[实用新型]一种测量自由液面效应的实验装置

说明书

本实用新型公开一种测量自由液面效应的实验装置，该实验装置包括：水槽，在水槽内盛有液体，用于对船体模型进行实验；船体模型，船体模型的货舱区域内设有至少两块纵向隔板，纵向隔板与隔板驱动装置传动连接，隔板驱动装置带动纵向隔板实现自动展开与收回；压力传感器，多个压力传感器均匀设置于船体模型的船体舷侧外板上，且压力传感器与分析控制装置电连接；分析控制装置，用于控制隔板驱动装置动作。相较于传统采用理论教学对自由液面对船舶稳性不利影响进行教学的方式，通过本申请公开的实验装置进行实验教学，更加简单直观深入，帮助学生透彻理解自由液面侧存在会降低船舶的稳性，同时掌握其具体的应对措施设置纵向舱壁的合理性。

技术领域

本实用新型具体涉及一种测量自由液面效应的实验装置。

背景技术

船舶在外力作用下偏离其平衡位置而倾斜，当外力消失后能够自行恢复到原来平衡位置的能力称为船舶的稳性。船舶稳性作为船舶的重要性能之一对船舶的安全至关重要。然而船上自由液面的存在对船舶的稳性非常不利。

那什么是自由液面呢？船上设有淡水舱、燃油舱、压载水舱等舱柜，运输液体货物即液货舱，如果舱内液体没有装满，那么船舶在倾斜时，舱内的液体也将流向一舷，且液面保持与水面平行，这种可以自由流动的液面称为自由液面。同时当液体流动后，液体体积的形状发生变化，重心向倾斜一侧移动，因而产生一个额外的倾斜力矩，其结果是降低船舶的稳性。

所以需要采取措施降低自由液面的不利影响，具体措施就是在液货舱内部设置纵向舱壁，例如油轮、液货船都会设置一道至两道纵向舱壁，纵舱壁的设置有制荡作用，可以减少自由液面的不利影响，而且纵向舱壁数量设置越多不利影响就越小。

在日常的教学中，主要以理论推导为主，根据数学模型建立方程通过方程求出问题的解析解。因此采用理论分析讲解船上自由液面的不利影响以及其具体的应对措施，学生学起来费力又不易理解。因此考虑采用实验教学，希望通过这种能够测量自由液面效应的实验船舶来帮助学生加深对自由液面效应不利性的认识，同时理解设置纵向舱壁可以降低其不利影响这一举措的合理性。通过实验装置讲解简单直观深入，然而现阶段并没有相关的专业教学设备。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种测量自由液面效应的实验装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种测量自由液面效应的实验装置，包括：

水槽，在水槽内盛有液体，用于对船体模型进行实验；

船体模型，船体模型的货舱区域内设有至少两块纵向隔板，纵向隔板与隔板驱动装置传动连接，隔板驱动装置带动纵向隔板实现自动展开与收回；

压力传感器，多个压力传感器均匀设置于船体模型的船体舷侧外板上，且压力传感器与分析控制装置电连接；

分析控制装置，分析控制装置与隔板驱动装置电连接，用于控制隔板驱动装置动作。

相较于传统采用理论教学对自由液面对船舶稳性不利影响进行教学的方式，通过本申请公开的测量自由液面效应的实验装置进行实验教学，结合与之相关的专业教学设备，更加简单直观深入，帮助学生透彻理解自由液面侧存在会降低船舶的稳性，同时掌握其具体的应对措施设置纵向舱壁的合理性。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，测量自由液面效应的实验装置还包括：造波机，造波机设置于水槽，用于制造波浪；

造波机与分析控制装置电连接，分析控制装置控制造波机动作。

采用上述优选的方案，在水槽内模拟波浪，使其实验更生动，更符合真实液面情况。

作为优选的方案，测量自由液面效应的实验装置还包括：鼓风机，用于制造风力；