CN111289217A - 一种测试降雨等级与船舶安全航速关联度的实验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测试降雨等级与船舶安全航速关联度的实验系统，主要包括实验箱体、雨量调控单元以及控制系统。本发明实验系统可以模拟真实的降雨环境，并能够控制降雨等级，有助于研究在暴雨环境中船舶航行安全性，进而研究船舶安全航速。

Description

一种测试降雨等级与船舶安全航速关联度的实验系统
技术领域：
本发明属于船舶实验领域，具体涉及一种测试降雨等级与船舶安全航速关联度的实验系统。
背景技术：
船舶在航行过程中，通常会遇到暴雨等强对流天气，暴雨天气对航区的整体安全会造成巨大的安全隐患，对其进行相关方面研究迫在眉睫。关于航区安全的研究，目前主要是基于现场实验和实测的数据开展，然而这种方法存在着很大的弊端：
1)实际工况非常有限，一次研究耗时很长；
2)以实测为基础的方法往往耗资很大；
3)暴雨天气下对航区实测危险系数高；
因此，急需一种在短时间内可以获取有效实验数据的可靠实验系统。
发明内容：
为了能够更真实地模拟船舶航行时遇到暴雨天气对船舶航行安全性的影响，本发明提供了一种测试降雨等级与船舶安全航速关联度的实验系统。
一种测试降雨等级与船舶安全航速关联度的实验系统，能够更真实地模拟船舶航行时遇到暴雨天气对船舶航行安全性的影响。该实验系统主要由实验箱体(3)、雨量调控单元(1) 和控制系统(2)构成，其中：
雨量调控单元(1)主要包括三号水管(4)、一号压力表(5)、增压器(6)、二号水管(7)、水泵(8)、一号水管(9)、水箱(10)、一号支路水管(11)、一号水量传感器(12)、一号进水通孔(13)、进水口(14)、出水口(15)、二号压力表(17)、二号支路水管(18)、三号压力表(19)，三号支路水管(20)、二号进水通孔(21)、二号水量传感器(22)、三号进水通孔(23)、三号水量传感器(24)、水量控制板(25)，其中，水箱(10)与一号水管(9)相连，一号水管(9)与水泵(8)相连，水泵(8)与二号水管(7)相连，二号水管(7)与增压器(6)相连，增压器(6)与三号水管(4)相连，三号水管(4)分为一号支路水管(11)、二号支路水管(18)、三号支路水管(20)，支路前段分别装有一号压力表(5)、二号压力表 (17)、三号压力表(19)，支路末端分别是一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)，通孔一侧分布有一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)，进水口(14)下端是带有出水口(15)的水量控制板(25)；
所述的水量传感器共三个，分别位于一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)一侧，一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24) 采集流入进水口(14)的流量数据，并根据所得数据控制水泵(8)的工作状态；
所述的实验箱体(3)主要包括一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔 (23)、一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)、进水口(14)、出水口(15)、造波机(26)、水面(27)，其中，造波机置于实验箱体(3)右侧底端；
实验箱体(3)采用钢筋混凝土结构，底部四周均留有20％空间；
所述的控制系统(2)直接与雨量调控单元(1)的水泵(8)相连，利用一号水量传感器 (12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)实时监测数据变化；
本发明实验系统使用步骤：
1.实验系统开启后，水泵(8)开始正常工作，通过水泵(8)的吸力将水从水箱(10)中抽出，水通过一号水管(9)到达二号水管(7)，接着到达增压器(6)。
2.增压器(6)将水进行二次增压，增压后的水迅速进入三号水管(4)，分别进入一号支路水管(11)、二号支路水管(18)、三号支路水管(20)，各支路水管中的压力通过一号压力表(5)、二号压力表(17)、三号压力表(19)进行实时监测，确保水压处在合理的范围内。
3.各支路水管中的水分别通过一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔 (23)进入隔板，并由出水口(15)流出。
4.进水口附近的一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24) 实时监测水量变化，并及时反馈给控制系统(2)，由此调节实验所需的合适降水量。
5.位于实验箱体(3)右侧底端的造波机(26)模拟真实的海浪情况，使整个实验系统按照既定要求工作。
本发明实验系统可以模拟真实的降雨环境，并能够控制降雨等级，有助于研究在暴雨环境中船舶航行安全性，进而研究船舶安全航速。
附图说明：
图1本发明实验系统整体结构示意图
图2本发明实验系统外观结构及组成示意图
具体实施方法：
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1所示为本发明实验系统整体结构示意图。由图1可知，本发明实验系统主要由实验箱体(3)、雨量调控单元(1)和控制系统(2)构成，其中：控制系统(2)直接与雨量调控单元(20)的水泵(8)相连，利用一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)实时监测数据变化；实验箱体(3)主要包括一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)、一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)、进水口(14)、出水口(15)、造波机(26)、水面(27)，其中，造波机置于实验箱体(3)右侧底端，箱体长110米，宽8米，高8米，主体采用钢筋混凝土结构，底部四周均留有20％空间。
图2所示为本发明实验系统外观结构及组成示意图。雨量调控单元(1)主要包括三号水管(4)、一号压力表(5)、增压器(6)、二号水管(7)、水泵(8)、一号水管(9)、水箱(10)、一号支路水管(11)、一号水量传感器(12)、一号进水通孔(13)、进水口(14)、出水口(15)、二号压力表(17)、二号支路水管(18)、三号压力表(19)，三号支路水管(20)、二号进水通孔(21)、二号水量传感器(22)、三号进水通孔(23)、三号水量传感器(24)、水量控制板(25)，其中，水箱(10)与一号水管(9)相连，一号水管(9)与水泵(8)相连，水泵 (8)与二号水管(7)相连，二号水管(7)与增压器(6)相连，增压器(6)与三号水管(4) 相连，三号水管(4)分为一号支路水管(11)、二号支路水管(18)、三号支路水管(20)，支路前段分别装有一号压力表(5)、二号压力表(17)、三号压力表(19)，支路末端分别是一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)，通孔一侧分布有一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)，进水口(14)下端是带有出水口 (15)的水量控制板(25)；实验箱体(3)主要包括一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)、一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)、进水口(14)、出水口(15)、造波机(26)、水面(27)，其中，造波机置于实验箱体(3)右侧底端；控制系统(2)直接与雨量调控单元(1)的水泵(8)相连，通过一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)实时监测数据变化，使实验箱体(3)内的降雨等级保持在预定水平。

