船舶喷水推进器的主参数的确定方法技术

本公开提供了一种船舶喷水推进器的主参数的确定方法，属于水下推进技术领域。所述确定方法包括：确定所述影响因子，确定所述影响因子的假设值；根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到船舶喷水推进器的主参数的假设值；基于所述主参数的假设值，对所述影响因子的假设值进行修正，得到影响因子的修正值；基于所述影响因子的修正，对所述主参数的假设值进行修正，得到主参数的修正值；将所述主参数的修正值和所述影响因子的修正值相互不断迭代修正，直至所述主参数的修正值在设定数值范围内；将在设定数值范围内的所述主参数的修正值，作为所述船舶喷水推进器的设计主参数。本公开通过该方法能够提高主参数的精度。

【技术实现步骤摘要】
船舶喷水推进器的主参数的确定方法
本公开属于水下推进
，特别涉及一种船舶喷水推进器的主参数的确定方法。
技术介绍
喷水推进器属于一种反作用力推进器，来流经进流管道，通过推进泵(即能量转换机构)后，增加水流的扬程，再经由喷嘴加速后，以一定的速度喷离船尾，这股水流产生的反作用力作为船舶前进的动力。相关技术中，在对高速船舶喷水推进器进行设计时，一般都是借助母船的参数或者已有的经验方法，确定喷水推进器的主参数，所述主参数一般包括流量、扬程、比转速、汽蚀比转速。然而，通过以上方法得到的喷水推进器的主参数，由于是通过对现有船型的主参数进行修正，而并未考虑实际喷水推进器的其他影响因素，这就造成得到的主参数与实际情况相差较大，进而导致产品性能并不能满足实际工况的要求。
技术实现思路
本公开实施例提供了一种船舶喷水推进器的主参数的确定方法，可以提高船舶喷水推进器的主参数的准确度。所述技术方案如下：本公开实施例提供了一种船舶喷水推进器的主参数的确定方法，所述确定方法包括：确定所述影响因子，所述影响因子包括进流管道损失系数、边界层对进口水流动量的影响系数、边界层对进口水流动能的影响系数；确定所述影响因子的假设值；根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到船舶喷水推进器的主参数的假设值，所述主参数包括流量、扬程、比转速、汽蚀比转速；基于所述主参数的假设值，对所述影响因子的假设值进行修正，得到影响因子的修正值；基于所述影响因子的修正值，对所述主参数的假设值进行修正，得到主参数的修正值；将所述主参数的修正值和所述影响因子的修正值相互不断迭代修正，直至所述主参数的修正值在设定数值范围内；将在所述设定数值范围内的所述主参数的修正值，作为所述船舶喷水推进器的设计主参数。在本公开的又一种实现方式中，所述根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到船舶喷水推进器的主参数的假设值，包括：根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到推进效率与速比的关系曲线，所述速比为推进器喷口速度与船舶航速之比；基于所述关系曲线的峰值，确定多个速比，并得到与所述多个速比相对应的多个推进效率；根据与所述多个速比相对应的多个推进效率，得到多个所述主参数的假设值。在本公开的又一种实现方式中，所述根据与所述多个速比相对应的多个推进效率，得到多个所述主参数的假设值，包括：基于与所述多个速比相对应的多个推进效率，计算得到多个船舶推力的假设值；基于多个所述船舶推力的假设值，结合船舶阻力曲线，得到多个船舶航速的假设值；基于确定的所述多个速比与多个所述船舶航速的假设值，得到多个船舶喷口流速的假设值；基于所述多个速比与多个所述影响因子的假设值，得到多个喷口直径的假设值；基于多个所述船舶喷口流速的假设值和多个所述喷口直径的假设值，计算得到所述多个速比对应的多个主参数的假设值。在本公开的又一种实现方式中，所述基于与所述多个速比相对应的多个推进效率，计算得到多个船舶推力的假设值，包括：通过以下公式计算得到多个所述船舶推力的假设值；其中，Ti为多个速比ki对应的多个船舶推力的假设值；Ne为船舶喷水推进器的额定输入功率，KW；η0为泵效；ηm为机械损失效率；ηci为多个速比ki对应的推进系统效率，V0i为多个速比ki对应的多个船舶航速假设值。在本公开的又一种实现方式中，所述基于确定的所述多个速比与多个所述船舶航速的假设值，得到多个船舶喷口流速的假设值，包括：通过以下公式计算得到多个所述船舶喷口流速的假设值；Vji＝Voi·ki；其中，V0i为多个速比ki对应的多个船舶航速假设值；Vji为多个速比ki对应的船舶喷口流速假设值。在本公开的又一种实现方式中，所述基于所述多个速比与多个所述影响因子的假设值，得到多个喷口直径的假设值，包括：通过以下公式计算得到喷口直径的假设值；其中，Dji多个速比ki对应的多个喷口直径的假设值；Ne为船舶喷水推进器的额定输入功率，KW；η0为泵效；Vji为多个速比ki对应的船舶喷口流速假设值；K为进流管道损失系数的假设值；β为边界层对进口水流动能的影响系数；V0i为多个速比ki对应的船舶航速假设值。