破波阻力興波阻力

船舶在水面上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)擾動(dòng)周圍的水從而使船體周圍的流體壓力分布發(fā)生變化，興起波浪。這種由于船體興波導(dǎo)致的船體前后壓力分布不對(duì)稱而產(chǎn)生的船舶運(yùn)動(dòng)方向上的壓差力稱為興波阻力。

從能量的觀點(diǎn)，因興波要消耗能量，船體要對(duì)水做功，根據(jù)力作用力與反作用力原理，水對(duì)船體的反作用力的水平分量就是興波阻力。

這里所說的興波和興波阻力是指船舶在靜止水面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于自身運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的興波及興波阻力，不包括外界如過往的船只、陣風(fēng)等作用在水面上興起的波而產(chǎn)生的阻力。

興波阻力在船舶阻力中占有重要位置。通常興波越大，興波阻力就越大，同時(shí)興波對(duì)堤壩等結(jié)構(gòu)物和過往船只等產(chǎn)生沖擊作用。興波阻力隨航速的增高而增大，對(duì)于高速船，興波阻力占總阻力的一半左右。

破波阻力船行波

船行波在船舶行駛過后，留在船體后方并不斷向外傳播的波浪。由船行波而產(chǎn)生的阻力稱為波型阻力，它是興波阻力的主要部分。2100433B

破波阻力是六十年代新發(fā)現(xiàn)的阻力成分。特點(diǎn)：①是由于自由面引起的。將重疊模進(jìn)行深水拖曳并進(jìn)行尾流測(cè)量，沒有發(fā)現(xiàn)次尾流區(qū)。②破波阻力隨Fn增大而增大，而且服從Froude的比較定律，即Fn數(shù)相等時(shí)，破波阻力系數(shù)相等。③豐滿船破波阻力較大，壓載情況下破波阻力要比滿載時(shí)大，因?yàn)閴狠d時(shí)B/T值增大。-破波阻力除了與船型有關(guān)外，主要與B/T和進(jìn)流段長度有關(guān)。減少B/T，增大進(jìn)流段長度，將能明顯減少破波阻力。-理論和實(shí)驗(yàn)都證明，采用球鼻型船首能減少破波阻力，主要原因是減少船首波的陡直程度，而且球鼻型的船首在輕載（壓載）時(shí)效果較大。

破波阻力發(fā)現(xiàn)

船模在出現(xiàn)尾流邊界層外速度虧損現(xiàn)象的同時(shí)，總是發(fā)現(xiàn)，在船模首部有波浪破碎現(xiàn)象。但這兩者之間有無必然聯(lián)系呢？沿船側(cè)追溯上去，測(cè)量各斷面的動(dòng)量損失，發(fā)現(xiàn)它們竟然基本上（在測(cè)量誤差范圍內(nèi)）是相等的。這就使肯定了其間的聯(lián)系。邊界層外的動(dòng)量損失是由船首破波引起的，并命名為破波阻力。

破波阻力產(chǎn)生

1.波浪在艏柱面向外翻卷；2.卷入空氣，出現(xiàn)白色泡沫；3.成項(xiàng)鏈狀“旋渦” necklace vortex；4.破碎后以湍流形式流向后方，留在尾流中，而不再以波浪能量出現(xiàn)，故可在尾流中測(cè)量。

船舶阻力通常分為兩大類：一是基本阻力，二是附加阻力。基本阻力是新出塢的船（不包括附屬體）在平靜水面行駛時(shí)之阻力?；咀枇Ψ譃槟Σ磷枇?、粘壓阻力、興波阻力和破波阻力。附加阻力分為附體阻力、污底阻力、空氣阻力和洶濤阻力 。

