CN112078748A - 一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置 - Google Patents

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范佘明
吴琼
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Abstract

本发明涉及一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，属于喷水推进船技术领域。包括驱动轴系、进口流道、叶轮、喷口和喷口引流装置；驱动轴系上设有叶轮，叶轮设于进口流道与喷口连通的通道中；喷口上设有用于将水体向船体两侧均匀排出的喷口引流装置。本发明提供的引流装置，在喷水推进船模阻力试验中，应用L型或T型喷口引流装置连接到喷水推进装置后端，使水流从L型或T型喷口引流装置横向喷出，使船体的推力或阻力为零。在阻力模型试验中，既模拟了推进器在特定工况工作时对进口附近流场的影响，又不产生额外的推力或阻力，提高了喷水推进船舶阻力模型试验的精度。

Description

一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置
技术领域
本发明涉及一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，属于喷水推进船技术领域。
背景技术
在船舶设计阶段，一般需要通过推进器敞水、船体阻力与自航等模型试验建立推进器和船体之间相互作用的关系，从而对实船的快速性能进行预测。对于螺旋桨推进类的船舶，一般螺旋桨对船体水动力的影响仅限于船尾区域，对船体其它区域的流场影响不大。但对于喷水推进船舶，由于推进装置的进流口在船底相对靠前的位置，推进器工作时对进口附近的船体流场产生明显的影响；但是目前的阻力试验时，常规的做法是封闭喷水推进装置的进口与喷口，这种做法没有考虑到该种影响，流动存在显著不相似，阻力试验结果的误差较大。
发明内容
本发明的目的是为解决如何提高喷水推进船舶阻力试验精度和准确度的技术问题。
为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，包括驱动轴系、进口流道、叶轮、喷口和喷口引流装置；驱动轴系上设有叶轮，叶轮设于进口流道与喷口连通的通道中；喷口上设有用于将水体向船体两侧均匀排出的喷口引流装置。
优选地，所述喷口引流装置中水体排出的方向垂直于喷口中喷出的水体流向。
优选地，所述喷口引流装置中水体排出的方向垂直于船体前进或后退的方向。
优选地，所述喷口引流装置的出水口处设有流量计。
优选地，所述喷口设为一个，所述喷口引流装置设为T形；喷口中水体通过T形喷口引流装置的底部单根管道进入，从T形喷口引流装置的T形两侧管道中均匀排出。
优选地，所述喷口数量设为大于1且为偶数；所述喷口引流装置设为L形；喷口沿船体中线设为左侧喷口和右侧喷口，两侧的喷口分别连接一个L形喷口引流装置，L形喷口引流装置的排水口向船体两侧的外侧。
优选地，所述左侧喷口和右侧喷口数量相等。
优选地，同一方向的所述L形喷口引流装置的排水口设有一个共同的排水管。
优选地，所述喷口数量设为大于1且为奇数，喷口沿船体中线设为左侧喷口、中间喷口和右侧喷口，所述左侧喷口和右侧喷口数量相等；与所述中间喷口连接的喷口引流装置设为T形，左侧喷口和右侧喷口的喷口分别连接一个L形喷口引流装置，L形喷口引流装置的排水口向船体两侧的外侧。
优选地，同一方向的所述L形喷口引流装置的排水口设有一个共同的排水管，所述中间喷口上设有的T形喷口引流装置的两侧排水口分别与两侧的共同的排水管连接。。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供一种适用于多喷泵喷水推进船舶的阻力模型试验的引流装置，在喷水推进船模阻力试验中，应用L型或T型喷口引流装置连接到喷水推进装置后端，当电机或其它驱动装置通过轴系驱动喷水推进装置以特定转速工作时，由进口吸水，并使水流从L型或T型喷口引流装置横向喷出，该引流装置作用于船体的推力或阻力为零。在相同流量条件下，L型或T型喷口引流装置与常规喷口形式对于进口附近流动的影响是相同的。即采用本发明的引流装置，在阻力模型试验中，既模拟了推进器在特定工况工作时对进口附近流场的影响，又不产生额外的推力或阻力，提高了喷水推进船舶阻力模型试验的精度。
