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淤泥质港口适航水深技术:船模阻力试验设备构成与操作

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:由作者等人研制的船模阻力试验设备主要由船模、动力系统、泥浆搅拌器、测力系统及数据处理软件等构成,如图2-10所示。

淤泥质港口适航水深技术:船模阻力试验设备构成与操作

在实验室采用船模在实际淤泥中运动并测量阻力,研究其变化情况,是一种较为直观的试验方法,为合理确定适航淤泥重度值提供了一种方法。由作者等人研制(专利号:ZL201220612876.8)的船模阻力试验设备主要由船模、动力系统、泥浆搅拌器、测力系统及数据处理软件等构成,如图2-10所示。

2.2.1 泥沙样品组次

在试验室内将从现场采集的数吨泥沙充分混合并搅拌均匀。配制不同重度的淤泥10组以上,重度一般介于10.4~14kN/m3,其中每组淤泥的重度差值尽可能相同,如0.3kN/m3

2.2.2 船模速度

为了相互对比,试验时采用不同的船模速度,分别为0.1m/s、0.2m/s、0.3m/s、0.4m/s、0.55m/s、0.6m/s。试验船速的代表性讨论如下。

以10万吨级散货船舶在航道中航行为例,讨论试验室内的船速选取。参考《海港总体设计规范》(JTS 165-2013)给出的10万吨级散货船舶的设计船长L=250m,10万吨级集装箱船舶的设计船长L=346m;考虑航道的船舶航速一般为10~12节,本次取12节计算,即船速为6.2m/s。傅汝德数:

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式中,Fr为傅汝德数,V为船速,L为船长,g为重力加速度。计算10万吨级散货船舶在航道正常航行时的傅汝德数为0.13,10万吨级集装箱船舶对应的傅汝德数为0.11。

试验船长1m,船模速度介于0.1~0.6m/s,则对应傅汝德数Fr介于0.03~0.19,包括在航道正常航行的船舶的傅汝德数。

2.2.3 试验过程

试验时,首先配制某一重度的泥样,并借助泥浆搅拌器进行搅拌,然后对放置在泥样中的船模进行配载,使之达到预定的吃泥深度,再按不同级船速进行试验。当该重度淤泥的试验完成后,再向淤泥中加定量的清水配制成不同重度的泥样,即试验从大重度淤泥开始,逐组减小泥样重度。

图2-10 船模阻力试验设备(专利号:ZL201220612876.8)

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