第三章-艙底排水及疏水系統(tǒng)-第一節(jié)-排水系統(tǒng)講訴

第三章艙底排水及疏水系統(tǒng)節(jié)排水系統(tǒng)一、排水系統(tǒng)的用途艦船上的排水系統(tǒng)是當(dāng)艦船水下部分戰(zhàn)斗破損前或航行破損時，用來排除進(jìn)入艦船內(nèi)部大量海水的必要設(shè)施和保證艦船不沉性的有力工具。當(dāng)艦船由于與其他船舶碰撞或擱淺以及在戰(zhàn)斗時被炮彈擊中，或受到魚雷、水雷的爆炸等原因，艦只的水下部分遭到破損，從這些破孔中就會進(jìn)入大量海水。為了估計艦船排水工具的性能，需確定在一定舷外水壓力下，通過破孔進(jìn)入艙內(nèi)的水mhF——破孔面積(m2)；H——水線下破孔中心深度(m)；大量的水(Q=21500m3/h)，以致無法用艦艇排水工具防止其淹入艙內(nèi)。所以要保證艦H=1mH=2mH=5mH=10m300(m)(m2)F，而能將進(jìn)入艙內(nèi)的海水完全排出。各類艦船上排水系統(tǒng)戰(zhàn)斗使命的特點，歸結(jié)于完成下述幾個作用：①破孔堵塞后排出浸水艙中大量的水；②排除由于隔艙四壁水密性破損而滲入艙內(nèi)的水；③彈藥艙、橫傾平衡隔艙和縱傾平衡隔艙排水；④利用排水工具供彈藥艙、縱傾平衡隔艙和橫傾平衡隔艙灌注。二、一般布置原則據(jù)船舶等級和此系統(tǒng)本身及所要排水的艙室對于船舶生命力的意義來決定的。在大型艦艇：航空母艦、巡洋艦和艦隊驅(qū)逐艦上，排水系統(tǒng)設(shè)計成獨立系統(tǒng)。在小型水面艦艇：掃雷艦、護(hù)衛(wèi)艦上，有時為了減輕重量，排水系統(tǒng)與疏水系統(tǒng)并在一起。在潛艇上大多采用集中控制的原理，商船一般采用獨立或分組原則。常按獨立線路或分組線路設(shè)計。此時，排水系統(tǒng)可設(shè)計成：①在所有獨立分段范圍內(nèi)按獨立線路或分組線路設(shè)計；②艦艇中部主要的獨立分段的排水系統(tǒng)按獨立線路設(shè)計，而艏艉兩端的獨立分段按分排水系統(tǒng)設(shè)計成獨立線路，主要是用于艦船上用水噴射泵作為排水工具的場合。由于排2，吸入隔艙內(nèi)的水，并且沿排水接管3排至舷外，在排水接管上安裝二個閥，一個是船底徹底除去艙中的水，有時將噴射泵的吸入接管放在大尺寸的集水井6內(nèi)，來自消防總管7的工作水通過截止閥8進(jìn)入噴射泵。截止閥和底部閘閥從裝甲甲板處，用雙聯(lián)甲板套筒9圖3－1排水系統(tǒng)原理圖圖3－2獨立排水系統(tǒng)圖艦隊驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦、掃雷艦及其它輕型艦艇的隔艙內(nèi)獨立排水系統(tǒng)的線路圖3－2，航行時可以修理舷側(cè)附件。同時排水接管上不要安裝第二個閥，而僅用圖上所示的一個截止從排水系統(tǒng)工作效率方面來看，在水線上面的排水管不比水線下面排水接管優(yōu)越。無論何種情況，排水接管從泵到舷部的線路應(yīng)該是最短的，以使排水接管的損耗壓頭為最小。上述排水系統(tǒng)獨立線路具有一系列嚴(yán)重缺點。排水系統(tǒng)的能力，受到流量不超過mh射泵限制，這樣的流量，對現(xiàn)代艦艇是不夠的。排水噴射泵的工作依方法，是將水噴射泵更換為具有很大流量的離心式電動泵和按分組線路來設(shè)計排水系統(tǒng)。通常，當(dāng)離心式電動泵作為排水工具使用情況下，排水系統(tǒng)按分組線路設(shè)計。圖3－3艦船分成二個獨立分段，其中第一個獨立分段對排水系統(tǒng)分組設(shè)計而言，是比較典型的。為了提高系統(tǒng)的生命力，吸入管路3設(shè)計成使被主橫隔壁隔開的每一個大的隔艙，可在系統(tǒng)管路上安裝由上甲板操縱的吸入閘閥。此外，在泵前面吸入管路上安裝止回閥(舌閥)5。有這二種閥就可以避免水從舷外通過泵進(jìn)入隔艙。在排出接管上各安裝二個閘艏艉隔艙的泵同樣可用來灌注彈藥艙。為此附加有一個舷邊吸入孔8和二個閘閥9和在實際設(shè)計過程中，根據(jù)具體情況可采用排水噴射泵和電動離心式排水泵組合的形式。三、排水系統(tǒng)組成元件各種艦船的排水系統(tǒng)包括下列組成元件：排水工具，吸入和排水管路，附件和操縱系具艦船上采用水噴射泵和離心式電動泵作為排水工具。當(dāng)工作水從噴管2的小孔中流出時，獲得了很大的速度，通過噴射泵的狹窄截面(喉新形成壓力。量輕、外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單等)，但是采用噴射泵作為排水系統(tǒng)僅對小型艦船是適合的。。