CN203011667U - 风帆助航船舶推进装置水池实验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风帆助航船舶推进装置水池实验台。所述风帆助航船舶推进装置水池实验台包括水箱1、水流整流箱2、水箱进水口3、立式离心泵4、离心泵支架5、水箱把手6、水箱支架7、水箱出水口8、水管9、截止阀10，其中，水箱1为上面开口的长方体，水箱支架7固定在水箱1下方，水箱1的两端分别有水箱进水口3和水箱出水口8，水箱进水口3设置于水箱1一端的侧面，水箱出水口8设置于水箱1另一端底侧，将立式离心泵4分别与水箱1的水箱进水口3和水箱出水口8用水管9连接，立式离心泵4下固定离心泵支架5，立式离心泵4出水口端固定一截止阀10。本实用新型的风帆助航船舶推进装置水池实验台提高了水流的稳定性和均匀性。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶领域。
背景技术
世界能源需求不断增长，非再生能源濒临匮乏；发展低碳经济、减少温室气体排放、保护全球生态平衡，已成为全球的共识，在面临能源危机和环境污染问题，巨型船舶消耗大量宝贵的石油资源，而排放大量废气，由于船舶体积巨大，在大型船舶上做实验需要的费用非常高，而且进行风帆实验容易出现船舶翻覆的危险，现有的整流装置造流系统各喷口产生的高速流直接进入水池，而没有任何整流措施，所以实际所造水流的稳定性、均匀性较差，对于试验结果会造成一定的不良影响。
发明内容
为了克服上述现有技术的问题，本实用新型提供了一种风帆助航船舶推进装置水池实验台。
为了达到上述目的，提供的一种风帆助航船舶推进装置水池实验台。所述风帆助航船舶推进装置水池实验台包括水箱1、水流整流箱2、水箱进水口3、立式离心泵4、离心泵支架5、水箱把手6、水箱支架7、水箱出水口8、水管9、截止阀10，其中，水箱1为上面开口的长方体，水箱支架7固定在水箱1下方，水箱1的两端分别有水箱进水口3和水箱出水口8，水箱进水口3设置于水箱1一端的侧面，水箱出水口8设置于水箱1另一端底侧，将立式离心泵4分别与水箱1的水箱进水口3和水箱出水口8用水管9连接，立式离心泵4下固定离心泵支架5，立式离心泵4出水口端固定一截止阀10。
有益效果：本实用新型的风帆助航船舶推进装置水池实验台利用泵和整流装置在水池内产生稳定的水流区域，将等比例缩小的模型船固定在区域以便获得与实船一样的航行特性，通过模型试验得到数据，最终完成风帆助航船舶的研究，通过使用压力传感器和一定的结构代替了原有的帆，使现有设备更加简便，可以帮助提高水流的稳定性和均匀性。
附图说明
图1本实用新型风帆助航船舶推进装置水池实验台的三维模型图。
图2本实用新型风帆助航船舶推进装置水池实验台的船舶侧视图。
图3本实用新型风帆助航船舶推进装置水池实验台的船舶斜视图。
图4本实用新型风帆助航船舶推进装置水池实验台的整流装置三维模型图。
图5本实用新型风帆助航船舶推进装置水池实验台的无水流整流器时水箱中水流流速的仿真结果图。
图6本实用新型风帆助航船舶推进装置水池实验台的有水流整流器时水箱中水流流速的仿真结果图。
附图标识：1、水箱；2、水流整流箱；3、水箱进水口；4、立式离心泵；5、离心泵支架；6、水箱把手；7、水箱支架；8、水箱出水口9、水管；10、截止阀；11、螺旋桨；12、轴承；13、转速检测装置；14、推进电机；15、模拟桅杆；16、船头挡板；17、螺旋桨转动轴；18、配重。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1，在本实施例中，所述风帆助航船舶推进装置水池实验台包括水箱1、水流整流箱2、水箱进水口3、立式离心泵4、离心泵支架5、水箱把手6、水箱支架7、水箱出水口8、水管9、截止阀10，其中，水箱1为上面开口的长方体，水箱支架7固定在水箱1下方，水箱1的两端分别有水箱进水口3和水箱出水口8，水箱进水口3设置于水箱1一端的侧面，水箱出水口8设置于水箱1另一端底侧，将立式离心泵4分别与水箱1的水箱进水口3和水箱出水口8用水管9连接，立式离心泵4下固定离心泵支架5，立式离心泵4出水口端固定一截止阀10。