Claims (1)

1.一种测试降雨等级与船舶安全航速关联度的实验系统，用于模拟不同降雨等级下船舶航行状况，其特征在于，实验系统主要由实验箱体(3)、雨量调控单元(1)和控制系统(2)构成，其中：
雨量调控单元(1)主要包括三号水管(4)、一号压力表(5)、增压器(6)、二号水管(7)、水泵(8)、一号水管(9)、水箱(10)、一号支路水管(11)、一号水量传感器(12)、一号进水通孔(13)、进水口(14)、出水口(15)、二号压力表(17)、二号支路水管(18)、三号压力表(19)，三号支路水管(20)、二号进水通孔(21)、二号水量传感器(22)、三号进水通孔(23)、三号水量传感器(24)、水量控制板(25)，其中，水箱(10)与一号水管(9)相连，一号水管(9)与水泵(8)相连，水泵(8)与二号水管(7)相连，二号水管(7)与增压器(6)相连，增压器(6)与三号水管(4)相连，三号水管(4)分为一号支路水管(11)、二号支路水管(18)、三号支路水管(20)，支路前段分别装有一号压力表(5)、二号压力表(17)、三号压力表(19)，支路末端分别是一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)，通孔一侧分布有一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)，进水口(14)下端是带有出水口(15)的水量控制板(25)；
实验箱体(3)主要包括一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)、一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)、进水口(14)、出水口(15)、造波机(26)、水面(27)，其中，造波机置于实验箱体(3)右侧底端；
控制系统(2)直接与雨量调控单元(1)的水泵(8)相连，通过一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)实时监测数据变化，使实验箱体(3)内的降雨等级保持在预定水平；
本发明实验系统使用步骤：
1.实验系统开启后，水泵(8)开始正常工作，通过水泵(8)的吸力将水从水箱(10)中抽出，水通过一号水管(9)到达二号水管(7)，接着到达增压器(6)；
2.增压器(6)将水进行二次增压，增压后的水迅速进入三号水管(4)，分别进入一号支路水管(11)、二号支路水管(18)、三号支路水管(20)，各支路水管中的压力通过一号压力表(5)、二号压力表(17)、三号压力表(19)进行实时监测，确保水压处在合理的范围内；
3.各支路水管中的水分别通过一号进水通孔(13)、二号进水通孔(21)、三号进水通孔(23)进入隔板，并由出水口(15)流出；
4.进水口附近的一号水量传感器(12)、二号水量传感器(22)、三号水量传感器(24)实时监测水量变化，并及时反馈给控制系统(2)，由此调节实验所需的合适降水量；
5.位于实验箱体(3)右侧底端的造波机(26)模拟真实的海浪情况，使整个实验系统按照既定要求工作。
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