附图说明
图1是不带引流装置的船体阻力试验布置示意图(侧视图)；
图2是不带引流装置的船体阻力试验布置示意图(俯视图)；
图3是带引流装置的船体阻力试验布置示意图(侧视图)；
图4是带引流装置的船体阻力试验布置示意图(俯视图)；
图5是不带引流装置的船体示意图(喷泵数量为偶数)；
图6是带有L型喷口引流装置的船体示意图(喷泵数量为偶数)；
图7是不带引流装置的船体示意图(喷泵数量为奇数)；
图8是带有T型喷口的引流装置的船体示意图(喷泵数量为奇数)；
附图标记：1.电机；2.驱动轴；3.叶轮；4.喷口；5.引流装置；6.船体；7.进口流道；8.流量计；9.喷泵；10.L型喷口引流装置；11.T型喷口引流装置。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
如图1-8所示，本发明提供一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，包括驱动轴系、进口流道、叶轮3、喷口4和喷口引流装置5；驱动轴系上设有叶轮3，叶轮3设于进口流道7与喷口4连通的通道中；喷口4上设有用于将水体向船体6两侧均匀排出的喷口引流装置5。喷口引流装置5中水体排出的方向垂直于喷口4中喷出的水体流向。喷口引流装置5中水体排出的方向垂直于船体6前进或后退的方向。喷口引流装置5的出水口处设有流量计8。喷口4设为一个，喷口引流装置5设为T形；喷口中水体通过T形喷口引流装置11的底部单根管道进入，从T形喷口引流装置11的T形两侧管道中均匀排出。喷口4数量设为大于1且为偶数；喷口引流装置设为L形；喷口4沿船体6中线设为左侧喷口和右侧喷口，两侧的喷口分别连接一个L形喷口引流装置10，L形喷口引流装置10的排水口向船体两侧的外侧。左侧喷口和右侧喷口数量相等。同一方向的L形喷口引流装置10的排水口设有一个共同的排水管。喷口4数量设为大于1且为奇数，喷口4沿船体6中线设为左侧喷口、中间喷口和右侧喷口，左侧喷口和右侧喷口数量相等；与中间喷口连接的喷口引流装置设为T形，左侧喷口和右侧喷口的喷口分别连接一个L形喷口引流装置，L形喷口引流装置的排水口向船体两侧的外侧。同一方向的L形喷口引流装置的排水口设有一个共同的排水管，中间喷口上设有的T形喷口引流装置的两侧排水口分别与两侧的共同的排水管连接。
在喷水推进船模阻力试验中，电机1、驱动轴2、喷水推进装置、喷口4、引流装置等均以船模为平台进行安装与固定，采用电机1驱动轴系带动喷水推进装置的叶轮3旋转，从船体内部的进口流道7吸水，后侧喷口4向船后喷水。本发明适用于多喷泵9船舶阻力模型试验的引流装置，针对喷水推进装置数量为偶数的情况，按图5和图6所示，在常规喷口4后端安装L型喷口引流装置10，该装置分为左右两个部分，按照船体中纵剖面对称，每一部分均将若干喷泵9的纵向水流汇总为同一水平方向横向喷出。为了尽可能使水流不包含纵向分量，L型喷口的直管段尽可能长，并且直管段的截面积应大于与其连接的喷水推进装置喷口的面积之和，以减小对进口流道中流场的影响。在水平的直管段安装流量计8，以测量给定工况下的流量。针对喷水推进装置数量为奇数的情况，按图7和图8所示，在常规喷口4后端安装T型喷口引流装置11，该装置为一个整体，按照船体中纵剖面对称，与所有的喷水推进装置的喷口连接，将所有喷水推进装置喷出水流平均分成两部分，并改变方向，使其水平喷出。在水平方向的直管段布置流量计8，测量流量。针对配备多台喷水推进装置的船舶，全部喷水推进装置喷出的水流应尽量平均分配到左、右两个方向，避免产生不对称的横向力。当喷水推进装置的数量为奇数时，利用T型喷口引流装置11把向后方喷出的水流方向改变为水平左右喷出；当喷水推进装置的数量为偶数时，利用L型喷口引流装置10把向后方喷出的水流方向改变为水平左右喷出，在不产生额外推力或阻力的情况下实现了对喷水推进装置进口处的引流作用。
