一种压载水系统的压降计算方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及船舶制造领域，尤其涉及一种压载水系统的压降计算方法。
【背景技术】：
[0002] 压载水系统的压降计算对于管子专业来讲是很重要的一个计算，它涉及到压载舱 空气管尺寸的选择，压载舱里面压载水管的布置所用附件的数量。如果选择不当，会影响到 船舶的使用寿命，在一些复杂工况下，会使压载舱壁受损，譬如：如果选用的压载舱空气头 通径过小，当压载栗给压载舱注水时，会给压载舱壁形成超压；当压载栗从压载舱中抽水排 出时，又会给压载舱舱壁一个负压，这样长此以往会严重破坏压载舱舱壁的强度，从而给船 舶带来很大的风险，因此压载水的压降计算是设计过程中必不可少的一个重要环节。
【发明内容】
：
[0003] 为了解决上述问题，本发明提供了一种设置压载水系统，能够适应船舶各种装载 状况，保持适当的排水量、吃水、纵倾和横倾，保持一定的航行性能，保持恰当的GM，获得适 当的复原力，减少过大的弯矩和剪切力的技术方案：
[0004] 一种压载水系统的压降计算方法，包括以下步骤：
[0005] (1)根据压载栗的特性曲线，取三个流量测试点所对应的出口压头，然后测量空气 头高度及水线高度，求值，得出总高度h,根据离心栗性能特性曲线的牛顿内插多项式运算 规则算出系数A，B，C的值；
[0006] (2)根据公式H_p=A.Q2+B.Q+C，分别算出部件在三种流量下的压头损失，分别得 出三种流量工况下压降损失的总和；
[0007] (3)根据系统特性曲线的牛顿内插多项式运算规则：得出D，E，F的值；
[0008] (4)根据公式Hpipe=D.Q2+E.Q+F，得出系统实际流量；
[0009] (5)根据公式Hpipe=D.Q2+E.Q+F，得出系统压头；
[0010] (6)根据公式H_p=A.Q2+B.Q+C，得出空气管中的流速：其中D表示空气管通径， N表示空气管数量；
[0011] (7)最后根据
得出不包含静压的超压压头，如果其值小于 2. 5m，那么合格。
[0012] 作为优选，步骤（2)中的部件包括海水总管，压载管，各种弯头，三通，阀件，伸缩 膨胀节及空气头。
[0013] 作为优选，步骤（6)中的空气管中的动降压计算公式为：
[0014]
[0015] 本发明的有益效果在于：
[0016] 本发明提供一种压载水系统的压降计算方法，以科学的计算步骤建立压载水系 统，从而使得船舶能够更好的适应各种装载状况，保持适当的排水量、吃水、纵倾和横倾，保 持一定的航行性能，保持恰当的GM，获得适当的复原力，减少过大的弯矩和剪切力。
【附图说明】：
[0017] 图1为本发明的离心压载栗和系统的典型曲线图；
[0018] 图2为水线到空气头进/出气口示意图；
[0019] 图3为压载水在系统中的总流量曲线图；
[0020] 图4为空气头纵向示意图。
【具体实施方式】：
[0021] 为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的 实施方式作进一步地详细描述。
[0022] 本发明设计的压载水系统的压降计算方法，包括以下步骤：
[0023] (1)根据压载栗的特性曲线，取三个流量测试点所对应的出口压头，然后测量空气 头高度及水线高度，求值，得出总高度h,根据离心栗性能特性曲线的牛顿内插多项式运算 规则算出系数A，B，C的值；
[0024] (2)根据公式H_p=A.Q2+B.Q+C，分别算出部件在三种流量下的压头损失，分别得 出三种流量工况下压降损失的总和；
[0025] (3)根据系统特性曲线的牛顿内插多项式运算规则：得出D，E，F的值；
[0026] (4)根据公式Hpipe=D. Q2+E.Q+F，得出系统实际流量；
[0027] (5)根据公式Hpipe=D. Q2+E.Q+F，得出系统压头；
[0028] (6)根据公式H_p=A.Q2+B.Q+C，得出空气管中的流速：其中D表示空气管通径， N表示空气管数量；
[0029] (7)最后根S
f出不包含静压的超压压头，如果其值小于 2. 5m，那么合格。
[0030] 实施例
[0031] 以某压载舱为例来进行压降计算，采用了一台栗给一个压载舱注入压载水的方 式，此舱选用了 3个通径300mm的空气头，图1中显示的是离心压载栗和系统的典型曲线 图。从此图离心栗的性能特性曲线可以看到，取了三个不同的测试点。当栗的出口流量达到 800m3/h时，压头是32. 5m，当栗的流量是1600m3/h时，压头是28m，当栗的流量是2400m3/h 时，栗的压头是21m。
