一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及船舶制造領(lǐng)域，尤其涉及一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算對(duì)于管子專業(yè)來(lái)講是很重要的一個(gè)計(jì)算，它涉及到壓載艙 空氣管尺寸的選擇，壓載艙里面壓載水管的布置所用附件的數(shù)量。如果選擇不當(dāng)，會(huì)影響到 船舶的使用壽命，在一些復(fù)雜工況下，會(huì)使壓載艙壁受損，譬如：如果選用的壓載艙空氣頭 通徑過(guò)小，當(dāng)壓載栗給壓載艙注水時(shí)，會(huì)給壓載艙壁形成超壓；當(dāng)壓載栗從壓載艙中抽水排 出時(shí)，又會(huì)給壓載艙艙壁一個(gè)負(fù)壓，這樣長(zhǎng)此以往會(huì)嚴(yán)重破壞壓載艙艙壁的強(qiáng)度，從而給船 舶帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn)，因此壓載水的壓降計(jì)算是設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種設(shè)置壓載水系統(tǒng)，能夠適應(yīng)船舶各種裝載 狀況，保持適當(dāng)?shù)呐潘?、吃水、縱傾和橫傾，保持一定的航行性能，保持恰當(dāng)?shù)腉M，獲得適 當(dāng)?shù)膹?fù)原力，減少過(guò)大的彎矩和剪切力的技術(shù)方案：
[0004] 一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法，包括以下步驟：
[0005] (1)根據(jù)壓載栗的特性曲線，取三個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的出口壓頭，然后測(cè)量空氣 頭高度及水線高度，求值，得出總高度h,根據(jù)離心栗性能特性曲線的牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算 規(guī)則算出系數(shù)A，B，C的值；
[0006] (2)根據(jù)公式H_p=A.Q2+B.Q+C，分別算出部件在三種流量下的壓頭損失，分別得 出三種流量工況下壓降損失的總和；
[0007] (3)根據(jù)系統(tǒng)特性曲線的牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算規(guī)則：得出D，E，F(xiàn)的值；
[0008] (4)根據(jù)公式Hpipe=D.Q2+E.Q+F，得出系統(tǒng)實(shí)際流量；
[0009] (5)根據(jù)公式Hpipe=D.Q2+E.Q+F，得出系統(tǒng)壓頭；
[0010] (6)根據(jù)公式H_p=A.Q2+B.Q+C，得出空氣管中的流速：其中D表示空氣管通徑， N表示空氣管數(shù)量；
[0011] (7)最后根據(jù)
得出不包含靜壓的超壓壓頭，如果其值小于 2. 5m，那么合格。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟（2)中的部件包括海水總管，壓載管，各種彎頭，三通，閥件，伸縮 膨脹節(jié)及空氣頭。
[0013] 作為優(yōu)選，步驟（6)中的空氣管中的動(dòng)降壓計(jì)算公式為：
[0014]
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0016] 本發(fā)明提供一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法，以科學(xué)的計(jì)算步驟建立壓載水系 統(tǒng)，從而使得船舶能夠更好的適應(yīng)各種裝載狀況，保持適當(dāng)?shù)呐潘?、吃水、縱傾和橫傾，保 持一定的航行性能，保持恰當(dāng)?shù)腉M，獲得適當(dāng)?shù)膹?fù)原力，減少過(guò)大的彎矩和剪切力。
【附圖說(shuō)明】：
[0017] 圖1為本發(fā)明的離心壓載栗和系統(tǒng)的典型曲線圖；
[0018] 圖2為水線到空氣頭進(jìn)/出氣口示意圖；
[0019] 圖3為壓載水在系統(tǒng)中的總流量曲線圖；
[0020] 圖4為空氣頭縱向示意圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0021] 為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的 實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0022] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法，包括以下步驟：
[0023] (1)根據(jù)壓載栗的特性曲線，取三個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的出口壓頭，然后測(cè)量空氣 頭高度及水線高度，求值，得出總高度h,根據(jù)離心栗性能特性曲線的牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算 規(guī)則算出系數(shù)A，B，C的值；
[0024] (2)根據(jù)公式H_p=A.Q2+B.Q+C，分別算出部件在三種流量下的壓頭損失，分別得 出三種流量工況下壓降損失的總和；
[0025] (3)根據(jù)系統(tǒng)特性曲線的牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算規(guī)則：得出D，E，F(xiàn)的值；
[0026] (4)根據(jù)公式Hpipe=D. Q2+E.Q+F，得出系統(tǒng)實(shí)際流量；
[0027] (5)根據(jù)公式Hpipe=D. Q2+E.Q+F，得出系統(tǒng)壓頭；
[0028] (6)根據(jù)公式H_p=A.Q2+B.Q+C，得出空氣管中的流速：其中D表示空氣管通徑， N表示空氣管數(shù)量；
[0029] (7)最后根S
f出不包含靜壓的超壓壓頭，如果其值小于 2. 5m，那么合格。
[0030] 實(shí)施例
[0031] 以某壓載艙為例來(lái)進(jìn)行壓降計(jì)算，采用了一臺(tái)栗給一個(gè)壓載艙注入壓載水的方 式，此艙選用了 3個(gè)通徑300mm的空氣頭，圖1中顯示的是離心壓載栗和系統(tǒng)的典型曲線 圖。從此圖離心栗的性能特性曲線可以看到，取了三個(gè)不同的測(cè)試點(diǎn)。當(dāng)栗的出口流量達(dá)到 800m3/h時(shí)，壓頭是32. 5m，當(dāng)栗的流量是1600m3/h時(shí)，壓頭是28m，當(dāng)栗的流量是2400m3/h 時(shí)，栗的壓頭是21m。
