船舶喷水推进器特殊工况性能研究
喷水推进器在船舶动力系统中的应用及发展趋势
喷水推进器在船舶动力系统中的应用及发展趋势引言：喷水推进器（Waterjet Propulsion System）是一种采用喷水原理产生推力的船舶动力系统，它在船舶工程领域具有重要的应用价值。
本文将探讨喷水推进器在船舶动力系统中的应用情况，并对其未来的发展趋势进行展望。
一、喷水推进器的应用1. 船舶操纵性能优势：喷水推进器在船舶操纵性能方面具有显著优势。
相比于传统的螺旋桨推进系统，喷水推进器通过喷射水流产生推力，使得船舶的操纵更加高效灵活。
它可以实现前后推力、横向推力和旋转推力的快速调整，从而提高船舶的转向灵活性和操纵性能。
2. 提高船舶速度：喷水推进器能够显著提高船舶的速度。
在喷水推进器中，水流由高压泵加速喷射出来，在与船舶相遇时形成强大的反作用力。
这可以有效减少船舶与水之间的阻力，并提高船舶的航行速度。
对于需要长时间保持高速航行的船舶，喷水推进器可以带来明显的优势。
3. 适应浅水航行：由于喷水推进器将水流推出，而不是将螺旋桨推入水中，因此它对于航行在浅水区域的船舶非常适用。
螺旋桨通常会在浅水区域产生涡流，导致船舶受阻。
相比之下，喷水推进器产生的推力不会受到水深的限制，因此在浅水区域具有明显的优势。
二、喷水推进器的发展趋势1. 提高推进效率：目前，喷水推进器在推进效率方面仍有改进空间。
未来的发展趋势将面向提高推进效率，减少能源消耗。
采用新的设计和技术，如优化喷嘴形状、改进传动装置、减小水流湍流损失等，可以进一步提高喷水推进器的效率，并降低船舶的燃料消耗。
2. 引入电动驱动：随着电动船舶的兴起，喷水推进器也将逐渐引入电动驱动系统。
传统喷水推进器采用柴油发动机来提供动力，但它们存在噪音和尾气排放等问题。
而电动推进系统具有零排放、低噪音和高效能的特点，与喷水推进器的结合将大大提升船舶的环保性能。
3. 智能化控制：随着船舶自动化技术的不断发展，喷水推进器也将趋向智能化和自动化。
智能化控制系统可以实现船舶的自动操纵、动力平衡和性能优化，提高航行的安全性和舒适性。
喷水推进器在超大型船舶中的应用与技术挑战
喷水推进器在超大型船舶中的应用与技术挑战引言：随着航运业的不断发展，超大型船舶的需求日益增长。
为了应对这一需求，船舶设计师和工程师们不断地寻找新的技术和创新，以提高船舶的性能和效率。
喷水推进器作为一种先进的推进系统，被广泛地应用于超大型船舶中。
本文将探讨喷水推进器在超大型船舶中的应用与技术挑战。
一、喷水推进器的应用1. 提高机动性能：喷水推进器能够提供高达360度的转向灵活性，使得船舶在狭窄的水道和港口中更加灵活和易于操控。
这对于超大型船舶来说尤为重要，因为它们通常需要在繁忙的港口中进行复杂的操作。
2. 增加航行效率：喷水推进器还能够提供更高的推进效率，减少船体的阻力和摩擦。
这一特性对于超大型船舶来说至关重要，因为它们需要在长距离的航行中保持良好的燃油经济性。
3. 增强安全性：喷水推进器的灵活性和高机动性能有助于超大型船舶在极端天气条件下保持稳定和安全。
它们能够迅速做出反应，并在需要时改变航向和速度，以避免碰撞和其他事故。
二、技术挑战1. 功率要求：超大型船舶通常需要大型和高输出的喷水推进器，以满足其驱动力的需求。
这对于设计和制造喷水推进器来说是一个技术挑战，因为需要考虑到高功率输出所带来的热和压力等方面的问题。
2. 螺旋桨与喷水推进器的集成：在超大型船舶中，常常需要将喷水推进器与传统的螺旋桨系统集成在一起，以实现更高的效率和性能。
然而，这种集成会带来许多挑战，包括对水动力学的深入理解、结构强度和稳定性的考虑等。
3. 考虑环境因素：喷水推进器的应用在超大型船舶中也需要考虑到环境因素。
例如，喷水推进器在海洋环境中需要抵抗海水腐蚀和海洋生物附着等问题。
此外，喷水推进器的噪音和振动对于船上的船员和乘客来说也是一个重要的考虑因素。
4. 维护和保养：对于超大型船舶来说，喷水推进器的维护和保养也是一个重要的技术挑战。
喷水推进器通常需要定期维护和检修，以确保其性能和可靠性。
然而，由于超大型船舶的规模和复杂性，维护和保养工作可能需要更多的时间和资源。
喷水推进器性能测试与评估方法探究
喷水推进器性能测试与评估方法探究喷水推进器是一种通过排放高速喷水产生推力的装置，广泛应用于飞机、船舶和火箭等领域。
为了保证喷水推进器的正常运行和效果发挥，对其性能进行测试与评估是十分必要的。
本文将探究喷水推进器性能测试与评估的方法，以提供针对该装置的科学可行的测试手段。
首先，对于喷水推进器的性能测试，最关键的参数是推力和效率。
推力是装置产生的推力大小，而效率则是指装置将输入的能量转化为产生的推力的程度。
对于推力的测试，可以采用动态压力测量法。
该方法基于牛顿第三定律，通过在推进器出口附近设置一个特定形状的叶片，叶片受到喷水推进器排放的推力产生弯曲。
测量这种弯曲变形的力，即可计算出推力的大小。
除了动态压力测量法外，还可以采用秤重法进行推力的测试。
将喷水推进器固定在一个测力仪上，记录在不同工况下推进器产生的推力，再将这些推力值综合起来得到平均推力。
对于效率的测试，一种常用的方法是通过比较输入能量和输出能量的差异来评估。
首先，使用测功机或电池等装置为喷水推进器提供输入能量，记录输入能量的数值。
然后，测量推进器产生的推力，并根据推力与测量时间的关系计算输出能量。
最后，通过计算输入能量与输出能量之间的比值，得到喷水推进器的效率。
此外，为了更加准确地评估喷水推进器的性能，还可以采用热力学方法进行测试。
该方法基于热力学原理，通过测量在喷水推进器内外的压力、温度和流量等参数的变化，来评估装置的性能。
例如，可以使用热电偶和压力传感器等传感器来测量推进器内部的温度和压力，并通过理想气体状态方程计算出气体的流量。
进一步，可以利用能量守恒和质量守恒原理，计算喷水推进器的输入能量、输出能量和效率。
此外，对于喷水推进器的性能评估，还可以考虑一些其他参数，如噪音、振动和燃料消耗等。
对于噪音和振动的评估，可以使用声学测试仪和振动传感器等设备来进行测量。
而对于燃料消耗的评估，则需要测量推进器在运行过程中所消耗的燃料量。
综上所述，喷水推进器性能测试与评估的方法包括动态压力测量法、秤重法、比较输入输出能量差异的方法和热力学方法等。
喷水推进器在船用动力系统中的应用与性能优化
喷水推进器在船用动力系统中的应用与性能优化引言船舶是人类重要的运输工具之一，在航行过程中，动力系统起着至关重要的作用。
