破波阻力

破波阻力发现

船模在出现尾流边界层外速度亏损现象的同时，总是发现，在船模首部有波浪破碎现象。但这两者之间有无必然联系呢？沿船侧追溯上去，测量各断面的动量损失，发现它们竟然基本上（在测量误差范围内）是相等的。这就使肯定了其间的联系。边界层外的动量损失是由船首破波引起的，并命名为破波阻力。

破波阻力产生

1.波浪在艏柱面向外翻卷；2.卷入空气，出现白色泡沫；3.成项链状“旋涡” 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现，故可在尾流中测量。

破波阻力兴波阻力

船舶在水面上运动时会扰动周围的水从而使船体周围的流体压力分布发生变化，兴起波浪。这种由于船体兴波导致的船体前后压力分布不对称而产生的船舶运动方向上的压差力称为兴波阻力。

从能量的观点，因兴波要消耗能量，船体要对水做功，根据力作用力与反作用力原理，水对船体的反作用力的水平分量就是兴波阻力。

这里所说的兴波和兴波阻力是指船舶在静止水面上运动时，由于自身运动而产生的兴波及兴波阻力，不包括外界如过往的船只、阵风等作用在水面上兴起的波而产生的阻力。

兴波阻力在船舶阻力中占有重要位置。通常兴波越大，兴波阻力就越大，同时兴波对堤坝等结构物和过往船只等产生冲击作用。兴波阻力随航速的增高而增大，对于高速船，兴波阻力占总阻力的一半左右。

破波阻力船行波

船行波在船舶行驶过后，留在船体后方并不断向外传播的波浪。由船行波而产生的阻力称为波型阻力，它是兴波阻力的主要部分。2100433B

船舶阻力通常分为两大类：一是基本阻力，二是附加阻力。基本阻力是新出坞的船（不包括附属体）在平静水面行驶时之阻力。基本阻力分为摩擦阻力、粘压阻力、兴波阻力和破波阻力。附加阻力分为附体阻力、污底阻力、空气阻力和汹涛阻力 。

破波阻力是六十年代新发现的阻力成分。特点：①是由于自由面引起的。将重叠模进行深水拖曳并进行尾流测量，没有发现次尾流区。②破波阻力随Fn增大而增大，而且服从Froude的比较定律，即Fn数相等时，破波阻力系数相等。③丰满船破波阻力较大，压载情况下破波阻力要比满载时大，因为压载时B/T值增大。­破波阻力除了与船型有关外，主要与B/T和进流段长度有关。减少B/T，增大进流段长度，将能明显减少破波阻力。­理论和实验都证明，采用球鼻型船首能减少破波阻力，主要原因是减少船首波的陡直程度，而且球鼻型的船首在轻载（压载）时效果较大。

船在航行时候会产生兴波阻力，船舶航行时使水面产生波浪，在船首和船尾附近各发生一组波系。每组波系包括横波和散波。横波大致垂直于航向，散波同航向斜交，船波起伏的能量由船体供给，消耗了一部分推进船舶的功率。对船来说相当于克服一定的阻力，这种阻力叫兴波阻力。

图1是一艘远洋货轮空舱航行的照片，球鼻艏位于船头处，就是船头吃水线下方红色区域那个大大的突出。

胶带在直线区段的运行阻力，是带式输送机运行阻力的主要成分。它包括基本阻力和倾斜输送时的倾斜阻力。仅就基本阻 力进行分析，基本阻力由下列各种阻力组成：( l) 托辊旋转阻力；( 2) 压陷阻力；( 3) 胶带反复弯曲的变形阻力与物料的挤搓阻力；( 4) 组合阻力。

( l) 项阻力，是托辊运动部分旋转而产生的阻力，它产生于相对运动处，计算时是变位到托辊表面：( 2 ) 、( 3 ) 、 ( 4) 项阻力，是胶带在托辊表面作相对运动时产生的阻力，如能降低以上两类阻力，可节省大量的电能。

基本阻力单托辊旋转

1 测试原理

测试的基本原理是：托辊外圆上搭放一 尼龙绳，绳的下端各悬挂G₁一 G₂ 的重物，当顺时针旋转托辊心轴时 ，则托辊心轴给予托辊管体以顺时针摩擦力，G₁ 为相遇点处将上升，G₂ 为分离点处则下降，设该摩擦力为F₁，在 G₁ 边逐次挂钩码，直至挂到G₁、G₂ 两边高度相等的平衡状态，即托辊外圆保持静止不转为止。

2 旋转阻力公式推导

托辊旋转阻力的计算公式与测试方法有密切关系， 测试托辊旋转阻力的方法很多，根据测试原理可分吊线法、惯性法、滚动法、光学摆杆法、称量法及平衡法等。采用平衡直接测量法 。设托辊内轴承阻力为f ，根据杠杆 ( 轮轴 ) 原理。可得计算公式为F_IR= f r 。

基本阻力胶带运行

测试方法

胶带运行基本阻力测试是在实验室建成的线摩擦驱动带式输送机上设计了一种悬吊架测试装置。

测试时把被测托辊10装在托辊架11上，托辊架用柔软的细钢丝绳3与拉力传感器5以及松紧螺旋扣4 连接后悬吊在定滑轮2上。带式输送机横梁上装有阻力测 力传感器6，测试前把它调整到紧密接触被测托辊架前端的平面上 ，当开动电机胶带等速在托辊上运行时，由于胶带与托辊间存在摩擦阻力则带动托辊架向前移动。使托辊架紧紧顶在测力传感器上，传感器受力变形，并使贴在其上的电阻应变片变形，用电阻应变仪和示波器进行记录测量， 该力就是托辊架 一段长度上胶带运行的基本阻力。