船用锅炉排烟管路敷设对锅炉性能影响分析

通过对锅炉排烟管背压阻力计算与压力燃烧器送风机允许背压的比较分析 ,得出锅炉热效率、蒸发量以及烟道爆裂安全性与排烟管路敷设有关     

基于FlowMaster仿真的变频器水冷管路优化设计

本文介绍变频器冷却系统水冷管路优化设计.通过优化变频器水冷管路的管件材料、直径、长度以及支管路串并联方式等降低变频器水冷管路进出口压差,从而降低变频器水冷管路流阻,确保变频器在水冷系统中获取足够冷却水流量.     

基于协同进化的舰船分支管路系统路径优化研究

提出基于协同进化方法的舰船船舶分支管路系统三维空间布局的优化方法,突破了先前分支管路布局优化研究中必须首先确定管路敷设顺序和分支点位置的思想,将分支管路系统分解为多个单独的管路,每个单独的管路代表一个种群,种群间相互影响适应度的评价以使分支管路系统布局达到最优.仿真算例证明该方法的可行性和有效性.     

一种船用LNG管路管夹布局优化方法

船用LNG管路的应力大小和分布对于管夹的布局非常敏感,提出一种船用低温管路管夹布局优化方法,建立以管路应力为目标函数,管夹数量和位置为变量的优化模型,并提出一种基因同化-遗传算法。在该算法中,管夹的数量和位置可同时进行优化。将该方法应用于某LNG液相管路,有效的降低了管路的应力。     

基于提高船舶破损稳性的管路优化设计

舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破损工况下浸水区域的海水经过破损管路进入完整舱室,保证完整舱室的水密性,进而提高船舶的破损稳性。     

基于提高船舶破损稳性的管路优化设计

舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破损工况下浸水区域的海水经过破损管路进入完整舱室,保证完整舱室的水密性,进而提高船舶的破损稳性。     

船用海水冷却管路冲击响应计算

为研究船用复杂管路系统的抗冲击性能,以推进柴油机海水冷却管路系统为研究对象,建立完整的管路模型,包括对管路附件、连接设备及支、吊架的模拟。为分析管内液体对管系抗冲击性能的影响,采用折算流体体积法和考虑流固耦合的ALE算法进行计算对比,得出液体影响折算系数。研究结果表明:计算时应根据管径对液体的影响系数进行折减;管路系统在弯头与三通处易产生塑性变形;垂向冲击载荷作用下垂直弯头的响应远大于水平弯头。     

船用海水冷却管路冲击响应计算

为研究船用复杂管路系统的抗冲击性能,以推进柴油机海水冷却管路系统为研究对象,建立完整的管路模型,包括对管路附件、连接设备及支、吊架的模拟。为分析管内液体对管系抗冲击性能的影响,采用折算流体体积法和考虑流固耦合的ALE算法进行计算对比,得出液体影响折算系数。研究结果表明：计算时应根据管径对液体的影响系数进行折减;管路系统在弯头与三通处易产生塑性变形;垂向冲击载荷作用下垂直弯头的响应远大于水平弯头。     

管路消振器降低管路振动与脉动压力

提出了一种既能减小管路振动又能衰减流体压力脉动的管路消振器结构。该结构将流体消振器扩张室设计成弹性壁，随着流体脉动压力的变化，使扩张室的体积发生变化，以降低不可压缩流体脉动压力。理论计算和试验验证表明，该弹性壁结构对降低管路流体脉动压力和振动是可行的。在80Hz以内理论计算值与试验值较为一致。从实际配机试验结果看，该结构对管路流体脉动压力以及管路机械振动有相当明显的衰减效果。     

一种新型舰船管路隔振器设计及性能试验

舰船管路隔振装置是降低管路振动传递及提高舰船声隐身性能的重要部件,采用高效的管路隔振器可有效地降低管路的振动和噪声。本文设计了一种新型舰船管路隔振器,并针对海水管路系统制备了管路隔振器装置样机。为验证新型管路隔振装置的性能,开展了管路隔振装置的静刚度、固有频率、隔振效果、抗冲击和破坏载荷试验。试验结果表明,本文设计的管路隔振器具有良好的静动态力学性能。本文研究成果可为管路隔振器设计提供技术指导。     

