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。     

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。     

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%。     

大型舰船环状冷媒水系统运行模拟分析与试验

搭建了某舰船环状冷媒水系统的模拟仿真平台与试验平台,对该系统不同负荷需求下的运行模式进行模拟分析与试验研究,分析了舰船冷媒水系统在不同运行模式下用户的流量分配特性。结果表明,对于舰船夏季夜间与过渡季运行工况,系统双泵、三泵分别向全船所有用户供水时,用户流量分别约为设计流量的50%与70%,区间流量不平衡率小于15%,满足舰船用户不同负荷(50%或70%左右)下的流量需求;对于舰船冬季运行工况,系统单泵、双泵供全船全年支路冬季运行时,用户流量约为设计流量的70%与95%,其区间不平衡率均小于15%,满足舰船冬季满负荷(100%)部分负荷(70%)条件下用户的水量需求。通过模拟与试验结果对比,进一步分析实际舰船环状冷媒水系统的水力平衡特性。     

交通与物流——三峡两坝间按流量实施限制性通航

6月17日以来，三峡入库流量加大，逐步接近每秒25000立方米的大流量警备标准。长江三峡通航管理局进一步完善三峡大坝和葛洲坝之间限制性流量规定，对不同船型、不同主机功率的船舶按不同流量级别限制通过。流量达到或超过每秒25000立方米时，主机功率为200千瓦至270千瓦的船舶不得在两坝间夜航；流量达到或超过每秒35000立方米时，载运一级危险货物的船舶（队）不得在两坝间航行。据悉，三峡船闸停航标准今年仍为每秒45000立方米，     

超大型耙吸船舱内泥泵汽蚀性能分析

舱内泥泵汽蚀性能是决定超大型耙吸船施工能力的重要指标,然而国内建造的泥泵往往缺乏汽蚀性能数据。以国内首艘超大型1.8万m3耙吸挖泥船为对象,研究其舱内泥泵汽蚀性能,建立流体动力学模型。首先获得流量-扬程、流量-效率、流量-功率等泥泵特性,并与已掌握的试验数据进行对比验证模型的可靠性;应用完整汽蚀模型研究汽蚀性能,并采用较国外更为严格的效率下降值作为临界汽蚀发生点;据此获得某挖泥转速下不同流量的必需汽蚀余量数据。研究方法和结论可供工程界及具体船舶施工参考。     

海洋工程船燃油流量监测系统分析

为有效减少燃油消耗、降低航运成本，提出一种新型海洋工程船燃油流量监测系统，只在主辅机燃油系统的入口和出口处安装燃油流量计，将流量信号传送到中控系统，通过中控系统对不同工况下的燃油消耗进行监测。研究表明：该系统可有效降低设计成本，节省空间，操作简便。研究成果可为海洋工程船燃油流量监测提供一定参考。     

鱼雷发动机三组元比例控制器数值模拟

利用计算流体力学软件Pumplinx模拟鱼雷发动机中三组元比例控制器的内部流场,分析计算中不同压差情况下对比例控制器性能的影响,以及叶片与定子间间隙大小对于比例控制器性能的影响,同时对不同叶片数目下性能进行对比。计算结果表明:由于比例控制器为被动旋转马达结构,其转速和流量均随时间呈周期性脉动变化,随着工作压差增大,转速脉动幅度基本保持不变,而流量和扭矩脉动幅值增加;随着间隙增大,泄漏量增大,但流量、扭矩、转速脉动幅值大幅降低,出口流量较为平稳;叶片数目增多后比例控制器转速降低、排量降低。由计算结果推断出目前比例控制器的最优叶片数目为4。本文可为进一步研究比例控制器精度问题提供参考。     

水力式升船机组合阀流量比优化研究

景洪水力式升船机阀门段采用“并列三阀+矩形突扩体”的布置形式，目前组合阀流量分配暂无科学的指导依据。以景洪水力式升船机为依托，建立阀门段三维数值模型，研究组合阀不同流量比下的阀门段流场特性。结果表明，三阀联合运行时，突扩体内流场均匀度最佳；三阀联合运行时，主辅阀流量比为3：1时，流场内最低压力最高、最大流速最小、紊动较弱，最有利于抑制空化；组合阀合理流量比与流量系数比正相关，景洪工程组合阀较优的主辅阀流量比约为3：1。     