喷水推进器作为一种先进的动力系统，已经被广泛应用于船舶行业。
本文将探讨喷水推进器在船用动力系统中的应用以及如何优化其性能。
一、喷水推进器的应用领域喷水推进器是一种通过将水推进到船舶船尾来驱动船只前进的动力系统。
由于其独特的工作原理和性能优势，喷水推进器在各个船舶类型中得到了广泛的应用。
1. 商用船舶：喷水推进器在商用船舶中的应用越来越普遍，例如客轮、货轮、拖船等。
其高推力和灵活性使得船舶可以更好地应对复杂的海洋环境和各类操作需求。
2. 军用船舶：喷水推进器在军用船舶中也得到了广泛应用。
通过优化推进器的设计，可以实现船舶的高速、灵活性和潜水能力，提高战斗力和作战能力。
3. 游艇和休闲船：喷水推进器在游艇和休闲船中的应用主要是为了提供舒适和安全的航行体验。
其低噪音、低振动和灵活操控的特点，使得船主和乘客可以享受到更加愉悦的水上活动。
二、喷水推进器的性能优化为了进一步提高船用动力系统的效率和可靠性，对喷水推进器的性能进行优化是至关重要的。
下面将介绍一些常见的优化方法。
1. 推进器设计优化：通过改变推进器的叶片形状、数量和布局等参数，可以改善其流体力学性能。
同时，利用计算流体力学（CFD）技术进行虚拟试验，可以在设计阶段减少实际试验的成本和时间。
2. 推进器材料和制造优化：选择合适的材料，例如高强度和耐腐蚀性能的不锈钢，可以提高推进器的使用寿命和可靠性。
同时，改善推进器的制造工艺，降低表面粗糙度和减少生产缺陷，也能够提高性能。
3. 动力系统集成优化：将喷水推进器与其他动力系统元件（例如发动机、传动系统和控制系统）进行优化设计和集成，可以提高整个动力系统的效率。
例如，通过优化电动机的输出转矩和电流特性，可以实现更高的功率输出和更好的响应性能。
4. 喷水推进器控制优化：通过优化控制系统的参数和算法，可以提高喷水推进器的操纵性和响应性。
船舶推进装置的水动力性能研究
船舶推进装置的水动力性能研究引言船舶在水中行驶时，推进装置的水动力性能将直接影响船舶的速度、操纵性和燃油消耗等方面。
因此，研究船舶推进装置的水动力性能对于提高船舶的性能和效率具有重要意义。
本文将探讨船舶推进装置的水动力性能研究内容和方法，并介绍一些相关的研究成果。
1.船舶推进装置的水动力性能评价指标船舶推进装置的水动力性能评价指标主要包括推力和效率两个方面。
推力是船舶推进装置产生的向前推动力，其大小决定船舶的速度和加速度。
推力的大小与推进装置叶片设计、排列方式以及水流速度等因素有关。
效率是船舶推进装置将电能或机械能转化为推力的能力。
船舶推进装置的效率高低与其推进效果和能源利用率密切相关。
衡量效率的指标可以是推力系数、推进效率和功率系数等。
2.船舶推进装置的水动力性能研究方法船舶推进装置的水动力性能研究方法主要包括试验研究和数值模拟两种途径。
试验研究是通过在实际船舶或模型上进行推进装置的航行试验来获取相关数据，并进行分析和总结。
试验研究可以得到真实的水动力性能数据，对于解决具体问题具有重要意义。
数值模拟是利用计算机模拟船舶推进装置的水动力性能，通过建立数学模型来预测和分析其性能。
数值模拟方法可以提供更具广泛的数据，同时还可以进行参数的灵活调整和优化设计。
3.船舶推进装置的水动力性能研究成果近年来，船舶推进装置的水动力性能研究取得了一些重要的成果。
例如，研究人员通过试验研究发现，在特定流速下，采用逆止回叶轮的船舶推进装置可以提高推进效率和推力系数。
这种设计能够更好地控制水流，减少能量损耗，提高船舶的性能。
另外，通过数值模拟研究，研究人员发现改变船舶推进装置叶片的形状可以降低水动力噪声和振动。
这项研究对于提高船舶的舒适性和减少环境污染具有重要意义。
4.船舶推进装置的水动力性能研究的挑战与展望船舶推进装置的水动力性能研究仍面临一些挑战。
首先，推进装置的水动力性能受到多种因素的影响，如流场、气候条件和船体运动等，这些因素之间的相互作用非常复杂，需要进一步深入研究。
对影响喷水推进器水动力性能的若干因素的探讨
对影响喷水推进器水动力性能的若干因素的探讨摘要：随着现代船舶制造行业科技水平的不断提升，对船舶的速度性能和隐声性能等方面提出了更高的要求。
喷水推进器是船舶制造行业中的一个非常重要的设备，其自身有效率高、振动小和噪声低等一系列的优点，日益受到专业人员的重视。
对喷水推进器水动力性能的若干影响因素进行研究是改进其某些参数进而提高工作效率的重要方面，也是对其工作性能进行改良的原理基础。
关键词：喷水推进器；水动力性能；影响因素一直以来喷水器推进器的研究主要依靠实验手段，但是受到实验模型、实验条件、实验方法等因素的限制，其实验效果不大理想，难以满足实际生产的需要。
基于此，数值模拟的方法就受到了广泛的欢迎，一方面它的实验条件简单、易于控制，费用低，实验结果比较可靠，另一方面它能够弥补理论研究和实验研究在复杂流动条件下的缺点。
现在数值模拟的数学基础是粘性流理论，这也成为在船舶推进系统中比较复杂的几何和物理性质条件下进行精确求解的重要方法。
1.湍流流动的数学表示喷水推进器在正常运转时，其高速旋转的叶轮会导致流体状态的变化，当其表征状态的雷诺数超过临界值时，就会引发非稳态条件下的湍流，这是一种比较复杂的水流状态，在数学表示上，必须基于一定的假设采用数学模型的形式来满足方程组封闭的条件，把难以确定的值转化为低阶的可以确定的数值。
采用Reynolds时均方程方法来研究喷水推进过程中激发的湍流。
为了表示出流动变量，将其转化成时均值和脉动值代数和的形式：u= +u′，v= +v′，ω= +ω′，p= +p′为了表示出时均连续方程和雷诺方程，我们在其中引入了张量的指标形式：其中，脉动值的乘积项被称为雷诺应力，由于它的存在，加大了动量方程解算的难度，在处理时我们采用涡粘流体模型不直接对其进行处理，通过引入涡粘系数的间接方式，将湍流应力表达成湍流粘度的数学函数，从而建立雷诺应力和平均速度梯度之间的数学模型。
2.数值模拟的参数设置在进行数值模拟的时候，网格的划分是一个非常重要的因素，网格划分质量的好坏对数值模拟的成功具有重要的影响。
喷水推进器在船舶节能减排中的应用与效果评估
喷水推进器在船舶节能减排中的应用与效果评估1.引言船舶行业是全球贸易和运输的重要组成部分，然而，船舶排放对环境和健康造成了不可忽视的影响。
为了减少船舶的能源消耗和排放，研究人员一直在寻找新的技术和解决方案。
喷水推进器作为一种船舶推进系统的关键组件，在船舶节能减排方面发挥了重要作用。
本文将探讨喷水推进器在船舶节能减排中的应用与效果评估。
2.喷水推进器的原理与结构喷水推进器是一种通过将水推送到艏或船舷，以产生推力的推进系统。
它由水泵、喷管和喷嘴等组件构成。
当水泵将水泵送至喷管时，在喷嘴处形成高速水流，产生反作用力，从而推动船舶前进。
相比于传统的螺旋桨推进系统，喷水推进器具有更高的推力、较低的噪音和振动以及更高的机动性。
3.喷水推进器在节能减排中的应用（1）减少能源消耗喷水推进器通过提高推进效率，减少了船舶的能源消耗。
相比于传统的螺旋桨推进系统，喷水推进器能够更好地利用水的动能，从而在推进过程中减少了能源的浪费。
研究表明，使用喷水推进器的船舶相较于传统船舶能够节省约15%的燃料消耗。
（2）降低碳排放船舶排放是全球温室气体排放的重要来源之一。
喷水推进器减少了船舶的能源消耗，从而减少了燃料的燃烧量，降低了碳排放。
研究表明，应用喷水推进器的船舶每年能够减少数万吨的二氧化碳排放量，对环境保护具有重要意义。
（3）改善空气质量船舶的排放不仅对海洋环境造成污染，还会对岸上的居民造成健康威胁。
喷水推进器降低了船舶排放对空气质量的影响。
相较于传统推进系统，喷水推进器在船舶操作过程中产生的噪音和振动更低，从而减少了对海洋生物和周边居民的干扰。
4.喷水推进器的效果评估（1）效率评估通过对使用喷水推进器的船舶和传统船舶进行比较，可以评估喷水推进器的效果。
研究表明，在大多数情况下，使用喷水推进器的船舶能够以更低的燃料消耗速度前进，从而提高了航行效率。
喷水推进器还提供了更好的操纵性和机动性，使船舶在狭窄水域和复杂环境中更容易操作。
喷水推进器在军用登陆艇中的应用与性能评估
喷水推进器在军用登陆艇中的应用与性能评估引言：军用登陆艇是一种专门用于从海上将士兵和军事装备迅速投送到陆地的军事舰艇。
在现代战争中，登陆作战起着十分重要的作用。
为了提高登陆作战的效率和成功率，喷水推进器在军用登陆艇中的应用变得越来越重要。
本文将探讨喷水推进器在军用登陆艇中的应用，并对其性能进行评估。
一、喷水推进器在军用登陆艇中的应用1. 增加机动性：喷水推进器可以提供高扭矩的动力输出，使军用登陆艇具备出色的机动性能。
在盘旋、转向和移动等方面，喷水推进器的敏捷性可以使得军用登陆艇更加灵活，能够应对各种复杂的海况和战术需求。
2. 增强抗浪性能：在登陆作战中，军用登陆艇常常需要穿越波涛汹涌的海面，面对强大的浪涌和颠簸。
喷水推进器的作用是将水通过斜向或垂直方向喷出，形成一层稳定的水气垫，从而减小了舰艇与海浪之间的接触面积，提升了军用登陆艇的抗浪性能，使其能够在恶劣的海况下保持平稳性能。
3. 提高速度和加速度：喷水推进器通过高速喷射推动水流，可以产生更高的船速和加速度。
这对于军用登陆艇而言尤为重要，能够提高其在水面上的快速移动能力，进而实现快速投送军事人员和装备的目标。
二、喷水推进器在军用登陆艇中的性能评估1. 动力输出：军用登陆艇对于动力的要求非常高，因此喷水推进器的动力输出至关重要。
在选择喷水推进器时，需要考虑推力大小、扭矩输出和燃油效率等指标，以确保推进器能够提供足够的动力支持。
2. 敏捷性：军用登陆艇需要具备较高的敏捷性能，以应对各种战术需求和突发情况。
喷水推进器的敏捷性可以通过推进力的分配和喷射方向的调整来实现，因此在性能评估中需要考虑推进器的响应速度和操作性能等指标。
3. 抗浪性能：军用登陆艇在波涛汹涌的海况中需要保持平稳性能，喷水推进器在这方面的性能表现直接影响到登陆艇的稳定性。
在评估中，需要考虑推进器产生的水气垫效果、抗浪能力和船体与波浪之间的摩擦阻力等指标。
4. 船速和加速度：喷水推进器的性能直接决定了军用登陆艇的速度和加速度。
喷水推进泵分析及研究实例
运用转速控制方法的泵外特性
12/22
4 空化时的轴向推力
通常情况下，喷水推进器在加速和转弯时会产生空化 运用CFD技术，预测不同空化条件下的轴向推力与内部流动情况 ，并初步分析两者的关系
13/22
14/22
泵的空化性能曲线
泵的轴向推力与NPSHA的关系
15/22
16/22
两级叶轮空化时轴向推力情况
项目汇报
泵喷水推进器的模型设计及
数值模拟研究
汇报人： 申占浩
2015.05
目录
1
项目简介
模型设计 转速控制方法 空化下的轴向推力
2
3
4
2/22
1 项目简介
喷水推进器（Waterjet Propulsion），它是利用泵 喷出水流的反作用力来推动船舶前进的装置
3/22
喷水推进器的动力稳定性是船舶稳定的基础，而作为其动力来 源，稳定的推力必不可少 现实中，喷水推进器内部流动复杂，推力极易出现不稳定现象
首级叶轮
次级叶轮
17/22
叶轮在空化条件下压力系数分布
首级叶轮
次级叶轮
18/22
19/22
5.导叶及喷嘴 6. 进口延伸段 7/22
网格划分
采用ICEM进 行结构化网格
划分
总体网格质量
首级叶轮 次级叶轮 导叶
≥0.3 总体网格角度 ≥180 总体网格数约
总体网格
为186万 8/22
数值模拟主要参数选择
主要条件 数值模拟方法 湍流模型 进口 出口 壁面函数 收敛精度 设置 雷诺时均法
SST k-ε
总压进口 质量流出口 标准壁面函数
10-5 9/22
整体数值模拟外特性
喷水推进器对船舶操纵灵活性的影响与控制方法
喷水推进器对船舶操纵灵活性的影响与控制方法船舶操纵灵活性是指船舶在水下环境中能够快速、准确地进行转向和移动的能力。
而喷水推进器，作为一种先进的推进技术，对船舶的操纵灵活性具有重要的影响。
本文将探讨喷水推进器对船舶操纵灵活性的影响以及相关的控制方法。
首先，喷水推进器对船舶操纵灵活性的影响主要体现在以下几个方面：1. 推力方向灵活调整能力：喷水推进器通过喷射水流来产生推力，其推力方向可以通过调整喷嘴的角度来进行灵活调整。
这意味着船舶可以通过改变喷水推进器的喷射方向来调整船舶的速度和转向。
相比传统螺旋桨推进器，喷水推进器更具灵活性，可以在较短的时间内实现船舶的快速转向和移动。
2. 抗侧风和海流的能力：喷水推进器在推进水流产生的同时会产生一定的侧向推力，这种侧向推力可以帮助船舶抵抗侧风和海流的作用。
在恶劣的水下环境中，喷水推进器的侧向推力可以提高船舶的操纵稳定性，减少受外界环境影响的程度，增强船舶的操纵灵活性。
3. 加速度响应速度高：喷水推进器具有快速的响应速度，能够快速产生推力并改变船舶的速度。
这种快速响应的特性使得船舶在应对紧急情况或需要快速变速的情况下更加灵活。
船舶可以在短时间内加速或减速，从而实现更为精确的操纵。
针对上述喷水推进器对船舶操纵灵活性的影响，下面介绍几种常用的控制方法：1. 前向推力控制：通过控制喷水推进器的前向推力大小来实现船舶的加速和减速。
这种控制方法通常用于需要快速变速和紧急停车的情况下，可以使得船舶在短时间内实现速度的快速变化，增强船舶的操纵灵活性。
2. 转向控制：通过调整喷水推进器的喷射方向来实现船舶的转向。
这种控制方法通常用于船舶需要进行转向的情况下，可以灵活地改变船舶的行驶方向，提高船舶的操纵灵活性。
在实际操作过程中，可以通过控制多个喷水推进器的喷射方向来实现更精确的转向。
3. 侧向推力控制：通过控制喷水推进器的侧向推力大小来帮助船舶抵抗侧风和海流。
这种控制方法通常用于船舶需要在恶劣的水下环境中行驶的情况下，可以提高船舶的操纵稳定性，增强船舶的操纵灵活性。
喷水推进器的水力特性与性能分析
喷水推进器的水力特性与性能分析喷水推进器是一种常见的推进系统，广泛应用于船舶、水下机器人等领域。
它利用喷水原理产生推力，从而推动物体前进。
在设计和使用喷水推进器时，水力特性和性能分析是至关重要的环节，可以帮助我们了解其工作原理、提高效率以及指导优化设计。
本文将对喷水推进器的水力特性和性能进行详细分析。
一、喷水推进器的水力特性1. 喷水速度：喷水推进器产生推力的根本原理是通过高速喷出的水流产生动量反作用力。
因此，喷水速度是影响推进力大小的重要因素。
一般情况下，喷水速度越高，产生的推力也越大。
2. 喷水流量：喷水推进器的喷水流量直接影响推进器的推力大小。
流量越大，推力也越大。
在设计和选择喷水推进器时，需要根据需求确定合适的喷水流量。
3. 喷水角度：喷水角度是指喷水推进器出水口水流与水平面的夹角。
当喷水角度为0度时，喷水推进器产生的推力最大；当喷水角度增大时，推力逐渐减小。
因此，在实际应用中，需要根据需要选择合适的喷水角度。
4. 喷水推力分布：喷水推进器在实际工作中产生的推力分布不均匀。
一般情况下，出水口处的推力较大，而远离出水口处的推力较小。
这是由于流体的黏性以及喷水推进器的结构造成的。
在设计和使用喷水推进器时，需要注意推力分布的不均匀性对系统的影响。
二、喷水推进器的性能分析1. 推力效率：推力效率是指喷水推进器产生的推力与输入的能量之间的比值。
推力效率高意味着在相同能量输入下，推力输出更大。
在设计和使用喷水推进器时，我们可以通过计算和实验评估推力效率，以提高系统整体性能。
2. 耗能特性：喷水推进器在工作过程中会产生一定的能量损耗。
这些损耗包括水流摩擦、泄漏等。
耗能特性的分析能够帮助我们了解系统的能量损失情况，优化设计以减少能量损失，提高效率。
3. 外界干扰对性能的影响：喷水推进器在实际应用中可能会受到外界干扰的影响，如水流速度、船体形状等因素。
这些干扰会导致推进器的性能变化，降低推力效率。
因此，在设计和使用喷水推进器时，需要考虑外界干扰对性能的影响，并采取相应的措施进行补偿或调整。
船舶喷水推进泵的研究
船舶喷水推进泵的研究船舶喷水推进泵的研究摘要：喷水推进是近20余年急速发展成熟起来的一种特殊的推进方式，它利用喷水推进装置中推进泵喷出的高速水流的反作用力推动水中载体前进，并通过操舵倒航机构分配和改变喷流方向实现载体操纵。
所以喷水推进装置具有推进和操纵双重功能。
本文对喷泵的应用前景、优缺点、喷水推进的基本原理、推进装置和推进泵种类及喷泵推进装置设计的基本思路进行了简单介绍。
喷水推进装置通常由进口流道、推进泵、操舵倒航机构、液压系统和控制系统五大部分组成，如图l所示，推进泵是该装置的主体。
图1 喷水推进装置的组成一、喷泵推进的应用前景（1）在民用船及高性能船上的应用按相关统计，截止2003年的13年中，全世界共建造了655艘高性能船，包括双体船、三体船、穿浪艇等。
据统计，这655艘船中有75％采用喷水推进，另外25％采用螺旋桨或可调桨推进。
显然，喷水推进已经在轻型高速船上占有主导地位。
普通高速双体船、穿浪艇、三体船、单体船、侧壁式气垫船(SES)、高速货船，如小水线面船(SW ATH)、三用拖轮、stolkraft(一种中体在水面以上的三体船)等的其他船舶都采用了喷水推进。
（2）在军用领域的应用喷水推进技术在高速攻击艇FAC(Fast Attack Craft)，从高速车客渡船到海军高速运输舰、护卫舰和轻护卫舰、两栖装甲车辆、安静型核潜艇等领域都有所应用，并在某些方面具有特殊的优势。
一、喷泵式推进的优缺点优点：（1）推进泵叶轮在泵壳内受约束的水流中工作，运行平稳，水下噪声小。
（2）推进泵在高速范围内较螺旋桨有更好的抗空泡性能，从而能有更高的推进效率。
（3）推进泵较螺旋桨更适用于重载荷以及限制直径的场合。
（4）喷水推进适应变工况的能力强，在工况多变的船舶上能充分利用主机功率，延长主机寿命。
（5）具有优异的操纵性和动力定位性能。
（6）推进泵叶片在管道中不易损坏，可靠性好。
缺点：（1）在航速低于25kn或叶轮直径不受限制时，喷水推进的推进效率一般较螺旋桨低。
喷水推进器对船舶操纵稳定性的影响与控制方法
喷水推进器对船舶操纵稳定性的影响与控制方法摘要：喷水推进器是一种由船舶尾部直接排放水流来提供推进力的装置。
它在船舶操纵中起着重要的作用，对船舶的操纵稳定性有着重要的影响。
本文将探讨喷水推进器对船舶操纵稳定性的影响，并介绍一些常用的控制方法。
引言：喷水推进器通过排放高速水流来产生推进力，其工作原理与传统的螺旋桨推进不同。
在船舶操纵中，喷水推进器的使用可以提供更高的操纵灵活性和精确性，但同时也可能会对船舶的操纵稳定性产生一定影响。
本文将对此进行深入探讨。
1. 喷水推进器对船舶操纵稳定性的影响喷水推进器对船舶操纵稳定性的影响主要体现在以下几个方面：1.1. 前后向力的调整喷水推进器可以通过调整喷水角度和推力大小来提供前后向力的调整，从而影响船舶的行进速度和操纵灵活性。
然而，频繁调整这些参数可能会引起船舶的不稳定性，特别是在恶劣的气象条件下。
1.2. 侧向力的生成喷水推进器产生的侧向力可以用于船舶的横向移动，包括转向、平移等操纵动作。
这种侧向力的生成可以增强船舶的操纵能力，但也可能导致船体的滚动和侧倾。
1.3. 水流与船体相互作用喷水推进器产生的高速水流与船体之间存在相互作用。
这种相互作用可能会引起船舶的晃动和扭矩，影响船舶的操纵稳定性。
2. 控制方法为了减小喷水推进器对船舶操纵稳定性的影响，可以采用以下一些控制方法：2.1. 自动稳定性控制系统通过引入自动稳定性控制系统，可以实时监测船舶的操纵状态和姿态，并根据需要自动调整喷水推进器的工作参数。
这能够帮助维持良好的操纵稳定性。
2.2. 舵角调整通过调整舵角，可以平衡喷水推进器产生的侧向力和船舶自身的稳定性要求。
这可以减小侧向力对船舶的影响，降低滚动和侧倾的风险。
2.3. 控制喷水推进器推力通过合理控制喷水推进器的推力大小，可以平衡前后向力的调整需求和船舶的稳定性。
合理的推力调整能够保持船舶在各种操纵状态下的稳定性。
2.4. 船舶结构优化在设计船舶时，可以考虑对喷水推进器的布局和安装进行优化。
喷水推进器的智能化控制与自适应性能研究
喷水推进器的智能化控制与自适应性能研究引言：随着科技的进步与日益增长的需求，喷水推进器作为船只、潜水艇和水下探测器的重要推动装置，其智能化控制以及自适应性能的研究已经成为一个热门领域。
喷水推进器的智能化控制与自适应性能的研究旨在提高推进器的效率和控制系统的稳定性，以实现船只的安全导航、潜水艇的精确操控和水下探测器的高灵敏度。
1. 智能化控制技术在喷水推进器中的应用智能化控制技术在喷水推进器中的应用可以大大提高推进器的效率和控制系统的稳定性。
通过利用先进的传感器技术和智能控制算法，可以实时监测并优化推进器的工作状态，从而实现最佳的推力和节能效果。
智能化控制技术还能够实现推进器和其他船舶系统的智能化联动，提高整个系统的集成水平和性能。
2. 自适应性能对喷水推进器的影响自适应性能是指喷水推进器在不同工况下自动调整控制参数以适应环境变化的能力。
自适应性能的优化可以提高喷水推进器在不同水域、不同航速和载重条件下的推进效果和稳定性。
通过采用自适应控制算法和智能调节器，喷水推进器可以根据实时反馈信息调整控制输入，使其在复杂的水下环境中保持较高的效率和灵敏度。
3. 喷水推进器智能化控制与自适应性能的研究方法在喷水推进器的智能化控制与自适应性能研究中，通常采用模型预测控制和神经网络控制等方法。
模型预测控制利用数学模型来预测推进器的动态响应，并根据预测结果进行控制决策，以优化控制效果。
神经网络控制则通过训练神经网络来学习推进器的非线性关系，以实现精确的控制和自适应性能。
4. 喷水推进器智能化控制与自适应性能的关键问题喷水推进器的智能化控制与自适应性能研究中存在一些关键问题需要解决。
首先，如何准确地建立喷水推进器的数学模型，以实现模型预测控制的准确性和稳定性。
其次，如何选择合适的传感器和控制算法，以实现喷水推进器的智能化控制和自适应性能的优化。
最后，如何在实际应用中进行系统集成和验证，以确保喷水推进器的智能化控制和自适应性能的可行性和可靠性。
船舶喷水推进技术国内外研究与应用现状
结论
结论
本次演示对喷水推进研究进行了综述，总结了不同领域的研究成果和发现。 通过对喷水推进的基本原理和概念、系统的构成和特点、应用领域和现状、研究 方法和成果以及不足和未来研究方向的探讨和分析，指出了当前研究的重点和需 要进一步解决的问题，为相关领域的研究提供了参考和借鉴。
喷水推进系统的构成和特点
喷水推进系统的构成和特点
喷水推进系统由动力系统、泵系统和喷水推进器组成。动力系统是喷水推进 器的核心，常用的有电动机、内燃机等。泵系统由水泵和管道组成，负责将水加 压后输送至喷水推进器。喷水推进器由喷嘴和尾翼组成，喷嘴是产生推力的关键 部件，尾翼则用于稳定飞行姿态。
喷水推进的应用领域和现状
研究背景
研究背景
喷水推进船舶是一种利用喷水推力发动机作为推进装置的船舶。与传统的螺 旋桨推进船舶相比，喷水推进船舶具有更高的推进效率和机动性，因此在军用和 民用领域的应用越来越广泛。随着喷水推进船舶的发展，其航向航速控制方法成 为了研究的热点问题。航向控制主要涉及到船舶的机动性和稳定性，而航速控制 则直接影响到船舶的推进效率和性能。因此，对喷水推进船舶的航向航速控制方 法进行研究，具有重要的理论和实践意义。
结论
结论
本次演示对船舶喷水推进技术的研究与应用现状进行了简要回顾与评述。
参考内容
引言
引言
随着科技的不断进步，喷水推进船舶在军事、民用等领域的应用越来越广泛。 喷水推进船舶具有较高的推进效率和机动性，因此对其航向航速控制方法的研究 具有重要意义。本次演示旨在探讨喷水推进船舶的航向航速控制方法，为相关领 域的研究提供参考。
2、3数值模拟
然而，数值模拟方法通常缺乏实验验证，结果的可靠性和准确性有待进一步 提高。此外，多数数值模拟研究仅单个喷水推进器的性能，而忽略了整个喷水推 进系统性能的评估。
喷水推进器的流体动力学特性分析与仿真研究
喷水推进器的流体动力学特性分析与仿真研究引言：喷水推进器作为一种常见的推进装置，在航海、航空等领域广泛应用。
研究喷水推进器的流体动力学特性对于提高推进器的效率和性能具有重要意义。
本文旨在分析喷水推进器的流体动力学特性，并通过仿真研究探讨优化方案。
1. 喷水推进器的工作原理喷水推进器通过将水流喷出，产生反向冲力实现推进物体的目的。
它利用喷水原理，根据牛顿第三定律，水流的反作用力将产生推力。
具体工作原理如下：涡轮推进器将水流引入喷嘴，通过喷嘴高速喷射，形成高速的水柱；在水柱出口处，水柱将遇到外界水流阻力，产生反向冲力，推动装置前进。
2. 喷水推进器的流体动力学特性分析（1）喷嘴结构对推进器性能的影响喷水推进器的喷嘴结构对推进器性能有着重要影响。
通过调整喷嘴的形状、直径、角度等参数，可以改变喷水推进器的流速、喷射角度和推力大小。
例如，增加喷嘴的直径可以增加喷出的水量，从而提高推力。
而增加喷嘴的角度会改变喷射方向，影响推进器的运动方向。
（2）水流速度对推进效果的影响水流速度是影响喷水推进器效果的关键参数之一。
当水流速度较高时，喷水推进器的推力将增大。
然而，水流速度过高也会导致流阻增大，从而降低推力效率。
因此，在设计喷水推进器时需要综合考虑水流速度和推力效率的平衡。
（3）流动状态与推进器性能的关系喷水推进器的流动状态直接影响推进器的推力大小和工作效率。
如直流状态、旋转状态等。
研究发现，旋转状态下的喷水推进器能够提供更大的推力，而直流状态下的喷水推进器则能够提供更高的效率。
因此，如何通过优化推进器结构，使其在不同流动状态下达到最佳性能，是一个重要的研究方向。
3. 喷水推进器的仿真研究（1）基于计算流体动力学的仿真模拟计算流体动力学（CFD）技术可以有效地模拟和分析喷水推进器的流体动力学特性。
通过将喷嘴的几何模型导入CFD软件，可以模拟喷嘴内部的湍流、速度分布等参数，并得到喷水推进器的推进效果。
通过多次仿真实验，可以优化喷嘴的设计，提高推进器的性能。
喷水推进器在沿海渔船中的应用与设计优化
喷水推进器在沿海渔船中的应用与设计优化引言：沿海渔船是捕捞、养殖等渔业活动的重要工具，其性能对于渔业的发展至关重要。
喷水推进器作为一种新兴的推进方式，其在沿海渔船中的应用越来越受到关注。
本文将探讨喷水推进器在沿海渔船中的应用，以及如何进行设计优化，以提高沿海渔船的性能和效率。
一、喷水推进器在沿海渔船中的应用1. 提高机动性能喷水推进器在沿海渔船中的应用可以显著提高其机动性能。
相比传统的螺旋桨推进系统，喷水推进器可以实现船舶的全向推进，使船只可以灵活转向、快速停靠和起锚，提高渔船在狭窄港口和海湾的操控能力。
2. 减小吃水深度沿海渔船通常需要在浅水区域进行作业，而传统螺旋桨推进系统需要一定的吃水深度才能正常工作。
而喷水推进器可以将推力直接喷入水中，从而减小了船只的吃水深度要求，使得沿海渔船可以在更浅的水域进行操作，提高效率。
3. 减少噪音和振动喷水推进器操作过程中产生的噪音和振动相对较小，这对于渔业活动来说十分重要。
传统螺旋桨推进系统在运行时可能会产生较大的噪音和振动，对渔船上的设备和渔获物有一定的影响。
而喷水推进器可以减少这些噪音和振动，提供更好的工作环境。
二、喷水推进器在沿海渔船中的设计优化1. 推力效率优化为了提高喷水推进器的推力效率，设计中需考虑多个因素。
首先是喷水口的数量和布置，合理的布置可以优化推力的分配和利用效率。
其次是喷水推进器的材料和形状设计，采用先进的材料和流线型的外形可以减小湍流损失，提高喷水推进器的整体效率。
2. 防生物附着和减少水阻在沿海渔船中，喷水推进器容易受到生物附着物的影响，降低性能。
因此，在设计中应考虑使用防污涂层或其他方式来减少生物附着的发生。
此外，通过减少水阻的方式也可以提高喷水推进器的性能，比如减小推进器底部的面积，使水流更加顺畅。
3. 节能环保设计为了适应当前社会对节能环保的要求，喷水推进器的设计中应考虑能源利用效率和环境友好性。
采用高效的水泵和电机可以降低喷水推进器的能耗；同时，选择合适的工作模式和控制系统可以最大程度地减少对海洋生态环境的影响，保护海洋生物资源。
船舶喷水推进技术国内外研究与应用现状
盯 ~ 推进 器 5[] 。 H 田旧 i l t on 喷水 推进 器包括 川 、 HM 、
三 大系 列 。 HJ 系列包 含直 径在 2 0 一 4 0
之间
的 8 型小 尺寸 喷水推 进器 , 适用 于 6一 20 m 长的船舶 , 功率范 围在 2 60 一 9 0() k W 之 间 。 H M 系 列包含 直
s 伴 har e ad 汀S 从 I X) 作为战场支援舰 , 采用 四 台 晒伯出 ila 公 司 的 U sP 120 E 型喷水推 进器 驱动 。 美 国海
军租 用 的 98 米 长的 S w ift (H S v 2) 号喷 水推进 船也采用 四 台 M角找 s ila 喷水推进 器推 进 , 航 速可达 47
意大 利的 c as ot ld i 公 司 、 美 国的 N A M J e t 公 司 4I] 等。 K a M e 认a/ 公 司和 M PJ 公 司也 提供 中小 功率的全
系列 喷水推 进器产 品 。
K al 城e 叭a/ 公 司是 国际喷水推进 制造 和应用 的引领者 。 该公 司的喷水推进器 产 品包 括 F 系列 、 A
0 前言
相 比螺旋桨 推进 , 喷水 推进具有 高航 速 时推进效 率高 、 抗空 化性 能好 、 机 动性 和操纵性优 越 、 吃水 浅 、 附体阻 力小 、 适应 变工况 能力 强 、 水 下声 辐射小 等众 多优点 , 在 高速 、 高性 能船舶和两栖 车辆上 得到 了越 来越 多 的应 用 , 在 发达 国家应 用 已 较普遍 。 本 世纪 以 来 , 国内喷水 推进 的应用 需求 呈 现逐 步增 长的趋 势 , 相关的技术研 究也得 到 了长足进 步 , 越来越 多 的单位 参与 到喷水 推进 的研究 、 设计 、 生产 和应 用 的各 个环 节 中来 。 基 于这一 背景 , 本 文就喷 水推进 在 国 内外 的应 用情况 、 研究 现 状 和 国内外 的差距 进行 了介 绍 , 并 就 国 内喷水 推进 技术未 来 的发展进 行 了探讨 , 以 期对 国内喷水 推 进领 域相 关机构 在推进 喷水 推进 的应 用 、 提 高喷水 推进技 术研 发能力 的相 关活动 中起到一定 的参 考
喷水推进器的水动力特性与性能模型建立
喷水推进器的水动力特性与性能模型建立喷水推进器是一种常见的水动力推进装置，广泛用于船舶、潜艇和水下机器人等水下交通工具中。
本文将探讨喷水推进器的水动力特性与性能模型建立，并分析其在实际应用中的影响因素和优化方法。
喷水推进器的水动力特性与性能模型建立是研究和设计喷水推进器的基础。
建立合适的模型能够帮助我们更好地理解和预测喷水推进器的工作原理和性能表现。
首先，我们需要了解喷水推进器的工作原理。
喷水推进器通过将水从高速喷射出来产生反向作用力，推动船舶或水下机器人前进。
水动力原理中的牛顿第三定律是喷水推进器工作的基础，即每个作用力都会有一个等大而反向的反作用力。
在建立喷水推进器的性能模型时，我们需要考虑一些关键参数，包括喷水速度、喷水质量流率、推进器尺寸和形状等。
这些参数将直接影响到喷水推进器的推力和效率。
因此，在进行模型建立时，我们需要根据实际应用需求和设计要求选择合适的参数。
在研究喷水推进器水动力特性时，我们需要考虑以下几个方面：1. 喷水速度对推力和效率的影响：喷水速度是指水从喷嘴喷出的速度。
较高的喷水速度可以产生更大的推力，但也会造成更大的能量损失和水流的离散。
因此，需要在保证足够的推力的同时，尽可能减小能量损失和离散的情况下选择适当的喷水速度。
2. 喷水质量流率对推力和效率的影响：喷水质量流率是指单位时间内喷水的质量。
较大的喷水质量流率可以产生更大的推力，但也会增加能量的消耗和系统的复杂性。
因此，需要在保证足够的推力的同时，尽可能减小能量消耗和系统复杂性的情况下选择适当的喷水质量流率。
3. 推进器尺寸和形状对推力和效率的影响：推进器的尺寸和形状直接影响到水流的流动特性和喷水效果。
合适的尺寸和形状可以帮助优化水流的流动，并提高喷水推进器的推力和效率。
因此，需要根据实际应用需求和设计要求选择合适的推进器尺寸和形状。
除了上述影响因素外，还有一些其他因素也会对喷水推进器的水动力特性产生影响，如水温、水质、环境条件等。
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“ 体一 推 进器一 主机 ” 船 匹配 研 究 表 明 喷水 推
进船有 别于 螺旋 桨推 进 船最 显 著 的 特点
最 薄弱
常工况 ） 推进泵 可有 效利 用 来 流 的动 能增 加进 流 的 ， 净正 吸头 ， 延迟 和 抑制 空 化 的产 生． 在部 分 推进 器 工 作 ， 在进行船 舶机 动时 （ 文称 为 特殊 工况 ） 如 加 或 本 ， 速 、 弯过程 中 ， 流 的净 正 吸头 要 明显 减 小或 低 于 转 进
第３ ２卷第 ７期
２１ ０ １年 ７月
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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Ｖｏ１３ ． ２ Ｎｏ． ７
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Ｊ １２ １ ｕ． ０ ｌ
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ －０ ３ ２ １ ． ７ ０ ６ ｏ ： ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ ７ ７ ４ ． ０ ０ ． ０ ０ ｓ １
作 ， 喷水推进船转弯 、 对 加速及部分推进 器工作时 的性能进行 了研 究． 助计算 流体力 学方法数值 模拟 特殊工 况喷水 推 借 进器 的流场 ， 从流体动力特性 角度分析特殊工 况易发生空化 的原 因． 建立 了某 喷水推进船推进装置及船 体阻力 的数 学模 型， 以空化限制线为约束 ， 研究特殊工况 避免产生空化 的使用 方法． 究表明 ， 研 喷水 推进船转弯时泵 的有效进 流净正 吸头
速及部分 推进 器工作时 喷水推 进器 的流场 ， 计算 和 比
较 了 ３种工况 有效 净正 吸 头及力 矩 等参数 的变化 规
图 ２ 喷 水 推 进器 转 速 与 航速 关 系曲线 Ｆｇ ２ Ｗ ａｅｊｔ ｏａｉｎ ｓ ｅｄ Ｖ ＵＩ ｕｌ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍ ｉ． ｔ ｅ ｔｔ ｐ ｅ ￣ ＳＩｈ ｌ ｓｅ ｄ ｄａ ａ ｒ ｒ ｏ Ｉ Ｓ ｇ
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（ ｏｅｅｏ ａａ Ａ ｃｉ ｃｕｅａ ｄＰ ｗ ｒ Ｎ ｖｌ ｎｖｒｉ ｆ ｎｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ３０ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｖ ｒｈｔ ｔｒ ｎ ｏ ｅ ， ａａ Ｕ ｉ ｓｙｏ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｈｎ ４ ０ ３ ， ｈ ） ｌ Ｎ ｌ ｅ ｅ ｔ ｎ ｎ ｎ
环节从 柴油 机～ 螺 旋 桨推 进 中 的主机 变 成 了相应 的
喷水 推进泵 ． 喷水 推进 船 稳定 航 行 时 （ 文 称 为正 本
收 稿 日期 ：０ ００ －２ ２ １ －３０
该转 速下 泵 所 要 求 的 最低 限制 ， 推进 泵 容 易 产 生 空
化． 从设 计角度 减小泵 汽蚀 余量是 提高 推进泵 抗 空化
关键词 ： 喷水推进 ； 殊工况 ； 化 ； 特 空 汽蚀余 量
中图分类号 ：６ ４ ３ 文献标识码 ： 文章编 号 ：０６７ ４ （０ １ ０ －８７０ Ｕ ６ ．４ Ａ １０ －０ ３ ２ １ ） ７０ ６ －６
Ｒｅｅ ｒｈ ｏ ａｅｊｔ ｅｆｒ ｎ ｅｉ ｐ ｃａ ｒ ｏ ｄｔ ｎ ｓａ ｃ ｎ ｗ ｔｒｅ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｓｅ ｉｌ ｐ ｗｏ ｋ ｃ ｎ ｉｏ ｓ ｉ
墨 ８ ５
泵或直航状态 的喷水推进器 ， 研究结 果 主要 用于指 导
泵的设 计或分析空化对 喷水推进器性 能 的影 响． 利用
｛ ８０
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７５
７０
数值方法研究喷水推进船特殊工况 的流体动力性能 很少见 报道． 本文用数值 方法模拟 了喷水 推进船高速转 弯 、 加
Ｓ ｍｅ ｃ ｎ ｌ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｒ ｍ ｈ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ．Ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｉ ｖ ｕ ｔ ｎ ｈ ａ ｆｅｆ ｃ ｉｅ ｉｆ ｗ ｎ ｓ ａ ｗｉ ｅ ｏ ｏ ｃｕ ｉ ｓ ｗ ｒ ｅ ｖ ｄ ｆ ｏ ｉ ｏ ｔ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｈ ｅ ｓｔ ｅ ｓ ｃｉ ｅ ｄ ｏ ｆ ｔ ｎ ｌ ｐ ｈ ｌ ｂ — ｐ ｉ ｏ ｅ ｖ ｏ ｌ ｃ ｍｅ ｓ ｌ ｗ ｅ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｎ ｌ ｕ ｎ ｕ ｎ ａ ｄ ｉ ｉ ｍａ ｌｒ ｆ ｒ ｈ ｇ ｅ ｏ ａｉ ｎ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｓ ｉ ｏ ｍａ ｌ ｈ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓｎ ｈ ｕ ｄ ｒ ａ ｇ ｅ ｄ ｒ ｇ ａ ｔ ｒ ｎ ｔ ｓ ｓ ｌ ｏ ｉ ｈ ｒ ｒ ｔｔ ｐ ｅ ｎ ｈ ｐ ｉ ｅ ｏ
作者简介 ： 孙存楼（９ ２） 男 ， １８ 一 ， 博士 ， — ａｌｓｌｇ ＠１６ Ｅ ｍ ｉ：ｃ ｄ ２ ｈ 王永生（９ ５） 男 ， １５ 一 ， 教授 ， 博士生导师． 通 信 作 者 ： 存 楼 孙
性能 的方法之 一 ， 已装 船使用 的喷水 推进泵 空化 性 但
・
８ ８・ ６
随舵角增大而减小 ， 高转速 、 高航速 时降低 幅度更大 ， 实际使用时应 限制高速时转弯 的舵角 ， 采取缓慢转弯 ； 加速过 程 中， 泵的汽蚀余量增加速 度要大于进流 的有 效净正吸头 ， 可采取分 段加速 的方法 预防空化 的发生 ； 部分 推进器 工作 时 ， 空化
裕 度 降 低 ， 弯 时 限 制 的最 大舵 角 更 小 ， 速 过 程 分 阶段 更 多 ． 转 加
ｗｅ ｅ ｂ ｉｔａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｖ ｔｔｏ ｅ ｔｉｔｏ ｉ ｓｕ ｅ ｏ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｔ ｖ ｉ ａ ｉａｉｎ ｉ ｐ ｃａ ｒ ｏ ｄ ｔｏ ｓ ｒ ｕ ｌ ｎ ｈ ａ ｉａｉ ｎ ｒ ｓｒｃ ｉｎ ｌ ｗａ ｓ ｄ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｈ ｗ ｏ ａ ｏ ｄ ｃ ｖ ｔｔｏ ｎ ｓ ｅ ｉ ｌｗｏ ｋ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ． ｎｅ
ｄ ｎ ａｃ ｈｎａｐｒ ｏ ｆｈ ａｅ ｅ ｒ ｗ ｒｉｇ ｕ ｄ ｎ ｙｗ ｅ ｏｔ ｎｏ ｅｗ ｔ ｊｔ ａｅ ｏｋｎ ． ｉ ｔ ｒ ｓ
Ｋｅ ｗ ｒ ｓ ｗ ｔ ｅ； ｐ ｃ ｌ ｏｋｃｎ ｉｏ ； ａｉ ｔ ｎ Ｎ Ｓ ｙ ｏ ｄ ： ａｅ ｔ ｓｅｉ ｒ ｏｄｔ ｎ ｃｖｔ ｉ ； Ｐ Ｈ ￣ ａｗ ｉ ａｏ
１２ ． ３种特殊 工况
律 ， 流动特性 角度 分析 空化 发生 的原 因． 从 建立 了某
喷水推进船主 机 、 动装 置 、 进器 及船 体 阻力 的数 传 推
喷水 推进器性 能 曲线 中 区分 空化 程度 的曲线称
为空化限制线 ． 空化 限制 线 为泵 的等 比转 速 曲线 ］ ， 可根 据泵试 验时扬程 随流量 的下降 程度计算 得到． 为 了保证泵 不 工 作 在 空化 区 ， 进 流 的有 效 净 正 吸头 泵
船 舶 喷 水 推 进 器 特 殊 工 况 性 能 研 究
孙存楼 ， 永 生 ， 斌 王 黄
（ 军工程 大学 船舶 与动力学院 ， 海 湖北 武 汉 ４ ０ ３ ） ３０ ３ 摘 要： 喷水推进船推进装置 中的薄弱环节 为 喷水推 进泵 的空化 而非 主机 的超负荷 ． 为预 防喷水推进 器在 空化 状态 工
ｓｅｄ ａｉ ｔ ｎｃ ｎｂ ｖ ｉ ｄｂ ｅｔｃｉｇｒｄ ｅ ｎ ｌ ｄ ｒ ｇａｔｒ ． ｈ ｐｈ ｗ ｔ ｊｔ ｕ ｐｉｃｅｓｓ ｐ ｅ ．Ｃ ｖｔ ｉ ａ ｅａｏ ｅ ｙｒｓ ｉ ｎ ｄ ｒ ｇ ｕ ｎ ｎ Ｔ ｅｎ ｓｒ ｆ ａｅ ｅ ｐ ｍ ｒａｅ ａｏ ｄ ｒｔ ｕ ａ ｅ ｉ ｕ ｏａ ｒ ｎ
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第３ ２卷
能 主要 与工况有 关． 近年来 ， 计算 流 体力 学被 广 泛应
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用 于喷水 推进 器流体动力性 能的研究 ， 过两相 流数 通
９ ５ ９ Ｏ
值计算并利用 水 与常 温下 水蒸 气 的等值 面描 述推 进
泵 的空化性能 也有 报道 ， 该研 究 大多 针对 单 独 但
１ １ 喷水推进器 的性能 曲线 ． 工程实际 中 ， 了便于 推进 器 的选 型 ， 商会 提 为 厂
２
・
Ｎ Ｓ ＝ ＰＨ
ｐｓ
＋
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（ ） １一 １— （ ） ． （ ） １
供不 同型号 喷水 推进 器 的性能 曲线 ， 以供船 舶设计者
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学模 型 ， 以喷水推进器外 特性 曲线 中的空化 限制线为 约束 ， 提出预防特殊工况推进 泵空化 的具体措施 ．
Ｎ Ｓ 需大于泵 的汽蚀余 量 Ｎ Ｓ 喷水推 进船稳 定 ＰＨ ＰＨ．
航行 时泵进 流 的有效净 正吸头可表示 为
ｎ ｎ ，
１ 喷水 推进 船特 殊 工况描 述
Ａｂｔａ ｔＴ ｅｗ ｔ ｊｔ ｓｔｅｗ ａ ｏ ｐ ｎ ｎ ａ ｒ ｔ ｒ ｕｓ ｎｓｓ ｍ ｂｃｕ ｅｉ ｉ ｐｏ ｅｔ ｃｖ ａｉ ｅ ｓｒｃ ： ｈ ａ ｒ ｅ ｋｃｍ ｏ ｅ ｔ ｎａｗ ｔ ｊ ｏ ｌｏ ｙｔ ｅａ ｓ ｒｎ ａｉ ｔ ｎｂ — ｅｅｉ ｈ ｉ ｅｅｐ ｐ ｉ ｅ ｔｓ ｏ ｔ ｏ ｆｒ ｅ ｇｎ ｖｒ ａ ｉｇ ｎｔｅｆ ｌｗｎ ｓａｃ ， ａ ｒ ｔ ｅ ｏｍ ｎｅｗ ｓ ｅｅｒｈｄｄ ｒ ｇｏ ｅａ ｏ ， ｎ ｎ ｏｅ ｎ ｉｅｏｅｌ ｄｎ ．Ｉ ｈ ｌ ｉｇｒ ｅｒｈ ｗ ｔ ｊ ｒ ｒ ａ ｃ ａ ｓａｃ ｅ ｕｉ ｐｒｔ ｎ ａ ｄｏｅ ｏ ｏｏ ｅ ｅｅ ｐ ｆ ｒ ｎ ｉ ｏ ｒ ａｅ ｅ ｅｅ ｒｋｎｉ ｏｄ ｒｏａ ｏ ａｉ ｔ ｎ ｌｗ ｃｎ ｉｏ ｓ ｆ ａｅ ｅ ｉ ｒｅｓｅ ｉ ｏｋｃｎ ｉ ｒ ｍｏｅｗ ｔ ｊｔ ｗ ｒ ｏ ｅ ｒｅ ｔ ｖｉ ｃｖ ａ ｏ ．Ｆｏ ｏ ｄｔ ｎ ｗ ｔ ｊｔｎｔ ｅ ｃ ｌ ｒ ｏ ｄ： ｒ ｓ ｂ ｎ ｄ ｔｉ ｉ ｏａ ｒ ｈ ｐ ａｗ ｔ ｎ ｅｅｓ ｕａｅ ｙｆｓ ｓｌ ｎ Ａ Ｓｅ ｕ ｔ ｎ ．Ｈｙｒｄｎ ｍｉ ｐ ｒ ｒ ａｃ ｆｔｅｗ ｔ ｊｔ ａ ｎｌｚｄ ｉ ｉ ｓ ｒ ｉ ｌｔ ｂ ｒ ｏｖ ｇＲ Ｎ ｑ ａ ｏ ｓ ｏ ｗ ｍ ｄ ｉ ｔ ｉ ｉ ｄｏ ｙ ａ ｃ ｅ ｏ ｎ ｅｏ ａ ｒ ｓａ ａ ｅ ｎ ｆｍ ｈ ｅｅ ｗ ｙ ｏｄ ｒ ｏｄｓｏ ｅ ｅｃｖ ａｉ ａｏ ｓ Ｔ ｅ ｔｅ ａｉ ｍ ｄ ｌ ｏ ｗ ｔ ｊｔ ｒｐ ｌ ｏ ｓ ｍ ａ ｄｓｉ ｓ ｔｎｅ ｒｅ ｉ ｖｒ ｈ ａ ｉ ｔ ｎｒ ｓｎ ． ｈ ｎｍａ ｍ ｔ ｏ ｅｓ ｆ ａ ｒ ｏ ｕｓ ｎｓ ｔ ｎ ｈｐｒ ｉ ａ ｃ ｔ ｃ ｔ ｔ ｏ ｅ ｈ ｃ ａ ｅ ｅｐ ｉ ｙｅ ｅｓ