船在航行時(shí)候會(huì)產(chǎn)生興波阻力，船舶航行時(shí)使水面產(chǎn)生波浪，在船首和船尾附近各發(fā)生一組波系。每組波系包括橫波和散波。橫波大致垂直于航向，散波同航向斜交，船波起伏的能量由船體供給，消耗了一部分推進(jìn)船舶的功率。對(duì)船來說相當(dāng)于克服一定的阻力，這種阻力叫興波阻力。

圖1是一艘遠(yuǎn)洋貨輪空艙航行的照片，球鼻艏位于船頭處，就是船頭吃水線下方紅色區(qū)域那個(gè)大大的突出。

膠帶在直線區(qū)段的運(yùn)行阻力，是帶式輸送機(jī)運(yùn)行阻力的主要成分。它包括基本阻力和傾斜輸送時(shí)的傾斜阻力。僅就基本阻 力進(jìn)行分析，基本阻力由下列各種阻力組成：( l) 托輥旋轉(zhuǎn)阻力；( 2) 壓陷阻力；( 3) 膠帶反復(fù)彎曲的變形阻力與物料的擠搓阻力；( 4) 組合阻力。

( l) 項(xiàng)阻力，是托輥運(yùn)動(dòng)部分旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的阻力，它產(chǎn)生于相對(duì)運(yùn)動(dòng)處，計(jì)算時(shí)是變位到托輥表面：( 2 ) 、( 3 ) 、 ( 4) 項(xiàng)阻力，是膠帶在托輥表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力，如能降低以上兩類阻力，可節(jié)省大量的電能。

基本阻力單托輥旋轉(zhuǎn)

1 測(cè)試原理

測(cè)試的基本原理是：托輥外圓上搭放一 尼龍繩，繩的下端各懸掛G₁一 G₂ 的重物，當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)托輥心軸時(shí) ，則托輥心軸給予托輥管體以順時(shí)針摩擦力，G₁ 為相遇點(diǎn)處將上升，G₂ 為分離點(diǎn)處則下降，設(shè)該摩擦力為F₁，在 G₁ 邊逐次掛鉤碼，直至掛到G₁、G₂ 兩邊高度相等的平衡狀態(tài)，即托輥外圓保持靜止不轉(zhuǎn)為止。

2 旋轉(zhuǎn)阻力公式推導(dǎo)

托輥旋轉(zhuǎn)阻力的計(jì)算公式與測(cè)試方法有密切關(guān)系， 測(cè)試托輥旋轉(zhuǎn)阻力的方法很多，根據(jù)測(cè)試原理可分吊線法、慣性法、滾動(dòng)法、光學(xué)擺桿法、稱量法及平衡法等。采用平衡直接測(cè)量法 。設(shè)托輥內(nèi)軸承阻力為f ，根據(jù)杠桿 ( 輪軸 ) 原理。可得計(jì)算公式為F_IR= f r 。

基本阻力膠帶運(yùn)行

測(cè)試方法

膠帶運(yùn)行基本阻力測(cè)試是在實(shí)驗(yàn)室建成的線摩擦驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)上設(shè)計(jì)了一種懸吊架測(cè)試裝置。

測(cè)試時(shí)把被測(cè)托輥10裝在托輥架11上，托輥架用柔軟的細(xì)鋼絲繩3與拉力傳感器5以及松緊螺旋扣4 連接后懸吊在定滑輪2上。帶式輸送機(jī)橫梁上裝有阻力測(cè) 力傳感器6，測(cè)試前把它調(diào)整到緊密接觸被測(cè)托輥架前端的平面上 ，當(dāng)開動(dòng)電機(jī)膠帶等速在托輥上運(yùn)行時(shí)，由于膠帶與托輥間存在摩擦阻力則帶動(dòng)托輥架向前移動(dòng)。使托輥架緊緊頂在測(cè)力傳感器上，傳感器受力變形，并使貼在其上的電阻應(yīng)變片變形，用電阻應(yīng)變儀和示波器進(jìn)行記錄測(cè)量， 該力就是托輥架 一段長度上膠帶運(yùn)行的基本阻力。