[发明专利]泵喷水推进器的简易实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验装置，具体涉及一种用于测量与实际工作环境一致的变载重、自由表面波浪变化以及变船速工况下的泵喷水推进器的简易实验装置。

背景技术

泵喷水推进器是一种适用于高性能船舶的新型推进装置，具有吸入性能好、稳定性高(即操纵性好)以及高效运行范围宽等优点。

但是，目前其试验理论和试验装置还没有建立，更没有相应的国家标准。当前泵喷水推进器的试验研究方法主要有两种，一种是将泵喷水推进器安装在闭式回路中，借用泵的试验方法和国家(或行业)试验标准对其进行测试。这种方法与泵喷水推进器的实际运行环境和工作指标都不一样，因为泵喷水推进器是在具有自由表面的开敞式环境中运行的，其工作指标是推力，该推力与船舶运行速度、自由表面波浪、船舶吃水深度都相关，但是基于泵试验理论的试验方法和试验装置无法试验获取这些技术参数。另外一种方法是在船舶组装完成后，将泵喷水推进器与船舶主体一起进行试水试验，这种方法除了试验能耗大之外，是一种针对船舶主机的验收试验方法，很难对泵喷水推进器自身的设计优劣进行判断。因此需要根据泵喷水推进器的具体工作环境建立针对性的试验装置和试验理论。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种泵喷水推进器的简易实验装置。

技术方案：本发明的一种泵喷水推进器的简易实验装置，包括蓄水池和敞式水槽，所述蓄水池与敞式水槽通过管路连通，且该管路上从蓄水池到敞式水槽之间依次设有可更换的双吸式循环水泵、涡轮流量计和闸阀；所述敞式水槽中放置有泵喷水推进器，泵喷水推进器的顶部设有压力传感器和调节架。

其中，可通过闸阀控制管路中以及敞式水槽中的水流量，然后测量敞式水槽的过流断面面积，同时还可通过涡轮流量计获取水流流量的数据，最终可方便地试验研究敞水槽内水流流速(即船速)对泵喷水推进器推力特性的影响。并且将泵喷水推进器放置于敞式水槽中，能够使得实验环境与泵喷水推进器的实际运行环境一致，最终所得到的实验结果更为精准。

为了便于研究不同淹没深度条件(不同载重)下的泵喷水推进器的推力特性，在敞式水槽的前部设置有用于调整敞式水槽自由表面波浪强度的可更换的隔栏式稳流栅，这样便于调整敞式水槽的自由表面波浪强度，进而可测试研究不同自由表面波浪强度对泵喷水推进器推力特性的影响。

进一步的，所述敞式水槽设置于蓄水池的池边，且敞式水槽中的水经过敞式水槽后部的孔式稳流栅流回蓄水池，这样的设置有利于节约水资源以及整个实验装置的循环使用。

进一步的，所述调节架能够调控泵喷水推进器的淹没深度。

为了便于研究泵喷水推进器推力特性的动态和静态特性，所述压力传感器为动态高频压力传感器。

进一步的，所述敞式水槽的水流速度为c_v，泵喷水推进器的推力为T，泵喷水推进器内叶轮附近的轴向速度为v_z，泵喷水推进器的输入功率为P，则可测量T与c_v之间的关系，即测量并获取Tv_z/P～c_v的函数关系，通过闸阀调节泵喷水推进器的水流量，进而调节测量c_v，同时测量T的大小。

进一步的，所述泵喷水推进器的淹没深度为d，泵喷水推进器的推力为T，泵喷水推进器内叶轮附近的轴向速度为v_z，泵喷水推进器的输入功率为P，则可以测量T与d之间的关系，即Tv_z/P～d之间的函数关系，调节调节架调整并测量d，同时测量T的大小。

进一步的，所述敞式水槽内的波浪强度为h，泵喷水推进器的推力为T，泵喷水推进器内叶轮附近的轴向速度为v_z，泵喷水推进器的输入功率为P，则可以测量T与h之间的关系，即Tv_z/P～h之间的函数关系，通过调整稳流栅进而调整并测量h，同时测量T的大小。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明安装在实验室内，结构紧凑、占地面积小；

(2)本发明模拟泵喷水推进器的实际运行环境，能够试验研究不同自由表面特性、各种水流速度(船速)以及不同船舶载重(淹没深度)条件下泵喷水推进器推力的动态和静态特性；

(3)本发明首次采用开式试验装置在与其实际运行环境一致的条件下对泵喷水推进器的推力特性进行试验研究，因此可以有效地评价泵喷水推进器的性能指标及其设计优劣，一方面能够为研发单位提供精准、合理有效的评价参数，另一方面还可以为建立相应的国家标准或行业标准提供足够的试验理论和试验装置。