基于Modelica/MWorks的船用汽轮机调节阀性能仿真验证

采用MWorks建模仿真平台对船用汽轮机调节阀进行建模与仿真验证研究,建立描述调节阀流量—阻力特性的数学模型和图形化仿真模型。经过仿真验证,得出主要结论如下:采用Modelica/MWorks平台可以有效建立颗粒度适宜的多学科多物理场耦合设备的图形化模型,且模型可重用性强,能够有效支撑汽轮机建模仿真;所建立的调节阀数学模型仿真计算效率较高,不同工况下流量曲线计算结果与设计数据趋势一致,各工况下其最大相对误差约为0.8%,能够真实反映调节阀的流动特性,准确地反映了调节阀的运行状态和规律。     

高压差流量调节阀流道低噪声优化设计

针对船舶海水系统流量调节阀节流噪声突出的问题,采用计算流体力学的方法对流量调节阀在大压差工况下的内部流场分布进行仿真计算。基于原调节阀内流道流场计算结果,对调节阀流噪声产生的机理和原因进行分析。根据流量调节阀噪声产生原因,结合阀门低噪声设计的基本理论,对流量调节阀的内流道进行优化设计。对优化流道的流场计算结果表明,优化后的流量调节阀最高流速有效降低,阀后低压区面积减小,分割流道设计使阀芯内漩涡消除,阀后漩涡强度减弱,从根本上降低阀门流噪声,为流量调节阀的低噪声优化设计提供指导性建议。     

凝水系统水位调节阀流量系数特性研究

水位调节阀作为汽轮机凝水系统的重要组成设备,其开度的变化会改变阀流量系数以及整个系统的阻力特性。为研究不同工况下水位调节阀的工作特性,通过伯努利方程,对调节阀流量系数进行公式推导,得到调节窗口面积比对流量系数的影响及变化规律。通过数值模拟手段研究水位调节阀的流量系数,分析不同压差、不同开度对流量系数的影响,通过公式计算及数值模拟结果的对比,验证计算方法的正确性,并为数值模拟计算流量系数的方法提供理论支撑。采用本次计算所得流量系数对凝水系统进行计算,得到了较好的计算结果。     

船用海水淡化装置膜片式负荷调节阀特性CFD数值模拟

利用CFD数值仿真软件Fluent,对船用海水淡化装置膜片式负荷调节阀的流动特性进行了数值模拟,计算和分析了不同弹簧刚度条件下,调节阀开度及流量随进口压力变化的特性,为合理选择弹簧刚度,从而满足不同调节特性的要求提供了设计依据和指导.     

新型泄放水调节阀工作特性试验研究

论文研究的泄放水调节阀其原理是通过控制伺服活塞所受的压差来实现阀门各个工作状态之间的转换。为了获得该调节阀的动态响应特性并验证其动作可靠性,在模拟的试验回路上,对阀门的压力特性、密封特性和动作寿命等进行了研究。试验结果表明:阀门动作响应快,工作状态转换平稳;阀头行程最大偏差为0.53%,调节阀磨损小,工作寿命长;旁通阀与调节阀可共同调节流量;增加阀杆直径可提高阀门流量;且该调节阀可在高压差工况下在小范围内调节流量,且降压效果良好。     

管路阻力计算方法对调节阀性能预测结果的影响

为研究不同管路阻力计算方法对调节阀性能预测结果的影响,对比分析一维经验公式和三维计算流体力学(CFD)管路阻力计算方法的计算结果;结合阻力计算结果,对某过热蒸汽调节阀的工作流量特性进行计算分析。结果表明:管路阻力的三维CFD计算结果与实际更接近,在调节阀的实际调节特性预测中,不同管路阻力计算方法对调节阀流量特性计算结果的影响不可忽略,在过热蒸汽预期流量为34 kg/s时,采用管路阻力一维经验公式和三维CFD计算方法预测的调节阀流量特性相差5.03%。     

管路流量的阀调节特性分析

应用流体力学理论,建立了管路的流量调节基本方程。对实际工程中常见的几个问题进行了研究。并以闸阀为例,对调节阀的工作流量特性进行了分析计算。     

潜艇均衡系统自流注水调节阀稳态噪声试验研究

本文模拟建立了潜艇均衡系统自流注水试验系统,对不同假海压力、不同系统流量、不同出口背压及串联2台调节阀时自流注水稳定过程振动噪声进行研究。结果表明:潜艇均衡注水振动噪声随着假海深度的增大而增大;空气噪声随流量调节阀开度的增大而增大,在流量调节阀开度为60°-70°之间,振动加速度及水动力噪声产生峰值;在出口背压为0-0.5 MPa之间时,振动噪声值均大于无背压状态,峰值为0.2 MPa;串联2台流量调节阀可大幅降低自流注水振动噪声。     

潜艇均衡系统自流注水调节阀稳态噪声试验研究

本文模拟建立了潜艇均衡系统自流注水试验系统,对不同假海压力、不同系统流量、不同出口背压及串联2台调节阀时自流注水稳定过程振动噪声进行研究。结果表明:潜艇均衡注水振动噪声随着假海深度的增大而增大;空气噪声随流量调节阀开度的增大而增大,在流量调节阀开度为60°～70°之间,振动加速度及水动力噪声产生峰值;在出口背压为0～0.5 MPa之间时,振动噪声值均大于无背压状态,峰值为0.2 MPa;串联2台流量调节阀可大幅降低自流注水振动噪声。     

船用蒸汽调节阀选型设计及数值仿真研究

为解决某一实际工程项目中特殊使用工况下船用高温高压调节阀选型问题,基于对调节阀特性的理论研究,对比分析阀门结构形式、流体特性、调节特性及密封性能,形成适用于类似该运行工况的调节阀选型流程,最终确定了阀门结构型式;利用仿真分析,对阀门流道、热应力、振动展开了仿真研究,对所选阀门关键性能进行校核.结果表明,所选调节阀结构形式及相关性能指标满足该工况下的使用要求.     

水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性.本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区.利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量.该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础.     

中小型LNG动力船舶燃料系统配置

基于某型液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）动力拖船实践经验，从燃料储存系统、燃料供应系统、燃料加热系统、燃料透气管路系统、燃料监控系统和燃料安全系统等方面对中小型LNG动力船舶燃料系统进行分析，实现中小型LNG动力船舶燃料系统的灵活配置，可为中小型LNG动力船舶设计提供参考。     

共轨增压式燃油喷射系统的控制研究

介绍一种共轨增压式油喷射系统方案,从输油泵出来的中等压力的燃油被泵入蓄压器中,经增压活塞增压后由喷油器喷出,以达到高的喷射压力,并提高整个喷油系统的可靠性,并在前期论证和系统仿真工作基础上,对所设计的燃油系统电控装置进行测试实验和进一步的改进,验证此装置达到柴油机电控的要求和精度。     

船舶燃油舱加热系统优化设计

针对由于传统蒸汽盘管加热燃油舱存在散热损失大、盘管破损修复困难且表面易积炭等缺点,设计一种燃油转驳加热系统,即通过被驳回的热油来混合加热油舱中适量的冷油,从而达到加热燃油的目的。计算结果表明使用燃油转驳加热系统可以降低能源消耗和节约成本。     

79800DWT双燃料动力散货船气体燃料系统研究

由于天然气属于高危易燃气体,因此对于双燃料动力船舶在使用LNG燃料的过程中的安全问题成为一个特别重要的问题,本文从安全角度出发,分别从气体燃料储存设计、气体燃料供应系统设计、气体燃料充装设计、通风系统设计、消防系统设计、LNG监测报警系统来介绍9800DWT双燃料动力散货船的气体燃料系统设计,希望可以为此类系统的设计和使用提供参考。     

循环式燃油系统故障仿真及特征分析

介绍了一种船舶柴油机用循环式燃油系统的结构特点,详细分析了这种燃油系统的燃油压力波形特征。对该不同燃油粘度、不同燃油比重和１２种典型故障下的燃油喷射过程进行了计算机仿真计算和特征参数的相对偏差分析,揭示了各种故障的燃油压力波形特征及与系统故障的内在联系,分析了各特征参数对不同故障的敏感特性。     

低硫法令对船舶柴油机的影响及解决方案

在全球新一轮低硫法令的背景下,从燃油喷射、燃油不相容性以及排气阀等角度深入分析低硫燃油对船舶柴油机的影响.在此基础上,详细介绍瓦锡兰公司提出的针对燃油和滑油系统的双油柜系统解决方案以及柴油机安装TriboPack组件的建议.通过引用个案,说明双油柜系统解决方案较之其它低硫应对方案具有更佳的运营经济性,值得进一步推广.     

柴油机电控直列泵系统压力动态特性研究(英文)

The electronic in-line pump (EIP) is a complex system consisting of mechanical, hydraulic, and electromagnetic parts. Experimental study showed that the fuel pressure of the plunger and the fuel drainage of the pressure system after fuel injection could result in fuel pressure fluctuation in the low pressure system. Such fluctuation exhibited pulsating cycle fluctuation as the amplitude rose with the increase of the injection pulse width. The time domain analysis found that the pressure time history curve and injection cylinders corresponded with a one-to-one relationship. By frequency domain analysis, the result was that with the increase of the working cylinder number, the high frequency amplitude gradually increased and the basic frequency amplitude gradually decreased. The conclusion was that through wavelet transformation, the low pressure signal simultaneously moved towards low frequency as the high frequency of the wavelet transformation signal with the working cylinder number increased. Lastly, by using the numerical model, the study investigated the simulation research concerning the relationship of the fluctuation dynamic characteristic in the low pressure system and the fuel injection characteristic of the high pressure system, completing the conclusions obtained by the experimental study.     

基于虚拟仪器技术的燃油喷射测试系统的研制

介绍柴油机燃油喷射测试系统的软、硬件组成及功能,采用该系统对6L16／24柴油机燃油喷射系统的特性进行了测量分析,对比分析不同工况下燃油喷射系统的性能,表明燃油喷射测试系统满足测量精度的技术要求。     

基于电容式传感器的油位测量系统研究

随着船舶自动化程度的不断提高,对船舶燃油舱的油位测量提出了更高的要求.针对船舶燃油舱的特点,设计了基于电容式油位传感器的油位测量系统,其原理是依靠测量传感器中介质的变化,获取油位的高度和油量,并实施了温度补偿和倾角补偿设计.实验结果表明,系统能够准确的以全量程线性化测量和显示.