一种船体气层减阻装置的制作方法

1.本发明涉及船舶与海洋工程相关技术领域

背景技术：
，特别是一种船体气层减阻装置。
背景技术
2.所谓船舶气层减阻，就是在运动船舶与水相接触的船体外表面和水之间，注入空气或主机废气，形成均匀稳定的气液两相混合流薄层，简称“气层”，利用水与气体的密度、粘度的差别，通过船舶实际湿面积的减少以及混合流密度、粘度、流动模式的改变，减少运动船舶的总阻力。鉴于此气层很薄(与气垫船不同)，因此所需的气流量很低，消耗的功率也很小，仅为总功率的3%左右，不像气垫船那样达到30%~40%(全垫升气垫船)和10%~15%(侧壁式气垫船)。
3.现有的气层减阻装置产生气泡后，气泡会快速浮出水面或溶解于水中，减少了气层的厚度，降低了减阻效果。


技术实现要素：

4.本发明提供一种船体气层减阻装置，用来解决上述技术问题之一。
5.一种船体气层减阻装置，包括若干位于船底的导流块3、纵向防逸条4和位于船内的供气装置，所述导流块3为流线形，所述导流块3两侧分别设有一个气孔6，所述纵向防逸条4与船体平行，所述供气装置包括气管、单向阀和气泵，所述气孔6与船内的单向阀相连接，所述单向阀与气管相连接，所述气管与气泵的出气端相连接。
6.进一步的，还包括位于船尾的横向防逸条5，所述横向防逸条5与纵向防逸条4相连。
7.进一步的，所述导流块3不是以船体中线为对称轴对称分布的。
8.进一步的，还包括氮气瓶，所述氮气瓶与气泵的进气端相连接。
9.进一步的，所述气孔6的直径为1mm。
10.进一步的，所述气孔6的出气压力为两个大气压。
11.进一步的，所述气孔6的气流量为200l/min。
12.相比现有技术，本发明的有益效果有：有效防止气泡逃逸或溶解在水中，有效保证了气层的厚度；导流块是不对称分布的，有效减少了与水流摩擦产生的共振，防止对船体产生不利影响；通过设置气孔的直径、出气压力和气流量获得最大的减阻效果。
附图说明
13.图1为本发明的示意图。
14.图2为本发明另一视角的示意图。
15.图3为导流块的示意图。
16.图4为导流块另一视角的示意图。
17.附图标记：1船体，2船底平面，3导流块，4纵向防逸条，5横向防逸条，6气孔，7船体中线。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
20.一种船体气层减阻装置，包括若干位于船底的导流块3、纵向防逸条4和位于船内的供气装置，所述导流块3为流线形，所述导流块3两侧分别设有一个气孔6，所述纵向防逸条4与船体平行，所述供气装置包括气管、单向阀和气泵，所述气孔6与船内的单向阀相连接，所述单向阀与气管相连接，所述气管与气泵的出气端相连接。
21.进一步的，还包括位于船尾的横向防逸条5，所述横向防逸条5与纵向防逸条4相连。
22.进一步的，所述导流块3不是以船体中线为对称轴对称分布的。
23.进一步的，还包括氮气瓶，所述氮气瓶与气泵的进气端相连接。
24.进一步的，所述气孔6的直径为1mm。
25.进一步的，所述气孔6的出气压力为两个大气压。
26.进一步的，所述气孔6的气流量为200l/min。
27.实验船体总长1000mm，船底平面长800mm，宽300mm，船底平面设有三个与船体方向平行的纵向防逸条4，船底平面尾部设有横向防逸条5，横向防逸条5与纵向防逸条4相连，船底平面设有15个导流块3，导流块3不是以船体中线7为对称轴对称分布的，导流块3为流线型，导流块3两侧分别设有一个气孔6，气孔6与设在船内的单向阀相连接，单向阀通过气管与位于船内的气泵的出气口相连接，船体内设有氮气瓶，气泵的进气口与氮气瓶相连。
28.实验条件，调整实验船的载重使吃水达到150mm，拖船航速恒定为5m/s，使用拉力计测试减阻情况，以试验船体不安装导流块3的状态为基准测试各种条件下的减阻情况。
29.测试条件1：安装导流块3相比与不安装导流块3相比，安装导流块3时拉力比不安装导流块3少7%即减阻效果为7%，可知相比不安装导流块3的情况，安装导流块3的情况下船体减阻效果较好。
