潜艇舱室固态胺CO2清除技术的基础理论分析

简述了国内外潜艇舱室二氧化碳的清除方法,指出了固态胺技术将是未来发展的主要方向之一,分析了固态胺吸附与再生的理论基础,给出了成功应用该技术需要优先解决的系列问题。     

潜艇舱室大气环境技术发展研究

世界各国海军对潜艇空气质量越来越重视,并将舱室大气环境控制水平作为衡量潜艇总体性能的一项重要指标,为"环境质量因素"赋予仅次于武器系统的重要地位。随着潜艇在水下隐蔽航行时间的不断延长,对舱室环境的舒适性提出了更高的要求。空调通风向节能、健康、舒适的方向发展;舱室供氧和二氧化碳清除由资源消耗型向高效再生的方向发展;有害气体的净化向高效和综合净化的方向发展;大气环境监测由分散仪器向集中在线连续监测的方向发展;大气环境质量评估由单一方法发展为主观和客观因素综合评价。根据国外潜艇舱室大气环境技术发展趋势,提出我国未来技术发展方向,即需要重点开展潜艇舱室大气环境综合控制、连续监测和量化评估技术研究。     

水下密闭空间生存环境的综合改善技术——采用低温冷冻法改善潜艇舱室大气环境的空气净化系统

提出了采用低温冷冻法清除潜艇舱室有害气体的系统思路；并介绍了该方法在AIP潜艇和核潜艇上的系统流程。与目前采用的潜艇空气净化方法相比，低温冷冻法具有能够清除的有害气体种类多，系统本身不产生有害气体，能够杀菌消毒和辅助艇舱降温等一系列优点，对于全面改善舱室生存环境，降低潜艇动力消耗，提高潜艇续航能力等具有积极意义。     

载人深潜器二氧化碳清除方式研究

比较了各种类型水下运载器如潜艇、载人深潜器等对载人密闭舱室内二氧化碳气体浓度的不同要求。针对载人深潜器载人舱内的客观条件,从动力、空间大小、二氧化碳浓度要求等方面分析其对二氧化碳清除的特殊要求。分析了常见的几种密闭环境二氧化碳清除方式如一乙醇胺、固态胺、分子筛、碱石灰、氢氧化锂等技术各自的优缺点,在此基础上,开发出一种二氧化碳清除技术及研制了样机。使用该样机进行封闭空间内的有人二氧化碳吸收试验,以验证该项技术的效果。试验结果证明了这种技术的有效性。在完成样机试验后,又将样机随潜水器进行海试。海试的圆满成功进一步证实了样机的有效性。     

潜艇舱室CO2净化技术的研究现状与展望

潜艇舱室中的CO2气体是一种有害气体,主要由艇员呼吸产生.分类介绍潜艇舱室CO2净化技术:物理净化法、化学吸收法和生物净化法.并用图片直观展示了国外海军使用的一些潜艇舱室CO2净化装置,提出潜艇舱室CO2净化技术的研究方向.     

潜艇大气成分检测技术发展展望

对潜艇舱室空气中污染物主要检测方法进行了论述,分析了各种检测方法的优缺点,结合环境化学的技术发展,探讨了潜艇舱室有害气体检测方法的发展趋势,为今后开展潜艇舱室空气中污染物的检测技术研究提供参考。     

膜技术在潜艇中的应用前景

介绍了膜技术的发展及其在潜艇生命维持系统和动力系统的应用和前景,如利用膜技术为潜艇供应淡水(海水淡化)、制氧(水电解制氧、从海水中提取溶解氧)、除二氧化碳(将二氧化碳扩散到海水中)、潜艇环境传感器、燃料电池等,这些技术的应用将大大改善潜艇舱室空气质量,延长潜航时间和距离.     

国外海军事故潜艇中二氧化碳清除技术

总结了几种国外海军事故潜艇中使用的二氧化碳清除技术,包括再生药板、二氧化碳吸收装置、自持式二氧化碳吸收装置、巴特勒幕帘和活性塑形幕帘,分别从制备和使用方法上对各种技术进行了介绍,并对各种技术的优缺点进行了分析和讨论,最后对潜艇应急用二氧化碳清除技术的发展趋势作了展望。     

AIP潜艇长航期间舱室环境中空气污染物分析

研究了我国AIP(air independent propulsion)潜艇潜航舱室环境有害气体的基本情况和浓度分布,为更好制定AIP潜艇舱室环境标准和控制建议提供基础数据。本文采用的方法有液氮低温条件下预浓缩联合气相色谱分离,用色谱质谱联用检测大部分挥发性有机化合物,用在线监测仪器分析了潜航过程中颗粒物、一氧化碳和二氧化碳的污染水平。定量检测了34种污染组分,大部分物质浓度较低,在这些物质中有些是嗅阈值低、毒性高的组分如二甲基二硫醚、苯、二硫化碳、三氯甲烷。部分污染物浓度较高,达到ppm级别。舱室颗粒物污染主要为细颗粒物污染,部分舱室浓度超过国家室内空气质量标准,住舱二氧化碳最高浓度超过常规潜艇的容许标准。下潜时间的增加使舱室环境产生部分恶化,微量污染物通过累积使污染物浓度接近或超出相关标准规定,人员活动产生的挥发性有机物、颗粒物和二氧化碳等无机气体进一步加剧了舱室污染,要尽快加强相关的医学保障和制定相应的卫生标准。     

