船用螺旋槳的空泡效應(yīng)

船用螺旋槳的空泡現(xiàn)象

1、渦空泡

渦空泡發(fā)生在葉梢和轂部。槳葉隨邊出現(xiàn)的自由渦片的不穩(wěn)定性，在尾端不遠(yuǎn)處就卷起兩股大旋渦，在葉梢形成梢窩，在跟部處的渦匯集成轂渦。渦核中壓力最低，當(dāng)降至某一臨界壓力時(shí)就產(chǎn)生空泡。

2、泡狀空泡

泡狀空泡通常指在葉背上切面最大厚度處所產(chǎn)生的空泡，呈泡沫狀。這時(shí)葉切面的攻角較小，導(dǎo)致沒(méi)末出現(xiàn)負(fù)圧峰。

泡狀空泡對(duì)螺旋槳的性能影響不大，但對(duì)槳葉材料有剝蝕作用。

3、片狀空泡

片狀空泡通常指在槳葉外半徑部分導(dǎo)邊附近產(chǎn)生，呈膜片狀，長(zhǎng)度不一。在攻角較大時(shí)最容易產(chǎn)生這類空泡。

超空泡流動(dòng)：若空泡從葉切面導(dǎo)邊一直延伸到隨便以外，即葉片切面全部為空泡所覆蓋。影響螺旋槳性能而無(wú)剝蝕作用。

局部空泡：若空泡起源于導(dǎo)邊而在到隨邊之前結(jié)束。對(duì)螺旋槳有剝蝕作用。

空泡對(duì)螺旋槳性能的影響

第一階段空泡對(duì)螺旋槳的水動(dòng)力性能不產(chǎn)生影響，但使葉面產(chǎn)生剝蝕。

第二階段空泡對(duì)螺旋槳的水動(dòng)力性能產(chǎn)生影響，但對(duì)葉面無(wú)剝蝕作用。

延緩螺旋槳空泡發(fā)生的措施

1、從降低最大減壓系數(shù)入手

減小葉跟附近切面的螺距。單槳船在葉根部分的拌流較大，易產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，故可將根部切面的螺距適當(dāng)減小，從而使該處的最大減壓系數(shù)值降低，并易保持相當(dāng)?shù)娜~寬以免厚度過(guò)大。

采用弓形切面或壓力分布較均勻的其他切面形式，有利于延緩空泡的產(chǎn)生。

增加螺旋槳的盤面比，以減低單位面積上的平均推力，使葉背上的減壓系數(shù)降低。

2、從提高螺旋槳的空泡數(shù)入手

盡量增加螺旋槳的浸沒(méi)深度。

減小螺旋槳的轉(zhuǎn)速，即盡可能選用低轉(zhuǎn)速的主機(jī)。

提高槳葉的加工精度。

改善船尾部分的形狀與正確安裝槳軸位置可減小斜流拌流不均勻性的影響等。

3、其他措施

對(duì)高速船，特別是高速軍艦而言，往往螺旋槳空泡在所難免。一般作如下處理：

允許槳葉上有部分空泡存在，在使用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)其剝蝕情況予以調(diào)換。

速度再高時(shí)，干脆設(shè)法促使其在第二階段空泡下運(yùn)轉(zhuǎn)，即所謂全空泡（或稱超空泡）螺旋槳的設(shè)計(jì)問(wèn)題。
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