CN2652812Y - 减阻用微气泡生成装置 - Google Patents

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詹德新
王家楣
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Wuhan University of Technology WUT
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Abstract

一种减阻用微气泡生成装置，由空腔、连接管道、压气动力机械、多孔硅板等组成。空腔的进气口与连接管道相连，连接管道与压气动力机械相连，多孔硅板设置在空腔的的内部。多孔硅板外侧表面处理光洁，粗糙度小于2.0μm。并可在水面和水下运动物体底部的纵向两侧安装防溢条。具有微孔结构强度高、不易变形，不易堵塞，不易锈蚀，抗震性能好；容易加工，成本低；有利于形成稳定、均匀的微气泡等优点。适用于水面和水下运动物体的减阻。

Description

减阻用微气泡生成装置
                        技术领域
本实用新型涉及一种减阻用微气泡生成装置，特别是涉及水面及水下运动物体的减阻用微气泡生成装置。
                        背景技术
水面及水下运动物体，如船舶等，随着军事、经济的发展，趋向高速化、大型化，因而运动物体的阻力大幅增加。比如民用船舶，已有多艘五十万吨级船舶正在营运，航速超过80公里/小时的舰船也不少见，某些武器装备的速度则更高。运动物体低速时，粘性阻力占总阻力的80-90％，高速时也达60％。因此减少粘性阻力有利于节能和提高速度。微气泡减阻可控制边界层内的湍流结构，特别是拟序结构，减小湍流动能和雷诺应力，达到减少粘性阻力从而减少总阻力之目的。国内外在微气泡的产生方面，常用的是在运动物体适当部位上安装激光打孔的不锈钢板，将气体压向此不锈钢板的内侧，从而达到在来流中产生直径通常小于50μm的微气泡，(见《船舶力学》，董文才，郭日修，1998，VOL.2(No.5)，73-78和《中国造船》，董文才，郭日修，2000，VOL.41(No.2)，73-78)。
现有的通过在激光打孔的不锈钢板上压入气体生成微气泡的方法，存在如下缺陷：
1)打孔后的不锈钢板大大降低了其强度；
2)因微孔有锥度，易被杂质堵塞且难于清洗，从而降低了所生成
  的微气泡的质量；
3)减振性能差；
4)打孔后的不锈钢板更易变形，将引起微孔变形，从而降低了所
  生成的微气泡的质量；
5)在不锈钢板上用激光打孔，加工难、成本高。
                    发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种微孔结构强度高、不易变形，不易被杂质堵塞，抗震性能好，硬度高，易加工，成本低，不易锈蚀，能生成稳定、均匀的微气泡的减阻用微气泡生成装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型由空腔、多孔硅板、连接管道、压气动力机械(压气机等)组成。空腔的进口与连接管道相连，连接管道与压气动力机械(压气机等)相连。空腔安装在水面及水下运动物体上，空腔除了进口和有多孔硅板的一侧外，其余部位密封以防气体或水进入运动物体内部。空腔的一外侧(例如底面外侧)与运动物体的一外侧(例如底面外侧)相连并组成一个整体表面与水接触。多孔硅板外侧表面处理光洁，粗糙度小于2.0μm。多孔硅板的另一侧(内侧)为空腔内侧，从空腔内侧(无水一侧)压入气体，压入的气体为空气或其它气体。压入的气体进入空腔，气体经过多孔硅板的微孔生成微气泡从多孔硅板外侧溢出，而多孔硅板外侧与水接触，微气泡在运动物体外侧水流的作用下沿流动方向V覆盖运动物体表面。
水面及水下运动物体的首部及中部水平或垂直安装若干个减阻用微气泡生成装置，压入的气体从多孔硅材料的微孔中流出形成微气泡，在运动物体外侧上游来流的作用下使微气泡保持在流动边界层内并沿流向覆盖运动物体表面，减少粘性阻力，从而减少总阻力。为了防止微气泡溢出，也可在水面和水下运动物体底部的纵向两侧安装防溢条。
本实用新型具有如下的优点：
1)多孔硅材料形成的微孔纵横交错，微孔结构强度高、不易变
  形，有利于形成均匀的微气泡；
2)多孔硅材料的海绵状结构易于将杂质堵在微孔外面，有利于
  形成稳定、均匀的微气泡；
3)抗震性能好；
4)硬度高，不易变形；
5)易加工，成本低，不易锈蚀。
                 附图说明
图1为本实用新型的多孔硅板水平安装的结构示意图；
图2为本实用新型的多孔硅板垂直安装的结构示意图；
图3为本实用新型安装在平底船上的结构示意图。
其中：1-压气动力装置2-多孔硅板3-进气口(无水一侧)4-水面或水下运动物体  5-气源方向  6-连接管道  7-微气泡覆盖物体表面  8-防溢条V-水流动方向
                 具体实施方式
本实用新型由空腔、多孔硅板2、连接管道6、压气机组成。空腔的进口与连接管道6相连，连接管道6与压气机相连。空腔安装在水面及水下运动物体上，空腔除了进口和有多孔硅板2的一侧外，其余部位密封以防气体或水进入运动物体内部。空腔的一外侧(例如底面外侧)与运动物体的一外侧(例如底面外侧)相连并组成一个整体表面与水接触。多孔硅板2外侧表面处理光洁，粗糙度小于2.0μm。
在共分20站的平底船的1站与4站之间、7站与12站之间分别水平安装减阻用微气泡生成装置。并在平底船底部的纵向两侧安装防溢条8，以防微气泡溢出。

Claims (3)

1.一种减阻用微气泡生成装置，包括空腔、连接管道(6)、压气动力机械(1)，空腔的进气口(3)与连接管道(6)相连，连接管道(6)与压气动力机械(1)相连，其特征在于：还包括多孔硅板(2)；多孔硅板(2)设置在空腔的的内部。
2.根据权利要求1所述的减阻用微气泡生成装置，其特征在于：可在水面和水下运动物体底部的纵向两侧安装防溢条(7)。
3.根据权利要求1或2所述的减阻用微气泡生成装置，其特征在于：多孔硅板(2)外侧表面处理光洁，粗糙度小于2.0μm。
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