空泡对隧道型船舶船体剥蚀的原因及防范措施
摘 要：本文对漓江旅游船舶隧道部分空泡现象的成因以及其对船舶船体外板的剥蚀现象进行分析，并根据漓江旅游船舶的特点提出相应的保护方法。
毕业论文网 关键词：船舶 空泡现象 剥蚀 1.引言 由于广西桂林漓江水域滩多水浅的特殊性，桂林漓江旅游船舶在设计建造上一直采用隧道船型。
但由于这一船型的特殊性，在隧道部分会产生大量空泡，对船体外板进行剥蚀，减少船体外板的使用寿命，严重影响船舶航行的安全性能。
随着漓江旅游船舶的发展，船型越来越大，主机转速不断提高，空泡剥蚀问题越发严重。
因此，我们对待空泡现象这一问题，要更加注意和重视。
2.空泡产生的基本原理 水流在流经船体外板时，使外板压力降低形成吸力面，若某处的压力降至临界值一下时，导致爆发式的汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成气泡，称为空泡。
一般认为，压力的临界值即为该温度时水的汽化压力pv（或称饱和蒸汽压力）。
现以桨叶某半径处切面的运动说明产生空泡的情况。
参阅图1，A处的水水以流速V0流向叶切面。
在叶背上取一点B，由伯努利方程确定A、B两点处压力及速度之间的关系，即 结合图1，式中ρ为该深度下水的密度，V0为A点处的流速；p0为A点处的水压，与A点处的水深有关，Vb为B点处的流速；pb为B点处的压力，当螺旋桨B点处的pb小于该温度时水的汽化压力pv，空泡产生。
即 3.旅游船舶空泡?a生及剥蚀的主要原因 由桂林漓江旅游客船目前主流的船舶要素（表1）我们可以了解到，桂林旅游船舶主机转速高，螺旋桨吃水浅，隧道顶线高出水面，导致水流通过隧道，极易产生空泡。
下面结合船舶型线图（图2，图 3），分析空泡产生的过程及剥蚀的主要原因。
在这一过程中，我们在隧道上取A、B、C三点。
由于A、B两处水温相同，故A、B两处该温度时水的汽化压力pv相同。
当水流经过B处流向A处时，水流速度不断增大，水体与水面水面的距离不断减小，导致A处水压减小，由空泡诞生的条件 可以得知在水体由B处流向A处的过程中空泡的产生会越发的明显。
随着空泡产生的增多，由于水流的扰动，斜流及伴流的不均匀性和船体的不平整性，空泡在随水流移动的过程中很容易破灭，释放出来的能量会对船体外部造成一个冲击，当一个地方反复遭到冲击时，船体外板便会受损，产生剥蚀现象。
而由A处流向C处的过程中，由于水体脱离螺旋桨的推动，逐渐不满足空泡生成的条件，附着在外板上的大量空泡随水流流向C处的过程中大量破灭，形成剥蚀现象的重灾区。
4.应对空泡剥蚀的防范措施 4.1 从空泡产生的原因采取防范措施 ①优化螺旋桨的设计。
空泡的产生离不开螺旋桨的工作，通过对螺旋桨设计进行优化，增加螺旋桨的盘面比等方法，提升螺旋桨的推进效率，降低螺旋桨在与推进方向无关的方向上对水体的推动，从而在提供相同推力情况下减少水体经过板面的速度，达到减少空泡生成的目的。
②采用其他先进推进方式。
为应对漓江航道的特殊性，旅游客船在采用隧道船型、螺旋桨推进器推进时，不可避免地会出现空泡的现象。
现通过抛弃旧式的螺旋桨推进方式，采取新型的直翼推进方式，从源头上避免了空泡对船体外板的腐蚀。
4.2从空泡对船体的剥蚀方面采取防范措施 ①合理设计隧道型线。
目前漓江旅游船舶隧道部分所采用的型线在螺旋桨后部船体外部上易形成空泡破灭区，通过优化型线设计，采用更加流线型的设计，使空泡随水流离开船体，减少空泡在船体外板上的破灭。
②提高施工工艺水平。
从船体的装配、焊接、除锈、油漆等方面下手，提升隧道部分船体的加工精度，使船体表面光顺平整，以避免水流的局部突变，从而减少空泡对船体的剥蚀。
根据《漓江旅游客船法定检验规定》（2011）的要求，目前桂林漓江旅游船舶隧道部分外板厚度普遍为4mm，空泡剥蚀现象对船体外板的使用寿命影响较大。
在船体隧道部分采用加厚的板材，并定期采取除锈后油漆等保护措施，以延长船体外板的使用寿命。
5.结束语 随着全国旅游业的高速发展，桂林旅游事业也进入了发展的高峰期。
作为桂林旅游的优势项目，漓江旅游客船对船舶航行安全的要求也越来越高，而如何减少空泡现象对船体外板的剥蚀，提升船舶航行安全，成为了技术上的重点和难点。
本文以现有典型的漓江旅游船舶为例，分析了空泡对隧道型船舶船体剥蚀的原因，总结了应对空泡剥蚀的一系列防范措施，为类似隧道型船舶的建造与改良提供参考。
参考文献： [1]盛振邦，刘应中.船舶原理[M].上海交通大学出版社，2004. [2]漓江旅游客船法定检验规定.中华人民共和国海事局，2011.