[0032] 根據(jù)離心栗的特性曲線，利用表1進(jìn)行牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算：
[0033]
[0034]
[0035]表1
[0036] 再根據(jù)離心栗的特性曲線
[0037] Hpunp= A. Q 2+B. Q+C
[0038]A=(-0? 00875+0. 005625)/(2400-800) = -1. 9531e-06
[0039] B= (28-32. 5)/(1600-800)-(-〇. 00875+0. 005625)/(2400-800)x(800+1600) =-0.0009375
[0040] C= 32. 5- (28-32. 5) / (1600-800)x800+ (-〇. 00875+0. 005625) / (2400-800) x(800+1600) = 34. 5
[0041] 從圖2可以大致看出h是從水線到空氣頭進(jìn)/出氣口的高度，同時(shí)可以直觀地看 出此壓載艙布置有3個(gè)空氣頭。一臺(tái)壓載栗從Seachest抽水，栗入一個(gè)壓載艙。經(jīng)過(guò)測(cè) 量h= 12. 26m，通過(guò)對(duì)照表2,得出壓載管壁面粗糙度k= 0. 5。
[0042]
[0043]表 2
[0044] 通過(guò)計(jì)算從Seachest到壓載管出口各部件的壓力損失，以及對(duì)照空氣頭的曲線 圖，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出實(shí)際的壓降損失。在此計(jì)算過(guò)程中，在此過(guò)程中，我們要充分考慮管子本 身，閥件，彎頭，三通，伸縮式膨脹節(jié)，空氣頭等附件給壓載水系統(tǒng)帶來(lái)壓降損失。同個(gè)對(duì)每 一個(gè)附件的阻力系數(shù)等進(jìn)行詳細(xì)的列表計(jì)算。根據(jù)壓載水系統(tǒng)的特性曲線進(jìn)行牛頓內(nèi)插多 項(xiàng)式運(yùn)算，如表3所示：
[0045]
[0046]表 3
[0047] 再根據(jù)系統(tǒng)特性曲線Hpipe=D. Q2+E.Q+F，
[0048]E= 2. 63- (0? 01638-0. 00983V(2400-800)x(800+1600) = 0
[0049]F= 12. 26
[0050] 由此我們得出壓載水在系統(tǒng)中的總流量：
[0051]Q= 1841. 3m3/h(當(dāng)H= 26. 2m時(shí)）
[0052] 我們得出如圖3所示的曲線圖：
[0053]講行忖量紹壓的許入：
[0054]
[0055] 空氣頭的高度是0.76m
[0056] 當(dāng)空氣頭的高度是從艙頂甲板到透氣口的距離時(shí)，如圖4所示
[0057]空氣管中的流速是：1841. 3X0. 3333 + 3600+Jr X4+ (300 + 1000)2= 2. 41m/s
[0058] 根據(jù)上述公式，得出
[0059]IHtank=IHd+Iairpipe= 2. 99m
[0060] 空氣管中的動(dòng)壓降
[0061]
[0062]由此公式得出，因?yàn)槠渲?. 23m< 2. 5m，因此得出此艙的空氣頭的選擇是合格 的。
[0063] 上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是 不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利 的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法，其特征在于：包括W下步驟： (1)根據(jù)壓載累的特性曲線，取=個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的出口壓頭，然后測(cè)量空氣頭高 度及水線高度，求值，得出總高度h，根據(jù)離屯、累性能特性曲線的牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算規(guī)則 算出系數(shù)A，B，C的值； 似根據(jù)公式Hpump=A.Q2化Q+C，分別算出部件在S種流量下的壓頭損失，分別得出S種流量工況下壓降損失的總和； (3) 根據(jù)系統(tǒng)特性曲線的牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算規(guī)則：得出D，E，F(xiàn)的值； (4) 根據(jù)公式Hpipe=化Q2化Q+F，得出系統(tǒng)實(shí)際流量； 妨根據(jù)公式Hpipe=D.Q2+E.Q+F，得出系統(tǒng)壓頭； (6) 根據(jù)公式Hp胃=A.Q2化Q+C，得出空氣管中的流速：其中D表示空氣管通徑，N表示空氣管數(shù)量； (7) 最后根據(jù) 得出不包含靜壓的超壓壓頭，如果其值小于2. 5m，那 么合格。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟（2) 中的部件包括海水總管，壓載管，各種彎頭，=通，閥件，伸縮膨脹節(jié)及空氣頭。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟化） 中的空氣管中的動(dòng)降壓計(jì)算公式為：
【專利摘要】本發(fā)明提供一種壓載水系統(tǒng)的壓降計(jì)算方法，根據(jù)壓載泵的特性曲線，取三個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的出口壓頭，然后測(cè)量空氣頭高度及水線高度，求值，得出總高度h,根據(jù)離心泵性能特性曲線的牛頓內(nèi)插多項(xiàng)式運(yùn)算規(guī)則算出系數(shù)A,B,C的值。根據(jù)公式Hpump＝A.Q2+B.Q+C，分別算出部件在三種流量下的壓頭損失，分別得出三種流量工況下壓降損失的總和。以科學(xué)的計(jì)算步驟建立壓載水系統(tǒng)，從而使得船舶能夠更好的適應(yīng)各種裝載狀況，保持適當(dāng)?shù)呐潘?、吃水、縱傾和橫傾，保持一定的航行性能，保持恰當(dāng)?shù)腉M,獲得適當(dāng)?shù)膹?fù)原力，減少過(guò)大的彎矩和剪切力。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號(hào)】CN105205331
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510642987
【發(fā)明人】吳承恩, 張碧波, 楊勇, 穆利, 任樂(lè)
【申請(qǐng)人】南通中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日