船舶轴功率测量方法比较及误差分析

论文摘要

随着船舶向大型化、高速化和自动化方向发展,船舶的快速性、高效益、经济性等,已成为造船的重要指标。作为计算转换效率的重要手段,轴功率测量已成为船厂及船东验收新造船舶的主要参数。目前,实船测量常用的轴功率测量仪器有钢弦式轴功率测量仪和电阻式轴功率测量仪两种。本文采取理论分析与实船测试相结合的方法,对两种测量方法原理,以及安装、调试与实测中的具体问题进行详细分析与总结。通过对测试数据的分析,分析了两种方法对测量结果的影响,并对影响精度和可靠性的主要因素进行了分析。本文的主要研究内容包括：(1)对两种测量仪器的理论基础进行了分析,钢弦式轴功率测量仪是根据相位差式扭矩测量原理进行测量的,电阻式轴功率测量仪是根据应变式扭矩测量原理进行测量的。(2)由于两种方法的测试系统所采用测试传感器有较大差别,本文采取理论分析与实船测试相结合的方法,对两种测量方法原理,以及安装、调试与实测中可能遇到的问题进行详细分析与总结。(3)本文采用统计学的思想对实船测量的轴功率数据进行分析,利用变异系数CV对两种方法测量的数据进行分析,发现钢弦式轴功率测量仪测量的数据精度较高。本文还比较了两种方法在相同工况下的轴功率测量结果,发现两者同工况下的平均值存在差值,比较并验证了两者均值的差值在可接受的范围内。本文还采用单因素分析模型分析了转速对轴功率的影响。(4)根据实船测量的轴功率数据的分析,比较并检验了船舶在同一工况下在同一航线上往返航行两次的数据的差别,发现轴功率还受水流、风浪等海况的影响。通过对水流、风浪等影响因素进行了修正,与船模设计做比较后,发现经过修正后船舶的性能基本达到设计之初的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究目的及意义
• 1.2 扭矩测量技术的国内外研究现状分析
• 1.2.1 相位差式扭矩测试法
• 1.2.2 应变式扭矩测试法
• 1.3 测量误差分析
• 1.4 本文的研究目的和研究内容
• 第2章 船舶轴功率测量方法研究及误差分析
• 2.1 扭矩测量原理
• 2.2 钢弦测功仪
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 系统误差分析
• 2.3 电阻式应变仪
• 2.3.1 基本原理
• 2.3.2 应变片电桥
• 2.3.3 误差分析
• 2.4 信号传输
• 2.4.1 接触式扭矩测量法
• 2.4.2 遥测式扭矩测量法
• 2.5 转速测量
• 2.6 系统数据处理
• 2.7 系统误差
• 2.7.1 试验仪器
• 2.7.2 测试系统误差
• 第3章 测试系统实船安装、调试及其影响因素
• 3.1 钢弦式扭矩仪的安装
• 3.1.1 工具的准备
• 3.1.2 安装位置的选择
• 3.1.3 安装前的基础工作
• 3.1.4 卡环的安装
• 3.1.5 钢弦的安装及调试
• 3.1.6 转速测量单元
• 3.1.7 其他
• 3.2 钢弦式轴功率测量精度分析
• 3.2.1 影响测量精度的因素
• 3.2.2 提高轴功率测量精度的研究
• 3.3 电阻式应变仪的安装
• 3.3.1 工具的准备
• 3.3.2 选择测试位置
• 3.3.3 试验前的基础工作
• 3.3.4 应变片的粘贴
• 3.3.5 其他
• 3.4 电阻式应变仪轴功率测量精度分析
• 3.4.1 贴片偏差对测量精度的影响
• 3.4.2 周围环境干扰对测量精度的影响
• 3.5 总结
• 第4章 实船轴功率测量数据分析
• 4.1 船舶试航测试
• 4.1.1 试航条件
• 4.1.2 船舶状态
• 4.1.3 试航数据的测量
• 4.1.4 试航操作流程
• 4.2 实船轴功率数据
• 4.2.1 数据来源
• 4.2.2 船舶参数
• 4.2.3 试验条件
• 4.2.4 数据类型
• 4.3 实船轴功率测试数据分析
• 4.3.1 数据预处理
• 4.3.2 方法比较
• 4.3.3 水流、风浪影响分析
• 4.3.4 不同转速对轴功率值的影响分析
• 4.4 结论
• 第5章 实船航速-功率曲线（P-V图）修正
• 5.1 航速修正
• 5.1.1 对风力影响的修正
• 5.1.2 对潮流的修正
• 5.2 某散货船航速修正实例
• 5.2.1 试验条件
• 5.2.2 航速及轴功率测量结果
• 5.2.3 实船测试航速修正
• 5.2.4 船舶航速-功率曲线修正
• 5.3 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文与参加的科研项目