在本公开的又一种实现方式中，所述基于多个所述船舶喷口流速的假设值和多个所述喷口直径的假设值，计算得到所述多个速比对应的多个主参数的假设值，包括：计算所述流量的假设值，所述流量的假设值通过以下公式计算得到：其中，Qi为多个速比ki对应的多个流量的假设值；Vji为多个速比ki对应的船舶喷口流速的假设值；Dji为多个速比ki对应的多个喷口直径的假设值；计算所述扬程的假设值，所述扬程的假设值通过以下公式计算得到：Hi＝Neη0/Qi；其中，Hi为多个速比ki对应的多个扬程的假设值；Ne为船舶喷水推进器的额定输入功率；η0为泵效；Qi为多个速比ki对应的多个流量的假设值；计算所述比转速的假设值，所述比转速的假设值通过以下公式计算得到：其中，nsi为多个速比ki对应的多个比转速的假设值；Hi为多个速比ki对应的多个扬程的假设值；Qi为多个速比ki对应的多个流量的假设值；n为速比ki对应的个数；计算所述汽蚀比转速的假设值，所述汽蚀比转速的假设值通过以下公式计算得到：其中，csi为汽蚀比转速的假设值；Qi为多个速比ki对应的多个流量的假设值；n为速比ki对应的个数；V0i为多个速比ki对应的船舶航速假设值；β为边界层对进口水流动能的影响系数；hc为所述船舶喷水推进器的安装高度。在本公开的又一种实现方式中，所述基于所述主参数的假设值，对所述影响因子的假设值进行修正，得到影响因子的修正值，包括：根据所述主参数的假设值，确定所述船舶喷水推进器的叶轮参数，所述叶轮参数包括叶轮类型、叶片数、叶轮轮毂直径和叶轮外圆直径；根据所述流量的假设值以及所述叶轮参数，得到进流管道损失系数的修正值；根据边界层理论公式和流体边界层的流速分布，得到边界层对进口水流动量的影响系数的修正值和边界层对进口水流动能的影响系数的修正值。在本公开的又一种实现方式中，所述根据所述流量的假设值以及所述叶轮参数，得到进流管道损失系数的修正值，包括：根据所述叶轮参数、所述汽蚀比转速的假设值和比转速的假设值，计算得到管道损失参数，所述管道损失参数包括进口损失、格栅损失、喷口收缩损失、附体损失；根据所述管道损失参数和所述多个速比对应的多个船舶航速假设值，计算得到多个进流管道损失系数的修正值。在本公开的又一种实现方式中，所述根据所述管道损失参数和所述多个速比对应的多个船舶航速假设值，计算得到多个进流管道损失系数的修正值，包括：通过以下公式计算得到所述进流管道损失系数的修正值；其中，Ki为多个速比ki对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶喷水推进器的主参数的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：/n确定所述影响因子，所述影响因子包括进流管道损失系数、边界层对进口水流动量的影响系数、边界层对进口水流动能的影响系数；/n确定所述影响因子的假设值；/n根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到船舶喷水推进器的主参数的假设值，所述主参数包括流量、扬程、比转速、汽蚀比转速；/n基于所述主参数的假设值，对所述影响因子的假设值进行修正，得到影响因子的修正值；/n基于所述影响因子的修正值，对所述主参数的假设值进行修正，得到主参数的修正值；/n将所述主参数的修正值和所述影响因子的修正值相互不断迭代修正，直至所述主参数的修正值在设定数值范围内；/n将在所述设定数值范围内的所述主参数的修正值，作为所述船舶喷水推进器的设计主参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶喷水推进器的主参数的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：
确定所述影响因子，所述影响因子包括进流管道损失系数、边界层对进口水流动量的影响系数、边界层对进口水流动能的影响系数；
确定所述影响因子的假设值；
根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到船舶喷水推进器的主参数的假设值，所述主参数包括流量、扬程、比转速、汽蚀比转速；
基于所述主参数的假设值，对所述影响因子的假设值进行修正，得到影响因子的修正值；
基于所述影响因子的修正值，对所述主参数的假设值进行修正，得到主参数的修正值；
将所述主参数的修正值和所述影响因子的修正值相互不断迭代修正，直至所述主参数的修正值在设定数值范围内；
将在所述设定数值范围内的所述主参数的修正值，作为所述船舶喷水推进器的设计主参数。


