小管径垂直管水下排气完全携带点实验及分析

船用柴油机采用水下排气方式具有降低排气噪声、改善舱外空气质量等优点，在大型豪华游轮等特殊船舶中具有广泛应用前景。为防止海水由排气管倒灌入柴油机造成事故，需弄清水下排气管内水倒流发生的条件。对大管径垂直管防止水倒灌临界条件即完全携带点的已有认识较为统一，而对小管径垂直管仍未有清晰的认识。在管径25~100 mm范围对垂直管的完全携带点进行了实验，探究了小管径垂直管的完全携带点预报方法。实验结果表明在小管径范围，垂直管完全携带点对应的临界表观气速随管径增大而升高，但气相Wallis数随管径增大而减小，说明Wallis数过度关联了管径对临界表观气速的影响。基于气相Kutateladze数和无量纲气相黏性，对小管径垂直管提出了新的完全携带点预报模型和相应实验关联式。     

柴油机水下排气红外抑制仿真研究

以潜艇的红外隐身为背景,研究柴油机在水下排气时红外控制的方法。建立了柴油机水下排气两相流模型,提出柴油机水下排气两级方案:一级降温是柴油机排气总管内进行喷淋水雾;二级降温是采用小孔排气增加海水与热气的掺混。仿真研究了该方法对红外的抑制效果,结果表明:两级降温措施对柴油机的高温排气有良好的效果,可大大降低热气浮升至水面的温度从而降低红外特征。本文提出的方法对水下高温排气红外抑制具有重要意义。     

潜用柴油机最低不倒灌水转速研究

本文对潜用柴油机排气系统海水倒灌现象进行了机理分析，通过理论研究和对大量试验数据的分析，提出了计算最低不倒灌水转速公式，并进行了试验验证。     

高排气背压柴油机配气相位优化仿真及试验研究

搭建某16 V增压柴油机的一维仿真GT-power模型,并通过试验数据对模型进行标定。分别对柴油机在高排气背压下工作时,进气早开角、进气晚关角、排气早开角和排气晚关角对柴油机性能的影响进行了计算和分析,并且借助多学科设计优化软件Isight,采用改进的非支配排序遗传算法对配气相位进行了多目标优化。最后在寻优结果的基础上,进行试验研究。结果表明高排气背压下工作的柴油机,配气相位优化的主要方向是通过减小进气早开角和排气晚关角以减小气门叠开角,从而减小高排气压力对缸内废气倒灌以及进气道倒灌的影响;在降低涡前排温的同时,由于充气效率的降低,会导致柴油机的燃油消耗率升高;通过多目标优化对配气相位优化后,涡前排温降低了10.9℃,有效地改善了柴油机在高排气背压下的热负荷问题。     

6缸柴油机改用单排气总管的模拟计算与实验研究

某车用柴油机改型为船用，排气管相应地由风冷改成水冷。本文对原机进行了模拟计算和实验校核。在此基础上，对改用水冷单排气总管的机型进行模拟计算，对排气管结构，进、排气阀正时对柴油机运行的影响进行了分析。实验研究表明：采用单排气总管增压系统，新的机型能够满足功率要求，在低工况下燃油经济也较好。     

162 kW柴油机排气海水脱硫性能

针对162 kW柴油机排气搭建囊括海水一段式洗涤、海水梯级洗涤、海水/碱液梯级洗涤、碱液一段式洗涤和碱液/碱液梯级洗涤等5种运行模式的填料塔脱硫洗涤系统,开展变硫浓度、海水碱度、液气比和填料高度的海水一段式洗涤试验。结果表明:随液气比加大,填料压降先缓慢增加后迅速上升,为避免液泛,在0.9~1.2 m填料高度内液气比应不高于8 L/Nm^3。在海水碱度0.84~2.36 mmol/L、SO2浓度330~2860 mg/Nm^3、液气比≤8 L/Nm^3条件下,海水一段式洗涤脱硫效率随海水碱度升高、液气比加大、硫浓度降低而呈持续升高趋势,但无法完全满足排放控制区要求;增加填料高度对脱硫效率提升有限,为控制填料阻降,不宜将其作为解决海水一段式洗涤无法完全满足排放控制区要求的有效措施。     

两相流排气压力脉动的实验研究分析

本文对特种发动机一摆盘式发动机排气管内气液相流脉动状态进行了实验研究，概述了其实验过程，并对试验结果，典型图谱作了分析。其中，着重讨论了摆盘机排气系统的特点，冷却水对排气状态的影响，以及排气压力脉动与发动机振动和水下排气噪声的关系。     

二冲程柴油机扫气过程数值模拟分析

本文建立了6S50MC二冲程柴油机气缸直流扫气三维模型，利用三维流体动力学（CFD）仿真软件FIRE，研究了扫气口设计参数对换气过程的影响，特别是对排气口开启初期废气倒流现象有了更精确的模拟和合理的解释。另外对不同的气口设计方案下的缸内残余废气浓度随曲轴转角的变化过程作了细致的描述，并对扫气口仰角的变化对换气过程的影响做了更进一步的探讨。研究结果表明：二冲程柴油机排气阀开启时刻对扫气初期的废气倒流现象影响较大，且开启时刻越迟，废气倒流越明显；二冲程柴油机扫气口设计仰角越大，越利于初期扫气，但新旧气体混合也比较严重，对后期扫气不利。因此，对于额定转速较高的二冲程柴油机，由于扫气过程时面值较小，因此适合设计一定的仰角增大初期扫气量；反之，取消扫气口仰角，则更有利于提高二冲程柴油机整个换气过程的换气质量。     