潜艇舱室固态胺CO2清除技术的基础理论分析

简述了国内外潜艇舱室CO2的清除方法,指出了固态胺技术将是未来发展的主要方向之一,分析了固态胺吸附与再生的理论基础,给出了成功应用该技术需要优先解决的系列问题。     

Development and prospects of key technology for submarine atmospheric environment control北大核心CSCD

Air regeneration, harmful gas purification and atmospheric composition monitoring are the key technologies of submarine atmospheric environment control systems. After years of development, China has made great progress in such systems, which have developed from ensuring the safety requirements of submariner and equipment operation to ensuring the health of submariner and reliability of system for long-term underwater operation. This paper reviews the development history of submarine atmospheric environment control technologies and introduces their future development prospects. The developers of integrated atmospheric environment control technology should learn from foreign submarine and aerosphere equipment technologies, which aim to support long-term submerged operation and comfort demands, and better adapt to future submarine technology development and evolving mission, in order to constantly enhance the level of submarine cabin air quality of the Chinese navy. © 2022 Journal of Clinical Hepatology. All rights reserved.     

潜艇悬停水舱排注水控制方式比较

为合理设计悬停水舱,根据理想气体状态方程,计算不同的注排水控制方式下的潜艇高压气体消耗量和舱室气压增量,采用定性分析的方法,比较不同的注排水控制方式在噪声水平及能耗两个方面的特点。结果表明,在潜艇日益重视减振降噪及在高压空气消耗量和舱室气压增量可以接受的情况下,悬停水舱选择能耗及噪声最低的气排注控制方式最为合理。     

上层建筑薄板焊接变形控制研究

本文以舰船上层建筑结构手工间断焊接产生的变形作为衡量依据，通过热弹塑性有限元分析方法分别进行CO2气体保护焊与手工间断焊的仿真分析,对CO2气体保护焊采用不同的焊接参数、焊接顺序等多方案进行模拟计算，明确两者焊接变形相当时的CO2气体保护焊最佳焊接工艺参数，最后通过实物模型进行了验证。本研究成果已提交给舰船制造厂，作为其制定合理的CO2气体保护焊焊接工艺参数的依据，并全面应用于舰船建造。     

潜艇舱室空气处理技术研究进展

潜艇舱室内空气质量是影响潜艇续航的重要因素之一。舱室内污染物质来源多样,大气成分复杂,处理难度大,给相关技术发展带来挑战。针对其特殊性,综述了潜艇舱室内空气处理技术的研究进展,系统介绍了当前国内外不同形式的潜艇舱室空气处理工艺,重点阐述了不同工艺的原理、现状及优缺点,为探索潜艇舱室空气处理新途径、新技术提供参考和思路。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

Choked flow in water/CO2 solutions on air-independent propulsion systems

We develop a simplified model of choked flow in pipes for CO₂-water solutions as an important step in the modelling of a whole hydraulic system with the intention of eliminating the carbon dioxide generated in air-independent submarine propulsion. The model is based on an approximate fitting of the homogeneous isentropic solution upstream of a valve (or any other area restriction), for given fluid conditions at the entrance. The relative maximum choking back-pressure is computed as a function of area restriction ratio. Although the procedure is generic for gas solutions, numeric values for the non-dimensional parameters in the analysis are developed only for choking in the case of carbon dioxide solutions up to the pure-water limit.     

潜艇舱室内的火灾模拟及消防决策研究

目前研究火灾的模型由于不能很好地反映烟气的流动特性和温度场的分布,以及存在对非规则空间的局限性。采用GAMBIT对潜艇舱室非规则空间进行网格划分,运用N-S时均方程和双k-ε湍流模型对流场进行理论计算,结合燃烧化学反应为单步不可逆快速反应假设,对舱室内的火灾发展过程进行模拟。通过临界火灾发展和蔓延的临界时间制定消防决策。文章为潜艇的消防决策研究提供了一种实时可靠的研究方法。     

破损潜艇成功挽回的相对吹除量规律性的研究

在建立潜艇舱室进水情况下应急操纵的数学模型的基础上,利用计算机模拟仿真计算的方法讨论在多种工况下相对吹除量的规律性,为进一步计算最低吹除时间奠定基础.     

以舱段模型代替整艇模型进行噪声估算的可行性探讨

采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法,对SUBOFF潜艇模型的一个舱段在考虑不同声反射边界条件下的水下辐射噪声进行了数值计算,并讨论了以舱段模型代替整艇模型进行噪声估算的可行性。分析结果表明,不同声反射边界条件下辐射噪声的指向性比较一致,但不同边界条件下辐射噪声的最大声压级误差较大,声反射边界条件对舱段模型辐射噪声的影响不可以简单忽略,为对不同潜艇结构进行噪声估算提供了参考。     

基于振动分析技术的潜艇舱段结构优化设计

舱段是潜艇的主要组成部分,为了降低潜艇结构的振动,在设计舱段时,需要选择合适的结构参数.舱段的基本结构是外壳板、纵骨和肋骨,选择外壳板的板厚、纵骨和肋骨的截面尺寸、纵骨和肋骨的数量作为设计参数,分别计算参数不同时舱段结构振动均方法向速度,根据计算结果,总结振动响应的谱峰频率、峰值与激振力频率、作用方向、舱段结构设计参数之间的关系,以此为基础,合理地设计舱段结构的参数和形式,达到了降低舱段结构振动水平的目的.