RU2079420C1 - Водозаборник судовой движительной установки - Google Patents
Водозаборник судовой движительной установки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079420C1 RU2079420C1 RU94029978A RU94029978A RU2079420C1 RU 2079420 C1 RU2079420 C1 RU 2079420C1 RU 94029978 A RU94029978 A RU 94029978A RU 94029978 A RU94029978 A RU 94029978A RU 2079420 C1 RU2079420 C1 RU 2079420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- flow
- cylinder
- cylinders
- pipe line
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Ship Loading And Unloading (AREA)
Abstract
Использование: относится к судостроению, а именно водозаборникам движительных установок судов с водометными и гидрореактивными движителями, гребными винтами. Сущность изобретения: водозаборник судовой движительной установки содержит водоприемный патрубок и проточный трубопровод с поворотным коленами. Внутри проточного трубопровода по его высоте, перпендикулярно диаметральной плоскости судна размещены один или несколько цилиндров с возможностью их вращения. В местах размещения цилиндров цилиндрические поверхности носовой и кормовой частей трубопровода выполнены по форме, соответствующей линиям тока воды при работе установки в режиме крейсерской скорости. 2 ил.
Description
Изобретение относится к судостроению, а именно к водозаборникам движительных установок судов с водометными и гидрореактивными движителями, гребными винтами. Может быть использовано на быстроходных судах на подводных крыльях, СВП скегового типа, полупогружных, водоизмещающих и глиссирующих судах. Имеет более высокий коэффициент полезного действия. Может быть использовано для конструирования водозаборников с регулируемыми характеристиками.
Известны водозаборники судовых движительных установок, содержащие водоприемный патрубок (водоприемное отверстие)) и проточный трубопровод (водоводную трубу) с поворотными коленами (а.с. N 391004, B 63 H 11/02, СССР, 1973; а.с. N 423702, B 63 H 11/00, СССР, 1974; а.с. N 548486, B 63 H 11/04, СССР, 1977, а.с. N 931588, B 63 H 11/08, СССР, 1982; заявка Японии N 60-35689, B 63 B 39/08, 1985; заявка Японии N 1-50639, B 63 H 11/04, 1989 и др. ). Основной недостаток этих устройств сравнительно небольшой коэффициент полезного действия, не превышающий 0,60.
В качестве прототипа использован водозаборник судовой движительной установки (1, с 170 173, рис. 5.8 и 5.12). Он состоит из водоприемного патрубка (водоприемного отверстия) и проточного трубопровода (водопроводной трубы) с поворотным коленами (одним, двумя).
Недостаток прототипа сравнительно небольшой КПД при скорости хода менее 60 65 узлов.
Для увеличения КПД судовой движительной установки в известном устройстве, содержащем водоприемный патрубок и проточный трубопровод с поворотными коленами, внутри проточного трубопровода перпендикулярно диаметральной плоскости судна размещены по высоте (длине) трубопровода один или несколько цилиндров с возможностью вращения, причем в местах размещения цилиндров цилиндрические поверхности носовой и кормовой частей трубопровода выполнены по форме, соответствующей продольным линиям тока воды при работе установки в режиме крейсерской скорости.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается от прототипа тем, что
внутри проточного трубопровода перпендикулярно диаметральной плоскости судна по высоте трубопровода размещены один или несколько цилиндров с возможностью вращения;
в местах размещения цилиндров цилиндрические поверхности носовой и кормовой частей трубопровода выполнены по форме, соответствующей продольным линиям тока воды при работе установки в режиме крейсерской скорости.
внутри проточного трубопровода перпендикулярно диаметральной плоскости судна по высоте трубопровода размещены один или несколько цилиндров с возможностью вращения;
в местах размещения цилиндров цилиндрические поверхности носовой и кормовой частей трубопровода выполнены по форме, соответствующей продольным линиям тока воды при работе установки в режиме крейсерской скорости.
Из близких аналогов рассмотрен водозаборник водометного движителя по а. с. N 391004, B 63 H 11/02, СССР, 1973.
Аналог содержит входной патрубок, проточный трубопровод с поворотными коленами и направляющие лопатки. Здесь конструктивным элементом повышения КПД за счет уменьшения гидравлических потерь служат направляющие лопатки в поворотных коленах. Однако добиться существенного увеличения КПД с их помощью не удается. В заявленном устройстве дополнительно к существующим мерам повышения КПД используется размещение вращающихся цилиндров внутри трубопровода водозаборника.
