專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及船舶領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
世界能源需求不斷增長(zhǎng)，非再生能源瀕臨匱乏；發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、減少溫室氣體排放、保護(hù)全球生態(tài)平衡，已成為全球的共識(shí)，在面臨能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題，巨型船舶消耗大量寶貴的石油資源，而排放大量廢氣，由于船舶體積巨大，在大型船舶上做實(shí)驗(yàn)需要的費(fèi)用非常高，而且進(jìn)行風(fēng)帆實(shí)驗(yàn)容易出現(xiàn)船舶翻覆的危險(xiǎn)，現(xiàn)有的整流裝置造流系統(tǒng)各噴口產(chǎn)生的高速流直接進(jìn)入水池，而沒(méi)有任何整流措施，所以實(shí)際所造水流的穩(wěn)定性、均勻性較差，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成一定的不良影響。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)。為了達(dá)到上述目的，提供的一種風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)。所述風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括水箱1、水流整流箱2、水箱進(jìn)水口 3、立式離心泵4、離心泵支架5、水箱把手6、水箱支架7、水箱出水口 8、水管9、截止閥10，其中，水箱I為上面開(kāi)口的長(zhǎng)方體，水箱支架7固定在水箱I下方，水箱I的兩端分別有水箱進(jìn)水口 3和水箱出水口8，水箱進(jìn)水口 3設(shè)置于水箱I 一端的側(cè)面，水箱出水口 8設(shè)置于水箱I另一端底側(cè)，將立式離心泵4分別與水箱I的水箱進(jìn)水口 3和水箱出水口 8用水管9連接，立式離心泵4下固定離心泵支架5,立式離心泵4出水口端固定一截止閥10。有益效果:本實(shí)用新型的風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)利用泵和整流裝置在水池內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的水流區(qū)域，將等比例縮小的模型船固定在區(qū)域以便獲得與實(shí)船一樣的航行特性，通過(guò)模型試驗(yàn)得到數(shù)據(jù)，最終完成風(fēng)帆助航船舶的研究，通過(guò)使用壓力傳感器和一定的結(jié)構(gòu)代替了原有的帆，使現(xiàn)有設(shè)備更加簡(jiǎn)便，可以幫助提高水流的穩(wěn)定性和均勻性。

圖1本實(shí)用新型風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)的三維模型圖。圖2本實(shí)用新型風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)的船舶側(cè)視圖。圖3本實(shí)用新型風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)的船舶斜視圖。圖4本實(shí)用新型風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整流裝置三維模型圖。圖5本實(shí)用新型風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)的無(wú)水流整流器時(shí)水箱中水流流速的仿真結(jié)果圖。圖6本實(shí)用新型風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)的有水流整流器時(shí)水箱中水流流速的仿真結(jié)果圖。附圖標(biāo)識(shí):1、水箱；2、水流整流箱；3、水箱進(jìn)水口 ；4、立式離心泵；5、離心泵支架；6、水箱把手；7、水箱支架；8、水箱出水口 9、水管；10、截止閥；11、螺旋槳；12、軸承；13、轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置；14、推進(jìn)電機(jī)；15、模擬桅桿；16、船頭擋板；17、螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)軸；18、配重。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參照?qǐng)D1，在本實(shí)施例中，所述風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括水箱1、水流整流箱2、水箱進(jìn)水口 3、立式離心泵4、離心泵支架5、水箱把手6、水箱支架7、水箱出水口 8、水管9、截止閥10，其中，水箱I為上面開(kāi)口的長(zhǎng)方體，水箱支架7固定在水箱I下方，水箱I的兩端分別有水箱進(jìn)水口 3和水箱出水口 8，水箱進(jìn)水口 3設(shè)置于水箱I 一端的側(cè)面，水箱出水口 8設(shè)置于水箱I另一端底側(cè)，將立式離心泵4分別與水箱I的水箱進(jìn)水口 3和水箱出水口 8用水管9連接,立式離心泵4下固定離心泵支架5,立式離心泵4出水口端固定一截止閥10。參照?qǐng)D2及圖3，船舶模型主要包括船體、螺旋槳11、軸承12、轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置13、推進(jìn)電機(jī)14、模擬桅桿15、船頭擋板16、螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)軸17、配重18，其中，推進(jìn)電機(jī)14選用的是直流電機(jī)，固定于船體內(nèi)，電機(jī)的額定電壓為12V，額定功率60W ;電機(jī)軸帶動(dòng)一根圓柱形鐵條，作為螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)軸17 ;螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)軸17固定于嵌入船體內(nèi)的軸承12內(nèi)，保證螺旋槳11在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋槳軸17與電機(jī)軸在同一直線(xiàn)上，螺旋槳11不產(chǎn)生抖動(dòng)；在螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)軸17上裝設(shè)一轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置13，用來(lái)測(cè)量螺旋槳轉(zhuǎn)速；配重18是將鐵板嵌入到船體內(nèi)部，保證船模的相應(yīng)比例的吃水量，其上部固定模擬桅桿15，其中船頭設(shè)置一個(gè)與水平面垂直的船頭擋板16，用其來(lái)實(shí)現(xiàn)船體與壓力傳感器的作用力桿保持垂直，保證船舶航行時(shí)向前的作用力與壓力傳感器作用桿平行。