伴流补偿导管,舵球与节能研究定稿

April 17, 2021, 7:12 a.m. 文档页面

【文章导读】 伴流补偿导管,舵球与节能研究 ;7一年,叼多萄蜘娣恒等名船茚暑 伴流补偿导管,舵球与节能研究 七.二研究所江南造船厂 谢文浩陈豪赵善能 一 ,前言 长期来,节能船型及水动力节簏技术的 开发和研究始终是广大造船研究二I作者的重 要课题.自8O年代以来,国内嚣研究

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【正文内容】

伴流补偿导管,舵球与节能研究 ;7一年,叼多萄蜘娣}恒等名船茚暑 伴流补偿导管,舵球与节能研究 七.二研究所江南造船厂 谢文浩陈豪赵善能 一 ,前言 长期来,节能船型及水动力节簏技术的 开发和研究始终是广大造船研究二I作者的重 要课题.自8O年代以来,国内嚣研究设计单 位通过各自的试验研究工作大都已取得了可 喜的成果,韭正加紧推广鹰f}j,日趋成熟和 完善 在这种情况下,有必要对节能船型及水 动力附加节能装置的节能技术和妮理作更深 入的研究和探讨,期望能使节能技术的试验 研究提到更高的水平.本文试图通过我们近 年采所傲的一些试验研究工侔作进一步的探 讨.

二,船尾水动力附加节能装置 近年辣,裁所除开展过船舶线型,球 首,球尾等节能研究工作外,还对伴流补偿 导管,导流罩,舵球自由旋转叶轮,桨前 .或桨后加装圊定叶轮(亦称定子),毂帽 鳍等附加节能装置也作了大量试验研究.综 合上述节能装置的作用原理,有的可改普册 (或桨所)的水流分离观鲸,减少浆后尾 流中的损耗或使毂涡减弱和消失,有的可改 善螺旋浆的来流,使螺旋桨在获得较均匀的 来流情况下提高推进效率,有的可使螺旋桨 前产生与桨相反旋向的预旋流以减少浆后尾 流中旋转能量的损耗}有的可产生附加推力 以减小船镩阻力.也宥的可改善伴流分南, 降低垲部振动,减少能耗或增加伴流藉以提 高船身效率。

总之,加装了这些节能装置均 能在不同程发上降低船舶阻力和提高推进效 率,取得了较好的节能效槊.关于节能线 型,浆前或浆后加装固定叶轮,自由旋转叶 轮及毂蝈鳍等附加节能装置的试验研究我所 已有专文介绍,本文将羞重介绍在伴流补偿 等管,导流罩及艘球节能装置方面盼试验研 究工作 1.伴流补偿导管 伴漉补偿导管是一种具有机翼型,简易 型或折角型甜J面的环状导流装置,通常以两 个半环形导管形式装于螺旋桨前韭在装轴上 方船尾纵巾剖面曲两侧.Hf于该装置舯n佣 可降低桨轴上方船尾纵巾削面处竹伴漉峰 蝤,韭可将船尾jj柴盘面前的多剥r流动包括 垂向流动,更多地整流成轴翔流,从而提 高了螺旋桨的效率。

冉者,该装置还可减少 后体的水流分离,如合地调整左右半环形 导管的水平及纵向夹角可使粱前产生与桨旋 向相反的预旋来流至导管翼型剡面所产 生向前的升力分量及均匀水流对螺旋桨激振 骷来的好处也是不可忽视的 加装该装置聍虽可使管内的水流柳 速,假山于泼装置的存在改变了船尾盼流 态,增大了船傩伴渣,故其伴漉分皴较米安 装前大些是可以理解的,这在推力减糯分数 虽略有变动但因侔流系数增大较显裟的情况 下是可以提高船身效率,从蓑l,袁2舯试 验结果可予说明a寝3,4及5列出掷分船 型加装伴流补偿导管前后模型试验节能效果 的比较,其节能效果的芬寡腺同导管几何参 数及安装位置有关外。

还同船尾本身的线型 有较大关系. 同时,从我们的试验研究也发现安装伴 流补偿导管后的节能效果不仅与导管的剖丽 形状,几何参数,难向安装位置以及导管轴 线与船体岣三向夹角有关而且同其纵『安 装位置有较大的关系,有时甚至是能否取得 节能效果的关键参数.如导管安装位置不 当,则不能有效地减少或消除船体后部的流 动分离区,电就不能改善桨前来沲,难以起 到节能效果.此外,由于在桨前船的尾端处 流态汲不稳定,因此要选择适当的导管安装 位置,以便通过导管的作用既可将水流压向 船体,减少流动分离,又可阻止垂向流动, 使水流贴近导管表面改向轴向流动,改善桨 前来流以提高桨的推进效率.表6中所示。

由于导管纵向位置安装不够确切,就没能起 到应有的节能效果,而袭3,4及5由于导 管位置安装较妥,就取得了较好的节能效 果. 在通常的船尾线型情况下,在设计航速 附近约可取得5~7的节能效果a 2.舵璩 舵球是装于螺旋桨毂帽后舵上的一种整 流装置.通常,舵球可减少或消除毂帽后部 的水流分离削弱毂涡,减少尾流收缩,降低 能量损耗.试验研究表明,舵球节能的效果 同舵球的大小,舵球耐桨毂后缘或毂帽之间 的距离有一定的关系.但很少见有舵球垂向 安装血置的变化对节能效果的报导近年 来,我们在开展舵球节能试验研究时,昧常 规试验外,还专门进行了舵球垂向安装位置 的变化(包括大。

