[发明专利]一种用于测试防污涂层降阻性能的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量实验装置，尤其是涉及一种用于测试防污涂层降阻性能的试验装置。

背景技术

减阻性能作为节能减阻型防污漆的重要特性，目前国际上通行的评价方法为主要依靠实船航行经验和燃油消耗量进行评估。但实船试验费用高昂、试验周期较长，且环境影响因素较多，针对防污涂层减阻性能的评价，需要通过船舶实际航行的功率或油耗进行换算才能体现，而海洋环境的地域差异，海流速度、温度的变化，海洋污损生物附着引起的涂层表面粗糙度变化等均会对船舶的航行状态产生较大影响，从而导致航行功率或油耗的不确定。同时进行实船试验时，船舶在水面的兴波阻力以及船体结构的形态阻力占总阻力的70％左右，当其发生变化时，就会掩盖由防污涂层减阻效应产生的后果，使的该方法对防污涂层减阻性能的评价结果产生不确定性。此外，采用空泡水筒对新型节能减排型防污涂层进行摩擦阻力测试，是另一种可行的手段，但该试验对设备条件要求较高，试验装置庞大，运行保养维修费用高昂，一般的企业或实验室难以实现。因此，十分需要设计、建造、制定一套可适用于普通实验室条件下测试防污涂层摩擦阻力的试验装置，快速、便捷的进行涂层减阻性能评价。

 

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种用于测试防污涂层降阻性能的试验装置。本试验装置通过控制流速、温度等因素的变化范围和频率，形成不同湍流状态，测试涂层与海水界面摩擦阻力；应用该装置可以有效设置、监控、记录涂层减阻性能测试过程的试验时间、水流冲刷速度速、温度和粗糙度的变化，应用于测试节能降阻涂层在模拟船舶航行状态下的阻力变化，对涂层的降阻效果进行评价。

本发明的目的在于建立一种可以模拟船舶航行湍流状态，测试船体涂层与海水摩擦阻力，评价涂层减阻性能的试验装置，填补国内在这方面的空白，改变以往只有少数拥有大型模拟试验装置的专业测试机构才能进行防污涂层减阻性能测试的状况，可为新一代长效防污涂料的研制提供测试评价的技术基础，对规范防污漆产品性能具有重要意义。本发明的使用，可以提高新型节能减阻防污涂料研制成功率，降低研制费用。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于测试防污涂层降阻性能的试验装置，该装置包括三个单元，分别为阻力测试试验箱、航行模拟试验装置和软件控制系统；所述阻力测试试验箱包括负载轴承、连轴、样品装载装置、扭矩传感器、测试槽；所述连轴上从上往下依次装有电动机、连接器A、扭矩传感器、连接器B、负载轴承和样品装载装置；所述测试槽位于连轴下方；所述所述航行模拟试验装置由多个独立航行模拟试验箱组成，每个独立航行模拟试验箱内含有一个电机旋转驱动；航行模拟试验箱内为海水，各个独立航行模拟试验箱之间通过开关控制相互连接；所述阻力测试试验箱和航行模拟试验装置分别连接软件控制系统。

本发明所述阻力测试试验箱还包括升降驱动装置；所述升降驱动装置包括机架、升降台和传动箱；机架上端固定支撑板A，所述支撑板A与升降台之间设置导轨；所述阻力测试试验箱的电动机上固定支撑板B；所述支撑板B安装于导轨上，所述导轨与传动箱连接。

本发明还包括两组海水恒温装置，分别与阻力测试试验箱、航行模拟试验装置连接；所述海水恒温装置连接软件控制系统。

本发明连轴上端电动机为无级变速，转速范围为0~1500r/min。

本发明所述扭矩传感器的量程0~10N.m。

本发明所述升降驱动装置的升降行程0~900mm。

本发明所述样品装载装置所负载的样品为圆筒形，采用聚碳酸酯基材，大小为Φ200×200mm。

本发明所述海水恒温装置的总水容量700L，最大冷却速度：15-18min/℃。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明的防污涂层降阻性能试验装置可在实验室内模拟船舶航行状态，进行防污涂层降阻性能的测试，相比于船模或空泡水筒等大型试验设施，该装置操作便捷，易于控制试验条件，其主要效果体现如下：

充分模拟了船舶航行状态下，测试船底防污涂层与湍流海水作用产生的摩擦阻力，以控制试验运动速度，监控流通雷诺数，获得稳定湍流状态的方式实现目的，与常规固定试样，流体高速冲刷的试验方式相比，节约能耗，减少试验过程的不可控因素。

采用微机编程控制，实现涂层减阻性能测试过程的程序控制，实时记录、显示和储存试验过程的各种边界条件，直接体现试验结果。

操作简便，开启电源，设置试验参数，如温度、转速、雷诺数值等，设定试验程序，即可进行试验，试验过程实现微机自动控制。