实施例
喷水推进器数量为偶数的情况以4台喷泵9为例，按图5所示，常规喷口4直径0.046m，转速为25r/s，采用动力仪测量喷泵9驱动轴2的转矩，测量值为0.637Nm；按图6所示，在常规喷口4后方安装L型喷口引流装置10，电机按25r/s运转，在相同船速下，采用流量计8测得单台喷泵9的流量为0.02m3/s，喷泵9的驱动轴2的转矩测量值为0.646Nm，与图5所示相差小于1.5％，证明L型喷口引流装置10对叶轮以及进口附近流场的影响均很小。喷水推进器数量为奇数的情况以3台喷泵9为例，按图7所示，常规喷口直径0.046m，转速为25r/s，采用动力仪测量喷泵驱动轴的转矩，测量值为0.645Nm；按图8所示，在常规喷口后方安装T型喷口引流装置11，电机按25r/s运转，在相同船速下，采用流量计测得单台喷泵的流量为0.02m3/s，喷泵的驱动轴的转矩测量值为0.652Nm，与图7所示相差小于1.5％，证明T型喷口引流装置11对叶轮3以及进口附近流场的影响均很小。
综合上述两种情况，适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置均实现了在不产生额外的推力或阻力的条件下，在阻力试验中对喷水推进装置进口附近的引流作用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：包括驱动轴系、进口流道、叶轮、喷口和喷口引流装置；驱动轴系上设有叶轮，叶轮设于进口流道与喷口连通的通道中；喷口上设有用于将水体向船体两侧均匀排出的喷口引流装置。
2.如权利要求1所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：所述喷口引流装置中水体排出的方向垂直于喷口中喷出的水体流向。
3.如权利要求1所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：所述喷口引流装置中水体排出的方向垂直于船体前进或后退的方向。
4.如权利要求3所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：所述喷口引流装置的出水口处设有流量计。
5.如权利要求4所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：所述喷口设为一个，所述喷口引流装置设为T形；喷口中水体通过T形喷口引流装置的底部单根管道进入，从T形喷口引流装置的T形两侧管道中均匀排出。
6.如权利要求4所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：所述喷口数量设为大于1且为偶数；所述喷口引流装置设为L形；喷口沿船体中线设为左侧喷口和右侧喷口，两侧的喷口分别连接一个L形喷口引流装置，L形喷口引流装置的排水口向船体两侧的外侧。
7.如权利要求6所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：所述左侧喷口和右侧喷口数量相等。
8.如权利要求7所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：同一方向的所述L形喷口引流装置的排水口设有一个共同的排水管。
9.如权利要求4所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：所述喷口数量设为大于1且为奇数，喷口沿船体中线设为左侧喷口、中间喷口和右侧喷口，所述左侧喷口和右侧喷口数量相等；与所述中间喷口连接的喷口引流装置设为T形，左侧喷口和右侧喷口的喷口分别连接一个L形喷口引流装置，L形喷口引流装置的排水口向船体两侧的外侧。
10.如权利要求9所述的一种适用于多喷泵船舶阻力模型试验的引流装置，其特征在于：同一方向的所述L形喷口引流装置的排水口设有一个共同的排水管，所述中间喷口上设有的T形喷口引流装置的两侧排水口分别与两侧的共同的排水管连接。
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