CB/Z 215-2008
基本信息
标准号： CB/Z 215-2008
中文名称：空泡水筒均匀流螺旋桨模型试验方法
标准类别：船舶行业标准(CB)
标准状态：现行
发布日期：2008-03-17
实施日期：2008-10-01
出版语种：简体中文
下载格式：.rar.pdf
下载大小：5651651
标准分类号
标准ICS号：造船和海上建筑物>>船舶和海上建筑物综合>>47.020.20船用发动机和推进系统
中标分类号：船舶>>船舶总体>>U11船舶理论与船模试验
关联标准
替代情况：替代CB/Z 215-1987
出版信息
出版社：中国标准出版社
页数：11
标准价格：0.0 元
出版日期：2008-10-01
相关单位信息
主管部门：国家科学技术工业委员会
标准简介
CB/Z 215-2008 空泡水筒均匀流螺旋桨模型试验方法 CB/Z215-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net
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标准内容
010-52
空包水同均习加膜坚试验方法
Testmethod of propellercavitationinuniformflowcarriedoutincavitationtunnel2008—03—17发布
7060315查真伪
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国防科学技术工业委员会发布
2008—1001实施
e tommlata
tmiraloa
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1范围
空泡水筒均匀流螺旋桨模型试验方法本标准规定了螺旋桨模型（以下简称奖模）的空泡水动力性能的测试方法。本标准适用于各类浆模在空泡水筒均匀流场中的水动力性能试验。
2术语和定义
下列术语和定义适用于
空泡数cavitationnumbar
表征空泡现象的系数
进速系数advang
它荷用?表
coefficient
表征桨模进程与直径之比，它可用表沿
推力系数
coefficient
表征桨模推力
扭矩系数
因次系数，它可用K表示。
表征奖模扭矩白
效率系数
coefficient
次系数，它可
propeve
efficiency
表征桨模推进效率的无因次系数2.6
片状泡sheetcay
薄、透明，并呈泡沫状的空泡群。用n.表示。
蛋状稳是的片状道被裂形在相群中云状泡cloudcavitationx
streakcavitation
条状泡
呈平行窄条状空泡群。
泡状泡bubblecavitation
孤立不连续的空泡群。
涡状泡
vortex cavitation
形成漩涡的泡沫状的空泡群。
3要求
3.1试验设备和仪表
3.1.1空泡水筒应具有减压设施和压力调节控制系统。得
CB/Z215—2008
CB/Z215—2008
所有测试仪表和测试系统均应经过标定且在使用有效期内。3.1.2
3.1.3测试仪表应符合下列要求：a）大气压力表的准确度应优于2级；推扭力传感器的准确度应为0.1%；b)
测量水压和流速使用的仪器的准确度应为0.5%；测量奖模转速的频率计的准确度应为0.03%；d)
e）水速控制系统的准确度应为1%；f）压力控制系统的准确度应为1%。3.2桨模直径
桨模直径应不小于180mm但不大于0.5倍空泡水筒的工作段直径。3.3空泡水筒水质
试验用水对白色光的透光度u应不小于50%，且水的混浊度应不大于2度。3.4水中空气含量
试验用水的空气含量与一个大气压下水中饱和空气含量之比应不大于0.9。4试验准备
桨模加工质量
浆模加工质量应符合下列要求：桨模桨叶表面粗糙度Ra不大于1.6um，桨叶厚度公差应为土0.10mm，桨叶螺距公差应为a）
b）奖模直径公差应为士0.10mm。4.2桨模标志
为了便于进行空泡观察和记录，在试验前应对桨模的桨叶表面用油性记号笔作下列标志：a）
在浆叶面上标上数字1，2，3..，以区分各浆叶在桨叶的叶背和叶面上标志半径线，通常标志在桨模半径的0.5、0.7和0.9倍处；b)