2.根据权利要求1所述的主参数的确定方法，其特征在于，所述根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到船舶喷水推进器的主参数的假设值，包括：
根据喷水推进理论以及所述影响因子的假设值，得到推进效率与速比的关系曲线，所述速比为推进器喷口速度与船舶航速之比；
基于所述关系曲线的峰值，确定多个速比，并得到与所述多个速比相对应的多个推进效率；
根据与所述多个速比相对应的多个推进效率，得到多个所述主参数的假设值。


3.根据权利要求2所述的主参数的确定方法，其特征在于，所述根据与所述多个速比相对应的多个推进效率，得到多个所述主参数的假设值，包括：
基于与所述多个速比相对应的多个推进效率，计算得到多个船舶推力的假设值；
基于多个所述船舶推力的假设值，结合船舶阻力曲线，得到多个船舶航速的假设值；
基于确定的所述多个速比与多个所述船舶航速的假设值，得到多个船舶喷口流速的假设值；
基于所述多个速比与多个所述影响因子的假设值，得到多个喷口直径的假设值；
基于多个所述船舶喷口流速的假设值和多个所述喷口直径的假设值，计算得到所述多个速比对应的多个主参数的假设值。


4.根据权利要求3所述的主参数的确定方法，其特征在于，所述基于与所述多个速比相对应的多个推进效率，计算得到多个船舶推力的假设值，包括：
通过以下公式计算得到多个所述船舶推力的假设值；



其中，Ti为多个速比ki对应的多个船舶推力的假设值；Ne为船舶喷水推进器的额定输入功率，KW；η0为泵效；ηm为机械损失效率；ηci为多个速比ki对应的推进系统效率，V0i为多个速比ki对应的多个船舶航速假设值。


5.根据权利要求3所述的主参数的确定方法，其特征在于，所述基于确定的所述多个速比与多个所述船舶航速的假设值，得到多个船舶喷口流速的假设值，包括：
通过以下公式计算得到多个所述船舶喷口流速的假设值；
Vji＝Voi·ki；
其中，V0i为多个速比ki对应的多个船舶航速假设值；Vji为多个速比ki对应的船舶喷口流速假设值。


6.根据权利要求3所述的主参数的确定方法，其特征在于，所述基于所述多个速比与多个所述影响因子的假设值，得到多个喷口直径的假设值，包括：
通过以下公式计算得到喷口直径的假设值；



其中，Dji多个速比ki对应的多个喷口直径的假设值；Ne...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏程，毛季，程文池，胡彬彬，李森，张小波，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42