RU65019U1 - BLOW SCREW BLADE - Google Patents

BLOW SCREW BLADE Download PDF

Info

Publication number
RU65019U1
RU65019U1 RU2007107846/22U RU2007107846U RU65019U1 RU 65019 U1 RU65019 U1 RU 65019U1 RU 2007107846/22 U RU2007107846/22 U RU 2007107846/22U RU 2007107846 U RU2007107846 U RU 2007107846U RU 65019 U1 RU65019 U1 RU 65019U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
cavitation
propeller
swirlers
blades
Prior art date
Application number
RU2007107846/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Леонидович Муравьев
Валерий Иванович Трощилов
Original Assignee
ООО "Инновационный Центр "Опережение"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Инновационный Центр "Опережение" filed Critical ООО "Инновационный Центр "Опережение"
Priority to RU2007107846/22U priority Critical patent/RU65019U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU65019U1 publication Critical patent/RU65019U1/en

Links

Abstract

Полезная модель «Лопасть гребного винта» относится к области гидродинамики, и может быть применена для современных скоростных аппаратов, движущихся в воде целиком или частично, скоростных лопастных устройств, которые используются в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в судостроении, а именно для гребных винтов. Цель полезной модели - уменьшить разрушительное явление - кавитацию, которая разрушает лопасти судовых винтов и повысить тяговые возможности лопасти. Это достигается специальным профилированием поверхности лопасти завихрителями выполненными в виде гребешковых выемок с параметрами t и h, которые находятся в соотношении h/t=2-4 установлены рядами под углом α=20-60° к радиальной оси лопасти, при этом относительная площадь лопасти с завихрителями составляет 0,8÷0,95 исходной площади лопасти. Используя оптимальные соотношения параметров завихрителей, полученные опытным путем и в математическом эксперименте повышение тяговых характеристик достигало 16-18% без кавитационных явлений.The utility model “Propeller blade” refers to the field of hydrodynamics, and can be used for modern high-speed apparatuses, moving in water in whole or in part, high-speed blade devices that are used in various sectors of the economy, mainly in shipbuilding, namely for propellers. The purpose of the utility model is to reduce the destructive phenomenon - cavitation, which destroys the ship's propeller blades and increase the propulsion capabilities of the blade. This is achieved by special profiling of the surface of the blade with swirlers made in the form of scalloped recesses with parameters t and h, which are in the ratio h / t = 2-4, installed in rows at an angle α = 20-60 ° to the radial axis of the blade, while the relative area of the blade swirlers is 0.8 ÷ 0.95 of the original blade area. Using the optimal ratio of the parameters of the swirls obtained experimentally and in a mathematical experiment, the increase in traction characteristics reached 16-18% without cavitation phenomena.

Description

Полезная модель относится к области гидродинамики, и может быть применена для современных скоростных аппаратов, движущихся в воде целиком или частично, скоростных лопастных устройств, которые используются в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в судостроении, а именно для гребных винтов. Цель полезной модели - уменьшить разрушительное явление - кавитацию, которая разрушает лопасти судовых винтов и повысить тяговые возможности лопасти.The utility model relates to the field of hydrodynamics, and can be applied to modern high-speed devices moving in whole or in part of water, high-speed blade devices that are used in various sectors of the economy, mainly in shipbuilding, namely, propellers. The purpose of the utility model is to reduce the destructive phenomenon - cavitation, which destroys the ship's propeller blades and increase the propulsion capabilities of the blade.

Ежегодно около 25 тыс. тонн металла заключенного в лопастях гребных винтов идет на переплавку из-за эрозии лопастей. Срок службы винтов сокращается до 2-3 лет. В практике имеют место случаи выхода из строя винтов из-за эрозии в течение 2-3 месяцев (Фиг.1).Annually, about 25 thousand tons of metal enclosed in the propeller blades goes for remelting due to erosion of the blades. The service life of the screws is reduced to 2-3 years. In practice, there are cases of failure of the screws due to erosion within 2-3 months (Figure 1).

