[发明专利]一种用于循环水槽水跃抹平器的排气装置及其应用

说明书

本发明涉及一种用于循环水槽水跃抹平器的排气装置，其包括位于水跃抹平器内的分水板、格栅，分水板具有分水板第一弯头；其中，第一弯头处设置为一突起结构的拐角结构，拐角结构的内侧为具有开口的圆弧壁，拐角结构的第一侧边与第一弯头的横向侧边具有一定夹角，拐角结构的第二侧边平行并外延于第一弯头的竖向侧边，圆弧壁的开口靠近第一侧边，在拐角结构的端部设置排气口。本发明还涉及一种含有上述排气装置的自由液面的循环水槽水力系统。本发明所述的排气装置，布置从水流中排出分离气泡的特殊格栅阵，在格栅阵后的分水板第一弯头处布置一特殊的拐角结构，以将气泡通过管道分离并通过排气管路收集到集气箱，从而达到排除水流中气泡的目的。

技术领域

本发明属于舰船试验技术领域，尤其涉及一种用于循环水槽水跃抹平器的排气装置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。与拖曳水池相反，在循环水槽中，模型固定不动，水流在水槽内循环流动，并且保证试验工作段的水流均匀。国内外绝大部分普通的具有自由面的循环水槽，通常都是低速(Fr数小于1)的居多，而对于具有高速自由液面的循环水槽，一般是采用在试验工作段后布置大水箱的技术方案，以实现试验工作段保持自由液面的要求。由于该技术本质上是利用大水箱实现水跃过程，使试验工作段的高速水流经水跃后成为低速水流，从而实现自由液面的要求。但同时，此间水流的能量也相应完全损失了，并且，当试验工作段的水流速度在接近Fr＝1时，试验工作段的自由液面将很不平稳。因此，具有自由液面的开式循环水槽的驱动功率比之同样尺度的闭式空泡水筒要大得多。例如瑞典KaMeWa公司的水动力实验室中，试验工作段截面同样为0.8米×0.8米的具有自由面的循环水槽，驱动功率为1000kW，达到的最高流速为12米/秒，而具有同样试验工作段截面闭式空泡水筒的驱动功率为250kW，且达到的最高流速为14米/秒。也正因为如此，国际上具有超高速自由液面的大型循环水槽少至又少，且现有建成的也代价巨大。目前发明人已发明一种新型的水跃抹平器，其与传统的通过大水箱方案实现高速自由液面循环水槽技术方案相比，不仅能够比较容易地获得高品质的高速或超高速自由液面的循环水槽，且具有制造和运行成本低、节能、环保等特点，但采用该上述水跃抹平器由于水跃抹平器的分水板布置于试验工作段的下游，在高速水流中，分水板的下平面会有大量的气泡被带入下游的水流中，使分水板下平面处的水流(主流)中具有大量的气泡，这当然不是所期望的后果，其对设备的影响也是极其不利的。

发明内容

针对具有超高速自由液面的大型循环水槽利用水跃抹平器技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种采用新型结构的组合除气的排气装置，该装置在循环水槽主流区水跃抹平器的下游，在第一弯头前部位置，布置从水流中排出分离气泡的特殊格栅阵，在格栅阵后的分水板第一弯头拐角处，布置一特殊的结构，通过这个结构将气泡通过管道分离并通过排气管路收集到布置于水槽体上部的集气箱上，从而达到排除水流中气泡的目的。

本发明涉及的是一种采用了水跃抹平器装置的高速自由液面的循环水循测试系统，实现喷水推进装置及船舶螺旋桨等模型水动力及流场性能的测试，该系统还能作为船舶推进器水中辐射噪声和空泡性能的测试平台。其实现的关键技术中采用了水跃抹平器装置，本发明是针对该装置运行过程中产生的气泡副作用提供一种新型结构的组合除气法，以消除水流中的气泡影响。

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水跃抹平器的排气装置，其包括位于试验段下游的水跃抹平器内的分水板、格栅，所述分水板具有分水板第一弯头；其中，所述分水板第一弯头处设置拐角结构，所述拐角结构为一突起结构，拐角结构的内侧为具有开口的圆弧壁，拐角结构的第一侧边与分水板第一弯头的横向侧边具有一定夹角，拐角结构的第二侧边平行并外延于分水板第一弯头的竖向侧边，所述圆弧壁的开口靠近所述第一侧边，在所述拐角结构的顶部侧壁设置排气口。

为了进一步优化上述用于循环水槽水跃抹平器的排气装置，本发明采取的技术措施还包括：