空泡對(duì)隧道型船舶船體剝蝕的原因及防范措施

彭馳

摘 要：本文對(duì)漓江旅游船舶隧道部分空泡現(xiàn)象的成因以及其對(duì)船舶船體外板的剝蝕現(xiàn)象進(jìn)行分析，并根據(jù)漓江旅游船舶的特點(diǎn)提出相應(yīng)的保護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：船舶 空泡現(xiàn)象 剝蝕

1.引言

由于廣西桂林漓江水域?yàn)┒嗨疁\的特殊性，桂林漓江旅游船舶在設(shè)計(jì)建造上一直采用隧道船型。但由于這一船型的特殊性，在隧道部分會(huì)產(chǎn)生大量空泡，對(duì)船體外板進(jìn)行剝蝕，減少船體外板的使用壽命，嚴(yán)重影響船舶航行的安全性能。隨著漓江旅游船舶的發(fā)展，船型越來(lái)越大，主機(jī)轉(zhuǎn)速不斷提高，空泡剝蝕問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重。因此，我們對(duì)待空泡現(xiàn)象這一問(wèn)題，要更加注意和重視。

2.空泡產(chǎn)生的基本原理

水流在流經(jīng)船體外板時(shí)，使外板壓力降低形成吸力面，若某處的壓力降至臨界值一下時(shí)，導(dǎo)致爆發(fā)式的汽化，水汽通過(guò)界面，進(jìn)入氣核并使之膨脹，形成氣泡，稱(chēng)為空泡。一般認(rèn)為，壓力的臨界值即為該溫度時(shí)水的汽化壓力pv（或稱(chēng)飽和蒸汽壓力）。

現(xiàn)以槳葉某半徑處切面的運(yùn)動(dòng)說(shuō)明產(chǎn)生空泡的情況。參閱圖1，A處的水水以流速V0流向葉切面。在葉背上取一點(diǎn)B，由伯努利方程確定A、B兩點(diǎn)處壓力及速度之間的關(guān)系，即

結(jié)合圖1，式中ρ為該深度下水的密度，V0為A點(diǎn)處的流速；p0為A點(diǎn)處的水壓，與A點(diǎn)處的水深有關(guān)，Vb為B點(diǎn)處的流速；pb為B點(diǎn)處的壓力，當(dāng)螺旋槳B點(diǎn)處的pb小于該溫度時(shí)水的汽化壓力pv，空泡產(chǎn)生。即

3.旅游船舶空泡產(chǎn)生及剝蝕的主要原因

由桂林漓江旅游客船目前主流的船舶要素（表1）我們可以了解到，桂林旅游船舶主機(jī)轉(zhuǎn)速高，螺旋槳吃水淺，隧道頂線高出水面，導(dǎo)致水流通過(guò)隧道，極易產(chǎn)生空泡。……