c）在叶背和叶面上标志参考线或半弦长线。注：参考线为浆叶面中间的一根母线。4.3桨模安装
4.3.1对于后出轴试验装置，导流帽与桨毂连接处应保证有一个毂径长度的平直过渡段，导流帽与浆模光顺连接和过渡；对于前出轴试验装置，导流帽与桨毂连接处应保证有一个毂径长度的平直过渡段。导流帽按实桨几何相似尺寸模拟。4.3.2桨模夹紧后，不应卡滞，桨模桨毂前端与轴外套端面的间隙为1.5mm～2.0mm。5试验的相似准则
试验的相似准则包括：
桨模与实桨几何相似；
浆模与实桨具有相同的空泡数和进速系数；b）
试验时，雷诺数应不小于5×10″（临界雷诺数）。c
6试验程序
测试方法
在空泡水筒中进行桨模试验时，保持试验水流速不变，通过压力控制系统，调节桨模轴中心处的静压，获得所需的空泡数，调节转速以达到不同的进速系数，测量桨模的推力和扭矩。6.2
空泡数的确定
空泡试验时，应选取不少于3个的不同空泡数，其中应包含大气状态（浆模水）的试验空泡数。试验空泡数按公式（1）计算：
标准分享网www.bzfxw.com免费下载式中：
一试验空泡数，单位为个；
g=(P-P）/(0.5pV)
P一—浆模轴中心压力值，单位为帕（Pa）；R一—试验时水筒内水的饱和蒸汽压力值，单位为帕（Pa）；p—试验时水筒内水的密度值，单位为千克每立方米（kg/m\）一试验时桨模盘面前方均匀水流速度值，单位为米每秒（m/s）。CB/Z215—2008
（1）
6.3试验控制参数的确定
6.3.1试验水流速的选取应大于满足临界雷诺数的最低速度，临界雷诺数按公式（2）计算。R=Ca.75 (V+(0. 75 π nD)2)2/ v式中：
临界雷诺数；
桨模0.75倍半径处桨叶剖面的弦长值，单位为米（m）；桨模的转速值，单位为转每秒（r/s）；桨模的直径值，单位为米（m）；试验水的运动粘性系数值，单位为二次方米每秒（m/s）。注：V同公式（1）。
6.3.2进速系数按公式（3）计算：J=V/nD
式中：
J——进速系数。
注：V同公式（1），n、D同公式（2）。：（2）
：（3）
试验时进速系数的选择范围以螺旋桨的设计工作点为中心点，前后各取5个至10个点，步长J宜“取0.03。
6.4水动力性能测量
6.4.1假毂试验
为了得到桨模的净推力和净扭矩，应先进行假毂试验。假毂的形状应与桨模的桨毂相同，试验时在桨模的位置上，安装该桨模的假毂（另加工），在给定工况范围（一般应大于桨模的试验工况范围）内测量其推力和扭矩值。
6.4.2桨模试验
在给定的空泡数下，测量桨模在不同进速系数时的推力T和扭矩Q，同时测量水流速度V，桨模的转速n，轴线处的压力P。然后计算桨模的水动力性能。6.5空泡的描述bzxz.net
6.5.1在进行水动力测量的同时，应仔细观察桨模叶片上产生空泡的位置、面积、形态、空泡动态变化状况。用手绘空泡草图、拍照或录像来记录和描述空泡情况。6.5.2对奖模空泡位置的描述应包括：a）径向位置，叶梢，叶梢间隙（导管桨），桨毂；弦向位置，导边，随边；
c）压力面（叶面）；
d）吸力面（叶背）。
6.5.3通常先在计算机上打印出按一定比例绘制的试验桨模叶片轮廓图，将试验中观察到的空泡面积和形状绘制在桨叶轮廓图上。
6.5.4空泡静态形状的描述可分为：云状泡、片状泡、条状泡、离散泡、涡状泡。6.5.5空泡动态变化的描述应包括：稳定的；不稳定的；脉动的。6.6空泡起始试验
CB/Z215—2008
6.6.1空泡起始测试
空泡起始试验常采用保持空泡数不变，改变桨模的转速，得到空泡起始转速，通过计算获得进速系数；或保持桨模转速和水流速不变，改变压力，得到空泡数起始值。6.6.2空泡起始的判断
空泡起始试验的判断标准是在一个固定的时间间隔内（1s～5s）可以看到所描述的空泡形态，进行观察和记录。
6.6.3建议
采用消失空泡数代替起始空泡数准
3.1， 水动力性能整表选标
7试验结果的表述和试验报告
7.1.1推力系数按公式
（5）
式中：
浆模的推力值，
注：p同公式
7.1.2扭矩系
式中：
单位为牛
则得的推力值，
·（5)
单位为生（N）
式验时测得的推力值，
D同公式（2）
单位为牛（N）；
（6）和公式（7）计算：
/（pnD