小舵球)对节能效果的试 验研究,研究表明舵球节能效果最佳垂向位 置监不一定在桨轴中心线上,而可以在桨轴 中心线之上或之下,也即舵球垂向位置的变 化对推进效率和节能效果都有一定影响,如 表7所示.此外,试验表明加装舵球后也可 使阻力稍有下降由此可见,舵球的作用不 仅可降低彀涡,减少毂帽后的水流分离韭且 还可对船尾部的流场起到一定盼整流作用, 其作用的大小同船怒部的形状,舵球的尺 度,尾谶场分布有关,至于舵球节能作用的 机理尚可作进一步深化研究. 3伴流补偿导瞥捆舵璩 伴流补偿导管及舵球节能装置可分别单 独使用,也可『坷时安装在同一条船上以增大 其节能效果如表9所示 图1及图2分别为伴流补偿导管纵向安 装位置的变化和舵球垂向安装位置的变化 图。

图1伴流补偿导管纵向安装位置变化图 图2舵球垂向安装位置变化图 三,试验结果 1.伴滚补偿导瞥装置的试验 采用了不同的导番内径,各种剖面形状 和改变各类参数及纵向安装位拦等进行了试 验,表1~6中列出了部分试验结果. 裹lSM9106—2—0殛SM~106—2一ND(带伴流补偿 辱瞥爱导流罩>的t,w.覆h的诧较 Vs(kn)13.013. 514.014.515.016.516.0 SMg+062—00.,x36虬235m241{0.2450.I2560.2590.253t 1 SM0106—2一ND0.2430,2380.2450.2580。

2690.2740.267 SM9106—2—0O620.3620.3660.3980.3740.3750,370 ws SM9106—2一ND0?3830.3780.3800.3860.3920.3930.388 SM01062—01.1991.1991.1961.1941.1881.1851.186 卵s—————————一—— SM91082一biD}1.227.1.2Z41.2181.2101.2021.197;1.198 囊2SM9136殛$M9136ND(带伴流朴偿导瞥)的t,w.理丘毒的比较 V(n)l】.011.51}112.513.13.614.0 SM01360。

1510.190.1840.1770.1680.1630.165 t SM0136一ND0.1830.1970.2040.2080.2100.2120. 214 SM91360.3030.3190.3210.3170.3120.3100.312 SM0136一NDO.3480.3540.357O.3580.3590.3600.360 SM91361.2181.2051.2021.2051.2101.2131.213 s SM9136一ND1.2531.2421.2371.233].2321.230】.228 裹3SM9105一卜O殛SM9106一卜ND(带伴漉补偿导管)收翻琦率时比较 V8(kn)。

13.o13.514.o14.515.015516.o 1.01.0I.0O1.O1.01.0P D}Pn ● 0.9950.韶0.946 1 0.9380.9340.0330.936P DI/PⅢ 注{PzJ*~sMo!o6L.口的收}功率 P础Dz~SMSl06一l—NDI的收到功率 裹4SM9136~SM9136一ND.(带伴藏补偿导警)收到功率的比较 Vs(kn)11.0l1.512.010.513.0l3514.0 —— ●3 PDl/PD11.01.01.01.01.01,01.0 0.9030.90909230.9350.960.9550.960P DDl/PDl 注lPol为S&。

amp;~9136的收到功率 PDNDl为SMgl36一NDl的收到功率 裒5SM9009覆SM9009ND(带伴藏朴怯导警)收舅功率的比较 ,r Vs(kn)13.013.514.014.515.015.516.0 1.01.01.01.01.01.01.0P D~/PD o.9880.9810.9750.9610.9530.9440.938F D~Ds/PD 注tP叩为sM9O09的收到功率 "PDHn3为SM9009I~收到功率 寰6SM9106—2—0~SM9106—2一ND.(带惮浓朴怯导警)收舅功率的比较 V.(kn)13.013.514.014.

515.015.516.0 1.01.01.01.01.01.01.0P 肼o/Po=o 1.0181.O060.995O.驰60.驰4O.9:880.997 P2ND0/P2DJ 注,*F2o为SM9106一0的收到功率 *.PDo为SM9106一?一NDo:的收到功率 2.舵砖碧■鼹试验 已选用了不同韵舵璋参数及垂向安装位 置等进行了试验,表7中列出部分试验结 果. 3.伴藏补偿导警和舵尊装量的试验 在部分船型上将伴流补偿导管和舵球或 导流罩等敷种水动力节能技术综合应用可进 一 步提高其节能效果,表8中列出部分试验 结果. 一 让一 四,结束语 综合上述分析及试验结果可得出如下几 点结沦l 1。

伴流补偿导管及舵球节船装置都是一 种较简便而行之有效的节能装置,两者可单 独使用也可综合使用以提高其节髓效果. 2.伴流补偿导管节能效果的多寡不仅与 船体本身线型特别是尾部线翌的优劣有关, 而且与导管蚺各种参数特倒是缎向安装位置 有很大关系,如安袭不妥甚至不能起到应有 的节能效果. 3.在对伴流补偿导管进行节能机理研究 的同时,不能忽视对船尾部的流态观察试

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