Возникающее на лопастях в зонах минимального давления, вроде бы безобидное «кипение» воды, в виде обильной зоны пузырьков, является главной причиной эрозии лопасти и снижения ее тяговых характеристик. Это хорошо изученное явление показывает, как пузырек, наполненный парами или газами, выходит из «кипящей» зоны в зону повышенного давления и исчезает. Исчезновение пузырька происходит практически мгновенно и сопровождается сверхзвуковой скоростью всестороннего устремления потока воды в образовавшееся пустое пространство. Если схлопывание пузырька происходит на поверхности конструкции, то в этом месте мгновенное повышение давления достигает одного миллиона атмосфер. Этим микровзрывом разрушаются самые прочные конструкционные материалы. Сначала образуются микротрещины на поверхности конструкции, которые быстро переходят в зоны беспорядочной эрозии. Нарушается теоретическая профилировка The seemingly harmless “boiling” of water, arising on the blades in the zones of minimum pressure, in the form of an abundant zone of bubbles, is the main cause of erosion of the blade and a decrease in its traction characteristics. This well-studied phenomenon shows how a bubble filled with vapors or gases exits the “boiling” zone into the high-pressure zone and disappears. The disappearance of the bubble occurs almost instantly and is accompanied by the supersonic speed of the all-round aspiration of the water flow into the resulting empty space. If the collapse of the bubble occurs on the surface of the structure, then in this place an instant increase in pressure reaches one million atmospheres. This microexplosion destroys the most durable structural materials. First, microcracks form on the surface of the structure, which quickly pass into areas of random erosion. Theoretical profiling violated

лопасти, ее геометрия и весовые параметры. Нарушается балансировка гребного винта в целом, и, как следствие, наступает тряска всего судна.blades, its geometry and weight parameters. The propeller balancing as a whole is disturbed, and, as a result, the whole ship is shaking.

Кавитация несет и другую проблему, а именно снижение тяговых характеристик лопасти. Так, мощность судового двигателя используется только на 60-70%, после чего наступает кавитация, и недопустимость увеличения оборотов винта или его размеров.Cavitation has another problem, namely, a decrease in the traction characteristics of the blade. Thus, the power of the marine engine is used only by 60-70%, after which cavitation occurs, and the inadmissibility of increasing the speed of the screw or its size is inadmissible.

Известен «Судовой гребной винт» по патенту RU 2090440 от 20.09.1997, конструкция которого предусматривает на засасывающей стороне лопасти гребного винта, на входном их участке установку бульбообразного утолщения с уступом к основной поверхности лопасти. Использование изобретения уменьшает кавитацию лопастей гребного винта. Известно, что засасывающая сторона лопасти (при траектории обтекания это верхняя часть профиля лопасти), в силу большей кривизны и большего разрежения создает больший (около 70%) процент тяги, по сравнению с нижней плоскостью, на которой создается давление. В данном патенте, уменьшая кавитацию за счет относительно большой (около 60%) беспрофильной зоны (без кривизны) уменьшаются (примерно в таком же соотношении) тяговые характеристики лопасти, что существенно снижает ее КПД.Known "Ship propeller" according to patent RU 2090440 from 09/20/1997, the design of which provides for the installation of a bulb-shaped thickening with a step to the main surface of the blade on the suction side of the propeller blade. The use of the invention reduces cavitation of the propeller blades. It is known that the suction side of the blade (with the flow path it is the upper part of the blade profile), due to the greater curvature and greater rarefaction, creates a greater (about 70%) percentage of thrust, compared with the lower plane on which pressure is created. In this patent, reducing cavitation due to the relatively large (about 60%) non-core zone (without curvature), the traction characteristics of the blade decrease (approximately in the same ratio), which significantly reduces its efficiency.

