CN110567678B - 一种推进器水动力性能测试的束流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种推进器水动力性能测试的束流装置，应用于闭式水利循环系统的推进器试验舱内，包括固定框架，复数根吊杆和束流板。通过本发明提供的技术方案，能够保证当推进器设置于试验水体中进行水动力性能测试时，建立形成一稳定安静的流场测试环境，通过保证实验水体不产生干扰涡流而从而提升试验观测的准确性；同时该装置还具有结构轻便、强度高、易于加工组装的优势。

Description

一种推进器水动力性能测试的束流装置

技术领域

本发明涉及流体机械和船舶试验领域，尤其涉及一种推进器水动力性能测试的束流装置。

背景技术

在闭式水力循环系统，特别是大型立式闭式水力循环系统中，对某些推进器进行水动力性能测试要求建立稳定、安静的流场环境，不仅要求约束实验水体在实验区域内，同时要求实验水体与各壁面接触都能够光顺过渡。

同时，在进行水动力性能测试实验中，有时需要观测模型空泡起始状态，这就要求保证实验水体不能产生干扰涡流从而导致影响观测的准确性。

在现有技术中，目前尚不存在专门针对大型立式闭式水力循环系统中推进器水动力性能试验的实验水体束流装置。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种推进器水动力性能测试的束流装置，具体技术方案如下：

一种束流装置，设置于闭式水力循环系统的推进器试验舱内，推进器试验舱包括主实验区和尾流区，推进器试验舱内设置有一定流速的实验水体；

其特征在于：

束流装置包括：

固定框架，固定框架的上端通过复数根吊杆与推进器试验舱的顶部固定连接，固定框架进一步包括：

复数根纵梁，纵梁于推进器试验舱内沿纵向水平排列，纵梁呈凹字形，凹字形的开口处均朝向水平方向，吊杆固定连接于纵梁的上端；

复数根横梁，每两根相邻纵梁之间设置有多根横梁，横梁呈方形，与纵梁相互垂直并固定连接；

束流板，束流板与固定框架的下端固定连接，束流板包括：

第一束流板，第一束流板水平设置于主实验区内且与主实验区的水平截面相适应，用于对实验水体进行分隔；

第二束流板，第二束流板向下倾斜设置于尾流区内并通过一平滑曲面与第一束流板相衔接，用于光顺过渡并收缩实验水体。

优选的，该种束流装置还包括密封条，密封条设置于束流板的外部边缘处，用于填充束流板与推进器试验舱的舱壁之间的缝隙。

优选的，该种束流装置，其中吊杆通过螺栓固定的方式固定连接于纵梁的上端。

优选的，该种束流装置，其中束流板通过螺钉固定和/或螺栓固定的方式固定连接于纵梁的下端。

优选的，该种束流装置，其中设置于尾流区内吊杆为螺纹吊杆，螺纹吊杆包括螺套和螺纹杆，螺套通过螺纹与螺纹杆可相对移动的连接，用于调整尾流区内固定框架的固定位置，使之与第二束流板相适应。

优选的，该种束流装置，其中横梁的两端分别设置有两块耳板，耳板上设置有固定孔，横梁通过耳板以螺栓固定的方式固定连接于纵梁。

优选的，该种束流装置，其中束流板为工程塑料板，束流板由多块工程塑料板拼接而成。

优选的，该种束流装置，其中尾流区的舱壁设置有消能板；

束流装置还包括卡板夹座，卡板夹座设置于消能板中并固定连接固定框架和第二束流板，用于对固定框架和第二束流板进行限位。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

通过本技术方案，能够保证当推进器设置于实验水体中进行水动力性能测试时，建立形成一稳定安静的流场测试环境，通过保证实验水体不产生干扰涡流而从而提升试验观测的准确性；同时该装置还具有结构轻便、强度高、易于加工组装的优势。

附图说明

图1为本发明一种推进器水动力性能测试的束流装置的整体结构正视图；

图2为本发明一种推进器水动力性能测试的束流装置的整体结构侧视图；

图3为本发明一种推进器水动力性能测试的束流装置中，密封条设置处的局部放大图；

图4为本发明一种推进器水动力性能测试的束流装置中，吊杆及尾流区的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种推进器水动力性能测试的束流装置，应用于流体机械和船舶试验领域，具体技术方案如下：

