【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及舰船自流冷却领域，具体涉及一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法。
技术介绍
1、目前，舰船普遍采用传统泵流式冷却系统，依靠冷却水泵抽取舷外海水作为动力系统中凝汽器或换热器的冷却水。冷却水泵作为冷却系统的做功部件，为流过的冷却水提升压头，其它部件如换热器、阀门等均为阻力件。近年来，船舶逐渐开始采用自流冷却技术，在船体外部设置引流装置，利用船舶航行时的水流动压头，使海水能克服系统管路阻力自行流过换热设备。如此可在一定航速范围内停运冷却水泵实现系统自流运行，消除系统最主要的噪声源。
2、相关技术中，与传统的泵流式冷却系统相比，这种自流式冷却系统新引入了开口迎向水流方向的引流装置，在自流工况下，冷却水泵停运，系统中的换热装置、泵及阀均作为阻力件，换热装置、泵及阀采用流阻值作为在自流式冷却系统中的水力特性的表征方法。
3、但是，新引入的引流装置引流能力好不好，目前并无规范的水力特性进行表征，这导致含有引流装置的自流式冷却系统在设计时，每个工况的自流特性均需要通过庞大的仿真计算或复杂的系统级试验获取，设计效率低，经济成本高。
技术实现思路
1、本申请提供一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，解决目前自流式冷却系统的引流装置无规范水力特性表征方法的问题，通过引流装置固有的引流特性曲线表征其引流能力。
2、本申请公开了一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，所述引流装置出口连接于自流冷却系统进口管路，包含以下步骤：
3、
4、根据多组相对速度△v和相对压头△p数据，形成引流特性曲线f(△v，△p)，用所述特性曲线表征引流装置的引流特性。
5、在上述技术方案的基础上，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据，包含：
6、调节船外来流速度v0、船外来流动压头p0以及引流装置进口所在深度，形成不同场景，获取不同的内流速vn和静压头ph，进而获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据。
7、本申请的引流特性表征方法，场景调节灵活，可以从改变外界水流流速和引流装置进口所在深度的方向出发形成不同场景，还可以从改变自流冷却系统中阻力部件(即引流装置、舷侧阀、循环水泵及冷凝器)的数量和类型的方向出发形成不同场景，还可以从改变自流冷却系统中特殊阻力部件舷侧阀的开度的方向出发形成不同场景，能够满足快速获得多组相对速度△v和相对压头△p的数据的需求，效率高。
8、在上述技术方案的基础上，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据，包含：
9、一个场景中，所述自流冷却系统按水流方向依次包含引流装置及冷凝器；另一个场景中，所述自流冷却系统按水流方向依次包含引流装置、循环水泵及冷凝器，所述循环水泵处于关闭状态。
10、在上述技术方案的基础上，所述自流冷却系统按水流方向依次包含引流装置、舷侧阀、循环水泵、冷凝器及舷侧阀；所述循环水泵处于关闭状态；
11、获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据，包含：
12、调整两个舷侧阀的开度，改变自流冷却系统的流阻大小，形成不同场景，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据。.
