喷水推进器功率与航速

喷水推进器功率与航速 第,,卷 第,期 ,, ,,(,海军 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 大学学报 ,,,( ,,,,年,月 ,,,(,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,，,,,,,,,，,,,,，,, 文章编号:,,,,,,,,,(,,,,),,,,,,,,,, 喷水推进器功率特性与航速相关性研究 倡栘 王永生，丁江明，敖晨阳，陈华清，张煜盛,，,,,,, (,(华中科技大学能源与动力工程学院，湖北武汉,,,,,,;,(海军工程大学船舶与动力学院， 湖北武汉,,,,,,;,(海军装备研究院，北京,,,,,,) 摘 要:通过对某船喷水推进系统的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，研究了喷水推进器的功率特性(功率与转速的关系)与航速的关 系(先由喷水推进动力学方程引出喷水推进器功率特性在喷水推进系统稳态特性和动态性能研究中的作用， 然后分析了,,,,,,,,,?喷水推进器的转速特性，将转速特性变换成力矩特性后，分析了该力矩特性，并将 ——————————————————————————————————————————————— 其与螺旋桨相应特性作了对比(根据转速特性获得的,个不同航速下的喷水推进器功率与转速的关系曲线， 分析了航速对功率特性的影响，同时也将其与螺旋桨的相应特性曲线作了对比(研究所得出的结论是:喷水推 进器的功率特性不是唯一的，装船之后它的功率特性受航速影响，但这个影响不像螺旋桨那么显著(据此推 得，喷水推进系统在“船—泵—机”的匹配 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 以及实际使用中，主机一般不会超负荷( 关键词:船舶;动力装置;喷水推进;工况;数学模型;建模;仿真 中图分类号:,,,, 文献标识码:, ,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,，,，,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,？,,,，,,,,,,,,,,,,, (,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,;,,,,;,,,,,,,，,,,,,,,,,,,，,,,,,;,(,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,——————————————————————————————————————————————— ,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,，,,,,,;,(,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,，,,,,,),，,,,,,,,,,,,;,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,;,？,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,？,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,(,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,;,,,,,，,,,;,,,;,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,——————————————————————————————————————————————— ,,,,,,,,,,,(,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,;,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,;,,,,,,,,,,;,,,,,,;,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,′,,,,,,,,,,,(,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,;,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,——————————————————————————————————————————————— ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,(,,,,,,,,:,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,在喷水推进系统稳态和动态特性研究时，先要建立其数学模型(对于“主机，喷水推进器”直接倡收稿日期:,,,,,,,,,,;修订日期:,,,,,,,,,, 作者简介:王永生(,,,,,)，男，教授，博士生( 传动的推进方式，推进系统“机—泵”分系统转动动力学方程为: ,,,,,,,,,, 速度(,为泵的转速，单位:,,,,,);,为时间(,, 推进系统“泵—船”分系统的平动动力学方程为: ,,,,,Δ,,,(,)式中:,,为主机力矩;,,为轴系及传动装置的摩擦力矩;,,为喷水推进器力矩;,为转动惯量;ω为角(,) 式中:,为喷水推进器推力，,,,,(,，,,);,为工作喷水推进器的台数;,为船直航时的阻力，,,,,(,,);Δ,为不工作时喷水推进器的“拖泵”阻力，Δ,,,,(,,);,为船体及附连水质量;,,为航速((,)式所示数学模型中，喷水推进器力矩,,的计算是关键(这不仅是因为它决定了喷水推进器转速——————————————————————————————————————————————— 