[0032] 根据离心栗的特性曲线，利用表1进行牛顿内插多项式运算：
[0033]
[0034]
[0035]表1
[0036] 再根据离心栗的特性曲线
[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] 从图2可以大致看出h是从水线到空气头进/出气口的高度，同时可以直观地看 出此压载舱布置有3个空气头。一台压载栗从Seachest抽水，栗入一个压载舱。经过测 量h= 12. 26m，通过对照表2,得出压载管壁面粗糙度k= 0. 5。
[0042]
[0043]表 2
[0044] 通过计算从Seachest到压载管出口各部件的压力损失，以及对照空气头的曲线 图，经过计算，得出实际的压降损失。在此计算过程中，在此过程中，我们要充分考虑管子本 身，阀件，弯头，三通，伸缩式膨胀节，空气头等附件给压载水系统带来压降损失。同个对每 一个附件的阻力系数等进行详细的列表计算。根据压载水系统的特性曲线进行牛顿内插多 项式运算，如表3所示：
[0045]
[0046]表 3
[0047] 再根据系统特性曲线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] 由此我们得出压载水在系统中的总流量：
[0051]Q= 1841. 3m3/h(当H= 26. 2m时）
[0052] 我们得出如图3所示的曲线图：
[0053]讲行忖量紹压的许入：
[0054]
[0055] 空气头的高度是0.76m
[0056] 当空气头的高度是从舱顶甲板到透气口的距离时，如图4所示
[0057]空气管中的流速是：1841. 3X0. 3333 + 3600+Jr X4+ (300 + 1000)2= 2. 41m/s
[0058] 根据上述公式，得出
[0059]IHtank=IHd+Iairpipe= 2. 99m
[0060] 空气管中的动压降
[0061]
[0062]由此公式得出，因为其值2. 23m< 2. 5m，因此得出此舱的空气头的选择是合格 的。
[0063] 上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是 不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利 的权利保护范围内。
【主权项】
1. 一种压载水系统的压降计算方法，其特征在于：包括W下步骤： (1)根据压载累的特性曲线，取=个流量测试点所对应的出口压头，然后测量空气头高 度及水线高度，求值，得出总高度h，根据离屯、累性能特性曲线的牛顿内插多项式运算规则 算出系数A，B，C的值； 似根据公式Hpump=A.Q2化Q+C，分别算出部件在S种流量下的压头损失，分别得出S种流量工况下压降损失的总和； (3) 根据系统特性曲线的牛顿内插多项式运算规则：得出D，E，F的值； (4) 根据公式Hpipe=化Q2化Q+F，得出系统实际流量； 妨根据公式Hpipe=D.Q2+E.Q+F，得出系统压头； (6) 根据公式Hp胃=A.Q2化Q+C，得出空气管中的流速：其中D表示空气管通径，N表示空气管数量； (7) 最后根据 得出不包含静压的超压压头，如果其值小于2. 5m，那 么合格。2. 根据权利要求1所述的一种压载水系统的压降计算方法，其特征在于：所述步骤（2) 中的部件包括海水总管，压载管，各种弯头，=通，阀件，伸缩膨胀节及空气头。3. 根据权利要求1所述的一种压载水系统的压降计算方法，其特征在于：所述步骤化） 中的空气管中的动降压计算公式为：
【专利摘要】本发明提供一种压载水系统的压降计算方法，根据压载泵的特性曲线，取三个流量测试点所对应的出口压头，然后测量空气头高度及水线高度，求值，得出总高度h,根据离心泵性能特性曲线的牛顿内插多项式运算规则算出系数A,B,C的值。根据公式Hpump＝A.Q2+B.Q+C，分别算出部件在三种流量下的压头损失，分别得出三种流量工况下压降损失的总和。以科学的计算步骤建立压载水系统，从而使得船舶能够更好的适应各种装载状况，保持适当的排水量、吃水、纵倾和横倾，保持一定的航行性能，保持恰当的GM,获得适当的复原力，减少过大的弯矩和剪切力。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105205331
【申请号】CN201510642987
【发明人】吴承恩, 张碧波, 杨勇, 穆利, 任乐
【申请人】南通中远船务工程有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月30日