[发明专利]一种用于循环水槽的自由面加速器及其应用

说明书

本发明涉及一种用于循环水槽的自由面加速器，其包括加速器腔体和自由面加速器喷水口，所述加速器腔体上连接有进水口；所述加速器腔体的底部与自由面加速器喷水口的顶部固定安装，所述自由面加速器喷水口的底部安装至收缩段后的等面积矩形部位。本发明还涉及一种包含用于循环水槽的自由面加速器的自由液面的循环水槽水力系统。本发明提供的基于喷水口结构结合限位调整机构的自由面加速器，其为静态结构，且限位调整机构采用的也是普通橡胶密封垫和标准螺栓(或螺柱)，具有结构简单、可靠，容易实施的特点，因此，具有很大的实用价值和推广意义。

技术领域

本发明属于水动力试验技术领域，尤其涉及一种用于循环水槽的自由面加速器及其自由液面的循环水槽水力系统。

背景技术

循环水槽是专门从事舰船推进器性能研究和操纵性研究的装置，一般具有自由液面的循环水槽，在工程上对于试验段自由表面的流场品质，具有比较高的控制要求。但由于试验段上游收缩段的顶面边界层的影响，自由面的流速一般均低于主流的速度，因此，一般自由面的流场都不是很理想。要求有自由面精细流场的循环水槽，一直没有较好的解决方案。国外有研究机构在低速的循环水槽上，在试验段前布置由电机驱动的边界层加速器，取得了较好的效果。但对于Fr数大于1的高速循环水槽，仍然没有比较有效的技术方案，且该方案采用电机驱动机构，结构较复杂。因此，国际上具有高品质、高速自由液面的循环水槽少之又少。

发明内容

本发明针对上述船舶水动力试验的循环水槽存在的问题，提供一种用于循环水槽的自由面加速器，其为一机械结构装配体，其基于喷水口结构结合限位调整机构，以实现循环水槽的自由面加速，以改善循环水槽自由表面的流场品质。本发明所述的自由面加速器适用于具有自由液面的循环水槽自由表面的流场加速，以达到循环水槽试验工作段自由表面流场的高品质要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种用于循环水槽的自由面加速器，其包括加速器腔体和自由面加速器喷水口，所述加速器腔体上连接有进水口；所述加速器腔体的底部与自由面加速器喷水口的顶部固定安装，所述自由面加速器喷水口的底部安装至收缩段后的等面积矩形部位。

为了进一步优化上述自由面加速器，本发明采取的技术措施还包括：

进一步地，所述进水口连通有加速管路系统，所述加速管路系统包括依次由管路连接的自由面加速器进水泵、流量计和控制阀，所述自由面加速器进水泵连通至水槽体下水平段的最大管径处，所述控制阀出口连通至进水口。

进一步地，所述自由面加速器喷水口的水平喷流厚度为1～3mm，所述自由面加速器的水平喷流的速度为试验段主流的约1.5～2倍。

进一步地，所述自由面加速器喷水口包括上安装部、下安装部和喷水腔，在所述喷水腔内部设置弧形内腔壁，所述弧形内腔壁的端部为出水口。

进一步地，所述收缩段后的等面积矩形部位的收缩段壁开设一个开口，在开口的边缘处增设一喷水口安装部，所述自由面加速器喷水口的底部嵌入所述开口，所述自由面加速器喷水口的下安装部与喷水口安装部之间采用调整螺栓进行安装。

进一步地，所述下安装部与喷水口安装部之间设置调整密封圈，所述调整螺栓及调整密封圈在保证密封的情况下具有2～4mm的调整能力，所述调整密封圈为厚度为6～8mm的橡胶密封垫。

进一步地，所述加速器腔体与所述自由面加速器喷水口之间卡设喷流装置稳流板，在所述加速器腔体的底部外延设置腔体安装部，所述腔体安装部的内侧与所述上安装部的内侧采用螺钉连接，所述腔体安装部的外侧与所述上安装部的外侧采用螺栓和螺母连接，所述腔体安装部与上安装部之间设置密封垫。

进一步地，所述加速器腔体的顶部设置一排气口。

进一步地，所述循环水槽为立式循环水槽。