枢纽下游航道整治设计最小通航流量研究

为保障枢纽下游航道整治效果,使其达到规划航道等级标准,以岷江龙溪口—宜宾81 km航道整治工程为例,分析上游枢纽联合调度可能达到的设计流量,采用平面二维水流模型研究不同设计流量下达到的航道尺度。结果表明,远期通过岷江上游干支流水库联合调度,枯期(11月—次年4月)平均流量可增加至1 757 m3/s。当上游日均来流量大于900 m3/s的情况下,通过龙溪口枢纽的反调节作用,基本可保证龙溪口下泄基流在900 m3/s以上。流量为900 m3/s时,岷江下段各滩段航深得到有效改善,满足Ⅲ级航道2.4 m的航深要求。因此,岷江龙溪口—宜宾81 km航道整治设计最小通航流量应为900 m3/s。     

高坝库区和变动回水区设计最低通航水位的确定

传统的库区设计最低通航水位的计算方法主要对流量进行统计,按保证率计算入库流量与坝前水位相组合,但该方法没有考虑电站的调度方案。以金沙江向家坝库区为例,针对向家坝电站的调度方案不同,高坝库区坝前水位差较大,统一用保证率流量和坝前水位组合方案不符合实际情况,进行设计最低通航水位的研究。以实际坝前水位和流量的组合为依据,通过4种方法推求高坝库区及变动回水区设计最低通航水位,并进行对比。结果表明,考虑向家坝坝前水位与入库流量的组合可以更好地确定变动回水区的工程规模,符合实际情况,达到节约成本的目的。     

水下航行器三速制流量调节阀的动态特性研究

为提高航行器流量调节阀性能,在双速制流量调节阀基础上,对三速制流量调节阀进行系统研究,提出了结构改进方法,建立了以三速制流量调节阀为主的动力系统仿真模型,并对其换速过程的动态特性进行了仿真研究。     

增压直喷柴油机螺旋进气的三维模拟

用三维数值模拟的方法研究某四缸直喷柴油机实际增压条件下螺旋进气道的进气过程,并考虑了气体的可压缩性.分别对不同气门升程下气道中流场分布、流量系数以及涡流比的变化进行了分析.指出当进气速度大于当地音速时应对流量系数的计算值进行修正,并与稳态试验结果对比,结果吻合良好,为研究增压进气过程对性能与排放的影响提供了参考.     

大型舰船环状冷媒水系统并网运行模拟分析

针对某大型舰船环状冷媒水系统形式及特点,利用Flow Master建立该环状冷媒水系统的模拟仿真平台。通过对环状冷媒水系统单泵、双泵、三泵以及四泵多种并网运行工况的模拟计算,分析不同运行工况下用户区内与区间的流量分配特性与水力失调情况。模拟结果表明,系统在并网运行时,各用户区内支路流量分配较均衡;单泵供全舰用户运行时,各区用户模拟流量为设计流量的26.7%~38.8%,区与区之间流量最大不平衡率为31.1%,出现明显水力失调现象;对于多泵联合供全船运行工况,各区用户模拟流量分别为设计流量的51.8%~58.4%、77.0%~76.2%、88.7%~90.8%,能适应舰船不同负荷需求,区与区之间流量最大不平衡率小于15%,流量分配较均匀,满足工程要求。     

基于热节点网络法的船用LNG梯级汽化器换热性能分析

将基于梯级汽化理论的LNG梯级汽化器作为研究对象，以热节点网络法为基础，利用一维数值模拟的方法，对其进行热力学分析并建立该汽化器的热阻分析模型，实现该汽化器壳体中LNG、丙烷、海水三种工质耦合换热特性的研究。本文主要研究内容包括LNG腔体、丙烷腔体内气液两相流动换热及海水腔体内单相流动换热，比较了不同LNG质量流量和不同海水质量流量分别对LNG侧及海水侧流动换热特性的影响。研究结果表明：当LNG侧质量流量在2.4kg/s、2.8kg/s、3.2kg/s、3.6kg、4.0kg/s工况下，LNG侧出口温度分别为278K、281.6K、242K、229.8K、222.5K，温度变化显著且呈现先增大后减小的变化趋势；海水侧质量流量在80kg/s、100kg/s、120kg/s、140kg/s、160kg/s工况下，LNG侧出口温度分别为278K、283.2K、287.2K、290.3K、292.2K，增幅并不明显；同时，LNG侧质量流量为4.0kg/s时，其压降为5441Pa，约为2.4kg/s工况下的2.6倍，海水侧质量流量为160kg/s时，其压降为51993Pa，约为80kg/s工况下的3.6倍，两侧压降增幅均较大。     

