中华人民共和国水产行业标准
SC/T 8321—2025
渔船船机桨参数匹配技术要求
Technical requirement of fishing vessel hull-engine-propeller parameter matching
2025-12-09 发布
2026-05-01 实施
中华人民共和国农业农村部发布
前言
本文件按照 GB/T 1 .1—2020« 标准化工作导则第 1 部分 : 标准化文件的结构和起草规则»的规定起草 .
请注意本文件的某些内容可能涉及专利 . 本文件的发布机构不承担识别专利的责任 .
本文件由农业农村部渔业渔政管理局提出 .
本文件由全国渔船标准化技术委员会(SAC/TC 157)归口 .
本文件起草单位 : 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 .
本文件主要起草人 :黄文超、李纳、赵新颖、谌志新、纪毓昭、黄温赟 .
渔船船机桨参数匹配技术要求
1 范围
本文件规定了渔船(除极地作业渔船)新建(改建)的船机桨参数匹配的技术要求。
本文件适用于渔船(除极地作业渔船)初始设计和重大改建设计的船机桨参数匹配。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中 ,注日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ; 不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 7727 .2—1987 船舶通用术语总体设计
GB/T 7727 .3—1987 船舶通用术语性能
CB 3568 .1—1993 船舶机械术语动力装置
SC/T 8006 渔业船舶柴油机选型技术要求
3 术语和定义
GB/T 7727 .2—1987、GB/T 7727 .3—1987、CB 3568 .1—1993 界定的术语和定义适用于本文件。
4 渔船新建(改建)的船机桨匹配技术要求
4 .1 选取设计工况
对于刺网渔船、张网渔船等工况单一的渔船 ,宜选择航行工况作为设计工况 ;对于拖网渔船等工况多样的渔船 ,需兼顾航行和作业的多种工况。
4 .2 确定设计航速
渔船设计航速通常根据使用需求提出 ,也可以插值法按表 1 选取。
表 1 渔船设计航速设定值
4 .3 确定设计航速下的渔船阻力
根据渔船船型特征、作业方式等以及确定的设计航速 ,通过船模试验、计算流体力学方法、经验公式、阻力图谱等阻力计算方法 ,确定设计航速下的渔船阻力。
4 .4 确定设计航速下的渔船有效功率
设计航速下的渔船有效功率可通过公式(1)确定。
式中 :
PE — 设计航速下的渔船有效功率 ,单位为马力(hp) ;
FS — 设计航速下的渔船阻力 ,单位为牛(N) ; VS — 设计航速 ,单位为节(kn)。
4 .5 确定渔船主机主要参数
4 .5 .1 确定所需主机功率
渔船所需主机功率可通过公式(2)确定。
式中 :
PS0 — 渔船所需主机功率 ,单位为马力(hp) ;
ηS — 轴系传递效率 , 中机型渔船一般取 0 .97 ,艉机型渔船一般取 0 .98 ,配置齿轮箱时增加齿轮箱
传递效率 ,取 0 .96 ;
ηR — 相对旋转效率 ,渔船一般取 1 .0 ;
η0 — 螺旋桨敞水效率 ;
ηH — 船身效率。
4 .5 .2 船身效率
船身效率可通过式(3)确定。
式中 :
t — 推力减额分数 ,t= 0 .77Cp- 0 .30 (单桨渔船) ;ω= 0 .50Cp- 0 .18 (双桨渔船) ;
4 .5 .3 主机选型
根据已确定的所需主机功率 PS0 ,对渔船主机进行选型。 主机选型最小功率通过公式(4)确定。
式中 :
Ps1 — 主机选型最小功率 ,单位为马力(hp) ;
实际所选主机额定功率 PS 应不小于主机选型最小功率 PS1。 主机选型应满足 SC/T 8006 的要求。
4 .6 确定螺旋桨的型式、数目、叶数和盘面比
4 .6 .1 螺旋桨型式
根据渔船航行作业需求 ,确定螺旋桨型式。 工况单一的渔船常选用 AU 型、MAU 型螺旋桨或 B 型螺
旋桨 ,工况多样的渔船宜选用 Ka型螺旋桨+导管的组合导管桨型式。
4 .6 .2 螺旋桨数目
螺旋桨数目的确定应综合考虑船体型线、推进性能、操纵性能和主机功率等因素。 通常为单桨型式 ,
特殊情况为双桨或三桨。
4 .6 .3 螺旋桨叶数
螺旋桨叶数的确定应综合考虑船型、吃水、推进性能、振动和空泡等因素。 通常在 3 叶 ~ 6 叶选择。
4 .6 .4 螺旋桨盘面比
参考母型船初步确定螺旋桨盘面比。
4 .7 确定螺旋桨的转速、螺距比、直径和敞水效率
4 .7 .1 确定螺旋桨转速
4 .7 .1 .1 直径系数
转速 Ni , 以此设定一组螺旋桨直径系数 δi。直径系数通过公式(5)确定。