Известен «Гребной винт» со средствами снижения кавитационных повреждений по патенту RU 2137674 от 20.09.1999. Гребной винт имеет осевой канал для подачи воздуха в хвостовую часть лопасти (к задним кромкам), кромки выполнены в виде резиновых губ. В канале подвода воздуха в хвостовой части ступицы установлен регулирующий обратный клапан. При определенных критических скоростях вращения потоки жидкости смыкающие винт порождают кавитационные явления. Автоматическая система подачи воздуха в зону лопаток винта, когда давление на лопатках падает до величины давления насыщенного пара, действительно уменьшает образование кавитирующих пузырьков. Однако, как показали испытания такого рода устройств, всасывающий Known "Propeller" with means for reducing cavitation damage according to patent RU 2137674 from 09.20.1999. The propeller has an axial channel for supplying air to the tail of the blade (to the trailing edges), the edges are made in the form of rubber lips. A control check valve is installed in the air supply channel in the rear of the hub. At certain critical rotational speeds, fluid flows closing the screw generate cavitation phenomena. The automatic air supply system in the area of the propeller blades, when the pressure on the blades drops to the saturated vapor pressure, really reduces the formation of cavitating bubbles. However, as tests of this kind of device have shown, suction

воздух распространяется в виде «воздушного пузыря» и на нижнюю поддавливающую поверхность, что приводит к резкому увеличению оборотов винта в этом «пузыре» и снижению его тяги.air spreads in the form of an “air bubble” to the lower pressing surface, which leads to a sharp increase in the rotations of the screw in this “bubble” and a decrease in its thrust.

Известен «Гребной судовой винт» по патенту RU 2094304 от 27.10.1997. Лопасти содержат сквозные отверстия или прорези суммарной площадью 4-20% площади поверхности лопасти. Использование изобретения снижает кавитацию на лопасти гребного винта и тем самым повышает их эффективность. Действительно эффект кавитации снижается на лопасти, но вместе с тем он усиливается в зонах сквозных отверстий из-за высоких скоростей перетока, из области высокого давления в область низкого, кроме того, нарушается обтекание засасывающей поверхности, которое сопровождается турбулентностью и потерей тяги лопасти.Known "Propeller ship screw" according to patent RU 2094304 from 10.27.1997. The blades contain through holes or slots with a total area of 4-20% of the surface area of the blade. The use of the invention reduces cavitation on the propeller blades and thereby increases their efficiency. Indeed, the effect of cavitation decreases on the blades, but at the same time it increases in the areas of through holes due to high flow rates from the high pressure region to the low region; moreover, the flow around the suction surface is disturbed, which is accompanied by turbulence and loss of thrust of the blade.

Известен «Гребной винт для надводного и подводного транспорта» по патенту RU 2222470 от 27.01.2004. (SU 37506 А, 30.06.1934. US 4253799 A, 03.03.1981. GB 2156298 A, 09.10.1985. FR 2337661 A1, 05.08.1977.). Гребной винт содержит установленные на ступице плоскопрофильные лопасти, выполненные с торцевыми гребнями, загнутыми в сторону рабочей поверхности на угол 1÷90°. Изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия винта и обеспечить прирост тяги на 30-50%. Действительно, проведенные испытания по рекомендации журнала «Моделист-конструктор» №6, 1989 г., стр.28-29; №11, 1988 г., стр.20; №6, 1986 г., стр.6, для плоскопрофильных лопастей, т.е. для лопастей моделей вырезанных из жести показывают при относительно очень малых размерах винтов (диаметр около 20-30 мм.) и числа Рейнольдса (Re) увеличение тяги при возрастании присоединенной массы на модельной лопасти за счет концевых гребней. Установка таких гребней на полномасштабных водных транспортных средствах сопровождается быстронаступающей кавитацией на оконечности лопасти при наличии двух взаимонаклонных Known "Propeller for surface and underwater vehicles" according to patent RU 2222470 from 01/27/2004. (SU 37506 A, 06/30/1934. US 4253799 A, 03/03/1981. GB 2156298 A, 10/09/1985. FR 2337661 A1, 05/05/1977.). The propeller contains flat-profile blades mounted on the hub, made with end ridges, bent towards the working surface at an angle of 1 ÷ 90 °. The invention improves the efficiency of the screw and provides an increase in traction by 30-50%. Indeed, the tests carried out on the recommendation of the magazine "Modeller-Designer" No. 6, 1989, pp. 28-29; No. 11, 1988, p. 20; No. 6, 1986, p. 6, for plane-profile blades, i.e. for blades of models cut out of tin, with relatively very small sizes of screws (diameter of about 20-30 mm.) and Reynolds number (Re), an increase in thrust with increasing attached mass on the model blade due to end ridges is shown. The installation of such ridges on full-scale water vehicles is accompanied by rapidly advancing cavitation at the tip of the blade in the presence of two mutually inclined

