本发明专利技术公开了船舶导流推进系统的混流装置，用于解决船舶导流推进系统的射流问题，主要由射流管、伴流管和混流管这三部分组成，其中射流管的喷口和伴流管的出口与混流管相连通，伴流管的进口在射流管的侧面，射流管的横截面小于混流管的横截面。射流和伴流在混流腔里共同作用和相互混合。通过混流管的出口的水流与通过射流管的喷口的水流相比，不仅速度降低而且流量增大，因而改善了船舶的艉部流场，降低了艉部的兴波阻力，或者是改善了螺旋桨或泵轮前的流场，提高了推进效率，降低了空泡和水击的危害。伴流管的进口外侧的水流所产生的诱导速度及其转化成的诱导压力可以用于进一步改善船舶的艉部流场并降低艉部的兴波阻力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶推进
，具体地说是一种用于解决船舶推进技术特别是导流推进技术中的射流问题，用以改善船舶及其推进系统的流场，从而降低船舶的兴波阻力 和提高船舶的推进效率的混流装置。
技术介绍
船舶的用途非常广泛，如运输、渔业、工程、海洋开发以及军事等。这就需要各种各 样的高性能的船舶。船舶的主要性能如快速性、操纵性、耐波性以及经济性，主要受到船型 和推进系统的影响和制约。在现有技术条件下，船舶的高性能主要是指快速性，而且往往要 以牺牲经济性为代价。 现有的船舶推进技术主要是螺旋桨推进和喷水推进两大系列。喷水推进系统的工 作过程主要是，水由进水口吸入，经推进泵加压，最后从喷水口喷射而出。因而，这可以说是 一种导流推进系统。这些喷射出来的水相对于船舶的速度远远大于船舶伴流特别是艉部伴 流的速度。这就形成了一种射流现象。射流所具有的能量最终消散在船舶的尾流中。不仅 如此，射流还会使船舶的艉部流场恶化，使兴波阻力增加。 另外，船舶在前进时，艏部增压兴波而艉部减压兴波，如果是后退，情形正好相反。现有的技术是，船舶的艏艉受压面用管道来沟通，用以降低压差，减少兴波阻力；还可以在此管道中设置水泵，用于主动降低压差，进一步减少兴波阻力。广义地说，这也是一种导流推进系统，可以叫作艏艉导流推进系统。由于艏艉压差以及水泵增压的作用，水流通过此管道后就形成了射流现象。这些具有较高能量的射流，如果直接进入船舶的艉部伴流，那么也存在着跟喷水推进系统的射流一样的问题；如果是进入后面的螺旋桨或泵轮，那么这部分能量不仅没有得到回收或利用，而且会导致推进负荷的下降以及推进效率的降低。 这里引进了一个船舶导流推进系统的概念。具体地说，喷水推进系统是一种常规的船舶导流推进系统，也是一种广泛应用的比较成熟的现有技术；而艏艉导流推进系统是一种理想的船舶导流推进系统，也是一种主要处于理论和实验阶段的有待于进一步完善的船舶推进技术。如果艏艉导流推进系统是独立存在的，或者说它的后面没有螺旋桨或泵轮，那么当它本身装有水泵时，这就是一种导流主推进系统；如果它没有水泵，那么它就是一种导流辅助推进系统。艏艉导流推进系统的后面如果有螺旋桨，那么它就是一种导流子推进系统，它和螺旋桨等一起构成了船舶的导流混合推进系统；如果后面有泵轮，那么它也是一种导流子推进系统，它和喷水推进系统一起构成了导流复合推进系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，现有的船舶推进技术特别是导流推进技术存在着 射流问题。如果不能回收或利用射流的能量或者降低射流的速度，那么船舶的推进效率或 者说导流推进系统效率的提升就遇到了难以突破的瓶颈。 为了解决在现有技术中存在的上述射流问题，本专利技术是采用下述技术方案来实现的船舶导流推进系统的混流装置，主要由射流管、伴流管和混流管这三部分组成，其中射流管的喷口和伴流管的出口与混流管相连通，伴流管的进口在射流管的侧面，射流管的横截面小于混流管的横截面。本专利技术还具有以下技术特征 所述射流管的喷口可以是常规的直平端面，由于射流的巻吸作用在直平端面附近 产生了真空，使伴流产生了冲击射流的诱导速度，同时也产生了涡旋，混流效果较好；或者 射流管的喷口是由外到内的流线端面，即喷口的外管面向内管面呈流线状过渡，也使伴流 产生了冲击射流的诱导速度，混流效果稍差一些；喷口的端面可以有连通内外管面的沟槽， 用以增加湍流强度从而提高混流效果。 所述伴流管的进口开口于船舶的船底或船舷，在水面以下。这样才能充分地利用 船舶的伴流。 