時速度增加,流過螺旋槳旋轉(zhuǎn)平面的氣流速度大于飛行速度,。因而螺旋槳相對空氣而言所前進(jìn)的距離一理論螺矩將大于實(shí)際螺矩 ,。 計(jì)算公式 如果假設(shè)螺旋槳排出流體的速度較慢,對周圍介質(zhì)的整體影響可以忽略,,那么可以從動量角度推算螺旋槳推力: 推進(jìn)功率P=FV=通道面積*空氣密度*流速^3; 推力F=通道面積*空氣密度*流速^2; 很明顯,,如果試圖增加力,又不增加功率,,可采用的方法應(yīng)該是去增大這個通道的面積(以降低氣流速度),,也就是螺旋槳之類的直徑。 事實(shí)上,,工業(yè)中的螺旋槳尺度都很大,,螺旋槳推進(jìn)速度或尾流速度產(chǎn)生的壓力變化足以引起周圍環(huán)境流體的大尺度流動,螺旋槳上游氣體有抽吸作用,,對下游有吹除作用,,壓差阻力和排出尾流得速度變慢,,不可避免的引起推進(jìn)力下降。這一偏差可以使用一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行修正: 推力F=Cn*通道面積*空氣密度*流速^2; 不同類型螺旋槳的推力系數(shù): Cn=0.8;某運(yùn)輸機(jī)螺旋槳
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