桨模的扭短算，单位为牛
带奖模请时测得的扭矩值
假毂试验时测得
的扭矩值
扭矩系类
注：p同公式（1）
洞公式（2)
效率系数按公式
式中：
效率系数。
单位为牛米（Nm）；
位为牛米（Nm）；
注：K同公式（5），同公式（3），K同公式（7）。*
·（7)
根据奖模的推力系数K、扭矩系数K、进速系数丁及效率系数no，可绘制不同空泡数α时桨模的水动力性能曲线，如图1所示。
7.2空泡观察结果的描述
在报告中常给出手绘空泡草图，用示意图表示。图示说明见图2。7.3空泡起始试验结果表达
空泡起始试验结果用起始空泡数与进速系数J或推力系数K的关系图表示。同一种空泡形态的起始空泡数在起始空泡数与进速系数J或推力系数K的坐标系上将点连成线，表示该种空泡的起始边界。每一种空泡形态至少需要三个点决定该种空泡的起始曲线。浆模空泡数的起始值可根据各空泡水筒的具体情况，进行尺度效应的修正。空泡起始曲线是根据试验时测量的转速和空泡数，绘制成α一J（或K）曲线，如图3所示。
7.4数据分析和结果评价
标准分享网www.bzfxw.com免费下载CB/Z215—2008
对试验所得数据和曲线以及计算结果进行分析，判断试验数据的有效性，试验结果的评价，以试验测量不确定度分析为依据：
a）用户要求提供测量不确定度时，应给出试验参数测量不确定度；b）对处于临界状态的试验数据，应给出试验参数测量不确定度，判定其结果的准确度。7.5试验报告
试验报告的内容应包括：
试验情况的简要说明；
桨模的主要参数及型值表；
奖模在不同空泡数下的空泡水动力性能数据和曲线；-浆模在每个空泡数下的空泡发展图和典型的空泡照片；-桨模的空泡起始曲线；
-空泡数的计算方法和静压的选择方法；-试验测量不确定度（需要时）；试验数据分析结果和结论。
CB/Z215—2008
水动力性能曲线
标准分享网www.bzfxw.com免费下载1.05
a）稳定空泡
d）云状泡
g）薄而稳定的梢涡
状泡或毂涡状泡
j）发的梢涡状泡或毂涡状泡
b）不稳定片状泡
e）泡状泡
h）不稳定的梢涡
状泡或毅涡状泡
图2空泡草图图示说明
CB/Z215—2008
c）不稳定或脉动片状泡
f）条状泡
i）厚而稳定的梢涡
状泡或毂涡状泡
CB/Z215—2008
→一背泡状泡
鲁一面泡状泡
★一背片状泡
一梢涡状泡
图3空泡起始曲线
标准分享网www.bzfxw.com免费下载1.2
010021501020082
中华人民共和国
船舶行业标准
空泡水筒均匀流螺旋桨模型试验方法CB/Z215-2008
中国船舶工业综合技术经济研究院北京市海淀区学院南路70号
邮政编码：100081
网址：www.shipstd.com.cn
电话：010-62185021
船舶标准信息咨询中心出版发行版权专有不得翻印
开本880×12301/16
2008年9月第1版
2008年9月第一次印刷
印数1-500
船标出字第2008023号
定价25元
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空包水同均习加膜坚试验方法
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1范围
空泡水筒均匀流螺旋桨模型试验方法本标准规定了螺旋桨模型（以下简称奖模）的空泡水动力性能的测试方法。本标准适用于各类浆模在空泡水筒均匀流场中的水动力性能试验。
2术语和定义
下列术语和定义适用于
空泡数cavitationnumbar
表征空泡现象的系数
进速系数advang
它荷用?表
coefficient
表征桨模进程与直径之比，它可用表沿
推力系数
coefficient
表征桨模推力
扭矩系数
因次系数，它可用K表示。
表征奖模扭矩白
效率系数
coefficient
次系数，它可
propeve
efficiency
表征桨模推进效率的无因次系数2.6
片状泡sheetcay
薄、透明，并呈泡沫状的空泡群。用n.表示。
蛋状稳是的片状道被裂形在相群中云状泡cloudcavitationx
streakcavitation
条状泡
呈平行窄条状空泡群。
泡状泡bubblecavitation
孤立不连续的空泡群。
涡状泡
