RU2303550C1 - Facility for reducing ship hydrodynamic resistance - Google Patents
Facility for reducing ship hydrodynamic resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303550C1 RU2303550C1 RU2005140201/11A RU2005140201A RU2303550C1 RU 2303550 C1 RU2303550 C1 RU 2303550C1 RU 2005140201/11 A RU2005140201/11 A RU 2005140201/11A RU 2005140201 A RU2005140201 A RU 2005140201A RU 2303550 C1 RU2303550 C1 RU 2303550C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixer
- sections
- water
- metering device
- gas
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам снижения сопротивления судов путем введения в пограничный слой корпуса судна рабочей среды в виде различного рода веществ (полимеров, газов, воздуха, водоотталкивающей смазки и т.п.). Позволяет упростить устройство, повысить его эффективность.The invention relates to shipbuilding, in particular to devices for reducing the resistance of ships by introducing into the boundary layer of the hull of the vessel a working medium in the form of various kinds of substances (polymers, gases, air, water-repellent grease, etc.). Allows you to simplify the device, increase its efficiency.
Известно устройство подачи рабочей среды в виде раствора полимера в пограничный слой корпуса судна, содержащее смеситель, отверстия или щели с обтекателем по периметру корпуса, соединенные через коллектор с трубопроводом, который сообщен со смесителем (авторское свидетельство СССР №1068325, 1984). Принято за прототип.A device for supplying a working medium in the form of a polymer solution to the boundary layer of a ship’s hull, containing a mixer, holes or slots with a cowl around the hull perimeter, is connected through a manifold to a pipeline that is connected to the mixer (USSR copyright certificate No. 1068325, 1984). Taken as a prototype.
Недостатки устройства - необходимость возить расходуемый полимер, при этом конструкция устройства достаточно сложная, эффективность подачи раствора вещества сравнительно низкая, так как отсутствует регулировка параметров раствора в зависимости от места подачи по корпусу (борт, днище, верхняя часть корпуса).The disadvantages of the device are the need to carry a consumable polymer, while the design of the device is quite complicated, the efficiency of the supply of the solution of the substance is relatively low, since there is no adjustment of the parameters of the solution depending on the feed place in the hull (side, bottom, upper part of the hull).
Известен способ снижения гидродинамического сопротивления движению тел, состоящий в создании в пограничном слое электромагнитного поля, которое генерирует комплексы молекул (вместо полимеров) (авторское свидетельство СССР №364483, 1972 г.).There is a method of reducing the hydrodynamic resistance to the movement of bodies, which consists in creating an electromagnetic field in the boundary layer that generates complexes of molecules (instead of polymers) (USSR copyright certificate No. 364483, 1972).
Недостаток способа - необходимость наличия расходуемых железных и/или алюминиевых электродов на внешнем корпусе тела.The disadvantage of this method is the need for consumable iron and / or aluminum electrodes on the outer body.
Известно устройство для снижения сопротивления трения движущегося в воде объекта, содержащее оболочку с ячейками, охватывающую корпус объекта, с отверстиями для выпуска водоотталкивающей смазки на наружную поверхность оболочки (авторское свидетельство СССР №1726308, 1992 г.).A device is known for reducing the friction resistance of an object moving in water, containing a shell with cells covering the body of the object, with holes for releasing water-repellent lubricant on the outer surface of the shell (USSR author's certificate No. 1726308, 1992).
Недостатки устройства - необходимость возить расходуемую водоотталкивающую смазку или ингредиенты смазки для изготовления ее на борту судна, громоздкость конструкции, низкая надежность и живучесть, трудности ремонта.The disadvantages of the device are the need to carry consumable water-repellent grease or lubricant ingredients for manufacturing it on board the vessel, the bulkiness of the structure, low reliability and survivability, difficulties in repair.