参照图2及图3，船舶模型主要包括船体、螺旋桨11、轴承12、转速检测装置13、推进电机14、模拟桅杆15、船头挡板16、螺旋桨转动轴17、配重18，其中，推进电机14选用的是直流电机，固定于船体内，电机的额定电压为12V，额定功率60W；电机轴带动一根圆柱形铁条，作为螺旋桨转动轴17；螺旋桨转动轴17固定于嵌入船体内的轴承12内，保证螺旋桨11在转动时，螺旋桨轴17与电机轴在同一直线上，螺旋桨11不产生抖动；在螺旋桨转动轴17上装设一转速检测装置13，用来测量螺旋桨转速；配重18是将铁板嵌入到船体内部，保证船模的相应比例的吃水量，其上部固定模拟桅杆15，其中船头设置一个与水平面垂直的船头挡板16，用其来实现船体与压力传感器的作用力杆保持垂直，保证船舶航行时向前的作用力与压力传感器作用杆平行。
参照图4，整流装置的稳流板是由5mm厚的硬塑料板制成，四周由3mm铁板固定整流板，水流整流版应用于实验用水箱的入水口一端，并且并排设置两个同样的水流整流器，如图1所示。
参照图5及图6，利用fluent软件对水箱在无水流整流器和在有水流整流器情况下进行仿真，仿真环境为：截止阀调节到开度最大时，水箱入水口水流速度等于离心泵的出水口水流速度，速度为5m/s，仿真结果如图5及图6所示，通过仿真，我们可以清晰看到水箱中各点的水流方向和水流速度，并通过两次仿真结果对比可以得知利用水流整流器后的水箱中的水流速度更加平稳、均匀。
（1）将以目标船的相应的比例进行实物船舶建模，搭建一合适的船舶航行的海水环境平台，研制出相应的推进器调速控制系统，来模拟船舶在海水中航行时，在有风帆助推作用的情况下，通过控制系统的自动控制来调节推进器，保持船舶始终处于定航速航行状态。
（2）风帆助航船舶推进器调速系统是以C8051F330单片机为控制核心，控制系统的输入信号包含有航速设定信号、主机转速设定信号、实际航速信号、实际主机转速信号，将输入信号进行信号处理，转化成单片机可以识别的电信号，输送给单片机，单片机进行相应的运算处理后，将输出信号送给柴油机控油的执行机构，调节油门的大小，最终调节柴油机转速大小。
（3）船舶模型是以某24000载重吨的成品油船为目标船，以1:229的比例尺同比例缩小建造的模型，船模的航行平台为一长2m、宽 0.9m、高0.4m的水箱，水箱中水可以模拟海水流动，忽略船体所受的侧向力，船体的船头设置一挡板，该挡板作用在固定水箱上的压力传感器上，在船体中部设置一模拟风帆，水流为从船头流向船尾的恒速水流，船尾的螺旋桨给船体前进方向的推力，这样船舶所受力包括固定挡板推力、风帆助推力、水流阻力和螺旋桨推力，在此四个力的共同作用下使船舶相对水箱静止，由于水流速度恒定，且船舶相对水箱静止，根据相对运动原理，我们可视船体处于相对于水流处于恒速的航行状态。
以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种风帆助航船舶推进装置水池实验台，其特征在于，所述风帆助航船舶推进装置水池实验台包括水箱（1）、水流整流箱（2）、水箱进水口（3）、立式离心泵（4）、离心泵支架（5）、水箱把手（6）、水箱支架（7）、水箱出水口（8）、水管（9）、截止阀（10），其中，水箱（1）为上面开口的长方体，水箱支架（7）固定在水箱（1）下方，水箱（1）的两端分别有水箱进水口（3）和水箱出水口（8），水箱进水口（3）设置于水箱（1）一端的侧面，水箱出水口（8）设置于水箱（1）另一端底侧，将立式离心泵（4）分别与水箱（1）的水箱进水口（3）和水箱出水口（8）用水管（9）连接，立式离心泵（4）下固定离心泵支架（5），立式离心泵（4）出水口端固定一截止阀（10）。
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| CN112987771B (zh) * | 2021-03-08 | 2023-10-27 | 大连海事大学 | 基于多端口输出误差触发机制的机帆船路径跟踪控制方法 |
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