vortex cavitation
形成漩涡的泡沫状的空泡群。
3要求
3.1试验设备和仪表
3.1.1空泡水筒应具有减压设施和压力调节控制系统。得
CB/Z215—2008
CB/Z215—2008
所有测试仪表和测试系统均应经过标定且在使用有效期内。3.1.2
3.1.3测试仪表应符合下列要求：a）大气压力表的准确度应优于2级；推扭力传感器的准确度应为0.1%；b)
测量水压和流速使用的仪器的准确度应为0.5%；测量奖模转速的频率计的准确度应为0.03%；d)
e）水速控制系统的准确度应为1%；f）压力控制系统的准确度应为1%。3.2桨模直径
桨模直径应不小于180mm但不大于0.5倍空泡水筒的工作段直径。3.3空泡水筒水质
试验用水对白色光的透光度u应不小于50%，且水的混浊度应不大于2度。3.4水中空气含量
试验用水的空气含量与一个大气压下水中饱和空气含量之比应不大于0.9。4试验准备
桨模加工质量
浆模加工质量应符合下列要求：桨模桨叶表面粗糙度Ra不大于1.6um，桨叶厚度公差应为土0.10mm，桨叶螺距公差应为a）
b）奖模直径公差应为士0.10mm。4.2桨模标志
为了便于进行空泡观察和记录，在试验前应对桨模的桨叶表面用油性记号笔作下列标志：a）
在浆叶面上标上数字1，2，3..，以区分各浆叶在桨叶的叶背和叶面上标志半径线，通常标志在桨模半径的0.5、0.7和0.9倍处；b)
c）在叶背和叶面上标志参考线或半弦长线。注：参考线为浆叶面中间的一根母线。4.3桨模安装
4.3.1对于后出轴试验装置，导流帽与桨毂连接处应保证有一个毂径长度的平直过渡段，导流帽与浆模光顺连接和过渡；对于前出轴试验装置，导流帽与桨毂连接处应保证有一个毂径长度的平直过渡段。导流帽按实桨几何相似尺寸模拟。4.3.2桨模夹紧后，不应卡滞，桨模桨毂前端与轴外套端面的间隙为1.5mm～2.0mm。5试验的相似准则
试验的相似准则包括：
桨模与实桨几何相似；
浆模与实桨具有相同的空泡数和进速系数；b）
试验时，雷诺数应不小于5×10″（临界雷诺数）。c
6试验程序
测试方法
在空泡水筒中进行桨模试验时，保持试验水流速不变，通过压力控制系统，调节桨模轴中心处的静压，获得所需的空泡数，调节转速以达到不同的进速系数，测量桨模的推力和扭矩。6.2
空泡数的确定
空泡试验时，应选取不少于3个的不同空泡数，其中应包含大气状态（浆模水）的试验空泡数。试验空泡数按公式（1）计算：
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一试验空泡数，单位为个；
g=(P-P）/(0.5pV)
P一—浆模轴中心压力值，单位为帕（Pa）；R一—试验时水筒内水的饱和蒸汽压力值，单位为帕（Pa）；p—试验时水筒内水的密度值，单位为千克每立方米（kg/m\）一试验时桨模盘面前方均匀水流速度值，单位为米每秒（m/s）。CB/Z215—2008
（1）
6.3试验控制参数的确定
6.3.1试验水流速的选取应大于满足临界雷诺数的最低速度，临界雷诺数按公式（2）计算。R=Ca.75 (V+(0. 75 π nD)2)2/ v式中：
临界雷诺数；
桨模0.75倍半径处桨叶剖面的弦长值，单位为米（m）；桨模的转速值，单位为转每秒（r/s）；桨模的直径值，单位为米（m）；试验水的运动粘性系数值，单位为二次方米每秒（m/s）。注：V同公式（1）。
6.3.2进速系数按公式（3）计算：J=V/nD
式中：
J——进速系数。
注：V同公式（1），n、D同公式（2）。：（2）
：（3）
试验时进速系数的选择范围以螺旋桨的设计工作点为中心点，前后各取5个至10个点，步长J宜“取0.03。
6.4水动力性能测量
6.4.1假毂试验
为了得到桨模的净推力和净扭矩，应先进行假毂试验。假毂的形状应与桨模的桨毂相同，试验时在桨模的位置上，安装该桨模的假毂（另加工），在给定工况范围（一般应大于桨模的试验工况范围）内测量其推力和扭矩值。
6.4.2桨模试验
在给定的空泡数下，测量桨模在不同进速系数时的推力T和扭矩Q，同时测量水流速度V，桨模的转速n，轴线处的压力P。然后计算桨模的水动力性能。6.5空泡的描述bzxz.net