參照?qǐng)D4,整流裝置的穩(wěn)流板是由5mm厚的硬塑料板制成，四周由3mm鐵板固定整流板，水流整流版應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)用水箱的入水口一端，并且并排設(shè)置兩個(gè)同樣的水流整流器，如圖1所示。參照?qǐng)D5及圖6，利用fluent軟件對(duì)水箱在無(wú)水流整流器和在有水流整流器情況下進(jìn)行仿真，仿真環(huán)境為:截止閥調(diào)節(jié)到開(kāi)度最大時(shí)，水箱入水口水流速度等于離心泵的出水口水流速度，速度為5m/s，仿真結(jié)果如圖5及圖6所示，通過(guò)仿真，我們可以清晰看到水箱中各點(diǎn)的水流方向和水流速度，并通過(guò)兩次仿真結(jié)果對(duì)比可以得知利用水流整流器后的水箱中的水流速度更加平穩(wěn)、均勻。(I)將以目標(biāo)船的相應(yīng)的比例進(jìn)行實(shí)物船舶建模，搭建一合適的船舶航行的海水環(huán)境平臺(tái)，研制出相應(yīng)的推進(jìn)器調(diào)速控制系統(tǒng)，來(lái)模擬船舶在海水中航行時(shí)，在有風(fēng)帆助推作用的情況下，通過(guò)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)器，保持船舶始終處于定航速航行狀態(tài)。(2)風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)器調(diào)速系統(tǒng)是以C8051F330單片機(jī)為控制核心，控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)包含有航速設(shè)定信號(hào)、主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)、實(shí)際航速信號(hào)、實(shí)際主機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，將輸入信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，轉(zhuǎn)化成單片機(jī)可以識(shí)別的電信號(hào)，輸送給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理后，將輸出信號(hào)送給柴油機(jī)控油的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)油門(mén)的大小，最終調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大小。(3)船舶模型是以某24000載重噸的成品油船為目標(biāo)船，以1:229的比例尺同比例縮小建造的模型，船模的航行平臺(tái)為一長(zhǎng)2m、寬0.9m、高0.4m的水箱，水箱中水可以模擬海水流動(dòng)，忽略船體所受的側(cè)向力，船體的船頭設(shè)置一擋板，該擋板作用在固定水箱上的壓力傳感器上，在船體中部設(shè)置一模擬風(fēng)帆，水流為從船頭流向船尾的恒速水流，船尾的螺旋槳給船體前進(jìn)方向的推力，這樣船舶所受力包括固定擋板推力、風(fēng)帆助推力、水流阻力和螺旋槳推力，在此四個(gè)力的共同作用下使船舶相對(duì)水箱靜止，由于水流速度恒定，且船舶相對(duì)水箱靜止，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，我們可視船體處于相對(duì)于水流處于恒速的航行狀態(tài)。以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實(shí)施僅限于這些說(shuō)明。對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡(jiǎn)單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括水箱(I)、水流整流箱(2)、水箱進(jìn)水口(3)、立式離心泵(4)、離心泵支架(5)、水箱把手(6)、水箱支架(7)、水箱出水口(8)、水管(9)、截止閥(10)，其中，水箱(I)為上面開(kāi)口的長(zhǎng)方體，水箱支架(7)固定在水箱(I)下方，水箱(I)的兩端分別有水箱進(jìn)水口(3)和水箱出水口(8)，水箱進(jìn)水口(3)設(shè)置于水箱(I) 一端的側(cè)面，水箱出水口(8)設(shè)置于水箱(I)另一端底側(cè)，將立式離心泵(4)分別與水箱(I)的水箱進(jìn)水口(3)和水箱出水口(8)用水管(9)連接,立式離心泵(4)下固定離心泵支架(5),立式離心泵(4)出水口端固定一截止閥(10)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)。所述風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括水箱1、水流整流箱2、水箱進(jìn)水口3、立式離心泵4、離心泵支架5、水箱把手6、水箱支架7、水箱出水口8、水管9、截止閥10，其中，水箱1為上面開(kāi)口的長(zhǎng)方體，水箱支架7固定在水箱1下方，水箱1的兩端分別有水箱進(jìn)水口3和水箱出水口8，水箱進(jìn)水口3設(shè)置于水箱1一端的側(cè)面，水箱出水口8設(shè)置于水箱1另一端底側(cè)，將立式離心泵4分別與水箱1的水箱進(jìn)水口3和水箱出水口8用水管9連接，立式離心泵4下固定離心泵支架5，立式離心泵4出水口端固定一截止閥10。本實(shí)用新型的風(fēng)帆助航船舶推進(jìn)裝置水池實(shí)驗(yàn)臺(tái)提高了水流的穩(wěn)定性和均勻性。
文檔編號(hào)G01M10/00GK203011667SQ20122063502
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者李敬陽(yáng), 李長(zhǎng)海, 王迪 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)