文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
四桨推进大型船舶的船机桨匹配研究
姓名:丁小强
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:黄胜
20090201
川年岁月,歹日日期:辏辉隆日川年夕月,作者┳:了一泡作者┳:了卜强哈尔滨工程大学学位论文原创性声明学位论文授权使用声明本论文性谑谟柩缓蠹纯煽谠谑谟柩鲈潞文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。解密后晒豕こ檀笱徒挥泄夭棵沤斜4妗⒒惚嗟取签字口
第滦髀选题背景及其意义。近几年来。随着航运的发展,对于船舶的续航力、航速要求赶来愈高,船舶吨位、功率不断增加,船舶在航行过程中,随着航速的变化,油耗的变化也不同,同样,对于多桨工作的大型船舶而言,采用几桨工作也会产生不同的油耗。目前几家单位针对某四桨推进的大型船舶的四桨工作和两桨工作工况下的耗油率问题提出争议,各方根据自己的分析提出了不同的看法,认为四桨推进大型船舶巡航时分别是两桨工作和四桨工作情况下省油,为解决此经济性问题,本文从理论分析入手,建立船舶模型,通过实例计算来确定何种工况油耗率更低。船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活的机械设备与系统的综合体。蒸汽轮机作为船舶的推进动力,按照螺旋桨特性将其功率通过轴系传给螺旋桨,螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船舶保持一定航速。如果主机与螺旋桨配合不合理则会导致转速上不去、航速达不到、主机超负荷,严重时甚至会出现拉缸等严重问题。可见,螺旋桨的设计及与船舶主机的匹配是与船舶快速性、经济性以及安全性相关的重要组成部分,成为船舶科技领域的重要课题之一。机桨匹配设计问题是从设计任务书提出直到船舶设计、制造、使用之全寿命管理过程中都存在着的,时间长达十几年,甚至几十年,问题之复杂又涉及方方面面。在新船设计或旧船改装修理中要求进行机桨匹配时一般采用两种方式:一是船舶的最大航速确定,要求选择螺旋桨基本要素,使船舶达到此航速而所花费的最小功率主机:一是船舶主机的功率、转速己确定,要求选择螺旋桨的基本要素,当主机发挥全部功率和转速时船舶达到的最大航速。在过去军用舰艇的设计中,一般采用正常排水量、清洁船体、平静海面,按照主机最大功率设计螺旋桨及确定最大航速,这种零储备或满负荷设计标准是产生机桨匹配问题的重要原因,直接影响到舰船服役后的正常使用。目前关于螺旋桨的匹配设计广泛采用图谱设计法,一般是点工况匹配设哈尔滨工程大学硕士学位论文
船机桨工况配合计螺旋桨和选择主机,或者采用机船同步设计、机变桨不变等设计方式,只是在试航状况下满足航速要求以及主机工作正常即可,而没有认真考虑船舶在各种航速下主机轴功率状况,主机有无超负荷状况以及转速能否达到,并且对于船舶运营的总体经济性、主机的储备功率以及部分负荷下船舶和主机的性能没有定性分析和研究。船舶机桨系统构成一个有机的整体,它们之间在运转中相互配合的好坏,关系到能量转换的优劣,以蒸汽轮机推进装置为例,船舶机桨之间的配合是否完善将影响蒸汽轮机能否发出全部功率,并且处于最佳状态下工作;螺旋桨能否吸收蒸汽轮机的全部功率,并且最有效的将旋转能量转化为有效的推力。如果螺旋桨设计不当或者机桨选配不佳,则会经常出现发动机功率不足,甚至发动机超负荷工作。如主机的转速已达到额定转速,而此时螺旋桨所吸收的主机的扭矩尚未达到主机的额定功率,若使螺旋桨吸收主机的额定功率,势必要提高螺旋桨的转速,这又受到主机额定转速的限制。所以,在这种情况下,螺旋桨无法吸收主机的额定功率,就是说,螺旋桨不能吸收主机的全部功率,致使蒸汽轮机功率不能充分利用,船舶也达不到设计转速。经常出现的另一种情况是螺旋桨吸收的扭矩已达到主机的额定扭矩,但此时主机的转速尚未达到额定转速,若使主机的转速达到额定转速,螺旋桨必须提高转速,这样又使螺旋桨的扭矩超过主机的额定扭矩,迫使主机超负荷,破坏了主机的工作。所以,螺旋桨同样不能吸收主机的全