文档介绍：第四章螺旋桨模型的敞水试验
敞水试验的目的及作用:
1、进行系列试验,绘制设计图谱
2、根据系列试验的结果分析几何要素对性能的影响
3、校核验证理论方法
4、配合自航试验分析推进效率成份
§ 螺旋桨的相似定理
螺旋桨的推力是直径,转速,水的密度,水的运动粘性系数及重力加速度的函数
为进行因次分析,将其写成
取质量M,长度L,时间T为基本变量,则有:
比较因次得:
这样有:
该式后三项为无因次数,
故推力系数可表示为:
同理有:
几何相似的螺旋桨,函数 f1,f2,f3 必然相同。函数中
1、为进速系数 J,两桨J相等表示运动相似;
2、相当于雷诺数 Rn( ),Rn 相同表示两桨粘性力相似;
3、相当于傅鲁德数 Fn( ),Fn 相同表示两桨重力相似,
主要与兴波有关,实践证明,当桨轴沉深 hs > 时,兴波影响可
不计,故当在水下足够深度进行桨模试验时,可不考虑 Fn 的影响。
如几何相似的桨及桨模上述三参数相等,则水动力系数相等。
当桨轴沉没较深时:
设实桨:Ds,ns,VAs,νs
桨模:Dm,nm,VAm, ν m
由进速系数相等:
由雷诺系数相等:
故有:
可见 Tm 及 nm,VAm 过大,试验室中不可能实现。实际试验时,只要求 J 相等,而由于雷诺数不同引起的差距称为尺度效应。
尺度比:
§ 临界雷诺数和尺度效应
螺旋桨雷诺数:
一、临界雷诺数:
汉堡水池试验结果
上海交大水池试验结果
上海交大水池试验结果
试验证明当后,水动力性能基本不变,故 ITTC 推荐螺旋桨雷诺数为
二、尺度作用及修正方法
螺旋桨的雷诺数对推力影响不大,但对扭矩影响显著,实桨与桨模在同一 J 时,
尺度作用的修正方法:
1、不修正;
2、只修正 KQ :

3、ITTC 1978年推荐方法:
其中:

而
Kp 为实桨表面粗糙度,一般取 *10-6 米
思考题:进行螺旋桨敞水试验时应满足什么条件?
§ 敞水试验方法及测量数据的表达
当螺旋桨模型与实桨几何相似,并在足够深处和临界雷诺数下进行试验时,水动力性能只是 J 的函数,即
一、敞水试验设备及测试仪器
二、测量数据的表达
螺旋桨敞水性征曲线
螺旋桨系列试验结果