поверхностей на оконечности лопасти. Падение КПД на винте диаметром от 500-1000 мм. при установке подобных гребней составляет 12-15%. Учитывая, что крупнотоннажные суда имеют диаметр винта от 2000 мм и более, кавитирующие явления на криволинейных торцах таких лопастей проявляются в еще большей степени.surfaces at the tip of the blade. Efficiency drop on a screw with a diameter of 500-1000 mm. when installing such ridges is 12-15%. Considering that large-capacity vessels have a propeller diameter of 2000 mm or more, cavitating phenomena at the curved ends of such blades are manifested to an even greater extent.

Известна «Лопасть гидравлического движителя» по патенту RU 2127208 от 10.03.1999. Сущность изобретения заключается в том, что в лопасти, засасывающая поверхность которой имеет максимальную ординату на расстоянии от выходящей кромки не более 0,6 длины хорды, нагнетающая поверхность имеет выпукло-вогнутую форму. Использование изобретения позволяет обеспечить малокавитирующую работу движителя без вентиляции лопастей и повышает его КПД. Данное техническое решение наиболее близко к заявляемой полезной модели «Лопасть гребного винта» и принята нами за прототип.Known "The blade of the hydraulic propulsion device" according to patent RU 2127208 of 03/10/1999. The essence of the invention lies in the fact that in the blade, the suction surface of which has a maximum ordinate at a distance from the outgoing edge of not more than 0.6 lengths of the chord, the injection surface has a convex-concave shape. The use of the invention allows to provide low-cavitation operation of the propulsion device without ventilation of the blades and increases its efficiency. This technical solution is closest to the claimed utility model "Propeller blade" and we have adopted as a prototype.

Действительно, указанная лопасть винта имеющая малокавитирующий профиль, например, сегментный, серий NACA-66, NACA-16 со средней линией а=0,8, а также эллиптический профиль со средней линией а=0,8 образует засасывающую и нагнетающую поверхность, содержат входящую и выходящую кромку (см. «Теория и расчет гребных винтов» Басин А.М, Минкович И.Я., Судпромгиз, 1965, Ленинград, с.461-465). При этом, каждая лопасть имеет оптимальные соотношения между кавитационными, гидродинамическими и прочностными характеристиками за счет участков с профилями различных серий, например, гребные винты Troost В series. Достоинствами этой лопасти является то, что ее профиль обеспечивает достаточно равномерное распределение давления по засасывающей и нагнетающей поверхности лопасти. При этом, достигается малое профильное сопротивление. Недостатком ее является отсутствие регулирующих возможностей для исключения кавитации на засасывающей и нагнетающей поверхностях в зонах минимального Indeed, this propeller blade having a low-cavitation profile, for example, a segment one, of the NACA-66, NACA-16 series with an average line a = 0.8, as well as an elliptical profile with an average line a = 0.8, forms a suction and discharge surface, containing and the leading edge (see. "Theory and calculation of propellers" Basin A.M., Minkovich I.Ya., Sudpromgiz, 1965, Leningrad, p. 461-465). At the same time, each blade has optimal ratios between cavitation, hydrodynamic and strength characteristics due to sections with profiles of various series, for example, Troost B series propellers. The advantages of this blade is that its profile provides a fairly uniform distribution of pressure along the suction and discharge surfaces of the blade. At the same time, a small profile resistance is achieved. Its disadvantage is the lack of regulatory capabilities to exclude cavitation on the suction and discharge surfaces in areas of minimal

давления, что видно на эпюрах (Фиг.2). Такие зоны имеют место на нагнетающей поверхности в районе носка и хвостика профиля и на засасывающей поверхности в средней зоне профиля.pressure, which is visible on the diagrams (Figure 2). Such zones take place on the discharge surface in the region of the toe and tail of the profile and on the suction surface in the middle zone of the profile.

