电解海水防止海生物污损船舶的研究

探讨以电解海水方法防止海生物附着污损船舶的技术。首先以化学反应式剖析电解海水防污的原理,然后介绍电解海水防污系统:以图展示电解海水的基本流程和部件;用数学模型描述防污系统核心部件——电解槽的电解过程;特别是根据研究经验,提出以Ti—RuO_2电极作为电解海水阳极材料为最好。还提出降低欧姆降对电解槽影响和减少Cl_2及H_2分压的方法。     

采用变频调速技术的船用海水泵能耗分析

介绍了变频调速技术的工作原理,给出了普通海水泵和恒压变频海水泵的功耗计算公式;基于现有欧亚航线上的20000TEU级集装箱船对海水冷却系统进行方案设定,给出了中央出冷却水系统和逻辑控制系统的设计方案;通过计算分析了普通海水泵变频和恒压变频海水泵能耗上的差异,验证了能耗计算的准确性。对船上应用变频调速控制系统的能耗和成本降低提供了计算方案。     

实船主海水冷却泵变频控制的改造设计

为解决商业运输船舶在航行时海水冷却泵排量过剩的问题,对17.6万DWT散货船海水冷却泵进行变频控制改造。根据SHINKO公司提供的离心泵特性曲线,以最小二乘准则为判断依据,建立了离心泵的变频扬程-流量(H~Q)、效率-流量(η~Q)数学模型,建立了淡水冷却器淡水进出口温差与淡水冷却系统热负荷关系的数学模型,最后给出了船舶任何工况下根据淡水冷却器进出口温差和海水泵进出口温差进行海水泵功率、频率预测的数学模型。试验表明此方法能节约能源、提高经济效益。     

基于变频控制的船舶中央冷却水系统优化设计

船舶中央冷却水系统中的主要耗能设备为冷却海水泵。文章通过分析传统中央冷却水系统的能耗,从节约电能的角度介绍海水泵采用变频技术结合温度控制器(PID)和微机原理控制两种方式后对中央冷却水系统产生的影响,并将两种系统进行对比之后选出更加符合实际应用要求的中央冷却水系统,验证了对海水泵采用变频技术在降低船舶营运能耗和提高经济性方面的重要意义。     

耐蚀材料在船体防腐层中的应用

船舶在航行过程中,有大量零部件处于海水之中,通过统计研究,船舶结构平均使用5年后,很多零部件会出现腐蚀破坏现象,使船舶航行安全性受到较大挑战。为了较好地将耐腐蚀材料应用于船体防腐层,提高船舶结构防腐蚀能力以及船舶结构使用寿命、航行安全性,本文对船舶腐蚀因素进行全面分析与总结,针对各类船舶结构腐蚀原因,对各类耐腐蚀材料防腐蚀性能、应用场合进行分类介绍,并给出相应的防腐蚀策略,为耐腐蚀材料在船舶防腐层设计中的应用提供参考。     

基于CFD技术的船型参数对船体水动力性能影响研究

船型参数对船体水动力性能的影响至关重要,合适的船体型线能够有效改善船体各方面性能。本文以KCS船型为例,首先采用CFD方法建立三维数值水池,通过VOF方法捕捉自由液面,并将RANS方程作为控制方程,模拟船体在不同速度下的总阻力和纵摇、升沉幅值。然后与实验值进行对比,结果表明本文采用的方法能够准确计算KCS船型的水动力性能。最后,研究船体长度和船体宽度的变化对船体水动力性能的影响。结果表明,船长对船体的水动力性能影响较大,而船宽仅对船体纵摇角度有较大影响。     

海上浮式核电平台温排水扩散影响因素研究

在海上浮式核电平台设计中,存在主机舱排水口排出的温排水影响核反应堆冷却水循环系统进水口海水温度的问题。本文采用基于有限体积法的三维数值方法对海上浮式核电平台船体外域温排水的扩散特性进行计算,研究环境水流速度、排水角度和排水口形状对温排水扩散规律的影响,并找到浮式核电平台主机舱排水口的最佳设计参数。结果表明,环境水流速度、排水角度和排水口形状不同,船体底部温度场的变化较大。计算结果为海上浮式核电平台船主机舱排水口的设计提供重要的指导意义。     

