内河破冰船破冰方式及推进性能研究论证

论文摘要

本次论文主要进行内河破冰船的破冰方式及推进性能的研究。内河破冰船在国内的研究中一直处于空白,随着经济的发展和需要,以及内河水域的需求,有针对性地对内河破冰船进行设计研究势在必行。在松花江水系,每年都要面临半年左右的冬季。对于高纬度地区而言,冬天航道的冰封严重制约着发展,尤其在每年的封江期和次年的开江期,航道过早的封冻给人们带来极大的不便。而且松花江流域内经常发生许多船只被困在冰层中的事故。为此,本次论文以大项子山、依兰航电枢纽为依托工程,研究河段通航中破冰船项目。在本次论文中主要包括两个方面,即破冰船破冰方式及推进性能的研究。破冰方式主要有连续破冰法和冲撞式破冰法。内河破冰船主要工作在封江初期和次年冰消融期,主要破冰厚度为300mm左右,主要采取连续破冰方式作为主要工作方式,满足工作的需求。在破冰船推进性能方面,主要采用导管螺旋桨作为主要推进器。在对松花江水系冰的性质进行实验研究的基础上对破冰船的阻力性能和推进性能进行研究。导管螺旋桨优势在于低航速时提供更大的推力和更高的推进效率,因此作为首要选择。对导管螺旋桨,采用固定式导管螺旋桨和Z型导管推进器两种方式,应用面元法,图谱法等对推进性能进行研究,同时与实验数据作对比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文背景
• 1.1.1 依兰航电枢纽
• 1.1.2 大顶子山航电枢纽
• 1.2 课题来源
• 1.3 松花江水系破冰船课题研究的必要性
• 1.4 本章小结
• 第2章 破冰船发展及概述
• 2.1 国内外研究状况
• 2.1.1 海上破冰船的发展历史
• 2.1.2 内河破冰船的研究发展
• 2.2 破冰船概述
• 2.2.1 动力装置
• 2.2.2 推进装置
• 2.2.3 破冰方法
• 2.2.4 应急技术
• 2.2.5 完成救援任务
• 2.3 海冰的分类及物理性质简介
• 2.4 本章小结
• 第3章 松花江水系冰的性质、破冰方式及破冰船阻力估算
• 3.1 冰冻地区冰质分析
• 3.1.1 工程环境与自然条件
• 3.1.2 松花江冰的物理、力学现场试验与分析
• 3.1.3 防冰措施归纳
• 3.1.4 枢纽地区的防冰措施
• 3.1.5 本船采用的破冰方法
• 3.2 破冰船阻力估算
• 3.2.1 破冰阻力估算的必要性
• 3.2.2 破冰阻力估算
• 3.3 本章小结
• 第4章 导管螺旋桨性能研究
• 4.1 导管螺旋桨特点
• 4.2 导管螺旋桨原理
• 4.3 选择导管螺旋桨的原因
• 4.3.1 简述
• 4.3.2 实船比较计算
• 4.4 导管螺旋桨定常性能计算
• 4.4.1 基本思想
• 4.4.2 基本方程
• 4.4.3 基本方程的数值解法
• 4.4.4 库塔条件
• 4.4.5 导管螺旋桨的推力和转矩
• 4.4.6 数值计算结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 固定式导管螺旋桨计算实例
• 5.1 破冰船主要参数
• 5.2 主机齿轮箱
• 5.3 推进因子及收到马力
• 5.4 推马力计算
• 5.5 限径计算螺旋桨要素
• 5.6 空泡校核
• 5.7 强度校核
• 5.8 重量及惯性矩计算
• 5.8.1 叶片重量
• 5.8.2 桨毅重
• 5.8.3 惯性矩
• 5.9 设计破冰航速及系柱情况计算
• 5.10 螺旋桨设计总结
• 5.11 本章小结
• 第6章 Z型推进器性能研究
• 6.1 Z 型推进器简介
• 6.2 Z 型推进器种类
• 6.2.1 单桨导管Z型推进器
• 6.2.2 双桨导管Z型推进器
• 6.2.3 对转Z型推进器
• 6.3 Z 型推进器结构
• 6.3.1 动力传动系统
• 6.3.2 转向传动系统
• 6.3.3 推进系统
• 6.3.4 采用Z型推进器的实例
• 6.4 Z 型推进器推进性能研究
• 6.4.1 建立坐标系
• 6.4.2 组合推力的理论计算
• 6.4.3 计算结果及分析
• 6.5 本章小结
• 第7章 破冰船及破冰方法展望
• 7.1 破冰船展望
• 7.2 破冰新方法探讨
• 7.2.1 气垫破冰
• 7.2.2 自下向上破冰
• 7.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