30.测试条件2：安装导流块3，气泵的进气口接入氮气与气泵的进气口接入空气相比。测试结果：接入氮气时减阻效果为21%，接入空气的减阻效果为19%，接入氮气减阻效果更好。由于氮气在水中的溶解度较小，空气中含有氧气等溶解度高于氮气的气体，气孔6喷出的气泡会快速溶于水中，减少了气层的厚度，降低了减阻效果。
31.测试条件3：安装导流块3，气泵接入空气，气孔6的直径分别为0.5mm，1mm和2mm进行测试。测试结果：气孔6直径为0.5mm时减阻效果为17%,气孔6直径为1mm时减阻效果为19%，气孔6直径为2mm是减阻效果为20%，可知气孔6直径在1mm时，减阻效果最好。
32.测试条件4：安装导流块3，气泵接入空气，气孔6直径为1mm，调整气泵使气孔6处的出气压力分别为1个，2个和3个大气压。测试结果：出气压力为1个大气压时，减阻效果为23%，出气压力为2个大气压时，减阻效果为28%，出气压力为3个大气压时，减阻效果为26%，可知气孔的出气压力在2个大气压时，减阻效果最好。
33.测试条件5：安装导流块3，气泵接入空气，气孔6直径为1mm，气孔6处的出气压力为2个大气压，气孔6的气流量分别为100,200和300l/min。测试结果：气孔6的气流量为100 l/min时，减阻效果为26%，气孔6的气流量为200 l/min时，减阻效果为30%，气孔6的气流量为300 l/min时，减阻效果为28%，测试条件6：安装导流块3，气泵接入空气，气孔6直径为1mm，气孔6处的出气压力为2个大气压，气孔6的气流量为200l/min，安装纵向防逸条4和横向防逸条5与不安装纵向防逸条4和横向防逸条5相对比。测试结果：安装纵向防逸条4和横向防逸条5时的减阻效果为33%，不安装纵向防逸条4和横向防逸条5时的减阻效果为30%。由于气泡会快速上浮离开船底导致气层厚度减少，安装防逸条能够有效防止气泡逃离。
34.虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
35.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种船体气层减阻装置，其特征在于：包括若干位于船底的导流块（3）、纵向防逸条（4）和位于船内的供气装置，所述导流块（3）为流线形，所述导流块（3）两侧分别设有一个气孔（6），所述纵向防逸条（4）与船体平行，所述供气装置包括气管、单向阀和气泵，所述气孔（6）与船内的单向阀相连接，所述单向阀与气管相连接，所述气管与气泵的出气端相连接。2.根据权利要求1所述的一种船体气层减阻装置，其特征在于：还包括位于船尾的横向防逸条（5），所述横向防逸条（5）与纵向防逸条（4）相连。3.根据权利要求1所述的一种船体气层减阻装置，其特征在于：所述导流块（3）不是以船体中线为对称轴对称分布的。4.根据权利要求1所述的一种船体气层减阻装置，其特征在于：还包括氮气瓶，所述氮气瓶与气泵的进气端相连接。5.根据权利要求1所述的一种船体气层减阻装置，其特征在于：所述气孔（6）的直径为1mm。6.根据权利要求1所述的一种船体气层减阻装置，其特征在于：所述气孔（6）的出气压力为两个大气压。7.根据权利要求1所述的一种船体气层减阻装置，其特征在于：所述气孔（6）的气流量为200l/min。

技术总结
一种船体气层减阻装置，用来解决现有技术中气泡会快速浮出水面或溶解于水中，减少了气层的厚度，降低了减阻效果的技术问题，包括若干位于船底的导流块、防逸条和位于船内的供气装置，所述导流块为流线形，所述导流块两侧分别设有一个气孔，所述防逸条为长条形，所述防逸条与船体平行，所述供气装置包括气管、单向阀和气泵，所述气孔与船内的单向阀相连接，所述单向阀与气管相连接，所述气管与气泵的出气端相连接。端相连接。端相连接。


技术研发人员：黄泽锐 张泽庆 王星月 张颜
受保护的技术使用者：张泽庆
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/6/26