防泥沙VLCC压载水舱浑水水力模型试验研究

针对一款新型防泥沙VLCC压载舱设计方案开展浑水水力模型试验,重点研究了不同进水含沙粒径、不同含沙量、不同进水流量和不同进水模式对其沉沙效能的影响。经验证,该设计方案具有一定的防泥沙效能,且沉沙率受进水含沙的粒径级配影响较大,而受一定范围内含沙量的影响相对较小,较低的进水流量和间歇式进水模式有助于提高沉沙效能。     

基于热节点网络法的船用LNG梯级汽化器换热性能分析

将基于梯级汽化理论的LNG梯级汽化器作为研究对象,以热节点网络法为基础,利用一维数值模拟方法对其进行热力学分析并建立热阻分析模型,对该汽化器壳体中LNG、丙烷(PR)和海水3种工质的耦合换热特性进行研究。主要分析了LNG腔体和PR腔体内气液两相流动换热以及海水腔体内单相流动换热,比较不同LNG质量流量和不同海水质量流量分别对LNG侧及海水侧流动换热特性的影响。结果表明:在LNG侧质量流量为2.4 kg/s、2.8 kg/s、3.2 kg/s、3.6 kg/s和4.0 kg/s工况时,LNG侧出口温度分别为278 K、281.6 K、242 K、229.8 K和222.5 K,温度变化显著且呈先增大后减小的变化趋势;海水侧质量流量的增加使得LNG侧出口温度升高,但增幅并不明显;此外,随着LNG侧和海水侧质量流量增加,两侧流体流动压降均大幅增加。     

船舶环状冷媒水系统冬季工况运行模拟分析

针对某船舶环状冷媒水系统冬季负荷特点,提出采用单泵及双泵供全船全年用户支路冬季运行2种模式。通过对该系统的仿真模拟,研究不同工况下,船舶在冬季运行模式下的全年用户支路的流量分配、水力平衡特性以及系统的水力稳定性。对单泵模式,任意1台水泵供水均能使全船各全年用户支路流量达到设计值的70%左右,支路最大不平衡率小于1%;在不同工况下,同一支路的流量最大偏差为7.27%～7.41%。对双泵模式,任意2台水泵联合供水均能使全船全年用户支路流量达到设计值的100%左右,且无水力失衡现象;在不同双泵联合运行工况下,同一支路的流量最大偏差小于5%。结果表明,对于船舶环状冷媒水系统单泵运行或者双泵运行可满足船舶部分负荷以及满负荷冬季工况需要,水力稳定性小于15%,满足工程需求。     

湘江大源渡航电枢纽增建鱼道进口布置及优化研究

鱼道的设计中,进口布置的好坏直接影响过鱼效果。研究以湘江大源渡航电枢纽增建鱼道工程为例,通过分析过鱼对象与时段、鱼道类型及枢纽调度方式,对增建鱼道提出两个布置方案。采用SMS-RMA2模型建立沿水深平均的平面二维水动力数学模型,计算了不同流量下两种方案对进口流速条件的满足情况,并对两种方案进水口布置位置的优劣进行对比,讨论了不同调试运行方式下两种方案的过鱼能力。研究结果表明,方案一进口流速在大多数流量下无法满足最佳流速0.2~1.3m/s要求,而方案二进口流速能满足各种工况流量下的最佳过鱼流速要求,但却在大多数流量情况下呈现不出"进口"的实际意义。在此基础上,为避免过鱼对象找不到鱼道进口,本文提出了两点优化措施,可对类似工程尤其是增建鱼道工程具有一定的借鉴意义。