基于壁面加热及超声空化协同的船舶减阻基础研究

发布时间：2023-12-02 19:57

　　船舶航运在经济性和安全性上都拥有巨大优势,在全球货物流动中占据着不可动摇的地位。但船舶所带来的能耗及污染问题也受到广泛关注,中国船级社推出的《绿色生态船舶规范》中关于治理能耗及污染提出了绿色船舶新技术,其中包括了船舶发动机余热回收及船舶微气泡减阻新技术这两部分。所以,如果能将船舶废热与微气泡减阻技术相结合,协同作用于船舶阻力,这对治理船舶能耗及污染问题具有深远意义。为此,本文提出了一种基于壁面加热及超声空化协同作用的船舶减阻新方式,主要开展了如下几方面工作:(1)搭建实验台对壁面加热及超声空化协同作用的影响因素及影响规律进行了实验研究,主要研究了超声功率及超声频率在不同水温下对强化换热效果的影响,并用此结果为后续试验进行指导。(2)对壁面加热及协同作用对船舶阻力影响进行了理论分析,并建立了理论模型,寻找影响阻力的关键因素;此外,利用前置实验的结果对船模试验装置进行了选型设计。(3)利用船模试验对单独加热减阻方式及协同作用减阻方式进行了试验研究,分别研究了加热功率、航速及超声开启状态对阻力的影响,并对两种减阻方式进行了分析及对比,寻找出了最优试验工况。通过上述的研究工作,得到了如下几点结...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 水下航行体减阻技术简介
    1.3 气泡减阻技术的研究现状
        1.3.1 理论研究现状
        1.3.2 试验研究现状
    1.4 加热减阻技术的研究现状
        1.4.1 理论研究现状
        1.4.2 试验研究现状
    1.5 超声波及超声波效应
    1.6 本文研究内容
2 壁面加热及超声空化协同作用实验研究
    2.1 引言
    2.2 超声空化与壁面加热协同工作原理
        2.2.1 超声空化及其强化传热原理
        2.2.2 超声空化影响因素
    2.3 实验装置与方法
        2.3.1 实验装置
        2.3.2 实验参数与工况
        2.3.3 实验步骤
    2.4 实验结果与分析
        2.4.1 数据处理数值计算
        2.4.2 超声热效应的温升
        2.4.3 超声频率对协同效果的影响
        2.4.4 超声功率对协同效果的影响
    2.5 本章小结
3 减阻理论及试验装置选型
    3.1 引言
    3.2 壁面加热对船舶阻力的影响
        3.2.1 壁面加热减阻理论
        3.2.2 阻力计算模型
    3.3 协同作用对船舶阻力的影响
        3.3.1 协同作用减阻理论
        3.3.2 阻力计算模型
    3.4 超声装置的选型设计
        3.4.1 超声装置的组成及原理
        3.4.2 超声波换能器选型设计
    3.5 船模选型及加热工况设计
        3.5.1 船模选型设计
        3.5.2 加热工况设计
    3.6 本章小结
4 船模减阻试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验装置简介
    4.3 试验方案与步骤
        4.3.1 试验方案
        4.3.2 试验步骤
    4.4 船模单独加热减阻试验结果与分析
        4.4.1 加热功率对船模阻力影响
        4.4.2 航速对船模阻力影响
    4.5 船模协同作用减阻试验结果与分析
        4.5.1 加热功率对船模阻力影响
        4.5.2 航速对船模阻力影响
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3870235