D — 螺旋桨直径 ,单位为米(m) ;
VA — 螺旋桨进速 ,单位为节(kn) ,VA= (1 - ω) ● VS。
4 .7 .1 .2 螺旋桨收到功率
基于 4 .6 中确定的螺旋桨参数 ,通过船舶设计手册等查阅该型螺旋桨 BP - δ 设计图谱 , 由图谱中
该组 δi 等值线与最佳效率曲线的交点得到系列 BP i和 η0i ,进而得到一组螺旋桨收到功率 PDi。 螺旋桨
收到功率通过公式(6)确定。
PD=B ●V/N2………………………………………… (6)
由该组螺旋桨收到功率 PDi进而得到一组螺旋桨推力功率 PTEi。 螺旋桨推力功率可通过公式 (7)
确定。
PTE= PD ●η0 ●ηH………………………………………… (7)
4 .7 .1 .3 最佳转速
在以转速 N 为横坐标、螺旋桨推力功率 PTE 为纵坐标的坐标系中将螺旋桨转速 Ni 及对应的螺旋桨推力功率 PTEi拟合成曲线 , 该曲线与渔船有效功率 PE 等值线交点所对应转速即为螺旋桨的最佳转速NS。
4 .7 .2 确定螺旋桨螺距比、直径、敞水效率
已知主机额定功率 PS (计算中要考虑 10% ~ 15%的功率储备)、螺旋桨转速 NS 和船体有效功率曲线 ,在设计航速附近假定若干航速 Vi ,计算其功率系数 BPi ,功率系数可通过公式(8)确定。
BP=NS ● P.5 /V.5………………………………………… (8)
PD — 螺旋桨收到功率 ,单位为马力(hp) ,PD= PS ●K ●ηS ●ηR ;
在螺旋桨设计图谱中 ,通过确定的 Bp i与最佳效率线的交点获得系列航速点的直径系数δi、敞水效
率 η0i和螺距比 P/Di。进而计算得出螺旋桨直径 Di 和螺旋桨推力功率 PTEi。
以航速 V为横坐标 , 以 PE、PTE、P/D、D 及 η0 为纵坐标作图 , 螺旋桨推力功率曲线 PTE 和船体有效功率曲线 PE 的交点即为螺旋桨的设计点 ,根据设计点得出螺旋桨的螺距比 P/D、直径 D 及敞水效率 η0。
4 .8 空泡校核
螺旋桨空泡校核中常用柏利尔限界线方法。 按公式(9)先计算出螺旋桨 0 .7 倍半径处切面的空泡数。
式中 :
σ 0 .7R — 螺旋桨 0 .7 倍半径处切面的空泡数 ;
p0 — 桨轴中心处的静压力 ,单位为千克力每平方米(kgf/m2 ) ,p0 = pa+γhs;
hs — 螺旋桨轴线的沉没深度 ,单位为米(m) ;
pV — 汽化压力 ,单位为千克力每平方米(kgf/m2 ) ;
ρ — 水的密度 ,单位为千克力平方秒每四次方米(kgf● s2 /m4 ) ;
V.7R —0 .7 倍半径处切面与水流的相对速度之平方 , 单位为米每秒的平方 (m/s) 2 ,V.7R =V +
VA — 螺旋桨进速 ,单位为米每秒(m/s) ;
根据渔船实际使用对螺旋桨空泡限制的要求 ,在柏利尔限界线图中选取符合设计要求的柏利尔限界线 , 以上述步骤计算得出的 σ 0 .7R做等值线与该曲线的交点 ,得出单位投射面积上的平均推力系数 τc。
按公式(10)计算螺旋桨推力。
T= 145 .6 ● PE /[(1-t) ●VS]………………………………… (10)
AE /A0 — 盘面比 ;
A0 — 螺旋桨盘面积 ,单位为平方米(m2 )。
若 4 .6 .4 中初步确定的螺旋桨盘面比不小于公式(13)计算得出的需要盘面比 ,则盘面比符合要求。若 4 .6 .4 中初步确定的螺旋桨盘面比小于公式(13)计算得出的需要盘面比 ,则需对螺旋桨盘面比进行重新拟定 ,重复 4 .6 .4 ~4 .8 的设计流程 ,直到螺旋桨空泡校核满足要求。
4 .9 拖力校核
拖网渔船等多工况渔船需进行拖网工况下的拖力校核。
按公式(14)进速系数。
式中 :
VA — 螺旋桨进速 ,单位为米每秒(m/s) ; N — 螺旋桨转速 ,单位为转每秒(r/s)。
由螺旋桨 KGJ 图谱中 ,J= 0做等值线与转矩系数 KQ 曲线、推力系数 KT 曲线的交点 ,得出转矩系数
按公式(15)计算螺旋桨最大转矩。
式中 : Qx=PD1 ●75/(2 ●π ● N1)…………………………………… (15)
Qx — 螺旋桨最大扭矩 ,单位为千克力米(kgf● m) ;
PD1 — 螺旋桨收到最大功率 ,单位为马力(hp) ,PD1 = Ps ●ηS ●ηR ;
按公式(16)计算系柱拖力。
式中 : Tx=KT ●Qx/(KQ ●D)…………………………………… (16)
Tx— 系柱拖力 ,单位为千克力(kgf)。
若通过上述步骤计算出的系柱拖力不能满足渔船实际使用要求 , 则需调整船舶设计参数 , 重复从4 .5 .3 ~4 .9 的设计流程 ,直到系柱拖力满足渔船实际使用要求。
4 .10 强度校核
螺旋桨强度校核参考相关规则规范要求 .