变化的动态过程(见(,)式)，而且它还主要影响着航速变化的动态过程(如(,)式)(,,以及喷水推进器所吸收的功率,,的动力特性，即它们与转速的关系，以及航速对这些关系的影响，是喷水推进系别于螺旋桨推进系统“船—桨—机”匹配的切入点(本文分析混流式喷水推进器动力特性以及航速,,对这些动力特性的影响(统稳态特性和动态特性研究中一个十分重要的内容，同时也是理解喷水推进系统“船—泵—机”匹配有 , 制造商提供的喷水推进器功率特性 喷水推进器本质上是一个泵，它通过吸水口和管道吸入水流，并将发动机的机械能通过叶轮转变成水流的机械能(动能、压能和位能的总和，也称总水头，即速度头、压头、位头的总和)(喷水推进器作为喷水推进系统中的一个部件，根据制造厂商出厂前的台架试验，它所吸收的功率,,与叶轮转速(即泵的转速),之间的关系可用下式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示,,,,,: ,,,,(,,,,,(,) 式中:,为制造商提供的系数，表示该泵在叶轮转速,,,,,,,,,时所吸收的功率(,,)((,)式所示的关系即喷水推进器功率特性，也称水力测功器特性( 最高航速航行，喷水推进器吸收的功率不受航速影响(这就是说，,不受,,影响;叶轮转速,一定时，根据(,)式可以确定其吸收的功率,,(换句话说，喷水推进器的水力测功器特性是唯一的(文献,,,,,认为，由于喷水推进器是一个泵，它的转速不直接与航——————————————————————————————————————————————— 速发生联系，不论船静止还是以 , ,,,,,,,,,?喷水推进器特性分析 图,为某船所选用的,,,,,,,,,?喷水推进器的速度特性，它描述了该喷水推进器装船后在等功率条件下不同航速所对应的泵转速(喷泵吸收的功率中已扣除了,,的传动损失)(当然，也可将其看成不同航速时工作在不同转速下所消耗的喷水推进器功率(从后者的角度，可将图,变换成喷水推进器力矩特性，该特性表示不同航速时在等功率条件下喷水推进器叶轮所应克服的力矩(见图,)( 图,揭示了喷水推进系统的一个重要特性(喷泵吸收的功率中已扣除了,,的传动损失)，即:在喷水推进器功率为定值时，其力矩在整个航速范围内(从造船工程师的角度来看)近似于一个常值,,,(或者说，等功率条件下喷水推进器力矩随航速的增高而减小的幅度较小即变化率很小(这与螺旋桨推进系统相应特性形成了鲜明对照(在排水型船螺旋桨推进系统中，在等功率条件下螺旋桨力矩随航速的增高而减小的变化幅度很大即变化率很大(在任意一个螺旋桨性能检查图上可以看到这点(这从一个侧面说明:螺旋桨推进的船舶，螺旋桨力矩(进而也是主机应提供的驱动力矩)受航速影响很大;而喷水推进 的船舶，喷水推进器力矩(同时也是主机应提供的驱动力矩)受航速影响很小(原因在于，螺旋桨位于船后水流(即来流)中，其工作特性受来流影响极大，而来流与航速成正比(航速的大小与方向极——————————————————————————————————————————————— 大地影响着螺旋桨桨叶的升力与阻力，进而影响螺旋桨的推力阻力矩的大小(喷水推进器多为内置式，叶轮工作特性虽也受来流影响，但经进水口和内置流道导流后，来流对喷水推进器叶轮工作特性的影响变小(这 是喷水推进和螺旋桨推进的显著差别之一( 图, ,,,,,,喷水推进器,,,?的转速特性图, ,,,,,,喷水推进器,,,?的力矩特性 考察图,中,,分别为,、,,、,,,,,种情况下喷水推进器功率与转速的关系(对于,,,,,,时的泵功率与转速的取值，按以下方法外推确定:?用船体放样曲线板外延各等功率线所对应的,,,,曲线至纵坐标轴;?读取泵功率,,与泵转速,值(现将,,为,、,,、,,,,,种情况下的,,,,画在同一个坐标系中，并将图,所示的,,,,,,,种型号喷水推进器的,,,,曲线标系，结果如图, 所示(,,,中的,,,?曲线也画入上述坐 图, ,,,,,,,种型号喷水推进器的功率,转速曲线图, ,,分别,、,,、,,,,,种情况下的喷泵功率特性曲线 图,从另一个侧面揭示了喷水推进系统的重要特性，即航速对喷水推进器功率的影响(航速等于,时的喷水推进器功率特性曲线高于航速等于,,,,时的功率特性曲线，但高出的幅值不大(在,,,,,,,,,之间)(但在螺旋桨推进中，航速为零(即系泊工况)时螺旋桨功率与转速的特性曲线与正常阻力状态航行时螺旋桨功率与转——————————————————————————————————————————————— 速的特性曲线相差很大(图,给出了某船上述工况时螺旋桨功率与转速的特性曲线(已单位化)(图,给出了图,单位化后的曲线，从图,、,可以看出,种不同推进器所耗功率受航速影响的差别，即:航速对螺旋桨所耗功率影响很大，对喷水推进所耗功率影响较小( 图, 某船正常航行工况和系泊工况时 螺旋桨功率特性曲线图, 单位化喷泵功率特性曲线 从图,可以看到，在等功率条件下喷水推进器的转速随航速的增高而增高，它不是一个常值(这就是说，,受,,影响(它的物理意义是:随着航速,,的增加，进入喷水推进器的水流速度头增加，喷水推进器所需克服的水动力矩,,减小;在等功率条件下，,,减小必然使得转速,增加(从图,(或图,)还可以看到，喷水推进系统中的喷水推进器“功率,转速”特性(,,,,曲线)随航速的不同而不同，换句话说，喷水推进器“功率,转速”特性不是唯一的(这一现象的物理意义可解释如下:装在船上的喷水推进器在某一转速下所消耗的功率，不仅与喷水推进器转速高低有关(这是主要因素)，还跟进入喷水推进器的水流速度———来流带入的附加动能有关(这是次要因素)(航速高，来流带入的附加动能多，在同一转速下喷水推进器所消耗的功率就少些;航速低，来流带入的附加动能少，在同一转速下喷水推进器所消耗的功率就多些(航速为,即船不动时，没有来流，也就没有水的附加功能带入，在同一转速下，喷水推进器所消耗的功率最多(这就是图,中低航速时喷水推进器功率特性曲线高于高航速时喷水推进器功率特性曲线的原因所在( ——————————————————————————————————————————————— 