Технический результат предлагаемого изобретения - упрощение конструкции устройства, повышение эффективности работы устройства, а именно: увеличение степени использования рабочей среды и снижение гидродинамического сопротивления судна, отсутствие необходимости возить расходные вещества, материалы.The technical result of the invention is to simplify the design of the device, increase the efficiency of the device, namely: increasing the degree of use of the working environment and reducing the hydrodynamic resistance of the vessel, no need to carry consumables, materials.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, имеющем смеситель, отверстия или щели с обтекателем по периметру корпуса, соединенные через коллектор со смесителем, в качестве смесителя используется трансзвуковой струйный аппарат - смеситель-насос Фисенко, а в качестве рабочей среды - вырабатываемая в смесителе однородная (гомогенная) газоводяная или пароводяная двухфазная смесь (далее - двухфазная смесь). При этом доля газа (воздуха, пара) составляет от 0,2 до 0,9, что обеспечивает скорость потока двухфазной смеси на выходе аппарата 20-100 м/с. Отверстия или щели по периметру подводной части корпуса в плоскости шпангоута судна объединены в автономные секции (днищевые, бортовые, палубные, выступающих частей корпуса), причем каждая секция имеет свой коллектор и трубопровод с дозирующим устройством. Секционные трубопроводы соединены с общим трубопроводом или с выходом секционного смесителя. Первый вход смесителя соединен трубопроводом, снабженным дозирующим устройством, с источником воды (например, с забортной), второй вход смесителя соединен трубопроводом (с дозирующим устройством) с источником газа или воздуха (пара). Источником пара может быть, например, паровой котел судна.The technical result is achieved by the fact that in the known device having a mixer, holes or slots with a cowl around the perimeter of the housing, connected through a collector to the mixer, a transonic jet apparatus — a Fisenko mixer-pump — is used as a mixer, and produced as a working medium in the mixer homogeneous (homogeneous) gas-water or steam-water two-phase mixture (hereinafter - the two-phase mixture). In this case, the proportion of gas (air, steam) is from 0.2 to 0.9, which ensures a two-phase mixture flow rate at the apparatus outlet of 20-100 m / s. Holes or slots around the perimeter of the underwater hull in the plane of the ship’s frame are combined into autonomous sections (bottom, side, deck, protruding parts of the hull), each section having its own manifold and piping with a metering device. Sectional pipelines are connected to a common pipeline or to the outlet of a sectional mixer. The first input of the mixer is connected by a pipeline equipped with a metering device to a source of water (for example, from an outboard), the second input of the mixer is connected by a pipe (with a metering device) to a source of gas or air (steam). The source of steam may be, for example, a steam boiler of a ship.
На фиг.1 представлены конструктивная и гидравлическая схемы предлагаемого устройства, на фиг.2 - расположение секционных коллекторов по периметру подводной части судна с трубопроводами, на фиг.3 - размещение устройства на надводном судне и подводном аппарате.Figure 1 shows the structural and hydraulic diagrams of the proposed device, figure 2 - the location of the sectional collectors around the perimeter of the underwater part of the vessel with pipelines, figure 3 - placement of the device on the surface vessel and underwater vehicle.
Устройство подачи двухфазной смеси на поверхность корпуса судна содержит смеситель 1, отверстия или щели 2 с обтекателем 3, расположенные в носовой части судна по периметру погруженной части корпуса 4 и соединенные через коллектор 5 с трубопроводом 6, который соединен с выходом 7 смесителя 1. Первый вход 8 смесителя 1 соединен трубопроводом 9 (с дозирующим устройством 10). Второй вход 11 смесителя 1 соединен трубопроводом 12 (с дозирующим устройством 13) с источником газа или воздуха (пара) 14.The device for supplying a two-phase mixture to the surface of the ship’s hull contains a mixer 1, holes or
На фиг.2а коллектор 5 у надводного судна разделен для примера на 3 автономные секции (две бортовые и одна днищевая). Каждая секция имеет секционный трубопровод 15 (15а, 15б) с дозирующими устройствами 16 (16а, 16б). Секционные трубопроводы 15 соединены с общим трубопроводом 6. Устройство имеет один общий смеситель с оборудованием 17, показанным на фиг.1.On figa collector 5 at the surface vessel is divided for example into 3 autonomous sections (two side and one bottom). Each section has a sectional pipe 15 (15a, 15b) with metering devices 16 (16a, 16b). Sectional pipelines 15 are connected to a
В варианте 2 компоновки устройства каждая секция имеет свой смеситель со всем необходимым оборудованием 17.In
При варианте 3 бортовые секции могут иметь общий смеситель, а днищевая секция свой смеситель, с необходимым оборудованием 17.With option 3, the side sections can have a common mixer, and the bottom section has its own mixer, with the