13、本申请的引流特性表征方法，通过组装自流冷却系统，控制外界水流的船外来流速度v0和船外来流动压头p0保持不变，控制引流装置进口所处的水深保持不变，通过改变阻力部件的流阻大小，获取多组相对速度△v和相对压头△p数据，场景切换方便快捷，试验效率高。
14、在上述技术方案的基础上，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据，包含：
15、组装包含引流装置和带阻力部件的自流冷却系统，控制阻力部件的流阻为某个固定值，外界水流的船外来流速度v0和船外来流动压头p0保持固定不变，引流装置进口所处的水深保持固定不变，获取第一组相对速度△v和相对压头△p数据；所述阻力部件包含舷侧阀、循环水泵和冷凝器；
16、通过调节阻力部件的流阻大小，分别获取多组相对速度△v和相对压头△p数据。
17、在上述技术方案的基础上，控制阻力部件的流阻值为某个固定值，外界水流的船外来流速度v0为某个定值；
18、所述相对速度△v的计算方法包含：
19、测量自流冷却系统管路中单位时间的自流流量q，单位为m3/h，所述船外来流速度v0已知；
20、计算相对速度△v＝vn/v0＝(q/3600/(π/4*d2))/v0,其中d为自流冷却系统的管路内径，单位m。
21、在上述技术方案的基础上，所述引流装置的主体结构为勾状管，勾状管的进口低出口高，勾状管的进口轴线水平，勾状管的出口轴线竖直，且进口中心和出口中心的高差为h；
22、所述相对压头△p的计算方法包含：
23、计算理论相对压头△pl＝ph/p0＝(p+ρ*g*h)/(0.5*ρ*v02)，其中，p为引流装置出口处的静压力，通过压力传感器直接测量得到；ρ为水的密度，g为重力加速度；
24、引入艇体边界层影响系数b对△p进行修正，测量引流装置进口外侧水流流速vw，求取b＝(vw/v0)2；
25、计算修正后的相对压头△p＝ph*b/p0＝(p+ρ*g*h)*(vw/v0)2/(0.5*ρ*v02)。
26、本申请的引流特性表征方法，通过测量自流流量q和船外来流速度v0，结合已知的自流冷却系统的管路内径d，计算得到相对速度△v；通过测量引流装置出口处的静压力p，结合引流装置进口中心和出口中心的高差为h和船外来流速度v0，计算得到相对速度h，能够快速得到第一组数据(相对速度△v和相对压头h)，数据获取高效，方便快捷。本申请的引流特性表征方法，通过艇体边界层影响系数b对△p进行修正，使得修正后的△p更加准确，更加接近于实际工作情况，使得引流特性表征方法得到的引流特性曲线f(△v，△p)更能表征引流装置的引流能力。
27、在上述技术方案的基础上，所述引流特性表征方法通过控制中心和若干传感器获取并计算数据，控制中心信号连接所有的传感器，控制中心获取传感器数据；控制中心中已输入自流冷却系统的管路直径d，以及引流装置的进口出口差h；
28、计算一组相对速度△v和计算修正后的△p数据包含：
29、控制中心根据d以及传感器获得的q和v0，计算得到相对速度△v；
30、控制中心根据h以及传感器获得的p和v0，计算得到理论相对压头△pl；
31、控制中心根据传感器获得vw和v0，计算b，并计算得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，所述引流装置出口连接于自流冷却系统进口管路，其特征在于，包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△V和相对压头△P的数据，包含：
3.如权利要求1的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△V和相对压头△P的数据，包含：
4.如权利要求1的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，所述自流冷却系统按水流方向依次包含舷侧阀、循环水泵、冷凝器及舷侧阀；所述循环水泵处于关闭状态；
5.如权利要求1所述的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△V和相对压头△P的数据，包含：
6.如权利要求5所述的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于：控制阻力部件的流阻值为某个固定值，外界水流的船外来流速度V0为某个定值；
7.如权利要求6所述的一种自流冷却系统引
8.如权利要求7的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，所述引流特性表征方法通过控制中心和若干传感器获取并计算数据，控制中心信号连接所有的传感器，控制中心获取传感器数据；控制中心中已输入自流冷却系统的管路直径D，以及引流装置的进口出口差h；
9.如权利要求8的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，所述控制中心根据多组相对速度△V和相对压头△P数据，绘制引流装置的引流特性曲线f(△V，△P)。
10.如权利要求1所述的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于：所述引流特性曲线f(△V，△P)在同一相对速度△V下，相对压头△P越大则引流装置的引流特性越好，自流冷却系统的自流特性越好。
...【技术特征摘要】
1.一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，所述引流装置出口连接于自流冷却系统进口管路，其特征在于，包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据，包含：
3.如权利要求1的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据，包含：
4.如权利要求1的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，所述自流冷却系统按水流方向依次包含舷侧阀、循环水泵、冷凝器及舷侧阀；所述循环水泵处于关闭状态；
5.如权利要求1所述的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于，获取引流装置在不同场景的多组相对速度△v和相对压头△p的数据，包含：
6.如权利要求5所述的一种自流冷却系统引流装置的引流特性表征方法，其特征在于：控制阻力部件的流阻值为某个固定值，外界水流的船外来...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶海坤，姚露，夏俊杰，李俊益，陈聪，郑开元，张奡，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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