С целью исключения кавитации на лопастях гребного винта и повышения тяговых характеристик лопастей, всасывающую и нагнетающую поверхность снабжают профилированными завихрителями в виде гребешковых выемок, которые начинаются в зонах кавитации и заканчиваются на концевой и выходящей кромках лопасти, при этом завихрители располагаются рядами с шагом t, высотой h, в соотношении h/t=1-4, а ряды установлены под углом α=20-60° к радиальной оси лопасти, при общей относительной площади поверхности лопасти с относительная площадь поверхности лопасти с завихрителями , где:In order to exclude cavitation on the propeller blades and increase the traction characteristics of the blades, the suction and discharge surfaces are provided with profiled swirls in the form of scallop recesses that begin in cavitation zones and end on the end and outlet edges of the blade, while the swirls are arranged in rows with a step t, height h, in the ratio h / t = 1-4, and the rows are installed at an angle α = 20-60 ° to the radial axis of the blade, with the total relative surface area of the blade with the relative surface area of the blade zavihriteljami where:

- относительная площадь поверхности лопасти с завихрителями; Sпрофилированное - площадь в плане поверхности лопасти с профилированными завихрителями; Sисходное - площадь в плане поверхности лопасти (засасывающей и нагнетающей). - the relative surface area of the blade with swirls; S profiled - the area in terms of the surface of the blade with profiled swirls; S initial - the area in terms of the surface of the blade (suction and discharge).

Полезная модель «Лопасть гребного винта» поясняется чертежамиThe utility model "Propeller blade" is illustrated by drawings

Фиг.1 Гребной винт крупнотоннажного судна со следами эрозии на его поверхности.Figure 1 Rowing screw of a large vessel with traces of erosion on its surface.

Фиг.2 Современные малокавитирующие профили лопасти гребного винта с эпюрами давления:Figure 2 Modern low-cavitation profiles of the propeller blades with pressure plots:

a) эллиптический профиль А;a) elliptical profile A;

b) профиль NASA по патенту США №4780058 Б;b) NASA profile according to US patent No. 4780058 B;

c) усовершенствованный профиль по патенту RU 2127208 В.c) an improved profile according to patent RU 2127208 B.

Фиг.3 Лопасть гребного винта по предмету полезной модели при виде спереди и сверху. В выносных зонах А и Б Figure 3 The propeller blade on the subject of a utility model when viewed from the front and top. In remote zones A and B

показаны фотографии фрагментов испытанных конструкций и возможные профиля завихрителей.Photographs of fragments of tested structures and possible swirl profiles are shown.

Фиг.4 Примененное оборудование для оптимизации размеров профилированных завихрителей.Figure 4 Applied equipment for optimizing the size of profiled swirlers.

Фиг.5 Испытанные модели гребных винтов для оптимизации размеров профилированных завихрителей при различных величинах температуры и давления воды.Figure 5 Tested models of propellers to optimize the size of the profiled swirlers at different temperatures and water pressures.

Фиг.6 Результат математического моделирования для определения кавитирующих участков на профиле.6 The result of mathematical modeling to determine cavitating areas on the profile.

Фиг.7 Графики оптимизации параметров (t, h, α) завихрителей по результатам экспериментального и математического моделирования.Fig. 7 Graphs of optimization of parameters (t, h, α) of swirls according to the results of experimental and mathematical modeling.

Устройство полезной модели «Лопасть гребного винта» (Фиг.3) состоит из ступицы 1 с осью 2, лопасти 3 с входящей кромкой 4, концевой кромкой 5, выходящей кромкой 6, засасывающей поверхности 7 и нагнетающей поверхности 8.The device of the utility model "Propeller blade" (Figure 3) consists of a hub 1 with an axis 2, a blade 3 with an incoming edge 4, an end edge 5, an outgoing edge 6, a suction surface 7 and a pumping surface 8.