Для подводного аппарата (фиг.2б) возможны 4 варианта компоновки устройства. В варианте 1 коллектор может состоять из 4-х секций: двух бортовых 5а, днищевой 5б и верхней секции 5в. При этом используется один комплект оборудования 17 и четыре секционных трубопровода с дозирующими устройствами.For the underwater vehicle (fig.2b) there are 4 possible layout of the device. In option 1, the collector may consist of 4 sections: two airborne 5a, bottom 5b and upper section 5c. In this case, one set of
В варианте 2 каждая из секций имеет свой смеситель с соответствующим оборудованием 17.In
В варианте 3 коллекторы бортовых секций имеют один общий трубопровод с дозирующим устройством. Трубопроводы бортовых секций, днищевой и верхней секции соединяются с трубопроводом 6.In option 3, the collectors of the airborne sections have one common pipeline with a metering device. The pipelines of the side sections, bottom and top sections are connected to the
В варианте 4 бортовые секции с общим трубопроводом с дозирующим устройством днищевая и верхняя секции имеют самостоятельный смеситель.In
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Для запуска устройства в смеситель 1 через первый вход 8 подается вода (например, забортная) по трубопроводу 9. Регулировка расхода воды осуществляется дозирующим устройством 10. Через второй вход 11 смесителя поступает газ или воздух (пар) от источника газа или воздуха 14 по трубопроводу 12. Регулировка расхода и давления газа или воздуха производится дозирующим устройством 13. В случае использования пара его источником 14 может быть паровой котел судна. В качестве смесителя используется трансзвуковой струйный аппарат Фисенко (авт. св. №966326, опубл. 1982 г.; авт. св. №1699564, опубл. 1991 г.; патент РФ №2016261, опубл. 1994 г.; патент РФ №2155280, опубл. 2000 г.), являющийся одновременно смесителем и насосом. В смесителе 1 вода и газ поступают в камеру смешения, где получается поток двухфазной смеси, который далее тормозится с возрастанием давления в потоке до определенной величины, которая при сохранении двухфазного состояния обеспечивает на выходе смесителя заданную скорость потока.To start the device, water (for example, outboard) is supplied to the mixer 1 through the first inlet 8 through a pipeline 9. The water flow rate is adjusted by a metering device 10. Through the second inlet 11 of the mixer gas or air (steam) is supplied from a gas or air source 14 through a pipeline 12 The adjustment of the flow rate and pressure of gas or air is carried out by the metering device 13. In the case of using steam, its source 14 may be a steam boiler of the vessel. As a mixer, the Fisenko transonic inkjet apparatus is used (ed. St. No. 966326, publ. 1982; ed. St. No. 1699564, publ. 1991; RF patent No. 2016261, publ. 1994; RF patent No. 2155280 , publ. 2000), which is both a mixer and a pump. In mixer 1, water and gas enter the mixing chamber, where a two-phase mixture flows, which is then inhibited with increasing pressure in the stream to a certain value, which, while maintaining a two-phase state, provides a predetermined flow rate at the mixer output.
В смесителе 1 образуется однородная (гомогенная) газоводяная (пароводяная) двухфазная смесь с микроскопическими газовыми (паровыми, воздушными) включениями, которая транспортируется по трубопроводу 6 в коллектор 5 и из него через отверстия (щели) 3 в пограничный слой на корпусе судна 4. Свойства двухфазной смеси определяются объемными соотношениями ее составляющих. При равенстве объемов воды и газа (пара) и скорости движения двухфазной смеси на выходе смесителя, превышающей скорость распространения звука в двухфазной смеси, имеет место минимальное (практически нулевое) сопротивления трения этой смеси о поверхности корпуса и в трубопроводах (Фисенко В.В. «Сжимаемость теплоносителя и эффективность работы контуров циркуляции ЯЭУ». М.: Энергоатомиздат, 1987).In the mixer 1, a homogeneous (homogeneous) gas-water (steam-water) two-phase mixture with microscopic gas (steam, air) inclusions is formed, which is transported through
Наличие нескольких самостоятельных секций коллекторов позволяет повысить эффективность использования потока двухфазной смеси, особенно для надводного судна. При качке судна и наличии одного коллектора двухфазная смесь, имея меньшую плотность, чем забортная вода, будет стремиться всплыть, при этом появятся оголенные (без обтекания двухфазной смесью) участки корпуса судна, снизится эффективность снижения сопротивления судна в целом. Увеличение скорости подачи двухфазной смеси через бортовые секции, оставляя прежней подачу через днищевую секцию, позволит компенсировать указанное влияние качки.The presence of several independent sections of the collectors can improve the efficiency of using the flow of a two-phase mixture, especially for a surface vessel. When the vessel is pitching and there is one collector, the two-phase mixture, having a lower density than sea water, will tend to float, while bare (without flowing around the two-phase mixture) sections of the ship's hull will appear, and the effectiveness of reducing the resistance of the vessel as a whole will decrease. An increase in the feed rate of the two-phase mixture through the side sections, leaving the feed through the bottom section the same, will compensate for the indicated influence of pitching.
