| 标准编号 | GB/T 47709-2026 (GB/T47709-2026) | | 中文名称 | 带导管推进器转子激励的导管脉动压力测量方法 | | 英文名称 | Test method for the pressure fluctuation measurement induced by rotor revolution of propulsor with duct | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | U11 | | 国际标准分类 | 47.020.20 | | 字数估计 | 18,123 | | 发布日期 | 2026-05-25 | | 实施日期 | 2026-12-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 47709-2026: 带导管推进器转子激励的导管脉动压力测量方法
GB/T 47709-2026 英文版: Test method for the pressure fluctuation measurement induced by rotor revolution of propulsor with duct
ICS 47.020.20
CCSU11
中华人民共和国国家标准
带导管推进器转子激励的导管脉动
压力测量方法
2026-05-25发布
2026-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了开展全附体船艇模型后方带导管推进器转子激励(诱导)的导管脉动压力(水动力载
荷)测量的试验仪器仪表、试验模型、试验相似准则、试验前测量要求、试验测量流程、试验结果处理、试
验测量结果不确定度分析和试验报告。
本文件适用于泵喷推进器、导管桨、轮缘推进器、喷水推进器等带导管及流道条件下转子叶梢涡旋
结构对转子所在平面处导管、流道内壁激励的脉动压力测量试验,水泵行业各类轴流泵、混流泵转子对
流道壁面激励的脉动压力测量参照使用。
4 符号
表1给出的符号适用于本文件。5 试验仪器仪表
5.1 微型脉动压力传感器
微型脉动压力传感器应符合以下要求:
a) 外形直径不大于5mm,或小于转子模型直径的3%;
b) 高度不大于12mm,或小于转子模型直径的6%;
c) 测量频响范围大于10kHz;
d) 量程不大于200kPa,且精度不大于0.5%。
5.2 直流放大器
用于放大脉动压力信号的直流放大器,最大放大倍数不应小于1000倍,精度不大于0.1%。直流
放大器应提供外部激励电源输出。
5.3 动态信号采集卡
动态信号采集用的数据采集A/D卡,其通道数不少于脉动压力测量点数,各个通道能同时采样,每
通道的最高采样频率不小于10kHz,A/D转换分辨率为16bit或16bit以上,且具有外触发和内部时
钟触发采样功能和时钟功能。
5.4 转速编码器
应使用增量式转速编码器采集转子转速信号,转速编码器应具备多脉冲与单脉冲信号输出功能,且
多脉冲信号每转不少于128个。
5.5 水速及试验压力测量
5.5.1 闭式循环水槽中供试验水速及负压测量用压力变送器最大量程不应大于150kPa,且精度不大
于0.5%。
5.5.2 供试验正压测量用压力变送器最大量程不大于600kPa,且精度不大于0.5%。
5.5.3 拖曳水池中开展试验,速度由拖车速度决定,测量精度不大于0.005m/s,环境压力以米尺测量
沉深,测量精度不大于1mm。
5.6 频率计
转速测量与显示用频率计量程不小于10kHz,精度不大于0.01Hz。
5.7 气压计
气压计测量范围宜为80kPa~110kPa,精度不大于0.1kPa。
5.8 温度计
气温计测量范围应达到-20℃~50℃,精度不大于0.1℃。
水温计测量范围应达到0℃~50℃,精度不大于0.1℃。
6 试验模型
6.1 水面船舶/水下艇体模型
6.1.1 水面船舶模型(包括船体和附体)应与实尺度方案几何相似,外形光顺,表面光洁,并应具有产品
合格证书。全附体船舶模型总长误差在±0.1%Lpp以内,且最大不超过10mm。横截面各剖面线型误
差在±0.5mm以内,各附体加工精度与船舶模型相同。
6.1.2 水下艇体模型应与实尺度方案几何相似,外形光顺,表面光洁,应具有产品合格证书,并且艇体
模型本体及附体形状、安装角度、安装相对位置与实型相似,且艇体模型总长误差不大于±0.1%L,且
最大不超过10mm。艇体模型横截面各剖面线型误差不大于±0.5mm。各附体加工精度与艇体模型
本体相同。
6.2 带导管的泵喷推进器模型
带导管的泵喷推进器模型(转子、定子及导管)与船舶/艇体模型按相同的缩尺比例加工制作,应具
有产品合格证书。转子、定子直径偏差、各剖面弦长偏差、各剖面上下表面点钻值偏差不大于
±0.1mm,导管(金属材质)直径及剖面尺寸偏差与转子精度一致。根据试验要求及脉动压力传感器尺
寸,在导管表面加工若干个脉动压力传感器安装孔,且在传感器安装孔周围有相应导线槽,便于传感器
布线,一种推荐性导管表面脉动压力传感器安装布置方式见附录A。试验模型的转子与导管的间隙不
小于0.75mm,且间隙误差与给定值的偏差不大于±0.25mm。转子轴向安装位置与给定位置的安装
误差最大偏差不大于±2mm。带导管的导管桨、轴流泵可参照泵喷推进器模型加工要求实施。
7 试验相似准则
7.1 几何相似
船艇模型及推进器模型均按实物等缩尺比例制作加工,确保几何相似。
7.2 运动相似
推进器模型转子0.75R 处叶切面弦长的雷诺数Rnm(0.75R)超过临界雷诺数,按公式(1)计算:
7.3 动力相似
试验中推进器模型总负荷系数与实型总负荷系数相等,达到模型与实型动力相似的目的。即模型
总推力系数与实型总推力系数相等:KTm=KTs,KTm与KTs按公式(2)和公式(3)计算:
(3)
8 试验前测量要求
8.1 试验设备及仪表要求
试验前设备及仪表应符合以下要求:
a) 试验用水应清洁、透明;
b) 船艇及推进器模型标识唯一;
c) 试验用仪器仪表均在计量有效期内;
d) 测量前仪器仪表开机15min以上。
8.2 试验参数的确定
试验参数确定流程如下。
a) 试验压力:确保推进器不产生空化,而且试验过程中循环水槽/水池试验中环境压力小于脉动
压力传感器最大量程。
b) 试验转速:根据等负荷系数条件与水速配合确定。
c) 试验水速:满足超临界雷诺数及等负荷系数条件且与转速配合确定。
d) 推进器转子直径:推进器模型直径在180mm~250mm为宜。具体尺寸应根据船艇模型的设
计与安装、试验相似准则及驱动电机电气特性等因素综合确定。
9 试验测量流程
9.1 模型装配
试验模型装配流程如下。
a) 船艇模型中安装水密电机、转速编码器和尾轴并调整到和船艇轴线一致。
b) 模型安装架吊到水槽/水池工作段,船艇模型通过翼型剑杆或连接杆固定到模型安装架上。
c) 调节安装架上的剑或连接杆位置,使船艇模型轴线和工作段的中心线平行。
d) 测试模型安装于水槽/水池模型安装架上,确保连接牢固。
e) 导管脉动压力传感器安装时,需保证压力传感器感压面与导管内表面齐平,且传感器安装孔在
导管内表面无毛刺。
f) 导管脉动压力传感器安装固定后,其外圆与安装孔内圆的间隙不应大于0.2mm,超过此间
隙,采用软材料填充以减小此间隙。
g) 周向及轴向传感器信号线固定在导管导线槽内,且利用填充物让导线与导管外表面线型光滑
过渡。传感器电缆利用导线管引入船艇模型内并引出槽体/水池外。
9.2 直流放大器放大倍数确定及脉动压力传感器标定
根据测量频率的上限和信号大小,合理设置直流放大器的低通滤波频率(10倍叶频)和放大系数
(平衡直流分量后,以试验工况下一般输出电压3V~5V为宜),并于试验前,标定各传感器随压力变
化系数。系数标定结束后,可平衡压力直流分量。
9.3 导管脉动压力测量
根据实型船艇运行工况,按等负荷系数及超过临界雷诺数的原则,选择合适的水速及转速,由微机
及脉冲信号触发同步采集转子每一转的K 个脉动压力信号,连续采集N 转(N>100)电压信号,并保
存以作数据分析,具体流程如图1所示,其具体测量步骤如下:
a) 根据等负荷系数及8.2b)、8.2c)共同确定的试验转速与水速,相互匹配,使泵喷推进器安全达
到某指定航速(水速)V 与转速n;
b) 泵喷推进器模型稳定运行5min~10min后,可平衡掉放大器输出的压力直流分量,测量某一
指定航速下导管脉动压力及转速时域信号,确认信息是否平稳且周期性是否明显与合理;
c) 经确认脉动压力及转速信号正常后,测量某指定航速工况下脉动压力及转速时域信号,并保存
其结果;
d) 更改试验段水速及转子模型转速,达到其他指定运行(航速)测量工况,重复步骤a)~c),直至
完成所有需测量工况,并保存相关试验结果。
10 导管脉动压力模型试验结果处理
针对导管脉动压力模型试验中某一传感器的N 转信号,利用转速脉冲重新采样,剔除首尾采集的
部分信号,对信号源周期性取整,并按整10圈信号为一单元进行保存,共有N/10组信号,并按公式(4)
对每10转信号进行傅里叶分析。
11 试验测量结果不确定度分析
11.1 试验测量不确定度分析方法
试验测量不确定度分析方法应符合ISO/IEC Guide98-3:2008的规定,GUM法测量不确定度的分
析步骤如下,一般分析流程如图2所示:
a) 明确被测量的定义;
b) 明确测量方法、测量条件以及所用的测量标......
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