[发明专利]一种船舶的垂流喷气减阻方法

说明书

本发明提供一种适用于气体减阻船舶的底部稳定气层生成及保持的垂流喷气减阻方法，包括以下步骤：步骤一，在船舶底部构建气穴，用于在所述气穴内部附着气体，形成气层；步骤二，在船舶底部设置多道带有若干喷气孔的气体通道，用于为所述气穴输送垂直喷射气体；步骤三，将气体输运至各个气体通道；步骤四，气体通过所述喷气孔垂直于水流方向往水中喷射，在气穴内形成稳定气层；通过船舶底部按规律排列的喷气孔，垂直于水流向下喷气，使得气体在航行状态下更容易保持在船舶底部，形成气层并稳定保持。

技术领域

本发明涉及船舶节能降耗技术，特别是一种适用于船舶底部稳定气层生成及保持的垂流喷气减阻方法。

背景技术

随着世界能源危机的逐渐显现，国际油价自进入21世纪以来一直处于震荡上涨状态，这使得航运成本居高不下，因此降低运营成本成为船舶行业共同的课题。与此同时，由于温室气体排放所导致的各种环境问题日益严峻，受到国际社会的广泛关注。更为重要的是，随着IMO对船舶能效指标要求的逐步提高，为达到“2025年及以后建成的船舶能效在现有基础上提高30％”这一目标，仅靠现有的船型优化、主机优化及常规水动力节能装置等手段很难实现。新型船舶节能减排技术的研发因此成为船舶研究领域的重大课题，同时也受到广大船东的青睐。

目前，市场上的新型节能减排措施有很多种，如风帆、太阳能等，但均未取得较好的节能效果，并且受使用环境的制约，严重限制了这些技术的实船使用。

船体表面气体润滑减阻技术，通过气体减阻装置，向船底喷入适量气体，在船舶底部形成并保持薄气层，使船底与水有效分离，减小船底湿表面积，显著降低船舶阻力的一项新型节能技术。由于低速船舶底部气层难以生成及稳定保持，是该项技术难以在实船上获得应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种可在船舶底部生成并保持稳定气层的垂流喷气减阻方法，包括以下步骤：

步骤一，在船舶底部构建气穴，用于在所述气穴内部附着气体，形成气层；

步骤二，在船舶底部设置多道带有若干喷气孔(4)的气体通道(2)，用于为所述气穴输送垂直喷射气体；

步骤三，将气体输运至各个气体通道(2)；

所述气体的气量为Q＝F(K_Q,K_AL,Re,B,L)，

其中：K_Q为气量参数；

K_AL为输气管路漏气附加系数；

B为船底气穴宽度；

L为船底气穴长度；

Re为船舶航行雷诺数；

所述气体的气压为

其中：k_pl为输气管路压力损失附加系数；

k_m为裕度系数；

ρ为水体密度；

g为重力常数；

H为通气扬程；

所述气体的气流速度为F(u)m/s，u为船舶航速；

步骤四，气体通过所述喷气孔(4)垂直于水流方向往水中喷射，在气穴内形成稳定气层。

所述气穴占所述船舶底部平底部分的比例为30％-95％。

所述气穴高度为5-300mm。

所述气穴为直接将船底板内凹而形成。

所述气穴为在船底板四周焊接裙板构建而成。