笔者认为，航速等于,时的喷水推进器,,,,特性，就是本文第,节中的喷水推进器的水力测功器特性(喷泵制造商只能提供“一条”,,,,特性线(也就是文献,,,,,所讲的喷水推进器的唯一的水力测功器特性)(当该喷泵装船后，由于,,,,特性线受航速的影响，即来流动能影响了喷泵在该转速下所吸收的功率，因此就有无数条,,,,特性线(航速是参变量)(换句话说，喷泵装船以后的,,,,特性线与航速相关，与具体的船舶及其推进系统发生了联系(在此，我们可以看到，部件工程师 (设备的设计者)与系统工程师(即轮机工程师，推进 系统的设计者)对于同一个部件因看问题 的角度的不同而带来的结论上的差异了( 从图,我们还可以看到，,,,,,,在 其产品说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 提供的,,,?“功率,转 速”曲线夹于某高速渡船零航速和最高航 速的“功率,转速”曲线之间，可以认为 该资料有一定的参考价值( 图,给出了来源于图,的某高速渡 船喷水推进器功率与转速、航速的三维立 体图(喷泵吸收的功率中已扣除了,,的图, 某高速渡船喷水推进器功率与传动损失)(泵转速、船航速的三维立体图 , 结 论 (,)喷水推进器的动力特性与航速是相关的(对部件来说，“功——————————————————————————————————————————————— 率,转速”动力特性曲线(即水力测功器特性)只有一条;对推进系统来说，喷水推进器的“功率,转速”动力特性与航速有关，动力特性曲线有多条;低航速所对应的“功率,转速”动力特性曲线高于高航速所对应的“功率,转速”动力特性曲线，航速为零时的“功率,转速”动力特性曲线(即为水力测功器特性曲线)位于最高位置(这些特性之间的差异不大且有近似的平移关系( (,)在喷水推进系统中，航速对喷水推进器功率、喷水推进器力矩有影响，但影响不大;而在螺旋桨推进中航速对螺旋桨功率、螺旋桨力矩的影响巨大( (,)由于(,)、(,)所述的喷泵“功率,转速”、“力矩,转速”动力特性受航速影响很小，故“船—泵—机”推进系统的匹配设计要易于“船—桨—机”的匹配设计，且在推进系统的日常使用中，如加速过程中和重载情况下，主机一般不会超负荷( (,)在推进系统设计与日常使用中，要关注“机—泵”匹配是否进入喷水推进器工作时数受限区(这是喷水推进器工作低效区或空泡穴蚀区)(喷水推进系统在加速过程中主机转速和功率很容易提升(这是因为喷水推进器动力特性受航速影响很小的缘故)，这样主机的转速和功率很容易进入喷水推进器低效区和空泡穴蚀区(此外高航速、大舵角转弯时也要给予足够的关注(这是因航速降低较多，而主机又工作在额定功率附近(在这种情况下喷水推进器也很容易进入喷水推进器的低效区和空泡穴蚀区(参考文献: ,,, ,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,——————————————————————————————————————————————— ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,,;,,,,,,,;,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,，,,,(,): ,,,,,,,( ,,, ,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,—,,,,,,,,,,,, 吴 梵，陈 昕(喷水推进装置及其在舰艇上的应用,,,(海军工程大学学报，,,,,，,,(,):,,,,,( ,,, ,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,;,,,,,，,,,,，,,,:,,,,,,,( ,,, ,,,,,,(,,;,,,,,,，,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,(,,,,,,:,,,,,,，,,,,(,,,,,,,,,,,,(,,,,,,:,，,,，,,,,( (上接) , 结 论 在结构几何尺寸基本确定的情况下，可以调整肋骨的偏心量以改变加筋壳结构内部的受力和变形，使之满足工程使用的需要;调整加强肋骨的布置方式也是改变加筋壳结构的强度和刚度的有效方法(参——————————————————————————————————————————————— 考文献: ,,, 章向明，王安稳(复合材料大变形任意加筋板单元,,,(工程力学，,,,,，,,(,):,,,,,,,( ,,, 章向明，王安稳(复合材料大变形偏心加筋板单元,,,(船舶力学，,,,,，,(,):,,,,,( ,,, 章向明，王安稳(复合材料大变形偏心加筋壳单元,,,(工程力学，,,,,，,,(,):,,,,,,,( ,,, ,,,,,,,，，,,,,,，,,,,,,,,,,;,,,(,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(，,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,，,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,, 王安稳(轴向冲击载荷下圆柱壳的塑性动力屈曲,,,(海军工程大学学报，,,,,，,,(,):,,,(,,,,，,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,，,:,,,,,,,( ———————————————————————————————————————————————