RU2312036C2 - Device for reduction of hydraulic resistance of water conduit of shipboard water-jet propeller - Google Patents
Device for reduction of hydraulic resistance of water conduit of shipboard water-jet propeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312036C2 RU2312036C2 RU2005140202/11A RU2005140202A RU2312036C2 RU 2312036 C2 RU2312036 C2 RU 2312036C2 RU 2005140202/11 A RU2005140202/11 A RU 2005140202/11A RU 2005140202 A RU2005140202 A RU 2005140202A RU 2312036 C2 RU2312036 C2 RU 2312036C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- mixer
- conduit
- gas
- pipe line
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов, подводных аппаратов и других плавсредств.The invention relates to shipbuilding, namely to water jet propulsion of ships, underwater vehicles and other watercraft.
Известны устройства для некоторой компенсации гидравлического сопротивления воды в водоводе водометных движителей путем размещения в водоводе гидродинамических тел и/или за счет формы внутренней обшивки водовода, в результате чего в нем появляется дополнительная (корпусная) сила тяги к основной реактивной силе тяги судна [1-3 и др.].Known devices for some compensation of the hydraulic resistance of water in the conduit of water-jet propulsion devices by placing hydrodynamic bodies in the conduit and / or due to the shape of the inner lining of the conduit, as a result of which an additional (hull) thrust to the main reactive thrust of the vessel appears [1-3 and etc.].
Недостатки таких устройств - гидравлическое сопротивление трения потока воды о внутреннюю обшивку водовода по существу сохраняется и даже увеличивается за счет сопротивления трения размещаемых в водоводе гидродинамических тел и изменения формы обшивки.The disadvantages of such devices is the hydraulic friction resistance of the water flow on the inner lining of the conduit is essentially preserved and even increases due to the friction resistance of the hydrodynamic bodies placed in the conduit and the change in the shape of the lining.
Известен двухрежимный водозаборник водометного движителя высокоскоростного судна [4], содержащий водовод с входным и выходным отверстиями, при этом по периметру входного отверстия установлен трубопровод с пористыми элементами, соединенный со смесителем для приготовления рабочей среды. Принят за прототип.Known bimodal water intake jet propulsion of a high-speed vessel [4], containing a water conduit with inlet and outlet openings, while along the perimeter of the inlet there is a pipeline with porous elements connected to a mixer for preparing a working medium. Adopted for the prototype.
Недостатки прототипа - необходимость возить расходуемые ингредиенты для рабочей среды (высокомолекулярные полимеры), к тому же дорогие; ограниченная запасом полимеров длительность использования устройства; достаточно сложное оборудование для приготовления рабочей среды; недостаточная степень снижения сопротивления трения.The disadvantages of the prototype is the need to carry consumable ingredients for the working environment (high molecular weight polymers), moreover, expensive; limited polymer life for the device; rather sophisticated equipment for preparing the working environment; insufficient degree of reduction of friction resistance.
Техническим результатом изобретения являются - упрощение оборудования для производства рабочей среды, не нужно возить расходные материалы, устройство может работать во все время работы движителя; повышение степени снижения гидравлического сопротивления трения.The technical result of the invention are: simplification of equipment for the production of a working environment, no need to carry consumables, the device can work during the entire operation of the propulsion device; increasing the degree of reduction of hydraulic friction resistance.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем по периметру входного отверстия водовода водометного движителя трубопровод с пористыми элементами, соединенный с оборудованием для приготовления рабочей среды, в качестве смесителя оборудования 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 первый вход смесителя соединен трубопроводом, снабженным дозирующим устройством, с источником воды (например, забортной), второй вход смесителя соединен трубопроводом (с дозирующим устройством) с источником газа или воздуха (пара). Источником пара может быть, например, паровой котел судна. Доля газа (воздуха, пара) в двухфазной смеси составляет от 0,2 до 0,9. Трубопровод с пористыми элементами может состоять из нескольких автономных частей с автономными смесителями. При необходимости в одном или нескольких поперечных сечениях по длине водовода по периметру сечения выполнены щели в его обшивке с коллектором, установленным за обшивкой, соединенным трубопроводом со смесителем. Причем щели и коллектор по длине периметра сечения могут быть выполнены из нескольких автономных секций со своими трубопроводами (с дозирующими устройствами) подачи двухфазной смеси.The technical result is achieved by the fact that in the known device, containing along the perimeter of the water supply inlet of the water-jet propulsion, a pipeline with porous elements connected to equipment for preparing the working medium, a transonic jet apparatus - Fisenko mixer-pump is used as the equipment mixer, and as the working medium - homogeneous (homogeneous) gas-water or steam-water two-phase mixture produced in the mixer (hereinafter - the two-phase mixture). In this case, the first inlet of the mixer is connected by a pipeline equipped with a metering device to a source of water (for example, an outboard), the second input of the mixer is connected by a pipeline (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. The proportion of gas (air, steam) in a two-phase mixture is from 0.2 to 0.9. A pipeline with porous elements can consist of several autonomous parts with autonomous mixers. If necessary, in one or more cross sections along the length of the conduit along the perimeter of the section, slots are made in its casing with a collector installed behind the casing connected by a pipeline to the mixer. Moreover, the slots and the collector along the length of the perimeter of the section can be made of several autonomous sections with their pipelines (with metering devices) for supplying a two-phase mixture.
