船舶与海洋工程实验技术-自航试验指导书要点.pdf
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1、船舶与海洋工程实验技术 自航试验指导书 华中科技大学船舶与海洋工程学院 船模拖曳水池实验室 2015 年 5 月 20 日 I 目录 0、前言 . 1 1、船模制作 . 1 2、仪器安装及操作 1 2.1 电测阻力仪 1 2.2 自航仪 9 3、自航试验操作 . 14 4、试验数据处理 . 16 5、实船性能预报 . 17 I 图目录 图 1 拉力传感器 2 图 2 放大器背面接口 3 图 3 放大器正面 4 图 4 8HZ 采集程序图标 5 图 5 8HZ 自航双桨 6 图 6 8HZ 系统设定 7 图 7 8HZ 数据采集 8 图 8 8HZ 数据处理 9 图 9 自航仪 10 图 10
2、电机. 11 图 11 电机操作柜 12 图 12 转速数字显示仪 13 图 13 WD990 微机电源 14 图 14 自航试验曲线 16 I 表目录 表 1 拉力传感器规格表 4 表 2 自航仪规格表 9 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 1 0、前言 自航试验有以下主要目的: (1) 分析和研究各种效率成分,研究桨、船两者的相互作用; (2) 预报实船性能。即通过试验给出主机功率、转速和船速之间的关系,得 出实船的航速预报,验证设计的船舶是否满足任务; (3
3、) 判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。 我们所采用的自航方法为强迫自航法,又称英国法 .有关自航的详细理论请参考 船舶性能实验技术 (第五章),俞湘三等主编,上海交通大学出版社。 1、船模制作 船模的制作和装载状态的调整都和阻力试验是一样的,此处就不在赘述。 2、仪器安装及操作 2.1 电测阻力仪 电测阻力仪主要是用来测量强制力Z。 本系统主要由硬件,软件两部分组成: 硬件: 它是由多组十六路信号放大处理器、采集卡、计算机组成。 原理方框图如下 : 信号放大处理器主要技术指标: 采样通道: 16 路 输入阻抗: 2M 零点漂移: 0.05% 精度 : 0.05% 拉力传感器信号放大处理
4、器采集卡计算机 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 2 D/A 转换板:12 位精度0.015% 具体操作过程如下 : 首先,拉力传感器固定在机械阻力台上,如图1 所示 图 1 拉力传感器 拉力传感器,一头由数据线连接,到拖车操作室接到放大器背后的接口处,放 大器型号为 :HG-98 多功能数据处理系统,如图2 和图 3 所示 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax
5、:02787542946 3 图 2 放大器背面接口 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 4 图 3 放大器正面 选择通道,如 CH5,然后放大器通过采集卡与计算机(靠门口那台)相连。 此外,拉力传感器的另一头有钢丝连接,与拖曳船模的钢丝相连接。 拉力传感器规格如下表1 所示 表 1 拉力传感器规格表 类别量程系数电压 拉力传感器 10Kg 30.5 6v 25Kg 33.3 12v 50Kg 66.6 12v 100Kg 135 12v 150Kg 211.5 1
6、2v 500Kg 1150 12v 1000Kg 1527 10v 软件:采用 VB 语言编程,主要由窗体模块及标准数学分析模块组成。软件流 程图如下: 系统设定 数据采集数据文件数据处理 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 5 具体操作过程如下: 数据采集程序在电脑桌面上名为8HZ,如图 4 所示。 图 4 8HZ 采集程序图标 双击桌面图标 8HZ,进入程序。此时,一定要等程序自检的进度条读出一段后, 再点击忽略。然后点击“自航试验” ,选择“双桨”,如图 5
7、所示。 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 6 图 5 8HZ 自航双桨 进去之后,选择系统设定,如图6 所示。此处,我们拉力传感器规格为25Kg, 接的是 CH2,所以在在通道二中更改,系数可以在表1 中找到。由于 25Kg 需要的 电压为 12V,所以在图 3 放大器正面中,调整CH2 通道的电压为 12V。系统设定中 的电压为 5V,不用调整。 以双桨自航为例,我们需要在放大器中设置5 个通道,分别测量强制力Z,左 桨推力 T左、扭矩 Q左和右桨推力 T右、扭
8、矩 Q右。拉力传感器和自航仪的电压和系 数的设置,请参照表1 和表 2. 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 7 图 6 8HZ 系统设定 然后进入数据采集界面,如图所示。在拖车开动之前,要对拉力传感仪进行调 零。即在水池水面平稳状态下, 钢丝处于松弛状态时, 点击系统设定里面的调零保 存,使该通道的工程值基本在0 附近飘动。 具体采集过程,见3 自航试验操作。 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 T
9、el:02787543358 Fax:02787542946 8 图 7 8HZ 数据采集 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 9 图 8 8HZ 数据处理 数据处理,和阻力部分一样, 仍打开对应的文件名, 然后拉取较平稳的一部分, 然后读数记录。 2.2 自航仪 自航仪为测量船模航行时螺旋桨的推力和扭矩的仪器 型号参考如下表格。 表 2 自航仪规格表 类别量程系数电压( V) 德国自航仪 10kg 25kg.cm 推力: 34.2 扭矩: 82.5 推力: 6.0
10、 扭矩: 10.0 德国自航仪 (坏头) 10kg 25kg.cm 推力: 35 扭矩: 82 推力: 6.0 扭矩: 10.0 华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池实验室 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037 号 Tel:02787543358 Fax:02787542946 10 自航仪 5# (702 所) 10kg 30kg.cm 推力: 33.75 扭矩: 69 推力: 6.0 扭矩: 10.0 自航仪 9# (702 所) 10kg 30kg.cm 推力: 33.2 扭矩: 67.6 推力: 6.0 扭矩: 10.0 自航仪 (702 所) 25kg 50kg.cm
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