63500 t散货船海水泵节能设计及应用

针对船舶海水泵在常规设计中容量过剩和能耗偏高的问题,以63 500 t散货船海水冷却水系统为研究对象,提出了将海水泵改用变频控制的方案。通过对海水温度和冷却淡水温度的监测,基于监测信号控制电机变频,实现了对海水泵的自动平稳调控。使用变频节能方案后,一年可节省电能92 400 k Wh,EEDI指数下降0. 042 1。数据表明:该变频方案达到了节能环保、降低船员工作量、系统安全运行的目的,具有一定的工程应用参考价值。     

电解海水防污技术

一、电解海水防污的基本原理电解海水以防止海洋附着生物的附着是六十年代发展起来的一项防污新技术。简言之,它是利用直接电解海水取得的氯及其化合物——次氯酸钠杀伤海洋附着生物,以消除它们对船体及海洋中的其他设施上的附着“污损”。     

40000吨级绿色灵便型散货船海水冷却系统节能设计

40 000吨级绿色灵便型散货船采用中央冷却系统设计,配备3台冷却海水泵,1台为定速泵,2台为变速泵,可根据船舶动力装置的负荷、不同海域的海水温度和温控阀的开度,利用变频控制技术自动调节海水泵的转速、流量,从而达到有效降低船舶电能消耗及废气排放,在实现绿色环保的同时,也将改善海上运输效能.     

某船用水箱内流场分析及箱体结构优化

以某船用系统用水箱及其内流体为研究对象,利用Flow-3D软件,采用VOF算法和RNG模型进行不同海况下的建模分析,通过优化设计水箱内隔板布置和开孔情况,有效降低船体动态摇摆对水箱内流体液位波动的影响。分析得到6级海况下最低液位满足要求时,对应水箱内的初始静态液位高度应不低于900 mm。然后,利用Abaqus软件并结合9级海况下的水箱壁面压力分布情况,对水箱进行结构优化和强度校核,得出水箱设计壁厚应大于12 mm的结论。研究结果可以为装船水箱设计提供参考依据。     

铝基牺牲阳极阴极保护在海船压载水舱中的应用研究

海船压载舱使用海水压载，引起船体板的腐蚀，焊缝处会产生蚀孔漏水。采用铝基牺牲阳极阴极保护系统可大为降低腐蚀速率，使压载水舱的保护度在７８％～９５％，保护与未作保护的试片腐蚀率相差８倍，效果明显。     

船载养殖水体纵摇运动下流场特性数值分析

发展以大型游弋式养殖工船可为深蓝渔业提供新的养殖手段。本文基于STAR-CCM数值计算软件研究了纵摇运动下养殖液舱内流场特性和壁面压力,建立了养殖液舱内适渔性的评估方法。典型海况中船舶纵摇运动对养殖液舱中流场的影响研究表明：当养殖液舱纵摇频率一定时,液舱内流速及壁面压力随纵摇幅值增大而增大；当养殖液舱纵摇与养殖水体发生共振时,液舱内流速及壁面压力急剧增大,对养殖对象安全及结构强度均有较大不利影响。对于海上养殖工船的养殖安全运行,选择风浪流条件合适的渔场,结合船体耐波性研究,优化船体型线,调节养殖舱水体固有频率,避开共振运动,是养殖工船适渔性研究的一个重要方向。     

基于不同试验方法和非线性水弹性时域理论的鞭振弹振响应研究

船体主尺度增大会导致严重的鞭振和弹振现象,这会增大船体结构的极限载荷和疲劳损伤.为了深入探究船体的振动响应,文中在拖曳水池对某万箱集装箱船分别进行了分段模型的自航和拖航试验.分析了不同海况下自航和拖航这两种试验方式对鞭振和弹振响应的影响.为计及不同振动频率成分对载荷响应的影响,提出一种考虑波浪记忆效应的非线性水弹性方法.文中提出了一种求解延时函数的方法,能够解决高频区域的阻尼系数的计算限制.最后,船舯弯矩试验结果分别和线性与非线性理论结果进行了比较,发现文中提出的非线性方法能够更好地预报弹性船体的振动响应.     

一种深海采矿用矿浆输送泵的设计及计算分析

针对深海采矿矿浆输送的需求和工作特点,论证分析矿浆输送泵的结构型式。为减少泵在运行过程中出现的堵塞和磨损等情况,重点探讨样机中矿浆颗粒的通过性。通过两相流数值模拟计算,揭示矿浆颗粒在泵内部的分布特性和流动轨迹。试验结果表明,样机性能达到设计要求,流动稳定,具有较好的参考价值,可为矿浆泵的进一步改进完善提供依据。     

浅水中半小水线面双体船概念设计的阻力分析（英文）

Resistance analysis is an important analytical method used to evaluate the hydrodynamic performance of High Speed Craft(HSC). Analysis of multihull resistance in shallow water is essential to the performance evaluation of any type of HSC. Ships operating in shallow water experience increases in resistance because of changes in pressure distribution and wave pattern. In this paper, the shallow water performance of an HSC design concept, the semi-Small Waterplane Area Twin Hull(semi-SWATH) form, is studied. The hull is installed with fin stabilizers to reduce dynamic motion effects, and the resistance components of the hull, hull trim condition, and maximum wave amplitude around the hull are determined via calm water resistance tests in shallow water. These criteria are important in analyzing semi-SWATH resistance in shallow water and its relation to flow around hull. The fore fin angle is fixed to zero degrees, while the aft fin angle is varied to 0o, 5o, 10o, and 15o. For each configuration, investigations are conducted with depth Froude numbers(Fr H) ranging from 0.65 to 1.2, and the resistance tests are performed in shallow water at the towing tank of UTM. Analysis results indicate that the resistance, wave pattern, and trim of the semi-SWATH hull form are affected by the fin angle. The resistance is amplified whereas the trim and sinkage are reduced as the fin angle increases. Increases in fin angle contribute to seakeeping and stability but affect the hull resistance of HSCs.     

一种新型橡胶软管减振效果试验分析

水下航行器海水泵在工作时会产生强烈的振动并通过管路传递到航行器壳体。过大的振动不仅会影响航行器的正常工作,也会降低航行器的隐身性。为降低海水泵振动向壳体的传递,设计由芳纶纤维编织的氢化丁腈橡胶制成的新型橡胶软管。在不同系统运行工况条件下,将刚性管路和该橡胶软管进行试验对比。结果表明,新设计的橡胶软管具有良好的减振隔振性能。与刚性管路相比,该橡胶软管可以明显衰减海水泵向壳体的振动传递,具有较好的工程应用前景。     

冷却液舱内水下气体射流的数值模拟

本文采用数值模拟方法,对高温高压饱和蒸汽通过管道,输送到船用冷却液舱内出现的射流现象进行了研究。基于VOF多相流模型和RNG湍流模型,建立气、液两相流动数学模型,利用Fluent模拟了气体通过管路喷射到液舱内的全过程,同时考虑了气、液两相间的相互转化,得到了液舱内及管路内流场压力变化特性。     

The applicability of hydrofoils as a ship control device

Centrifugal forces are commonly created when ships turn, which may cause a ship to capsize in a critical situation. A mathematical model has been developed to optimize the stability coefficients for ship, with the aim to prevent capsizing and to increase ship maneuverability in high-speed water craft. This model can be used to develop algorithms for control system improvement. The mathematical model presented in this paper optimized the use of multipurpose hydrofoils to reduce heeling and the trimming moment, maintaining an upright ship’s position and lessening the resistance via transverse force. Conventionally, the trimming and heeling of a ship are controlled using ballast water; however, under variable sea conditions it is sometimes difficult to control a ship’s motion using ballast water. In this case, a hydrofoil would be more stable and maneuverable than a ballast tank controlled vessel. A movable hydrofoil could theoretically be adapted from moveable aerofoil technology. This study proves the merit of further investigation into this possibility.