На фиг. 1а представлена схема размещения устройства на водометном движителе надводного судна, на фиг. 1б - оборудование для приготовления двухфазной смеси, на фиг.2а дана схема устройства для водометного движителя подводного аппарата и на фиг. 2б - соответствующее оборудование для приготовления двухфазной смеси.In FIG. 1a shows the layout of the device on a water-jet propulsion of a surface vessel, FIG. 1b - equipment for the preparation of a two-phase mixture, FIG. 2a shows a diagram of a device for a water jet propulsion of an underwater vehicle, and FIG. 2b - appropriate equipment for the preparation of a two-phase mixture.
Устройство для водовода 1 водометного движителя надводного судна (фиг.1а) содержит установленный по периметру входного отверстия 2 водовода 1 трубопровод 3 с пористыми элементами, а также трубопровод 4, связывающий трубопровод 3 с оборудованием 5 приготовления двухфазной смеси. Внутри водовода 1 по периметру его поперечного сечения выполнена щель 6 с коллектором 7 и трубопроводом 8. Оборудование 5 для приготовления двухфазной смеси (фиг.1б) включает смеситель 9 с выходом 10 и двумя входами. Первый вход 11 смесителя 9 соединен трубопроводом 12 (с дозирующим устройством 13) с источником воды, например, забортной водой. Второй вход 14 смесителя соединен трубопроводом 15 с источником газа или воздуха (пара) 16. Выход 10 смесителя соединен трубопроводами (с дозирующим устройством) 4 и 8 с трубопроводом 3 и коллектором 7.A device for a water conduit 1 of a water-jet propulsion device of a surface vessel (Fig. 1a) comprises a conduit 3 with porous elements installed along the perimeter of the inlet 2 of the conduit 1, and also a conduit 4 connecting the conduit 3 to the equipment 5 for preparing a two-phase mixture. Inside the water conduit 1, a
Устройство для профилированного водовода подводного судна (аппарата) (фиг.2а) 17 содержит входное отверстие 18, трубопроводы 19 и 20 с пористыми элементами, установленные на верхней и нижней кромках входного отверстия 18, а также трубопроводы 21 и 22, связывающие трубопроводы 19 и 20 со смесителем 23. При необходимости внутри водовода 17 в одном или нескольких поперечных сечениях в обшивке водовода выполнены щели, например щель 24 с коллектором 25 и трубопроводом 26 на носовой обшивке 27. А также щель 28 с коллектором 29 и трубопроводом 30 на кормовой обшивке 31. Оборудование 23 для производства двухфазной смеси (фиг.2б) включает смеситель 32 с выходом 33 и двумя входами. Первый вход 34 смесителя 32 соединен трубопроводом 35 (с дозирующим устройством 36) с источником воды, например забортной водой. Второй вход 37 смесителя соединен трубопроводом 38 с источником газа или воздуха (пара) 39. К выходу 33 смесителя подключены трубопроводы (с дозирующим устройством 36) 21, 22, 26 и 30.A device for a profiled conduit of a submarine vessel (apparatus) (Fig. 2a) 17 comprises an
Устройство работает следующим образом. Для запуска устройства в смеситель 9 для надводного судна (32 для подводного судна) через первый вход 11 (34) подается вода (например, забортная) по трубопроводу 12 (35). Регулировка расхода воды осуществляется дозирующим устройством 13 (36). Через второй вход 14 (37) смесителя поступает газ или воздух (пар) от источника газа или воздуха 16 (39) по трубопроводу 15 (38). Регулировка расхода и давления газа или воздуха (пара) производится дозирующим устройством 13 (36). В случае использования пара его источником 16 (39) может быть паровой котел судна. В качестве смесителя 9 (32) используется трансзвуковой струйный аппарат Фисенко (авт. свидетельство №966326, опубл. 1982 г.; авт. свид. №1699564, опубл. 1991 г.; патент РФ №2016261, опубл. 1994 г.; патент РФ №2155280, опубл. 