不同的船用螺旋桨科普展品介绍展品解说词
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资料来源:省科学技术协会
一艘船不仅需要帆,更需要螺旋桨才能行进。螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。
螺旋桨的工作原理:
螺旋桨是由一群翼面构建而成,因此它的做功原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化和入流的攻角,使流经翼面上下的流体有不同的速度,而由伯努利定律可知这速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同,因而产生升力,翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力。船用螺旋桨一般来说,在同样的桨面直径,同样的螺距比情况下,螺旋桨的叶数越多,推力越好,推进效率越高!
船用螺旋桨的分类:
在普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。
一、可调螺距螺旋桨
简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时可不改变主机旋转方向。螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好,在拖船和渔船上应用较多。对于一般运输船舶,可使船-机-桨处于良好的匹配状态。
二、导管螺旋桨
在普通螺旋桨外缘加装一机翼形截面的圆形导管而成。此导管又称柯氏导管。导管与船体固接的称固定导管,导管被连接在转动的舵杆上兼起舵叶作用的称可转导管。导管可提高螺旋桨的推进效率,科普展品生产厂家北京定致提示大家这是因为导管内部流速高、压力低,导管内外的压力差在管壁上形成了附加推力;导管和螺旋桨叶间的间隙很小,限制了桨叶尖的绕流损失;导管可以减少螺旋桨后的尾流收缩,使能量损失减少。但导管螺旋桨的倒车性能较差。固定导管螺旋桨使船舶回转直径增大,可转导管能改善船的回转性能。导管螺旋桨多用于推船。
三、串列螺旋桨
将两个或三个普通螺旋桨装于同一轴上,以相同速度同向转动。当螺旋桨直径受限制时,它可加大桨叶面积,吸收较大功率,对减振或避免空泡有利。串列螺旋桨重量较大,桨轴伸出较长,增加了布置及安装上的困难,应用较少。
四、对转螺旋桨
将两个普通螺旋桨一前一后分别装于同心的内外两轴上,以等速反方向旋转。因可减小尾流旋转损失,效率比单桨略高,但其轴系构造复杂,大船上还未应用。
船用螺旋桨的作用:
螺旋桨安装于船尾水线以下,由主机获得动力而旋转,将水推向船后,利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高,在水线以下而受到保护。
普通运输船舶有1到2个螺旋桨。推进功率大的船,可增加螺旋桨数目。大型快速客船有双桨至四桨。螺旋桨一般有3到4片桨叶,直径根据船的马力和吃水而定,以下端不触及水底,上端不超过满载水线为准。科普展品生产厂家北京定致提示大家螺旋桨转速不宜太高,海洋货船为每分钟转左右,小型快艇转速高达每分钟到转,但效率将受到影响。螺旋桨材料一般用锰青铜或耐腐蚀合金,也可用不锈钢、镍铝青铜或铸铁。
不同叶数螺旋桨对船的影响:
船用螺旋桨一般来说,在同样的桨面直径,同样的螺距比情况下,螺旋桨的叶数越多,推力越好,推进效率越高。
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。
螺旋桨的发展历史:
春秋战国时期,中国人发明了一种玩具叫“竹蜻蜓”。竹蜻蜓是用竹片削成,叶片像螺旋桨,中间插一根竹竿,用力一搓竹竿,叶片就会升起来,远看像一只蜻蜓。科普展品生产厂家北京定致提示大家竹蜻蜓是我国古代一大发明,由于它的叶片像陀螺一样能高速旋转,所以当时称它为“中国陀螺”。
明朝时期,中国苏州巧匠徐正明,就整天琢磨小孩玩的竹蜻蜓,想制造一个类似蜻蜓的直升飞机,并且想把人也带上天空。经过十多年的钻研,他造出了一架直升飞机。它有一个竹蜻蜓一样的螺旋桨,驾驶座像一把圈椅,依靠脚踏板通过转动机构来带动螺旋桨转动,试飞时候,它居然飞离地面一尺多高,还飞过一一条小河沟,然后落下来。
到了明朝后期,竹蜻蜓的技术传到欧洲,并且在当时的法国科学院进行了表演。
年,英国的“阿基米德号”使用了螺旋推进器,那是一个木制的长长的像螺丝钉的螺杆。开始试验时,它以每小时4海里的航速航行。突然,水中的障碍物碰断了螺杆,只剩了一小截。正当造船工程师史密斯急得不知所措时,这船却意外地加快了速度,达到每小时13海里。
这事启发了造船工程师们,他们把长螺杆变成短螺杆,又把短螺杆变成叶片状,螺旋桨就这样诞生了。年,英国制成了世界上第一艘螺旋桨船“大不列颠号”。
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