На засасывающей 7 и нагнетающей поверхности 8 установлены профилированные завихрители в виде гребешковых выемок 9, 10, 11. Завихрители 9, 10, 11 расположены в соответствующих зонах кавитации 9, 10, 11, которые установлены экспериментально, Фиг 2 - (9 - зона носка профиля на нагнетающей поверхности 8; 10 - срединная зона на засасывающей поверхности 7; 11 - зона хвостика профиля на нагнетающей поверхности 8). Каждая из этих трех зон содержит ряды завихрителей, профиля которых оптимизированы для своих зон с шагом t и высотой h. Высота гребня h. - определяет размер выемки, те величины заглубления, измеряя ее от контура профиля (зоны А и Б Фиг.3). Для удобства отсчета углов установки рядов завихрителей 9, 10, 11 под углом α к радиальной оси 12 лопасти 3, введена радиальная ось 12, которая равноудалена от кромки 4 и 6 и проходит через ось 2 ступицы 1. On the suction 7 and discharge surface 8, profiled swirls are installed in the form of scallop recesses 9, 10, 11. Swirls 9, 10, 11 are located in the corresponding cavitation zones 9, 10, 11, which are installed experimentally, Fig 2 - (9 - profile toe zone on the pumping surface 8; 10 - the middle zone on the suction surface 7; 11 - zone of the tail of the profile on the pumping surface 8). Each of these three zones contains rows of swirlers whose profiles are optimized for their zones with a step t and a height h. Ridge height h. - determines the size of the recess, those depths, measuring it from the contour of the profile (zone A and B of Figure 3). For the convenience of counting the installation angles of the rows of swirlers 9, 10, 11 at an angle α to the radial axis 12 of the blade 3, a radial axis 12 is introduced, which is equidistant from the edges 4 and 6 and passes through the axis 2 of the hub 1.

Завихрители 9, 10 и 11 начинаются в зонах пониженного давления, определяемых эпюрами распределения давления на лопасти 3. Эпюры определяются либо экспериментально (Фиг.2) например, способом дренирования, установкой пленочных микродатчиков давления, лазерным методом и др., либо математическими программами. Заканчиваются завихрители на концевой либо выходящей кромках лопасти. (Фиг.3). В зонах А и Б показаны схемы их обтекания и фотографии реально испытанных конструкций. Схемы обтекания использованы из монографии «Управление отрывом потока» П.Чжен, изд «Мир» М. 1979, стр.13 (вихревое течение в выемке).The swirlers 9, 10 and 11 begin in the zones of reduced pressure determined by the plots of pressure distribution on the blades 3. The plots are determined either experimentally (Figure 2), for example, by the method of drainage, the installation of film micro-pressure sensors, a laser method, etc., or mathematical programs. Swirlers at the end or outgoing edges of the blade end. (Figure 3). Zones A and B show flow patterns and photographs of really tested designs. Flow patterns are used from the monograph “Flow Separation Control” P. Chzhen, ed “Mir” M. 1979, p. 13 (vortex flow in a recess).