На фиг. 1 представлено продольное сечение устройства с глубокопогруженной приемной частью, на фиг. 2 водозаборник с малопогруженным водоприемным отверстием. Устройство содержит проточный трубопровод 1, входной патрубок (водоприемное отверстие) 2, направляющие лопатки 3 и 4 в поворотных коленах, движитель (водометный насос, гребной винт и др.) 5, установленный в корпусе судна 6, и цилиндр 7.
Устройство функционирует следующим образом.
При работе движителя 5 и под действием скоростного напора (для фиг. 1) вода поступает во входной патрубок (водоприемное отверстие) 2 и с помощью лопаток 3 направляется к цилиндру 7. При вращении цилиндра 7 в результате эффекта Магнуса на цилиндре возникают подъемная сила (здесь дополнительная сила тяги) и сила сопротивления. В дальнейшем вода движется к направляющим лопаткам 4 и далее к движителю 5.
Дадим оценку эффекта размещения цилиндра (см. фиг. 1 и 2). Пусть имеем судно с водометным движителем (2, с. 208). Скорость судна Yос 34 узла, диаметр насоса д 0,91 м, объемный расход воды Q0 6 м3/c, упор движителя T0 81,4 кН, скорость воды в трубопроводе Y0 10 м/с. Примем проходное сечение в месте размещения цилиндра равным 0,6 х 1,0 м, тогда размеры цилиндра будут: длина l 0,6 м, диаметр Dц 0,3 м.
Подъемная сила и сила сопротивления на цилиндре будут
Здесь S l•Dц площадь диаметральной плоскости цилиндра;
Cy коэффициент подъемной силы (в изолированном состоянии Cy 8.15).
Здесь S l•Dц площадь диаметральной плоскости цилиндра;
Cy коэффициент подъемной силы (в изолированном состоянии Cy 8.15).
Cx коэффициент сопротивления цилиндра.
Примем с учетом стесненности потока в районе работы цилиндра Cy 3,0 и Cx 0,5•Cy 1,5. Возможно, что реальные значения коэффициентов окажутся существенно выше. В этом случае получим
На вращение цилиндра требуется в среднем 7,5% от подъемной силы, что равносильно снижению упора движителя на величину, равную
Учитывая взаимодействие потоков в трубопроводе (вращательного и поступательного) с целью снижения до минимума сопротивления трения носовая и кормовая части внутри трубопровода выполнены по форме линий тока реальной жидкости для крейсерской скорости судна. Сила Px приложена через вал цилиндра к обшивке водозаборника, направлена примерно по вертикали вверх и приводит к разгрузке судна. Одновременно при вращении цилиндра повышается скорость движения воды по внутренней поверхности трубопровода, главным образом, в районе размещения цилиндра (примерно на длине 4 5 диаметров цилиндра). Примем, что увеличение трения приведет к повышению необходимого напора насоса Н на 20% по сравнению со случаем, когда цилиндр отсутствует.
На вращение цилиндра требуется в среднем 7,5% от подъемной силы, что равносильно снижению упора движителя на величину, равную
Учитывая взаимодействие потоков в трубопроводе (вращательного и поступательного) с целью снижения до минимума сопротивления трения носовая и кормовая части внутри трубопровода выполнены по форме линий тока реальной жидкости для крейсерской скорости судна. Сила Px приложена через вал цилиндра к обшивке водозаборника, направлена примерно по вертикали вверх и приводит к разгрузке судна. Одновременно при вращении цилиндра повышается скорость движения воды по внутренней поверхности трубопровода, главным образом, в районе размещения цилиндра (примерно на длине 4 5 диаметров цилиндра). Примем, что увеличение трения приведет к повышению необходимого напора насоса Н на 20% по сравнению со случаем, когда цилиндр отсутствует.
Найдем скорость судна с заявленным водозаборником из выражения
КПД движителя определяется по формуле
Разделим КПД предлагаемого водозаборника на КПД прототипа, получим
Здесь ηрк КПД насоса, которое будет считать неизменным.
КПД движителя определяется по формуле
Разделим КПД предлагаемого водозаборника на КПД прототипа, получим
Здесь ηрк КПД насоса, которое будет считать неизменным.
