[发明专利]一种船用空气螺旋桨结冰过程观察试验装置

说明书

本发明属于船舶与海洋工程领域，具体涉及一种船用空气螺旋桨结冰过程观察试验装置。本发明结构设计及操作方法简单，通过对特定气雪条件下转动的空气螺旋桨的结冰模拟试验，可以获取结冰主要环境因素对桨叶结冰率的影响，其相关试验数据可验证数值仿真的准确性，进而优化数值模型。本发明可以通过改变螺旋桨的材质和结构参数等探究其对桨叶结冰量的影响，为空气螺旋桨桨叶材料选取和结构设计提供参考。本发明还可控制喷溅液滴直径、螺旋桨转速等条件，进而改变结冰时间和结冰形式，以达到对螺旋桨结冰过程的主动控制，为防冰/抑冰系统的设计提供实验依据。

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程领域，具体涉及一种船用空气螺旋桨结冰过程观察试验装置。

背景技术

空气螺旋桨在低温条件下工作时，空气中的水汽可能在桨叶上附着而结冰，螺旋桨积冰会减小动力和降低空速，同时增加燃油消耗。螺旋桨积冰还会破坏螺旋桨平衡，造成严重的振动，减少螺旋桨使用寿命，因此研究螺旋桨在特定物理条件下的结冰十分必要，为了研究空气螺旋桨低温条件下运行的结冰率及其影响，需要进行螺旋桨模型结冰试验，因此必须试制螺旋桨结冰过程观察试验箱，但目前尚未出现一种船用空气螺旋桨结冰过程观察试验装置。

发明内容

本发明目的在于提供能观察空气螺旋桨在气雪条件下结冰/挂冰现象以及测量不同时刻的结冰量，能够研究空气螺旋桨在不同气雪条件下的动力性能，进一步为冰雪环境中运行的气垫船防冰/除冰技术提供数据支撑和理论指导的一种船用空气螺旋桨结冰过程观察试验装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种船用空气螺旋桨结冰过程观察试验装置，包括支撑架、试验箱体、制冷系统、转动系统、雾化系统，所述的试验箱体安装在所述的支撑架内部，试验箱体上设有观察窗，试验箱体底部设有排水口，试验箱体内部安装有照明装置；所述的制冷系统的输出端通过管路伸入到试验箱体内部；所述的转动系统包括转动轴和螺旋桨；所述的转动轴一端与电动机相连，另一端穿过试验箱体并安装在支撑架上；所述的螺旋桨安装在试验箱体内部的转动轴上；所述的雾化系统包括空气雾化喷嘴。所述的空气雾化喷嘴安装在试验箱体的顶部，空气雾化喷嘴通过管路分别与高压气泵和储水罐相连；所述的高压气泵与储水罐之间通过管路连接；所述的高压气泵、储水罐和空气雾化喷嘴之间的管路上分别设置有控制阀门。

本发明还可以包括：

所述的与空气雾化喷嘴相连的管路设置有压力传感器；所述的试验箱体内部安装有温度传感器，试验箱体顶部安装有摄像头，试验箱体内部靠近螺旋桨处设置有高速摄像机，所述的压力传感器和温度传感器均与信息转换装置相连；所述的高速摄像机和摄像头均与计算机相连。

本发明的有益效果在于：

本发明结构设计及操作方法简单，通过对特定气雪条件下转动的空气螺旋桨的结冰模拟试验，可以获取结冰主要环境因素对桨叶结冰率的影响，其相关试验数据可验证数值仿真的准确性，进而优化数值模型。本发明可以通过改变螺旋桨的材质和结构参数等探究其对桨叶结冰量的影响，为空气螺旋桨桨叶材料选取和结构设计提供参考。本发明还可控制喷溅液滴直径、螺旋桨转速等条件，进而改变结冰时间和结冰形式，以达到对螺旋桨结冰过程的主动控制，为防冰/抑冰系统的设计提供实验依据。

附图说明

图1是一种船用空气螺旋桨结冰过程观察试验装置的平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。