Работает полезная модель следующим образом. В результате вращения лопасти 3 по направлению окружной 13 скорости ω, лопасть обтекается потоком 14 со скоростью V. По мере увеличения скорости 13 и увеличения тяговой мощности на засасывающей поверхности 7 и нагнетающей поверхности 8 появляются (согласно эпюрам) критические зоны на носке профиля, на засасывающей поверхности и в хвостовой части профиля. На фиг.2 эти критические величины разрежения (-Ср) показаны утолщенной линией на эпюрах. На фиг.3 в критических зонах 9, 10, 11 достигается критическая скорость обтекания, при которой давление насыщенных водных паров на расчетной глубине и температуре в интервале температур от 0 до 30° составляет 0,0063-0,0429 атм. Жидкость начинает «кипеть» с выделением большого количества пузырьков водного пара. Дальнейшее увеличение скорости обтекания приводит к образованию «воздушного пузыря», в котором винт вращается практически с полной потерей тяговой мощности. С целью исключения разрушительного воздействия кавитации и получения максимальной тяговой силы лопасти, профилированные завихрители, расположенные в кавитирующих зонах 9, 10, 11, - в силу особенностей вихревого течения создавать разрежение (смерчи, тайфуны) концентрируют кипящую жидкость в вихревые жгуты 15, которые The utility model works as follows. As a result of the rotation of the blade 3 in the direction of the circumferential speed 13, the blade flows around the stream 14 with a speed V. As the speed 13 increases and the traction power increases on the suction surface 7 and the discharge surface 8, critical zones appear (according to the diagrams) on the profile nose, on the suction surface and in the tail of the profile. In figure 2, these critical rarefaction values (-Cp) are shown by a thickened line in the diagrams. In figure 3, in critical zones 9, 10, 11, a critical flow velocity is reached at which the saturated water vapor pressure at the calculated depth and temperature in the temperature range from 0 to 30 ° is 0.0063-0.0429 atm. The liquid begins to “boil” with the release of a large number of bubbles of water vapor. A further increase in the flow velocity leads to the formation of an “air bubble” in which the screw rotates with almost complete loss of traction power. In order to exclude the destructive effect of cavitation and obtain maximum traction force of the blade, profiled swirlers located in cavitation zones 9, 10, 11, - due to the peculiarities of the vortex flow, create a vacuum (tornadoes, typhoons) concentrate the boiling liquid into vortex bundles 15, which

расположены внутри рядов завихрителей 9, 10, 11 и транспортируют кавитирующие пузырьки за пределы конструкции лопасти без контакта кавитирующих пузырьков с конструкцией лопасти. Опыты показали наличие «безотрывной кавитации», когда пузырьки скручиваются в вихревые жгуты находящиеся внутри конструкции, но без контакта с ней Указанная безотрывность позволяет проводить дальнейшее увеличение ω окружной скорости 13, т.е. увеличение количества оборотов гребного винта и увеличение его тяги при наличии зон кавитации, но без образования «воздушного пузыря». Этот результат и является подтверждением решения поставленной задачи.located inside the rows of swirls 9, 10, 11 and transport cavitating bubbles outside the blade structure without contact of the cavitating bubbles with the blade structure. The experiments showed the presence of “continuous cavitation” when the bubbles are twisted into vortex bundles located inside the structure, but without contact with it. The indicated continuity allows a further increase in the ω peripheral speed 13, i.e. an increase in the number of revolutions of the propeller and an increase in its thrust in the presence of cavitation zones, but without the formation of an “air bubble”. This result is a confirmation of the solution of the task.

На фиг.4 и 5 показано оборудование и модели винтов на которых были получены оптимальные соотношения t, h, α для завихрителей 9, 10, 11. На фиг.6 показан результат математического моделирования для определения критических зон возникновения кавитации. На фиг.7 показаны результаты экспериментального и математического моделирования для оптимизации параметров завихрителей.Figures 4 and 5 show the equipment and models of screws on which the optimal ratios t, h, α for swirlers 9, 10, 11 were obtained. Figure 6 shows the result of mathematical modeling to determine the critical zones of cavitation occurrence. 7 shows the results of experimental and mathematical modeling to optimize the parameters of the swirlers.

В результате проведенных испытаний наблюдаемое увеличение тяги гребного винта с лопастями по предмету полезной модели составило 16-18%. Следов эрозии конструкции лопастей при использовании микроскопа не наблюдалось. Полученные положительные эффекты подтверждают целесообразность использования полезной модели «Лопасть гребного винта».As a result of the tests, the observed increase in propeller thrust with blades for the subject of a utility model was 16-18%. No signs of erosion of the blade structure were observed using a microscope. The obtained positive effects confirm the feasibility of using the utility model “Propeller blade”.