(mH2o)P吸入高度H53 從表中可以看出，電動泵具有較大的流量，能產(chǎn)生較大的壓力和有效大的吸入高度，因此可以適用于彈藥艙灌注系統(tǒng)，以及適用于排水系統(tǒng)有分支的分組線路。為了使泵有可能的浸水艙的水下工作，將泵的電動機(jī)安裝在水密耐壓殼體中，工作時除上述排水工具外，在機(jī)艙內(nèi)經(jīng)常采用透平裝置主冷凝器循環(huán)泵，或柴油機(jī)裝置冷卻2.系統(tǒng)管路系統(tǒng)的吸入管路和排出管路應(yīng)該盡量短。當(dāng)不可避免較長的管路時，則在通過水密隔吸入管路和排出管路的直徑由計算決定，通常是采用排水泵的壓力接管和吸入接管的排水系統(tǒng)采用由相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)附件和操縱傳動裝置，為了減小管路內(nèi)局部阻力常是較大的，排水系統(tǒng)的附件由青銅和鑄鋼制成，吸入接管布置在高出雙層底200~250mm排水泵、噴射泵以及相應(yīng)的截止起動附件是由操縱部位進(jìn)行操縱，操縱件最簡單的形，3.對排水系統(tǒng)的技術(shù)要求對各種艦船排水系統(tǒng)的設(shè)計，是在于更完善地滿足對系統(tǒng)所提出的技術(shù)要求，可歸結(jié)①艦船排水系統(tǒng)應(yīng)該按獨立分段的原理設(shè)計，而在獨立分段的范圍內(nèi)，則按獨立線路或分組線路設(shè)計；②系統(tǒng)應(yīng)該具有很強(qiáng)的生命力；③浸水艙中水的排放時間(破孔堵塞后)應(yīng)該不超過1.5~2小時；④輕型艦船的機(jī)艙，允許采用主冷凝器循環(huán)泵或柴油機(jī)冷卻水泵作為備用排水工具；⑤排水泵應(yīng)盡可能布置在水密圍壁內(nèi)；⑥排出艙中的水應(yīng)該可以用二臺泵進(jìn)行；⑦電動排水泵應(yīng)能用來灌注和排出彈藥艙、橫傾平衡隔艙和縱傾平衡隔艙中的水；⑧泵的結(jié)構(gòu)要能使在浸水艙的水下工作；為了作戰(zhàn)時的損管需要，自動操縱附件應(yīng)考慮集中控制，要簡便可靠。排水系統(tǒng)計算的內(nèi)容包括艦船排水工具的流量和數(shù)量的計算，以及系統(tǒng)管路直徑的計=t=t此時，艙內(nèi)水排出時，引起艦船吃水的改變忽略不計。水線距離Z，而單位時間內(nèi)艙內(nèi)排出的水量Q=Q。此時算式可寫成：HH+(HZ)=H+H+H(3－2)HS1CT式中HH——排水泵壓頭(mH2O)；H——排水孔離水線的深度(m)。1HHH：CT1H2gd管路內(nèi)流體運(yùn)動速度v等于：tQtF(3－3) 式中F——排水管路截面面積(m2)。當(dāng)方程式代入v值后，得出：tHZ=Q2tH2gF2s則HZHZ)Ht(s(3－5) =入1+——系統(tǒng)管路總阻力系數(shù)無限小的排水時間的間隔dt內(nèi)，艙內(nèi)水位降低dZ值，即tA——隔艙水平截面面積(m2)；代入Q值后得：tHZHHZHFs (3－8)(3－9)將這方程式的左面在t從0到T的變化范圍內(nèi)積分，右面在Z從Hh到H的變化范FHZ0HFHZ(3－10(3－10)s或HZ]HT=kAjHdZHZ]HHHhFHF2gHhHHHhFHF(3－11)(3－11)s代入上述邊界值后，得出排水泵排出艙內(nèi)水的排放時間方程式(穿孔堵塞不進(jìn)水的情T=2kA[H(Hh)HH](s)F2gHHFs或T=2kAHH(1Hh1H)(s)FHHHFHHHs(3－12)(3－13)2gHsTTH(1QH3600F2gHH=Q(m3/h)s(3s(3－14)代入公式(3－10)后，求得公式的最后形式，用于確定排水泵排出艙中的水所需時間：T=H(112kAHT=H(11QHHHHH式中Q——泵的流量(m3/h)。H若隔艙浸到水線，則h=H。此時方程式(3－12)列成如下形式：)(h)HHH若泵的壓頭僅等于海水壓力H=H時，則艙內(nèi)排水時間將等于：H(3－15)(3－16)(3－17)即排水時間將等于水通過面積F的排水管路自由流出時艙室疏水的時間。此時，泵的作用僅在于克服海水壓力，而水在艙內(nèi)水位壓力作用下通過管路自由排出舷外。①艙中排水時間與H和H值無關(guān)，即與水線下的排水孔布置無關(guān)。CT1②排水時間與系統(tǒng)管路阻力總系數(shù)有密切關(guān)系。s因此，為了減少艙中水的排出時間，必須使系數(shù)有最小值。為此，排水管路必須以s最短路程引至舷外，以及取用局部阻力系數(shù)小的管路附件。kA進(jìn)行計算。此時，在一臺泵上的工作面面積等于。m實際上為了確定艙中水的排出時間，排水系統(tǒng)的計算廣泛采用簡單公式：Hh式中V——浸水艙容積(m3)；Q——泵流量(m3/