Единый коллектор совершенно непригоден для судов (например, танкеров), у которых на переходе морем большая разница в осадке в нагруженном состоянии и порожнем.A single collector is completely unsuitable for vessels (for example, tankers), which have a large difference in draft when they are loaded and empty when crossing the sea.
Предлагаемое устройство позволит существенно снизить сопротивление движению надводных судов, подводных аппаратов, тем самым уменьшить расход топлива и время доставки грузов и пассажиров в порты назначения.The proposed device will significantly reduce the resistance to movement of surface ships, underwater vehicles, thereby reducing fuel consumption and the time of delivery of goods and passengers to ports of destination.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140201/11A RU2303550C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Facility for reducing ship hydrodynamic resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140201/11A RU2303550C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Facility for reducing ship hydrodynamic resistance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2303550C1 true RU2303550C1 (en) | 2007-07-27 |
Family
ID=38431667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005140201/11A RU2303550C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Facility for reducing ship hydrodynamic resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303550C1 (en) |
-
2005
- 2005-12-22 RU RU2005140201/11A patent/RU2303550C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7997221B2 (en) | Apparatus for reducing drag on a nautical vessel | |
KR100188464B1 (en) | Method and device of reducing friction on a navigating vehicle | |
KR100441723B1 (en) | Friction-reducing ship and method for reducing skin friction | |
CN102514693B (en) | Method for loop ballast exchange system for marine vessels during navigation | |
US8763547B2 (en) | Apparatus for lowering drag on a moving nautical vessel | |
KR20050033651A (en) | Ballast exchange system for marine vessels | |
WO2021129460A1 (en) | Method and device for reducing wave-making resistance and friction force during ship navigation | |
US4522141A (en) | Shipboard ice lubrication system and jet pump for use therein | |
Sindagi et al. | Frictional drag reduction: Review and numerical investigation of microbubble drag reduction in a channel flow | |
RU2303550C1 (en) | Facility for reducing ship hydrodynamic resistance | |
JP2002002582A (en) | Friction resistance reducing ship | |
RU2299152C1 (en) | Two-mode water scoop of hovercraft water-jet propeller | |
US9688551B2 (en) | Nozzle mixing apparatus and methods for treating water in ship ballast tanks | |
KR20020020624A (en) | Method of reducing frictional resistance of a hull, and frictional resistance reducing vessel | |
JP2018154199A (en) | Vessel | |
KR20140090396A (en) | Non-ballast ship | |
RU2312036C2 (en) | Device for reduction of hydraulic resistance of water conduit of shipboard water-jet propeller | |
JPH10175588A (en) | Frictional resistance reducing device for ship | |
KR20150021983A (en) | Non-ballast ship | |
Nakisa et al. | Numerical study on propeller performance for a vessel in restricted water | |
JP2001328584A (en) | Frictional resistance-reduced ship | |
JP2002002581A (en) | Friction resistance reducing ship, and friction resistance reducing method for hull | |
Sindagi et al. | The Energy Economics of Air Lubrication System | |
JP2001206276A (en) | Frictional resistance reduced ship using magnetic field | |
RU2184678C2 (en) | Two-mode water scoop of water-jet propeller of high-speed ship |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |