立式循环水槽系统及设备的设计与研制

立式循环水槽系统及配套设备的设计与研制交融天下建者无疆中交天津港湾工程研究院有限公司水工所汇报人：李泽1、开发背景1、研发背景Contents目录2、研究内容及方法3、主要技术创新4、成果水平及效益1.研发背景立式循环水槽是专门从事流体力学研究、船舶推进器性能研究以及操纵性研究的重要试验装置。其原理为，通过推进器驱动水体在水槽内做高速循环运动，从而获得高速水流试验条件。主要优点：1）试验时间不受限制；2）可以对模型周围流场进行仔细的观察和摄影3）造价相对拖曳水池低，建设周期短。1.1循环水槽1.研发背景英国、德国、瑞典、美国和日本都建有循环水槽，其中以日本数量居多，目前已建有六十余座，这与日本的超级造船生产能力相关。而我国仅有哈尔滨工程大学等四五家科研院所拥有循环水槽，差距较大。1.2发展现状1.研发背景我部门专门从事水工模型试验研究，在模型试验技术研究、计算机仿真数值模拟、试验仪器设备设计与研制方面具有丰富的经验。此次，我部门抽调相关专业技术人员，组建课题组，旨在依托“鲁东大学循环水槽及配套设备研制”项目，聚集、培养优秀科技人才，发展、提高水工研究所的试验仪器设备研制水平，推动国内立式循环水槽研制技术研究的发展，增强水工研究所的市场竞争力和自身发展能力。1.3项目背景1、开发背景Contents目录2、研究内容及方法3、主要技术创新4、成果水平及效益2、研究内容及方法2.研究滚内容屯及方感法2.插1基本弃部件侦设计立式脱循环段水槽脊是一尺个闭颗合的棚循环挺系统租，水枣体在游槽内捷高速桨运转鼠。主京要包荣括：1）试秧验段2）拐蹈角段烛（四因个）曲；3）收确缩段4）整湾流段5）扩宝散段2.研究井内容般及方干法2.涛2功能尿部件猜设计立式推循环律水槽许的运银转需拆要多泛种功穷能部患件的归协调然工作煤，是锅一个湿复杂国的试阁验系柔统。梦主要海包括乒：1）消波饰装置：水在的水槽将中做脊循环响运动捡，在局试验粗段的季自由吓表面播会产耕生一港种波似峰和仗波谷次的位认置固销定的狮波，蚊称之是为驻缺波，勒其波浙长和馆波高案随流妇速变樱化而喂变化镰。2.研究毒内容慕及方透法2.奥2功能走部件吼设计2）拐角普导流享片：立式少循环煤水槽催中，烧水流广要经旋过四挨个90度的现转角优及导附流片离来实开现试辈验段称的水涛流均温匀稳旺定。必水流惯实际插在槽徒体内摧做了36塌0度的茂圆周莫运动痕。本吵次立乘式循蜻环水泻槽的巨设计仰采用机翼墨剖面译型。2.研究阀内容坏及方锯法2.坝2功能桨部件虎设计3）真空滴除气论装置死：高速茶水体瓶易掺贯气，说严重佛时形段成“稼乳白挎色水著体”浴，需深要设须置真赶空除近气装土置。水流盏流过很拐角电时，怪气泡晋将会凤在翼兆型导锋流片锋的尾设流区培相对顽集中烟，在皱第一眯、第圈四拐积角处奇安装绞了自动除气惧装置朽，用雪于形垦成真参空环辅境，敲析出短掺混恒在水坦体中黎的气绘泡。真空坊除气2.研究造内容漂及方赚法2.鲜2功能贺部件蔬设计4）表面愉加速蕉器：工作毁段表设层水姨体受身空气死影响葵，流静速偏湾低，怨需要剖利用闷表面霞加速掌器进拔行加浮速。采用趴交流么变频评电机哗驱动沃，转窜子转滩动时坦带动岩间隙田中水映一起凶转动饿，并茂从下团面开菠口的智切水细板部听位甩根出去德，加善速前帜面水搜流。2.研究唉内容在及方跟法2.瓣2功能悟部件网设计5）远程站遥控秒系统：通过颤远程待遥控拉系统桃可以凉控制适循环值水槽挣的各订种工搏作状伯态，袋传统享试验咏室内嘱操作井循环冤水槽舅至少攻需要3-棉5人，务然而相，通独过开还发远洞程遥跪控系饼统，替大大持提高碑了操刺作的滤自动拔化程佛度，代仅需1人操肆作即当可，末节约籍了试乘验成乏本，罪为试多验人梯员带同来了赤极大耍的便拼利。2.研究深内容盆及方胆法2.撇3驱动鄙系统臭设计驱动泥系统轿是循寸环水休槽的萌心脏赌，直谷接影拉响造强流能叼力和茶造流叮质量锋。传统担驱动透系统杨形式：电赏机外么置。通过惑很长坝的驱阻动轴气，驱隐动槽盲体内胀的叶愈片旋睛转，挠推动级水体奥，这浙种方为案的威弊端溉在于嫂驱动扬轴过香长，升容易妇受偏司心影耽响，揪引起垒机械落损坏颈、连庸接件诸漏水锹、震麦动剧宿烈等纤问题电机摆外置2.研究犯内容某及方怀法2.卵3驱动冤系统牲设计驱动乓系统释是循丹环水召槽的哑心脏栽，直嫂接影畅响造竟流能扯力和调造流围质量忠。新型巷驱动锣系统垂形式：电哄机内旷置该项搬创新夸很好册的解躬决了碎上述肃问题重，且映为国际团首创。例德如上分海交疮大购璃买的仔日本晕公司墙设计热的循搅环水阀槽仍巧为电塘机外皆置形互式。电机秃外置2.研究材内容怨及方吼法2.椒3驱动铲系统曾设计驱动馋系统烘是循吵环水尺槽的次心脏，直下接影荷响造计流能快力和犁造流滴质量歉。本次虑选用身的推搂进装哥置其愤叶轮战安装丽在电怖机的摘转子迫内腔盖，与而转子蜓形成铁一个艇整体省，转铸子相微当于狐水泵湖的叶锤轮外荡壳，河使电锤机的淹无效跳部分组变成沙工作胸部分戴。同眉时，率设计遮人员功对水柳泵的犬流量漏曲线贤进行包了有裂针对齐性的续优化程，最终风在8m长、2m宽的腿试验冶段实腐现了沸水流爽流速区由0.劣02随m/亩s到2m航/s的平遇稳连油续变印化。2.研究寄内容剧及方伤法2.租4流体哥力学谷仿真洁模拟由课烤题组半专业芒技术吵人员铜对设逼计方纹案建熄模，发挥汁水工伪研究途所强租项，进坝行流蜓体力具学仿闸真模退拟，肝并根亩据结苦果做疏进一豆步优眯化。2.研究奥内容垃及方脸法2.趁4流体杂力学调仿真献模拟利用刘流体较力学扶仿真轧软件勿对初员步设坊计的宏立式夕循环耻水槽迟进行规仿真欢模拟紧计算屠，主叉要对流道侧特性进行耍进一膏步的优化。包毙括：1）第喝一拐足角内苦水体黄掺气印来源袄于试卖验段跳出口啊，因婆此将茂试验纸段出孕口束得窄，跨减少捏气体伤进入进量。2）第短一拐瞒角内胆拐角净导流议片优午化。3）第灯一拐炸角槽隆体角恨点高她程提磨高，夏有利隔于提消高该爱区域绣水体遥真空呈度，蔑该位志置处辩的真俘空除鹿气装晌置工曾作效逗率可挠进一愁步提盗高。2.研究评内容正及方垃法2.西5结构椒强度种设计循环象水槽愤构件晋的结组构计承算包贡括四栽部分软：（1）槽穷道主油体计春算；（2）加应强筋拘的设赤置；（3）试凉验段狐玻璃瞧结构硬设计搭；（4）水超槽固裹有频毫率计皂算。经检翼验，盏该方仍案立睡式循间环水杀槽共疾振周渣期大打约在夏流速1.狐7m洲/s附近译，且菠共振凡现象镰不明钟显，款设计乐合理1、开发背景及需求Co黎nt索en腹ts目闭录2、研究内容及方法3、主要技术创新4、成果水平及效益3、主要技术创新主陈要梯技且术猫创陕新：利用达流体词力学产仿真沸软件主对循盘环水性槽流多道进缴行优邪化计栗算，抗并对质造流材驱动星装置乏的流锁量性鹅能曲杠线进仿行优产化，伶最终康在8m长、2m宽的牌试验裳段实坏现了抗水流颗流速亲由0.公02炒m/割s到2m博/s的平华稳连毙续变甩化，搂经设才备使惧用方能测定郑，在崇各试伴验流彻速条歇件下迅，试砌验段载流速宽精度锤均控正制在3%以内桌。4、主痒要技前术创霞新主株要谷技您术发创转新：与国将内外把已有命循环坡水槽殃相比虹，首者次选叙用电胶机内卧置式货造流准泵作败为驱概动装撇置，唉有效隐的解腔决了膜传统顿方案茶中驱临动轴贯过长浊，易摸受偏尤心影番响，冠引起袜机械侧损坏酬、连帆接件侵漏水幼、震半动剧戚烈等纤问题漏。该利项创座新对太推动翁国内浙外循吃环水浮槽研色制技码术的愤发展洪具有晕重要雕意义顽。4、主蒸要技争术创森新主抽要冈技弦术笔创荐新：设计打研发青了自钟动除之气系洞统、侮远程阅遥控漫控制歉系统垂，大尸大减乔轻了锐试验里设备闪的操晋作难危度，链试验简操作差人员乓由4-予5人缩度减为1人，牲同时有自动娃化控穴制的情高效网性也蔽有利揭于提悠高工柱作段独流场折质量肿。4、主穴要技悼术创贞新1、开发背景及需求Co绘nt市en倦ts目冶录2、研究内容及方法3、主要技术创新4、成果水平及效益4、成果水平及效益立式谨循环阻水槽瓣是研铃究基工础流随体力般学、诸船舶闪流体郊力学汇、海径洋工叉程等这热门弱领域割的重后要试像验设持备，在日刮本就绕有多踏达60多座陷立式桥循环乓水槽范，然搂而我前国国酸内仅杀有4~边5家科扯研院耍所拥均有该槽套设旷备，且旬绝大荐多数观为上国世纪90年代柄建造霉。我疼院依你托“违鲁东帝大学郑循环钓水槽诉及配渠套设艇备研畅制”浊项目僻，调偷配各才相关虏专业治技术行人员浅，对废立式顶循环榨水槽送试验付系统绵进行子了设并计与楼研制抛。设扇计研盒制的史立式姥循环灯水槽湾试验眨系统璃，具呈有多堵项技