Claims (1)

Лопасть гребного винта, содержащая профилированную засасывающую и нагнетающую поверхность с входящей, концевой и выходящей кромками, отличающаяся тем, что, с целью исключения кавитации на лопастях гребного винта и повышения тяговых характеристик лопастей, всасывающую и нагнетающую поверхность снабжают профилированными завихрителями в виде гребешковых выемок, которые начинаются в зонах кавитации и заканчиваются на концевой и выходящей кромках лопасти, при этом завихрители располагаются рядами с шагом t, высотой h в соотношении h/t=1-4, а ряды установлены под углом α=20-60° к радиальной оси лопасти, при общей площади поверхности лопасти с завихрителями Sзавихрителей=0,8÷0,95 Sисходной.
Figure 00000001
A propeller blade containing a profiled suction and discharge surface with inlet, end, and outlet edges, characterized in that, in order to avoid cavitation on the propeller blades and increase the traction characteristics of the blades, the suction and discharge surfaces are provided with profiled swirlers in the form of scallop recesses, which begin in cavitation zones and end on the end and outgoing edges of the blade, while the swirlers are arranged in rows with a step t, height h in the ratio h / t = 1-4, and p poisons are installed at an angle α = 20-60 ° to the radial axis of the blade, with the total surface area of the blade with swirls S swirls = 0.8 ÷ 0.95 S of the original .
Figure 00000001
RU2007107846/22U 2007-03-02 2007-03-02 BLOW SCREW BLADE RU65019U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007107846/22U RU65019U1 (en) 2007-03-02 2007-03-02 BLOW SCREW BLADE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007107846/22U RU65019U1 (en) 2007-03-02 2007-03-02 BLOW SCREW BLADE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU65019U1 true RU65019U1 (en) 2007-07-27

Family

ID=38432490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007107846/22U RU65019U1 (en) 2007-03-02 2007-03-02 BLOW SCREW BLADE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU65019U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539870C1 (en) * 2013-09-30 2015-01-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Propeller screw
RU2540684C1 (en) * 2013-07-17 2015-02-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Icebreaker propeller screw blade

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540684C1 (en) * 2013-07-17 2015-02-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Icebreaker propeller screw blade
RU2539870C1 (en) * 2013-09-30 2015-01-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Propeller screw

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO166354B (en) DEVICE FOR SUBMISSION OF SOLIDS IN FLUIDS AND LINEAR MOVEMENT OF FLUIDS.
US10378505B2 (en) Hydrokinetic energy conversion system and use thereof
KR20200059846A (en) Rudder including duct having coanda effect
NO335003B1 (en) Method and apparatus for increasing efficiency and efficiency in establishing multiple interface layers
JP2020114732A (en) Marine ducted propeller jet propulsion system
RU65019U1 (en) BLOW SCREW BLADE
CN205256630U (en) Pipe type marine propeller
NO842551L (en) DEVICE FOR AA PAAVIKE FLOWING TO A PROPELLER
EP2347055B1 (en) Improvements in or relating to fluid jets associated with subsea excavation
Li et al. A study of propeller operation near a free surface
US9376186B2 (en) Marine tunnel thruster
RU2452653C2 (en) Screw propeller of kalashnikov's design
Xia et al. Numerical simulation on the cavitation of waterjet propulsion pump
KR20180120709A (en) A transverse shaft rotor and a spindle with the rotor
KR101354733B1 (en) The ship propeller has pressure equalized structure
TWI508897B (en) Ship propulsion system and ship
GB2527527B (en) Water jet propeller
CN107867382B (en) Propeller device
ZHANG et al. Propeller ventilation and hydrodynamic performance based on numerical simulation
Jürgens et al. Voith Schneider Propeller (VSP)-Investigations of the cavitation behaviour
RU2102278C1 (en) Marine water-jet propeller
RU2523720C2 (en) Water-jet propeller
RU2588562C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2540188C2 (en) Hydrojet propelling agent
CN105745150A (en) Shallow draft propeller nozzle

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130303

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20160427