CN107117256A - 一种船只空气减阻装置与方法 - Google Patents

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沈嵘
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Abstract

本发明公开了一种减阻装置与方法，其包括空气阀和船底板，空气阀安装在船底板上，空气阀包括喷气管道和喷气口，喷气管道与空气阀连接，喷气口安装在船底板的底部，并与喷气管道连接。本发明船只空气减阻装置与方法利用尔罗斯真空高速鱼雷的原理结合现有技术，解决了物体和水的摩擦力，采用纳米级气泡，减少船的行驶阻力，并在同等功耗中有效节约20%的能源，纳米级气泡比普通气泡小几万倍，不会因为气泡破裂而增加阻力。

Description

一种船只空气减阻装置与方法
技术领域
本发明涉及一种减阻装置与方法，特别是涉及船只空气减阻装置与方法。
背景技术
目前的船只动力系统都是由发动机带动螺旋桨来推动的，船只本身和水之间存在摩擦力，使得船的行驶阻力较大，借鉴了尔罗斯真空高速鱼雷的原理，减少了物体在水里摩擦，缺点是技术难度太大，精密度要求苛刻，适合军事项目和大型商业运用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种船只空气减阻装置与方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种船只空气减阻装置，其包括空气阀和船底板，所述空气阀安装在船底板上，
所述空气阀包括喷气管道和喷气口，所述喷气管道与空气阀连接，所述喷气口安装在船底板的底部，并与喷气管道连接。
一种船只空气减阻方法，其包括如下步骤：
（1）将空气阀安装在船头部位；
（2）通过空气阀产生纳米气泡并输送至船底；
（3）由船底的喷气口将纳米气体均匀喷出，使船体包裹在气泡中。
优选地，减阻装置采用220v或110v电压工作。
优选地，喷气口采用了网格加密和细分处理。
本发明的积极进步效果在于：本发明船只空气减阻装置与方法利用尔罗斯真空高速鱼雷的原理结合现有技术，解决了物体和水的摩擦力，采用纳米级气泡，减少船的行驶阻力，并在同等功耗中有效节约20%的能源，纳米级气泡比普通气泡小几万倍，不会因为气泡破裂而增加阻力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的船底板分段图。
图3为本发明的阻力分部图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，空气阀1、喷气管道2、船底板3、喷气口4。
一种船只空气减阻装置，其包括空气阀1和船底板3，空气阀1安装在船底板3上，
空气阀1包括喷气管道2和喷气口4，喷气管道2与空气阀1连接，喷气口4安装在船底板3的底部，并与喷气管道2连接。
减阻装置采用220v或110v电压工作。
喷气口采用了网格加密和细分处理。
一种船只空气减阻方法，其包括如下步骤：
（1）将空气阀安装在船头部位；
（2）通过空气阀产生纳米气泡并输送至船底；
（3）由船底的喷气口将纳米气体均匀喷出，使船体包裹在气泡中。
实施例1
经计算，在一定范围内，增大微气泡入口速度、微气泡入口浓度、微气泡直径大小时，都是因为增大了局部的微气泡体积分数，才导致局部的摩擦阻力的减小，减阻效率的增大。微气泡层的厚度比较薄，一般都在十几毫米的厚度范围内。所以要大量计算和模型试验，试验中发现微气泡在船底板下方的分布主要是集中在湍流边界层内，而湍流边界层的厚度是很小的，因此只对船底板下面的喷气管道进行了加密细分处理，而在船尾部分，由于试验模型的方艉结构，导致在船尾的很大一部分区域内都很容易出现微气泡，因此对船尾板后方的喷气管道厚进行了网格加密和细分处理。为了更好地研究船模在微气泡入口下游方向上，不同距离上船模表面受到的摩擦阻力的情况，将船模表面的船底板进行了分段划分，从而在计算中可以给出这些平板分段上的摩擦阻力，最后通过分析得到的结果，给出微气泡减阻方案中沿着微气泡入口下游方向上的各个平板的摩擦阻力的减阻率变化关系
实施例2
如图2至图3所示，从图中可以看出，整个船模的船底板被分成了8个分段。最前端的350mm是船模的船首部分，由于船首部分是由木材制造而成，内部的空间比较小，因此无法放置微气泡生成装置，其后面的7个分段都是船模的船中部分，由于整个船中部分都是平行结构，因此选择在船中部分的最前端放置微气泡生成装置和连接装置，还包括船底板上的微气泡入口，其长度大概是200mm，其中，微气泡入口的宽度在模型中选取为17mm，主要是考虑了网格划分的问题。在微气泡入口下游方向上分了5个分段，前4个分段的长度都为200ram，最后一个分段为270mm。
在微气泡入口的下游方向上，各个分段上摩擦阻力的减阻率都比较大，其中最大的摩擦阻力在船头，越往下游，减阻率就越小，在船底板的最后分段上阻力最小，这就说明了微气泡减阻的减阻效果最明显的地方在微气泡入口下游的附近区域，越往下游，减阻效果就越低。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种船只空气减阻装置，其特征在于，其包括：空气阀和船底板，所述空气阀安装在船底板上，
所述空气阀包括喷气管道和喷气口，所述喷气管道与空气阀连接，所述喷气口安装在船底板的底部，并与喷气管道连接。
2.如权利要求1所述船只空气减阻装置，其特征在于，所述减阻装置采用220v或110v电压工作。
3.如权利要求1所述船只空气减阻装置，其特征在于，所述喷气口采用了网格加密和细分处理。
4.一种船只空气减阻方法，其包括如下步骤：
（1）将空气阀安装在船头部位；
（2）通过空气阀产生纳米气泡并输送至船底；
（3）由船底的喷气口将纳米气体均匀喷出，使船体包裹在气泡中。
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