Представляя в (*) Y 37,2 узла, Т 81,4 + 27 2 106,4 кН, H 1,2 Но, Q Q0, получим μ 1,19, т. е. при КПД прототипа 0,6 будем иметь новое КПД равным 0,71, что представляет существенное увеличение пропульсивных качеств движителя.
Наибольшая дополнительная сила тяги и КПД возможны при натекании воды на цилиндр под углом 26o к вертикали. В этом случае равнодействующая сил Py и Px будет равна и КПД установки 0,73, где
Оптимальное проектирование устройства, использование нескольких цилиндров позволит получить более высокие пропульсивные характеристики движителей.
Оптимальное проектирование устройства, использование нескольких цилиндров позволит получить более высокие пропульсивные характеристики движителей.
Следует ожидать, что работа цилиндров может обеспечить высокую эффективность как в режиме разгона судна, так и на полном ходу, заменив достаточно громоздкие конструкции, реализующие в настоящее время двухрежимную работу движителей быстроходных судов.
Claims (1)
- Водозаборник судовой движительной установки, размещенный на судне, содержащий водоприемный патрубок и проточный трубопровод с поворотными коленами, отличающийся тем, что внутри проточного трубопровода перпендикулярно диаметральной плоскости судна размещены по высоте трубопровода один или несколько цилиндров с возможностью вращения, причем в местах размещения цилиндров цилиндрические поверхности носовой и кормовой частей трубопровода выполнены по форме, соответствующей продольным линиям тока воды при работе установки в режиме крейсерской скорости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94029978A RU2079420C1 (ru) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | Водозаборник судовой движительной установки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94029978A RU2079420C1 (ru) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | Водозаборник судовой движительной установки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94029978A RU94029978A (ru) | 1996-08-20 |
RU2079420C1 true RU2079420C1 (ru) | 1997-05-20 |
Family
ID=20159611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94029978A RU2079420C1 (ru) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | Водозаборник судовой движительной установки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2079420C1 (ru) |
-
1994
- 1994-08-09 RU RU94029978A patent/RU2079420C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 391004, кл. B 63 H 11/02, 1973. Мавлюдов М.А., Русецкий А.А., Садовников Ю.М., Фишер Э.А. Движители быстроходных судов: 2 изд., переработ. и доп. - Л.: Судостроение, 1982, с. 170 - 173, рис.5.8, 5.12. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94029978A (ru) | 1996-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0497776B1 (en) | Monohull fast sealift or semi-planing monohull ship | |
KR880002206B1 (ko) | 선저 배기식 고속정 | |
CN2350310Y (zh) | 设有通水管道的增速船舶 | |
US5282763A (en) | Steerable bow thruster for swath vessels | |
AU605626B2 (en) | A water vehicle with guiding fins | |
Van Terwisga et al. | Steerable propulsion units: hydrodynamic issues and design consequences | |
CN85104618B (zh) | 吸入阻碍船舶前进的兴波阻力造成的波浪,用来推进船舶的装置 | |
GB2442712A (en) | Producing a pressure potential over a body | |
US3207118A (en) | Boat propulsion system | |
RU2079420C1 (ru) | Водозаборник судовой движительной установки | |
KR890001619B1 (ko) | 프로펠러 구동 배수형 선박 | |
AU2013328235B2 (en) | Boat | |
KR101620464B1 (ko) | 선박의 터널 스러스터 | |
JP2023067297A (ja) | 航走体の推進力発生システム、航走体及び航走体の抵抗低減方法 | |
CN211901014U (zh) | 一种离心贯流水航体推进装置及应用设备 | |
JP2000512597A (ja) | パワーボート | |
US20020127925A1 (en) | Augmented thrust waterjet propulsor | |
RU2185308C2 (ru) | Водозаборник водометного движителя судна | |
RU2065375C1 (ru) | Полнонапорный водозаборник водометного движителя | |
HRP20040598A2 (en) | Method and system for producing a potential over a body | |
RU2117602C1 (ru) | Судно с частично погруженным шнековым движителем | |
RU2185307C2 (ru) | Полнонапорный водозаборник водометного движителя | |
RU2088462C1 (ru) | Полуподводное судно | |
RU2013306C1 (ru) | Плавучее средство | |
RU2247058C1 (ru) | Устройство, повышающее пропульсивные показатели водометных движителей |