所述伴流管的进口是或者近似是长方形或椭圆形，并且其长轴在船舶伴流的方向上。这就能够充分利用船舶伴流的相对速度，降低伴流管的进口的局部阻力。 所述伴流管的进口具有格栅，起过滤作用，以防止异物对管道的阻塞或损害。 所述伴流管的进口部分是喇叭口，呈流线状，向船舶伴流的来流方向偏移和延展。这就能够充分利用船舶伴流的相对速度，并且降低伴流管的局部阻力，使伴流管具有较好的水动力性能。 所述伴流管具有弯管，弯管的出口与混流管的进口相连通。射流管穿过伴流管的弯管的管壁，伴流管和混流管以射流管的喷口为界。伴流管的弯管具有导向和整流作用。船舶的伴流从伴流管的进口进入后，就成了射流的伴流。伴流在流出伴流管的弯管的出口后，就能够在射流管的喷口周围与射流进行充分的接触，提高了混流的效果。 所述伴流管的出口开口于混流管的管壁，射流管穿过混流管的封闭端面或其附近的混流管的管壁。在这种情况下，射流和伴流的接触是不均匀和不充分的，但是伴流对射流有冲击作用，混流效果稍差一些。它的缺点是能量损耗或者压差损失较大，而且混流管的流量较小。 所述混流管的出口部分是喇叭口 ，呈流线状，使混合水流产生径向的诱导速度，可 以用来改善船舶的艉部流场，会得到更好的推进效率。 所述混流管的喇叭口中有分流体，呈流线状，用支架固定在混流管的管壁上。它的 支架的横截面也是流线状的，以减小阻力。分流体本身可以是不对称的，它的位置也可以是 不对称的，要与喇叭口相配合。它的作用是使混合水流的速度更均匀，使混合水流的流量在 其周向进行分配，使混合水流产生径向的引导速度，并在水流倒流时起到格栅的作用。所以 说，混流管的喇叭口中的分流体可以使混流的效果更好，使船舶的艉部流场进一步改善。 所述混流管，相对于射流管的中心线在伴流管的进口的对侧方向上偏转，它的偏 转角度小于进入混流管的伴流的流向相对于射流管的中心线的角度。这样不仅能够更好地 利用伴流所具有的速度和能量，用以减少能量的损耗和改善艉部的流场，而且有利于螺旋 桨或泵轮的传动轴等的布置。 所述射流管的喷口的端面向混流管的偏转方向偏斜。这样就使混流作用在这一侧 先开始并得到加强，使射流向这一侧偏转，用以减少射流对管壁的冲击，可以达到更好的混 流效果。 所述混流管的出口，在其后有螺旋桨或泵轮的时候，整个混流装置的结构和布置 要更复杂一些。 一般来说，螺旋桨或泵轮都需要传动轴来传动，因而传动轴的走向和布置就 要影响到混流装置的结构和布置。如果传动轴通过射流管或者伴流管，那么混流装置的结 构将复杂化，所需的动力设备等也难以布置，而且使射流管或者伴流管的局部阻力加大，水 动力性能变差。如果传动轴只是通过混流管，那么不仅使混流装置的结构和布置相对简化， 而且使混流和减速的效果更好。螺旋桨或泵轮的传动轴及其轴管从混流管的管壁穿过，轴 管在混流管的管壁上固定住并密封好，传动轴从混流管的出口伸出，在传动轴的末端安装 有螺旋桨或泵轮。传动轴的中心线与混流管的中心线是成一定角度相交的，相交于螺旋桨 或泵轮的前面。传动轴的中心线与射流管的中心线往往是平行的，所以它们要离开一定距 离；当然，这两条线也可以有一定的交角，但是交角越大效率越差。 所述伴流管可以有多套，分布在射流管的周围。这些伴流管可以有共同的整流部 分，整流部分的出口再与混流管的进口相连通，混流效果较好。或者是，这些伴流管直接在 射流管的喷口周围与混流管分别连通，混流效果稍差一些。 在上述技术方案中，通过射流管及其喷口而进入混流腔的射流是具有较高能量的 水；而通过伴流管的进口进入伴流管的伴流是没有能量或者是有较低能量的水，这部分水 经过伴流管的导向和整流作用也进入了混流腔。在混流腔里，经过巻吸、冲击、剪切、粘滞、本文档来自技高网...
【技术保护点】
船舶导流推进系统的混流装置，其特征是：由射流管、伴流管和混流管这三部分组成，其中射流管的喷口和伴流管的出口与混流管相连通，伴流管的进口在射流管的侧面，射流管的横截面小于混流管的横截面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙志伟，
申请(专利权)人：孙志伟，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]
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