一种束流装置，如图1-2所示，设置于闭式水力循环系统的推进器试验舱0内，推进器试验舱0包括主实验区01和尾流区02，推进器试验舱0内设置有一定流速的实验水体；

其特征在于：

如图1-2所示，束流装置包括：

固定框架1，固定框架1的上端通过复数根吊杆2与推进器试验舱0的顶部固定连接，固定框架1进一步包括：

复数根纵梁11，纵梁11于推进器试验舱0内沿纵向水平排列，纵梁11呈凹字形，凹字形的开口处均朝向水平方向，吊杆2固定连接于纵梁11的上端；

复数根横梁12，每两根相邻纵梁11之间设置有多根横梁12，横梁12呈方形，与纵梁11相互垂直并固定连接；

束流板3，束流板3与固定框架1的下端固定连接，束流板3包括：

第一束流板31，第一束流板31水平设置于主实验区01内且与主实验区01的水平截面相适应，用于对实验水体进行分隔；

第二束流板32，第二束流板32向下倾斜设置于尾流区02内并通过一平滑曲面与第一束流板31相衔接，用于光顺过渡并收缩实验水体。

现提供一具体实施例对本技术方案进行进一步的具体阐释：

在本发明的第一具体实施例中，通过上述束流装置来形成一符合实验需求的，稳定安静的流场环境，其中：

推进器试验舱0包括主实验区01和尾流区02，主实验区01用于为推进器提供一试验观测区域，尾流区02用于连接闭式水力循环系统的其他实验区域,；

该束流装置由固定框架1和束流板3组合而成，并通过吊杆2吊装于推进器试验舱0的顶部，通过设置束流板3能够将特定流速的实验水体约束在实验区域内，并且不对实验水体的流态产生其他附加扰动。

在上述第一具体实施例中，束流板3包括设置于主实验区01的第一束流板31和设置于尾流区02的第二束流板32，其中：第一束流板31为一平整的光滑平面，用于上下分隔实验水体；第二束流板32向下倾斜设置于尾流区02内并通过一平滑曲面与第一束流板31相衔接，能过夜光顺过渡并收缩实验水体至水力系统的其他实验区域，避免由其他实验区域传递而来的或向其他实验区域传递的流场扰动。

在上述第一具体实施例中，固定框架1采用铝型材框架，一方面易于拼接，另一方面能有效降低束流装置的整体重量，能够在降低安装难度的同时保证安装施工的安全性；凹字形纵梁11的开口方向均朝向水平方向，且开口方向呈左右依次交替，为的是便于后续其他试验装置的安装。

作为优选的实施方式，如图1-3所示，该种束流装置还包括密封条4，密封条4设置于束流板3的外部边缘处，用于填充束流板3与推进器试验舱0的舱壁之间的缝隙。

在本发明的一较佳实施例中，束流板3与推进器试验舱0的舱壁之间设置有密封条4，密封条4呈C字形，能够有效地填充上述缝隙，使得束流板3上下方的水体被束流板3完全隔开。由于在实验进行中，束流板3上的水体是静止的，而束流板3下方的实验水体具有一定的流速，故而C型密封条4能够有效防止间隙处的水体流动产生扰动甚至是涡流的情况。

特别地，在上述较佳实施例中，C型密封条4采用橡胶材质，优选硅橡胶，硅橡胶材质的C型密封条4更为易于包裹束流板3的外圈，使之与舱壁的贴合程度更为紧密。

作为优选的实施方式，该种束流装置，如图2-4所示，其中吊杆2通过螺栓固定的方式固定连接于纵梁11的上端。

作为优选的实施方式，该种束流装置，如图2-4所示，其中束流板3通过螺钉固定和/或螺栓固定的方式固定连接于纵梁11的下端。

在本发明的另一较佳实施例中，束流板3同时采用沉头螺钉固定和螺栓固定的方式连接于纵梁11的下端，其中大部分区域采用沉头螺钉固定的方式，小部分区域采用螺栓固定的方式。

作为优选的实施方式，该种束流装置，如图4所示，其中设置于尾流区02内吊杆2为螺纹吊杆21，螺纹吊杆21包括螺套211和螺纹杆212，螺套211通过螺纹与螺纹杆212可相对移动的连接，用于调整尾流区02内固定框架1的固定位置，使之与第二束流板32相适应。

在本发明的另一较佳实施例中，由于第二束流板32向下倾斜设置于尾流区02内，故而用于对束流板3起固定和限位作用的固定框架1在尾流区02内必然有相应的下倾趋势，由于推进器试验舱0的顶部为水平面，故而设置于尾流区02内的吊杆2需要具有可调长度的功能。因此将该区域内的吊杆2设置成螺纹吊杆21，螺套211通过螺纹与螺纹杆212可相对移动的连接，通过旋转螺套211调整螺纹杆212的伸出长度以满足可调长度的需求。

作为优选的实施方式，该种束流装置，如图2所示，其中横梁12的两端分别设置有两块耳板121，耳板121上设置有固定孔，横梁12通过耳板121以螺栓固定的方式固定连接于纵梁11。

在本发明的另一较佳实施例中，方形横梁12的两端均焊接有带有固定安装孔的耳板121，通过固定安装孔能够更为便捷地通过螺栓连接的方式实现横梁12与纵梁11的固定连接，进一步提升了束流装置整体安装设置的便捷度。

