CN204548456U - 叶梢弯曲螺旋桨 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种叶梢弯曲螺旋桨，将螺旋桨桨叶梢部大幅度地向船首方向弯曲，可抑制叶梢绕流，增加螺旋桨梢部环量。通过设计合理的叶梢弯曲角度形成的叶梢几何构型，螺旋桨效率可提高1％～3％，从而降低主机功率和油耗。本实用新型适用于船用敞开式螺旋桨的设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶螺旋桨技术领域，尤其涉及一种具有节能叶梢构型的敞开式高效螺旋桨。
背景技术
螺旋桨能够将70％左右的机械动力转化为推进力，具有构造简单、造价低廉、使用方便和效率较高等优点，成为当前各类船舶上应用最为广泛的推进器形式。进入二十一世纪，环境和能源问题形势越来越严峻。船舶运输作为商品物流的主要运输力量，在航运过程中消耗大量不可再生能源并排放大量污染气体和温室气体，针对这种情况，国际海事组织推出了船舶设计能效指标(EEDI)，已于2013年强制执行，因此，发展船舶水动力节能技术迫在眉睫。而提高螺旋桨效率是船舶水动力节能技术的重要发展方向之一。
船舶螺旋桨理论发展至今已有上百年的历史，通过直径、盘面比和侧斜优化等传统方法来提高其效率的技术手段几乎已经做到极致，螺旋桨效率的进一步提升遇到了较大的技术瓶颈。
从环流理论的观点出发，提高螺旋桨梢部环量和载荷可以提高其效率。然而螺旋桨在旋转过程中，在桨叶的梢部，叶面的高压水流会横向绕过叶梢，卷向低压的叶背。横向流动的水流不仅仅会造成升力损失，还会形成拖在桨后的梢涡，产生下洗速度，增加诱导阻力。由于这种叶梢绕流的存在，桨叶梢部环量不可避免的下降至0。为了解决这一问题，从上世纪七八十年代起，国内外学者提出了在桨叶梢部加装端板的方法来抑制叶梢绕流，但由于螺旋桨工作在船尾非均匀的尾流场中，叶梢和端板连接处难以适应不同的如流情况，结合部流动干扰阻力较大，使得抑制叶梢绕流带来的效率好处大打折扣，往往得不偿失，因此这种叶梢加端板的方法在实船上鲜有应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于各类船舶推进器的设计的，能够抑制梢部绕流，增加梢部环量和升力，提高螺旋桨效率的叶梢弯曲螺旋桨。
本实用新型的技术方案如下：
一种叶梢弯曲螺旋桨，其桨叶从0.8R～0.95R之间开始向船首方向弯曲，直至叶梢；弯曲角度在10～90度之间。
本实用新型的有益技术效果是：
本实用新型通过将传统螺旋桨的叶梢大幅向叶背弯曲，可以抑制叶梢的横向绕流，削弱梢涡，降低诱导阻力，提高桨叶梢部的环量和载荷，增加螺旋桨外半径区域的推力。相比叶梢加端板的方法，本实用新型的叶梢构型可以减少端板和叶梢连接处的流动干扰阻力，有效提高螺旋桨效率。
本实用新型的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1(a)是常规螺旋桨的三维造型正等侧图。
图1(b)是叶梢弯曲螺旋桨的三维造型正等侧图。
图2(a)是常规螺旋桨的叶背压力分布云图。
图2(b)是叶梢弯曲螺旋桨的叶背压力分布云图。
图3(a)是常规螺旋桨的叶面压力分布云图。
图3(b)是叶梢弯曲螺旋桨的叶面压力分布云图。
图4是常规螺旋桨和叶梢弯曲螺旋桨的径向环量分布比较。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
叶梢弯曲螺旋桨与常规螺旋桨一样，需要根据船体阻力、自航因子、伴流场和主机参数开展设计，设计桨的水动力须满足船-机-桨的匹配。与常规螺旋桨不同，叶梢弯曲螺旋桨在设计时，通过设计特殊的梢部纵倾分布形式，使桨叶从0.8R～0.95R之间开始向船首方向大幅弯曲，直至叶梢，整体弯曲角度约在10～90度之间。图1(a)、图1(b)以5叶桨为例，分别给出了常规螺旋桨和叶梢弯曲螺旋桨的正等侧图。
如图2(a)/(b)和图3(a)/(b)所示，与常规螺旋桨相比，梢部弯曲螺旋桨叶背靠近叶梢部位低压面积增加，而叶面压力也有所增加，这表明梢部弯曲螺旋桨的梢部载荷比常规螺旋桨大，外半径可以承担更多的负荷。图4给出了常规螺旋桨和梢部弯曲螺旋桨径向环量分布的比较，可以看出梢部弯曲螺旋桨0.8～1.0R处的环量明显高于常规螺旋桨。压力分布和环量分布的比较均表明梢部弯曲螺旋桨通过将叶梢大幅向前弯曲，的确可以抑制水流经由叶梢从叶面向叶背的绕流，从而提高螺旋桨梢部载荷和环量，增加螺旋桨的效率。
在完成设计后，可通过数值计算或模型试验，对其水动力性能和节能效果进行评估和验证。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种叶梢弯曲螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨的桨叶从0.8R～0.95R之间开始向船首方向弯曲，直至叶梢；弯曲角度在10～90度之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420736653.1U CN204548456U (zh) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 叶梢弯曲螺旋桨 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201420736653.1U CN204548456U (zh) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 叶梢弯曲螺旋桨 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204548456U true CN204548456U (zh) | 2015-08-12 |
Family
ID=53823600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420736653.1U Active CN204548456U (zh) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 叶梢弯曲螺旋桨 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204548456U (zh) |
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2014
- 2014-11-28 CN CN201420736653.1U patent/CN204548456U/zh active Active
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