6.5.1在进行水动力测量的同时，应仔细观察桨模叶片上产生空泡的位置、面积、形态、空泡动态变化状况。用手绘空泡草图、拍照或录像来记录和描述空泡情况。6.5.2对奖模空泡位置的描述应包括：a）径向位置，叶梢，叶梢间隙（导管桨），桨毂；弦向位置，导边，随边；
c）压力面（叶面）；
d）吸力面（叶背）。
6.5.3通常先在计算机上打印出按一定比例绘制的试验桨模叶片轮廓图，将试验中观察到的空泡面积和形状绘制在桨叶轮廓图上。
6.5.4空泡静态形状的描述可分为：云状泡、片状泡、条状泡、离散泡、涡状泡。6.5.5空泡动态变化的描述应包括：稳定的；不稳定的；脉动的。6.6空泡起始试验
CB/Z215—2008
6.6.1空泡起始测试
空泡起始试验常采用保持空泡数不变，改变桨模的转速，得到空泡起始转速，通过计算获得进速系数；或保持桨模转速和水流速不变，改变压力，得到空泡数起始值。6.6.2空泡起始的判断
空泡起始试验的判断标准是在一个固定的时间间隔内（1s～5s）可以看到所描述的空泡形态，进行观察和记录。
6.6.3建议
采用消失空泡数代替起始空泡数准
3.1， 水动力性能整表选标
7试验结果的表述和试验报告
7.1.1推力系数按公式
（5）
式中：
浆模的推力值，
注：p同公式
7.1.2扭矩系
式中：
单位为牛
则得的推力值，
·（5)
单位为生（N）
式验时测得的推力值，
D同公式（2）
单位为牛（N）；
（6）和公式（7）计算：
/（pnD
桨模的扭短算，单位为牛
带奖模请时测得的扭矩值
假毂试验时测得
的扭矩值
扭矩系类
注：p同公式（1）
洞公式（2)
效率系数按公式
式中：
效率系数。
单位为牛米（Nm）；
位为牛米（Nm）；
注：K同公式（5），同公式（3），K同公式（7）。*
·（7)
根据奖模的推力系数K、扭矩系数K、进速系数丁及效率系数no，可绘制不同空泡数α时桨模的水动力性能曲线，如图1所示。
7.2空泡观察结果的描述
在报告中常给出手绘空泡草图，用示意图表示。图示说明见图2。7.3空泡起始试验结果表达
空泡起始试验结果用起始空泡数与进速系数J或推力系数K的关系图表示。同一种空泡形态的起始空泡数在起始空泡数与进速系数J或推力系数K的坐标系上将点连成线，表示该种空泡的起始边界。每一种空泡形态至少需要三个点决定该种空泡的起始曲线。浆模空泡数的起始值可根据各空泡水筒的具体情况，进行尺度效应的修正。空泡起始曲线是根据试验时测量的转速和空泡数，绘制成α一J（或K）曲线，如图3所示。
7.4数据分析和结果评价
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对试验所得数据和曲线以及计算结果进行分析，判断试验数据的有效性，试验结果的评价，以试验测量不确定度分析为依据：
a）用户要求提供测量不确定度时，应给出试验参数测量不确定度；b）对处于临界状态的试验数据，应给出试验参数测量不确定度，判定其结果的准确度。7.5试验报告
试验报告的内容应包括：
试验情况的简要说明；
桨模的主要参数及型值表；
奖模在不同空泡数下的空泡水动力性能数据和曲线；-浆模在每个空泡数下的空泡发展图和典型的空泡照片；-桨模的空泡起始曲线；
-空泡数的计算方法和静压的选择方法；-试验测量不确定度（需要时）；试验数据分析结果和结论。
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水动力性能曲线
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a）稳定空泡
d）云状泡
g）薄而稳定的梢涡
状泡或毂涡状泡
j）发的梢涡状泡或毂涡状泡
b）不稳定片状泡
e）泡状泡
h）不稳定的梢涡
状泡或毅涡状泡
图2空泡草图图示说明
CB/Z215—2008
c）不稳定或脉动片状泡
f）条状泡
i）厚而稳定的梢涡
状泡或毂涡状泡
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→一背泡状泡
鲁一面泡状泡
★一背片状泡
一梢涡状泡
图3空泡起始曲线
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