作为优选的实施方式，该种束流装置，其中束流板3为工程塑料板，束流板3由多块工程塑料板拼接而成。

在本发明的另一较佳实施例中，束流板3采用工程塑料板，一方面由于工程塑料板重量较轻，能够进一步降低束流装置的整体重量；另一方面因为工程塑料板易于加工和配作，能够在现场根据实际场景需求进行加工，在实际应用中束流板3即是由多块工程塑料板拼接而成一体的。

作为优选的实施方式，该种束流装置，如图4所示，其中尾流区02的舱壁设置有消能板021；

束流装置还包括卡板夹座5，卡板夹座5设置于消能板021中并固定连接固定框架1和第二束流板32，用于对固定框架1和第二束流板32进行限位。

在本发明的另一较佳实施例中，通过卡板夹座5对固定框架1和第二束流板32进行进一步的限位和固定，能够使得连成一体的束流板3与固定框架1具有更加良好的刚度，从而有效防止因收缩加速的水体冲击及束流板3的上下面动压差导致束流板3发生上下幅度的振动或运动。

现提供另一具体实施例对本技术方案进行进一步的具体阐释：

在本发明的第二具体实施例中，束流装置的各组成部分均可采用拼接的方式进行组合：吊杆2通过螺栓固定的方式固定连接于纵梁11的上端，束流板3通过螺栓固定的方式固定连接于纵梁11的下端，横梁12通过耳板121以螺栓固定的方式固定设置于相邻的纵梁11之间。加之采用的铝型材框架和工程塑料板均具备强度高、重量轻的特点，使得束流装置整体结构轻便且强度符合实验需求，易于在应用现场进行加工组装，具有极大的应用优势。

综上所述，通过本技术方案，能够保证当推进器设置于实验水体中进行水动力性能测试时，建立形成一稳定安静的流场测试环境，通过保证实验水体不产生干扰涡流而从而提升试验观测的准确性；同时该装置还具有结构轻便、强度高、易于加工组装的优势。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种束流装置，设置于闭式水力循环系统的推进器试验舱内,所述推进器试验舱包括主实验区和尾流区，所述推进器试验舱内设置有一定流速的实验水体；

其特征在于：

所述束流装置包括：

固定框架，所述固定框架的上端通过复数根吊杆与所述推进器试验舱的顶部固定连接，所述固定框架进一步包括：

复数根纵梁，所述纵梁于推进器试验舱内沿纵向水平排列，所述纵梁呈凹字形，所述凹字形的开口处均朝向水平方向，所述吊杆固定连接于所述纵梁的上端；

复数根横梁，每两根相邻所述纵梁之间设置有多根所述横梁，所述横梁呈方形，与所述纵梁相互垂直并固定连接；

束流板，所述束流板与所述固定框架的下端固定连接，所述束流板包括：

第一束流板，所述第一束流板水平设置于所述主实验区内且与所述主实验区的水平截面相适应，用于对所述实验水体进行分隔；

第二束流板，所述第二束流板向下倾斜设置于所述尾流区内并通过一平滑曲面与所述第一束流板相衔接，用于光顺过渡并收缩所述实验水体。

2.如权利要求1所述的束流装置，其特征在于，所述束流装置还包括密封条，所述密封条设置于所述束流板的外部边缘处，用于填充所述束流板与所述推进器试验舱的舱壁之间的缝隙。

3.如权利要求1所述的束流装置，其特征在于，所述吊杆通过螺栓固定的方式固定连接于所述纵梁的上端。

4.如权利要求1所述的束流装置，其特征在于，所述束流板通过螺钉固定和/或螺栓固定的方式固定连接于所述纵梁的下端。

5.如权利要求1所述的束流装置，其特征在于，设置于所述尾流区内所述吊杆为螺纹吊杆，所述螺纹吊杆包括螺套和螺纹杆，所述螺套通过螺纹与所述螺纹杆可相对移动的连接，用于调整所述尾流区内所述固定框架的固定位置，使之与所述第二束流板相适应。

6.如权利要求1所述的束流装置，其特征在于，所述横梁的两端分别设置有两块耳板，所述耳板上设置有固定孔，所述横梁通过所述耳板以螺栓固定的方式固定连接于所述纵梁。

7.如权利要求1所述的束流装置，其特征在于，所述束流板为工程塑料板，所述束流板由多块所述工程塑料板拼接而成。

8.如权利要求1所述的束流装置，其特征在于，所述尾流区的舱壁设置有消能板；

所述束流装置还包括卡板夹座，所述卡板夹座设置于所述消能板中并固定连接所述固定框架和所述第二束流板，用于对所述固定框架和所述第二束流板进行限位。

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