2000 г.), являющийся одновременно смесителем и насосом. В смесителе 9 (32) вода и газ поступают в камеру смешения, где образуется однородная (гомогенная) газоводяная (пароводяная) двухфазная смесь с микроскопическими газовыми (паровыми, воздушными) включениями. Создается поток двухфазной смеси, который далее тормозится в смесителе с возрастанием давления в потоке до определенной величины, при этом на выходе 10 (33) смесителя 9 (32) поток имеет заданную скорость и расход при сохранении потоком двухфазного состояния. При этом доля газа в двухфазной смеси составит от 0,2 до 0,9, а скорость потока от 20 до 100 м/с. Для надводного судна полученная двухфазная смесь по трубопроводам 4 и 8 направляется с заданными дозирующим устройством 13 расходом и давлением соответственно в трубопровод 3 с пористыми элементами и в коллектор 7. Двухфазная смесь через пористые элементы трубопровода 3 и щель 6 поступает в пограничный слой потока воды на поверхности внутренней обшивки водовода, снижая сопротивление трения его движения в водоводе. Для подводного судна двухфазная смесь по трубопроводам 21, 22, 26 и 30 поступает в трубопроводы с пористыми элементами 19 и 20 и коллекторы 25 и 29, откуда подается в пограничный слой внутренней обшивки водовода.The device operates as follows. To start the device, water (for example, overboard) is supplied to the mixer 9 for a surface vessel (32 for a submarine vessel) through a first inlet 11 (34) through a pipe 12 (35). Adjustment of water flow is carried out by the metering device 13 (36). Through the second inlet 14 (37) of the mixer, gas or air (steam) is supplied from a gas or air source 16 (39) through a pipe 15 (38). The flow and pressure of gas or air (steam) are adjusted by the metering device 13 (36). In the case of using steam, its source 16 (39) may be the steam boiler of the vessel. As a mixer 9 (32), a Fisenko transonic inkjet apparatus is used (author's certificate No. 966326, publ. 1982; author's certificate No. 1699564, publ. 1991; RF patent No. 2016261, publ. 1994; patent RF №2155280, publ. 2000), which is both a mixer and a pump. In mixer 9 (32), water and gas enter the mixing chamber, where a homogeneous (homogeneous) gas-water (steam-water) two-phase mixture with microscopic gas (steam, air) inclusions is formed. A stream of a two-phase mixture is created, which then slows down in the mixer with increasing pressure in the stream to a certain value, while at the output 10 (33) of the mixer 9 (32), the stream has a given speed and flow rate while maintaining the two-phase state by the stream. In this case, the proportion of gas in the two-phase mixture will be from 0.2 to 0.9, and the flow velocity from 20 to 100 m / s. For a surface vessel, the resulting two-phase mixture is sent through pipelines 4 and 8 with the flow rate and pressure set by the metering device 13 to the pipeline 3 with porous elements and to the collector 7, respectively. The two-phase mixture through the porous elements of the pipeline 3 and
Свойства двухфазной смеси определяются объемными соотношениями составляющих ее ингредиентов. При равенстве объемов воды и газа (пара) и скорости движения двухфазной смеси на выходе смесителя, превышающей скорость распространения звука в этой 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). Как результат сопротивление трения потока воды в водоводе должно снизиться более чем вдвое.The properties of a two-phase mixture are determined by the volume ratios of its constituent ingredients. If the volumes of water and gas (steam) and the speed of the two-phase mixture at the mixer output exceed the speed of sound propagation in this two-phase mixture, the minimum (almost zero) friction resistance of this mixture against the surface of the housing and in pipelines takes place (V. Fisenko "The compressibility of the coolant and the efficiency of the circulation circuits of nuclear power plants." M .: Energoatomizdat, 1987). As a result, the frictional resistance of the flow of water in the conduit should be reduced by more than half.