PA—280柴油机的变工况多目标配气正时优化计算

建立了柴油机废气涡轮前的燃气能量和燃油消耗率的综合评价函数，采用多目标优化的方法，对ＰＡ６－２８０柴油机的进排气正时进行了优化计算，分析了配气正时的调控对柴油机性能的影响。     

大中型舰船柴油机排气泄漏风险评估和监控需求研究

对于以柴油机为动力的舰船,柴油机工作过程中可能由于排气泄露或二次吸入导致舱内有害气体浓度升高。为了评估该类事故工况的影响,本文针对某典型舰船,以柴油机尾气中的CO为特征污染物,利用多区域模型仿真,分析了不同排气泄漏程度及二次吸入程度下典型舱室CO浓度变化情况。研究结果表明,4%排气泄漏率时,会导致柴油机舱CO浓度急剧升高,超出室内空气质量90 d容许浓度限值;9%排气二次吸入时,会导致所有舱室平衡浓度超过90 d容许浓度限值。结合分析结果,建议在柴油机舱进行CO浓度实时监测,并对柴油机通风、排气管路设计进行优化。     

PA6-280柴油机的变工况多目标配气正时优化计算

建立了柴油机废气涡轮前的燃气能量和燃油消耗率的综合评价函数，采用多目标优化的方法，对PA6-280柴油机的进排气正时进行了优化计算，分析了配气正时的调控对柴油机性能的影响。     

涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真与试验研究

基于管内一维非定常流动和缸内容积法,搭建了废气涡轮增压柴油机仿真平台,其中包括气缸模型、进排气管路模型、涡轮增压模型、中冷器模型及喷油控制模型。进行了脉冲负载下废气涡轮增压柴油机瞬态工作过程模拟计算,结果显示,仿真值与试验数据有较好的一致性。同时,得到了涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态工作特性,并提出了一些脉冲负载下改进涡轮增压器和柴油机匹配的措施。     

摆盘机水下排气噪声的研究

本文对摆盘式发动机气液脉动两相流水下排气噪声的形成过程和影响因素进行了理论和实验研究，给出了控制水下排气噪声的主要技术途径，并进行了初步实验验证。     

船用柴油机排气冷却降噪装置性能仿真与实验研究

在特定情况下,船用大功率柴油机排气温度和噪声会受到严格限制,为解决这一问题,考虑在柴油机后安装冷却降噪装置.现应用湍流气粒两相流动的计算流体力学理论,对冷却降噪装置的冷却效果及阻力特性进行仿真计算,计算结果和试验吻合较好.     

湿式排气的设计问题及解决措施

为了节省机舱空间以及降低排气温度和噪声,现在很多船舶的柴油机组都采用了冷却水和烟气混合的湿式排气方式,但在实船应用中,如果湿式排气设计不合理就会出现回流和虹吸等各种问题。本文针对这些问题进行了详细的分析研究,并且提出了合理的解决措施,从而避免造成柴油机组的损害,对其它排气方式的设计也具有很好的参考价值。     

控制船机废气排放的绿色水运技术分析

文章分析了水路运输船舶柴油机废气排放对大气的污染,介绍了国际海事组织相关公约对船机排放的控制要求,讨论了业界重点关注的船机废气排放控制技术、温室气体排放等热点问题、以及国内外法规与鼓励措施等。文中还提出进一步完善控制船机废气排放的措施和思路,以期推进水路运输节能减排重大关键技术、先进适用技术与产品的研发与推广,促进绿色水运可持续发展。     

浅析如何降低机舱排烟管路热应力

考虑船舶机舱排烟管路上,部分设备对管路的热应力限制比较高,为降低管路设备的热应力,结合案例讨论通过优化排烟管路布置、优化膨胀节设计的方法,降低作用在设备上的管路热应力,达到保护设备的目的。     

Analysis of Efficiency of the Ship Propulsion System with Thermochemical Recuperation of Waste Heat

One of the basic ways to reduce polluting emissions of ship power plants is application of innovative devices for on-board energy generation by means of secondary energy resources. The combined gas turbine and diesel engine plant with thermochemical recuperation of the heat of secondary energy resources has been considered. It is suggested to conduct the study with the help of mathematical modeling methods. The model takes into account basic physical correlations, material and thermal balances, phase equilibrium, and heat and mass transfer processes. The paper provides the results of mathematical modeling of the processes in a gas turbine and diesel engine power plant with thermochemical recuperation of the gas turbine exhaust gas heat by converting a hydrocarbon fuel. In such a plant, it is possible to reduce the specific fuel consumption of the diesel engine by 20%. The waste heat potential in a gas turbine can provide efficient hydrocarbon fuel conversion at the ratio of powers of the diesel and gas turbine engines being up to 6. When the diesel engine and gas turbine operate simultaneously with the use of the LNG vapor conversion products, the efficiency coefficient of the plant increases by 4%–5%.     

柴油机排烟呈白色故障分析

文章以红岩6-250ZCD柴油机排烟呈白色为例子,介绍了故障现象及查找原因的过程,并对故障成因进行了剖析,有利于今后此类故障的快速确诊。