半潜型浮式风机运动特征及系泊系统的研究

近年来海上浮式风机的研究备受关注,安全可靠的系泊系统将保证风机在风、浪、流等复杂环境荷载作用下稳定运行,准确合理地描述风机运动将为评估风机发电效率提供支持。以半潜型浮式风机的系泊系统为研究对象,基于经典悬链线理论,采用准静态分析法提出一套系泊系统的设计方法。通过坐标变换,得到风轮真实的俯仰运动用于计算风机的动力效应及评定其发电效率。采用动力法分析了系泊系统锚链的导缆孔位置、预张力大小、锚链间夹角等参数对风机系统发电效率、浮式平台运动性能和系泊锚链张力的影响,得到了浮式平台迎风面俯仰倾角、水平偏移及锚链张力随参数的变化规律,为半潜型浮式风机系泊系统的设计提供了参考。     

新型海上风电设备运输船舶设计研究

针对目前海上固定式风机安装周期长、成本高的问题,提出一种配合风电安装平台作业的风机设备运输船。通过对风电装备运输过程中的塔筒竖立运输、叶片叠层运输以及吊装时滑道工装翻桩等研究,表明该船舶可以很好地用于近海固定式风机的安装,在现有运输船舶空间有限的情况下,大大提高了施工效率,降低了海上风机安装成本。     

带进气畸变的船用离心风机特性研究

针对船用空调器中的新回风混合畸变对风机性能的影响进行了研究,搭建了模拟试验台,并采用CFD数值模拟分析了不同混合长度、不同风量比对船用离心风机的影响,提出了综合雷诺数、水力半径和混合长度预测混合畸变压力损失数学模型。结果表明,在来流畸变情况下,风机气动效率平均降低6.5%,压力降低约200 Pa;总风量保持不变的情况下,在风量比为5时,风机性能最高,随着风量比继续变大,风机特性近似保持不变。研究结果为空调器风机设计选型时考虑进气畸变的影响提供参考。     

海洋平台生活区通风管路系统噪声预报

针对海洋平台通风管路系统噪声进行研究,基于数值方法对通风系统管路流激噪声进行了计算,并与管路风机传递噪声的影响进行了对比,给出了通风管路系统噪声特性规律。采用CFD方法建立通风管路系统流体动力分析模型,得到风管湍流脉动压力；在此基础上,建立通风系统管路及典型平台房间噪声预报的统计能量分析模型,开展了特征参数对通风系统管路激流噪声的影响分析,并对风机传递噪声进行了研究。结果表明,风管流量与风管流激噪声直接相关,风机传递噪声对风机附近舱室有较大影响,距风机较远处管路噪声仍以流激噪声为主。     

面向大型集装箱船货舱的Mock Up试验

对装载冷藏集装箱的集装箱船货舱舱口盖内部通风系统的性能进行测试,得到的风量和风机效率等参数往往不能满足规格书或规范的要求,造成返工并产生修改工时和修改物量。为尽量减少系泊阶段实测相关参数对调试周期的影响,并得到设计要求的风压、风量和风机效率等参数,通过在车间进行风管通风系统Mock Up试验,提前验证相关参数,提前监测试验参数偏差,提前优化相关设计。实践结果表明,该试验能较好地解决集装箱船货舱通风系统风量不足和风机效率不达标等问题,尤其对批量建造的系列集装箱船有很好的参考价值。     

极地气垫破冰船发动机余热利用数值研究

为了有效利用极地气垫破冰船的发动机余热,需要研究相应的数值模拟方法。本文基于计算流体力学方法及混合物多相流模型,对包括舱室和垫升风机在内的内外部流场,进行与热交换相关的流场和温度场数值模拟。结果表明,加热对于改善垫升风机的推进效率有利,可使舱室平均温度上升41.13℃,垫升风机内平均温度上升34.16℃,对于极地气垫破冰船舱室及垫升风机内平均气温的提升有显著效果。混合物多相流模型用于数值求解此类热交换问题的有效性得到了验证。     

基于形状函数法的排烟风机翼型优化设计

以轴流排烟风机翼型为研究对象,对Joukowsky翼型型线表达式进行了简化,获得了2个由六参数确定的翼型形状函数表达式,可以分别对翼型上下型线进行表示,对各参数应满足的范围进行了分析。通过Isight平台集成CFD软件,对标准翼型NACA0012进行了优化设计,结果显示:翼型升阻比系数提升了22.4%,升力系数提升了18.0%,气动性能得到了显著提升。由此证明,基于该形状函数法进行排烟风机翼型的优化设计是可行的,为今后风机性能的改进打下了基础。     

船用柴油机EGR风机样机研制和试验验证

介绍船用柴油机采用废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)机内措施的工作原理,强调EGR关键部件EGR风机的重要功能。对于EGR风机,国内首次在低速二冲程船用柴油机(6EX340EF,额定功率5520k W)上进行部件研制。阐述上海船用柴油机研究所开展第一代EGR风机试验样机的关键技术研究成果,包括主要组成部件的技术研究和模态及谐响应分析计算等。论述EGR风机平台性能试验的开展情况,结果表明:EGR风机样机的功率及扭矩满足匹配船用柴油机EGR系统的流量和压比要求,运行效率高(电机工作点效率≥90%,压气机工作点效率≥60%)。     

基于流固耦合的轴流风机结构分析与优化

针对轴流风机出口流量过小,风机效率过低问题,基于计算流体力学理论和Fluent软件,建立轴流风机内部流场数值仿真模型,实验测试与仿真计算值误差为4.3%,验证了数值模型的正确性,为后续优化设计提供了依据.数值仿真结果表明:原风机结构的轴流风扇及导叶设计不合理,气流迹线杂乱,沿程损失大,影响了风机性能.通过优化轴流风扇结构参数,将直导叶变为弯曲导叶,并采用正交试验设计方法对导叶进行了匹配优化设计,优化后的风机气流迹线平稳,出口流量由0.167 7 kg/s增加至0.192 8 kg/s,效率由33.2%提高至51.7%.最后基于流固耦合理论计算了轴流风扇在旋转工作时的应力及位移值,结果表明,风扇强度满足要求.     

海上风电风机基础结构形式及安装技术

本文结合具体工程实例,介绍了海上风电风机基础结构形式,详细阐述了施工方案和施工作业流程,包括稳桩平台安装、基础桩起吊入稳桩平台、沉桩等内容,并提出了桩内填芯混凝土浇筑措施,以提高海上风电风机基础的安装质量和运行效率,确保海上风电工程整体施工质量,推动海上风电的可持续发展。     

开槽蜗舌对离心风机流场特性的影响

针对风机叶轮射流尾迹与蜗舌产生的动静干涉流场的特性,研究风机内部动静干涉流场的相互作用机制.以某离心风机为研究对象,通过对传统蜗舌的结构进行改进,在叶轮出口长度对应的蜗舌展向长度范围内开槽,采用数值计算的方法分析开槽结构的槽宽、槽深和间距等参数对离心风机的气动特性和风机内部流场分布的影响规律.计算结果表明:开槽蜗舌有助于改善风机的运行效率,减小尾迹对蜗舌前缘的冲击,延缓蜗舌下游边界层的流动分离,削弱叶轮与蜗舌之间的动静干涉作用,抑制蜗壳壁面的非定常压力脉动.     

开槽蜗舌对离心风机流场特性的影响

针对风机叶轮射流尾迹与蜗舌产生的动静干涉流场的特性,研究风机内部动静干涉流场的相互作用机制。以某离心风机为研究对象,通过对传统蜗舌的结构进行改进,在叶轮出口长度对应的蜗舌展向长度范围内开槽,采用数值计算的方法分析开槽结构的槽宽、槽深和间距等参数对离心风机的气动特性和风机内部流场分布的影响规律。计算结果表明:开槽蜗舌有助于改善风机的运行效率,减小尾迹对蜗舌前缘的冲击,延缓蜗舌下游边界层的流动分离,削弱叶轮与蜗舌之间的动静干涉作用,抑制蜗壳壁面的非定常压力脉动。     

叶片不同弯折角对高速斜流风机气动性能的影响

叶片弯折角作为风机的重要设计参数,能否合理选择弯折角对风机整体性能影响明显。针对8°、18°、28°、38°、48°5种不同叶型弯折角进行CFD数值模拟,研究表明:弯折角增大,最高效率点向大流量工况偏移;当弯折角超过一定值后,流道扩压度过大,小流量工况流动分离明显,压力迅速下降,风机高效区范围变窄。弯折角变化对效率影响不大,但弯折角变小则压力降低。内部流场分析表明,弯折角过小将不利于叶片加载,弯折角过大则有利于高效工况区间的拓宽。     

两种风荷载模拟方法下的邮轮系泊撞击能量试验研究

以22.5万t邮轮为例,分别进行单风、单浪和风浪共同作用下的系泊撞击能量试验,研究在风机法和挂重法两种不同的风荷载模拟方法下单风、单浪和风浪共同作用时对邮轮撞击能量的影响.试验结果表明:在风浪共同作用时,运用风机法时的系泊撞击能量比挂重法的大17.4％;另外,风浪共同作用时,风荷载对邮轮系泊撞击能量的影响较大,风浪共同作用时的撞击能量远大于单浪作用时的撞击能量.     

风机蜗壳内三维流场的测试

本文叙述了一种五孔探针间接测量法的原理及其校正，测量和数据处理方法，并对一前向多翼（双吸）风机的蜗壳内流场进行了测量。     

海上风机基础防撞设计初探

从分析风机基础可能遭遇的船舶撞击的风险出发,提出了船舶撞击风机基础的概率计算方法。在此基础上提出通过防护成本和撞击损失的比较分析确定撞击标准的方法。进而提出了海上风机基础防撞设计的基本思路,并就风机基础防撞设计所涉及的船舶撞击力的计算方法和风机基础防撞设施的设计和使用进行了阐述。初步阐明了海上风机基础防撞标准的确定方法和海上风机基础防撞设计的思路,可供海上风机基础设计参考。     

2400t双臂架起重船动力系统改造及应用

"三航风范"号是一艘2400t双臂架变幅式起重船,主要用于海上风机整体吊装。由于"三航风范"号是无动力起重船,在施工作业及风场移位过程中需要有拖轮协助作业,产生较大的费用。通过在起重船甲板加装甲板悬挂式推进系统,可使起重船具备一定的航行及移位功能,实现短途移位和机位调整,极大地提高了现场风机安装的作业效率。     

离心通风机降噪设计研究

本文介绍了采用低噪声风机结构和振动模态试验技术相结合的方法研究设计船用低噪声离心通风机,使之达到低噪声的目的。对风机的主要部件,如叶轮、叶片、进风口及风舌间隙,进行了最佳的气动力设计,应用振动模态试验技术,分析风机的振动模态与噪声的相干关系,在风机的机壳内粘贴模态阻尼板,改变了风机的模态,增加了阻尼,从而降低了风机振动产生的噪声。     

Markov理论对主风机系统可靠性的研究

在地下井工开采过程中,通风是重中之重。但是在生产过程中,时常出现风机停止运转,造成井下通风不足甚至无风,严重威胁井下工作人员安全和矿山效益。为了解决风机故障问题,我们运用Markov理论对矿井通风系统中的主风机系统进行了研究,研究了主风机系统的稳定性,并对元阳大坪金矿新安装的一套主风机系统,安装前后三个月主风机系统的可靠度进行分析后,我们可以依据风机本身设计的原有属性,指定风机系统的可靠性阈值mins R)(,当主风机到达可靠性阈值时发出警报,提醒矿山人员检查风机,杜绝风机出现故障,保证井下工作人员生命安全和极大地维护了矿山效益。     

绕组式永磁耦合调速与高压变频调速效率比较

本文介绍了一种永磁耦合调速技术。提供了一种比较计算变频调速和永磁耦合调速效率的数学简化模型。按照该模型,很方便地计算出变频调速和永磁耦合调速的系统效率。以一个额定功率为1000 k W的风机、泵类负载传动系统为例,得出了在10%~100%转速下,永磁耦合调速效率高于变频调速的结论。