Предлагаемое устройство позволит существенно снизить гидравлическое сопротивление в водоводе водометного движителя, повысить скорость хода судна и КПД водометного движителя надводных и подводных судов, подводных аппаратов, тем самым уменьшить время доставки грузов и пассажиров в порты назначения или снизить расход топлива.The proposed device will significantly reduce the hydraulic resistance in the conduit of the jet propulsion, increase the speed of the vessel and the efficiency of the jet propulsion of surface and submarine vessels, underwater vehicles, thereby reducing the time of delivery of goods and passengers to ports of destination or reduce fuel consumption.
Использованные источникиUsed sources
1. Патент РФ №2213677, опубл. 2003 г.1. RF patent No. 2213677, publ. 2003 year
2. Патент РФ №2219099, опубл. 2003 г.2. RF patent No. 2219099, publ. 2003 year
3. Патент РФ №2228879, опубл. 2004 г.3. RF patent No. 2228879, publ. 2004 year
4. Патент РФ №2184678, опубл. 2002 г.4. RF patent No. 2184678, publ. 2002 year
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140202/11A RU2312036C2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Device for reduction of hydraulic resistance of water conduit of shipboard water-jet propeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140202/11A RU2312036C2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Device for reduction of hydraulic resistance of water conduit of shipboard water-jet propeller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005140202A RU2005140202A (en) | 2007-07-10 |
RU2312036C2 true RU2312036C2 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38316202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005140202/11A RU2312036C2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Device for reduction of hydraulic resistance of water conduit of shipboard water-jet propeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312036C2 (en) |
-
2005
- 2005-12-22 RU RU2005140202/11A patent/RU2312036C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005140202A (en) | 2007-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7997221B2 (en) | Apparatus for reducing drag on a nautical vessel | |
JPH06144371A (en) | Propulsion device for ship | |
JP7334339B2 (en) | Method and device for reducing wave-making resistance and frictional resistance during navigation of a ship | |
KR20050004265A (en) | Propulsion system for a fast seagoing ship, especially a naval ship | |
US6881110B1 (en) | High-speed vessel powered by at least one water jet propulsion system without exhaust gas trail | |
US3933113A (en) | Marine vessel propulsion system | |
RU2312036C2 (en) | Device for reduction of hydraulic resistance of water conduit of shipboard water-jet propeller | |
RU2299152C1 (en) | Two-mode water scoop of hovercraft water-jet propeller | |
US20100258046A1 (en) | Method and apparatus for suppressing cavitation on the surface of a streamlined body | |
RU2387569C2 (en) | High-speed gliding boat | |
CN211901014U (en) | Centrifugal through-flow water navigation body propulsion device and application equipment | |
Fischer et al. | Factors affecting the underwater noise of commercial vessels operating in environmentally sensitive areas | |
JP2018154199A (en) | Vessel | |
RU2303550C1 (en) | Facility for reducing ship hydrodynamic resistance | |
WO2018232460A1 (en) | A pulsated propulsion system and method of propelling a watercraft | |
JP2001328584A (en) | Frictional resistance-reduced ship | |
JP2023132401A (en) | Friction resistance reduction system, navigating body, and friction resistance reduction method for navigating body | |
Kim | Hydrodynamic Aspects of Internal Pump-Jet Propulsion | |
Prychodiko | Development of outlook of gas-water jet energy-propulsion complexes for high speed water vehicles | |
JP2002002581A (en) | Friction resistance reducing ship, and friction resistance reducing method for hull | |
JP2002002583A (en) | Friction resistance reducing ship, and friction resistance reducing method for hull | |
Fakhraee et al. | Ship hull drag reduction using bottom air injection | |
Han et al. | Evaluation of Waterjet Cavitating Performances for a Amphibious Vehicle | |
WO2022229054A1 (en) | System and method for reducing drag on a marine vessel | |
JP2002019689A (en) | Friction resistance reducing ship |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |