一种基于封闭管道的减阻效果测定装置

本发明属于阻力测定，具体为一种基于封闭管道的减阻效果测定装置。

背景技术：

1、随着海洋战略成为我国的重要战略，海洋设备的开发也逐渐成为大家关注的焦点。不同的航行器，包括船舶，潜艇在内，在海洋中运行的时候，都会因为阻力造成巨大的能量损耗，为了更好地帮助这种海洋航行器的运行，需要对多种水下减阻手段进行试验。

2、传统的减阻标定办法包括：实物实验，旋转式测阻力以、拖拽式测阻力及直接向平板喷流的测量方法。上述办法都有一定的局限性。实物实验涉及船舶等航行器本身比较巨大，测试难度大，且不可控因素较多，难以得到减阻手段与减阻效果的直接规律。旋转式测阻力采用电机带动被测测量，测量扭矩的方式进行的，这种方式下测量的阻力包含机械传动等一系列干扰，结果是包含很大误差的。采用拖拽的手段可以比较精准地获取阻力数据，但拖拽测量需要很大的场地来准备水池，且要求水池上方的拖拽设备具有稳定、恒速运行的能力。这种情况下每次实验的花费都是十分巨大的。直接向平板喷流的方法为一种开放式测量，利用喷嘴直接向平板喷射水流，其流体的横截面积无法恒定，即无法保证实验所需雷诺数，在减阻研究测量中，雷诺数是保证流体状态的关键参数，换言之，这种方法无法保证实验所需条件，也就无法保证测量的精度。

3、为了更加高效、便捷、低成本地完成阻力测量的任务，本发明提出了一种新型设备及测量方法，来完成相关阻力测量工作。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于封闭管道的减阻效果测定装置，以解决现有技术的上述问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于封闭管道的减阻效果测定装置，包括水箱，所述水箱内填充有水，所述水箱右侧内壁的顶部边缘处设置有流速控制器和水泵，所述水箱上还设置有测试机构，所述测试机构包括固定在所述水箱上方的测试通道、设置在所述测试通道顶端的测试平板以及固定在所述测试通道上的若干抵紧结构，所述测试通道的右端、所述流速控制器以及所述水泵之间使用管道依次相连接，所述水泵的入水端与所述水箱的内部之间使用管道相连接，所述测试平板的底面设有凸座，所述凸座伸入到所述测试通道的内部，所述凸座的底面开设有若干减阻沟槽，所述测试平板在所述测试通道上可拆卸和更换。

3、在本发明的技术方案中，所述水箱顶端的前后两侧内壁之间固定有若干搭板，所述测试通道前后两侧的底端边缘处均设有若干凸耳，所述凸耳，所述测试通道搭接在所述搭板上，所述凸耳与所述搭板固定连接。

4、在本发明的技术方案中，所述测试通道的内部开设有空腔，所述测试通道顶端的前后两侧边缘处均设有凸板，所述凸板的顶面开设有窗口，所述窗口与所述空腔相连通，所述测试平板搭接在所述凸板上，所述测试平板将所述窗口遮盖在内，所述凸座伸入到所述窗口内。

5、在本发明的技术方案中，所述窗口的口部外围处开设有环槽，所述环槽内嵌设有密封圈，所述密封圈与所述测试平板的底面相抵。

6、在本发明的技术方案中，所述测试通道左端的顶部位置处设置有排水接头，所述排水接头与所述水箱的内部之间使用管道相连接，所述测试通道右端的顶部位置处设置有入水接头，所述入水接头与所述流速控制器之间使用管道相连接。

7、在本发明的技术方案中，所述测试通道顶端的左右两侧位置处均安装有压力传感器，所述压力传感器的底面为检测面，所述压力传感器的底端面与所述空腔的顶壁相齐平。

8、在本发明的技术方案中，所述测试平板使用所述抵紧结构固定在所述测试通道的顶端，若干所述抵紧结构分别分布在所述测试平板的四周边缘处，所述抵紧结构包括固定在所述测试通道上的固定座、与所述固定座顶端螺纹连接的螺纹杆以及转动连接在所述螺纹杆末端的抵块，所述抵块抵在所述测试平板的顶面边缘处。

9、在本发明的技术方案中，所述固定座的顶端朝向所述抵紧结构的方向倾斜45°，所述螺纹杆从所述固定座的顶端穿过，所述螺纹杆的首端固定有拨杆，所述螺纹杆的末端插入到所述抵块中并使用定高螺栓安装到所述抵块上，所述抵块的底面紧密粘接有胶板。

10、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

11、1、本发明中，通过设置的测试机构，并在测试机构上设置有可更换的测试平板，使得当水流匀速通入到测试通道内时，通过对测试通道两侧的两个压力传感器数据进行对比，即可通过测量的数据测得测试平板起到的阻力效果，从而通过更换具有不同形状减阻沟槽的测试平板即可进行减阻效果的测试。

12、2、本发明中，通过在水箱上的测试机构并使水箱与测试机构之间连接有流速控制器和水泵，可使水箱中的水能够通过水泵注入到测试通道内时能够在流速控制器的控制下保持注入水流的流速，可使测试通道内保持恒定的测试环境，减少测试误差。

技术特征：

1.一种基于封闭管道的减阻效果测定装置，包括水箱(1)，其特征在于：所述水箱(1)内填充有水，所述水箱(1)右侧内壁的顶部边缘处设置有流速控制器(13)和水泵(14)，所述水箱(1)上还设置有测试机构(2)，所述测试机构(2)包括固定在所述水箱(1)上方的测试通道(21)、设置在所述测试通道(21)顶端的测试平板(22)以及固定在所述测试通道(21)上的若干抵紧结构(23)，所述测试通道(21)的右端、所述流速控制器(13)以及所述水泵(14)之间使用管道依次相连接，所述水泵(14)的入水端与所述水箱(1)的内部之间使用管道相连接，所述测试平板(22)的底面设有凸座(221)，所述凸座(221)伸入到所述测试通道(21)的内部，所述凸座(221)的底面开设有若干减阻沟槽(222)，所述测试平板(22)在所述测试通道(21)上可拆卸和更换。

2.如权利要求1所述的基于封闭管道的减阻效果测定装置，其特征在于：所述水箱(1)顶端的前后两侧内壁之间固定有若干搭板(11)，所述测试通道(21)前后两侧的底端边缘处均设有若干凸耳(219)，所述凸耳(219)，所述测试通道(21)搭接在所述搭板(11)上，所述凸耳(219)与所述搭板(11)固定连接。

3.如权利要求1所述的基于封闭管道的减阻效果测定装置，其特征在于：所述测试通道(21)的内部开设有空腔(211)，所述测试通道(21)顶端的前后两侧边缘处均设有凸板(212)，所述凸板(212)的顶面开设有窗口(213)，所述窗口(213)与所述空腔(211)相连通，所述测试平板(22)搭接在所述凸板(212)上，所述测试平板(22)将所述窗口(213)遮盖在内，所述凸座(221)伸入到所述窗口(213)内。

4.如权利要求3所述的基于封闭管道的减阻效果测定装置，其特征在于：所述窗口(213)的口部外围处开设有环槽(214)，所述环槽(214)内嵌设有密封圈(215)，所述密封圈(215)与所述测试平板(22)的底面相抵。

5.如权利要求1所述的基于封闭管道的减阻效果测定装置，其特征在于：所述测试通道(21)左端的顶部位置处设置有排水接头(216)，所述排水接头(216)与所述水箱(1)的内部之间使用管道相连接，所述测试通道(21)右端的顶部位置处设置有入水接头(217)，所述入水接头(217)与所述流速控制器(13)之间使用管道相连接。

6.如权利要求3所述的基于封闭管道的减阻效果测定装置，其特征在于：所述测试通道(21)顶端的左右两侧位置处均安装有压力传感器(218)，所述压力传感器(218)的底面为检测面，所述压力传感器(218)的底端面与所述空腔(211)的顶壁相齐平。

7.如权利要求1所述的基于封闭管道的减阻效果测定装置，其特征在于：所述测试平板(22)使用所述抵紧结构(23)固定在所述测试通道(21)的顶端，若干所述抵紧结构(23)分别分布在所述测试平板(22)的四周边缘处，所述抵紧结构(23)包括固定在所述测试通道(21)上的固定座(231)、与所述固定座(231)顶端螺纹连接的螺纹杆(232)以及转动连接在所述螺纹杆(232)末端的抵块(233)，所述抵块(233)抵在所述测试平板(22)的顶面边缘处。

8.如权利要求7所述的基于封闭管道的减阻效果测定装置，其特征在于：所述固定座(231)的顶端朝向所述抵紧结构(23)的方向倾斜45°，所述螺纹杆(232)从所述固定座(231)的顶端穿过，所述螺纹杆(232)的首端固定有拨杆(2321)，所述螺纹杆(232)的末端插入到所述抵块(233)中并使用定高螺栓安装到所述抵块(233)上，所述抵块(233)的底面紧密粘接有胶板(2331)。

技术总结
本发明公开了一种基于封闭管道的减阻效果测定装置，包括水箱，水箱上设置有流速控制器、水泵和测试机构，测试机构包括测试通道、测试平板以及若干抵紧结构，测试平板的底面设有凸座，凸座的底面开设有若干减阻沟槽，测试平板在测试通道上可拆卸和更换。本发明中通过设置的测试机构并在测试机构上设置有可更换的测试平板，使得当水流匀速通入到测试通道内时，通过对测试通道两侧的两个压力传感器数据进行对比，即可通过测量的数据测得测试平板起到的阻力效果，从而通过更换具有不同形状减阻沟槽的测试平板即可进行减阻效果的测试。

技术研发人员：李广浩,刘贵杰,王文谦,许传新,姚兵,廖铃岚
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13