弹簧支吊架在FPSO高温管道中的应用

高温条件下管道热胀、冷缩和端点附加位移产生的位移载荷是造成管道应力过大和相连设备管口扭矩、反力过大的主要因素。合理设计管道走向和支架布置来增加管道系统柔性是减小管道热载、降低管道应力的主要途径。以机舱排烟管道系统为例,在CAESAR II中建立数值模型,分析了排烟管道的热胀载荷对管道的影响,比较了弹簧支架约束与刚性支架约束对高温排烟管道一次、二次应力的影响。研究发现,在高温管道中,弹簧支吊架不仅能增加管道系统的柔性,减小管道热应力,而且能降低管道对支架的约束载荷,减小管道所受的集中力。     

柴油机水下排气海水倒灌现象的理论分析

柴油机水下排气时存在海水由排气管倒灌入柴油机进而导致柴油机严重损坏的风险。通过分析管内气液两相逆向流动特性和国内外相关研究成果,指出水下排气管内海水倒流的物理机制,并给出了基于Wallis无因次气相速度的水下排气管海水倒流判断准则。进而以某柴油机排气参数为基础,计算分析了排气管管径、排气口水位深度及排气温度等因素对管内倒流界限气速的影响,所得结果对水下排气柴油机防止海水倒灌具有指导意义。     

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。     

以船舶尾气为驱动热源的吸附制冰系统性能研究

为了提高单位质量吸附剂的吸附量,缩小吸附床的体积,并选择合适的化学吸附制冷工质对,在分析国内外吸附制冷系统研究进展的基础上,采用了多发生器吸附制冰系统。对系统中的关键部件吸附床内的单元管传热性能进行了研究,对单元管传热热阻对系统的影响进行了理论分析,同时还对减小各部分热阻的方法进行了探讨,基于此,对多发生器制冰系统进行了制冷性能研究。结果表明,烟气与单元管的对流换热热阻占总热阻的89%,而船舶尾气余热吸附制冰系统的性能参数可达25%。     

船用热管废气锅炉设计与运行

本文介绍了热管废气锅炉的设计及在实船上的运行情况,该锅炉经过一年多时间的考验,证明热管工作性能良好,在船舶上应用提高了动力装置热效率、降低了燃油的消耗,为今后船舶节能提供了一条新的途径。     

自升式海洋平台发电机组排烟管长距离布置研究

本文以一个已经投用圆柱桩腿自升式平台为例，针对以往平台柴油发电机组排烟管就近位置布置，占用平台有用空间的现状；通过对平台结构及空间的分析，对柴油发电机组排烟管进行长距离布置。通过理论计算，完全满足设备的使用要求下，且该布置方案运用于该自升式海洋平台，使用效果良好。该方案的运用，完全可以保证发电机组的可靠运行，能够确保整个平台的安全生产作业。     

潜艇发射鱼雷时舱室增压对人员安全影响分析

阐述了潜艇发射鱼雷后废气回收的重要性和必要性,分析了舱室增压的2个指标,根据气体动力学的基本原理对舱室排气相关问题进行了理论计算,提出潜艇大深度鱼雷发射废气回收的安全措施。     

Thermal expansion of pipe-in-pipe systems

This paper presents a comprehensive mathematical model for the thermal expansion of pipe-in-pipe and bundle systems that are used in the offshore oil and gas industry. The inner pipe and the outer pipes are assumed to have structural connections through bulkheads at extremities and spacers or centralisers to prevent contact of the inner and the outer pipes. The aim is to calculate the displacement and forces on the bulkheads and axial force in the inner pipe.In addition to protective pipe-in-pipes, short and long pipe-in-pipes are defined and the limits between the two are clearly delineated. Analytical methods are extended to study the effects of exponential temperature gradients along both the inner and the outer pipes, the pipe-in-pipe length, tie-in spoolpieces, inner pipe weight, seabed and spacer friction and relative axial stiffness of the inner and the outer pipes on the thermal expansion characteristics. The iterative approach to solve thermal expansion characteristics proposed can be replaced by analytical calculation in most practical situations. Simple analytical formulae are suggested when the outer pipe temperature is constant. Analytical solutions indicate good agreement with finite element numerical results.     

相继增压系统对改善船用直列八缸发动机性能的试验研究

随着大型柴油发动机经济性和排放要求的不断提升,以及对发动机稳态、瞬态特性要求的不断提高,传统的涡轮增压系统已无法满足船用发动机全工况性能的要求。为了提高产品竞争力和适配性,针对某8缸直列船用柴油发动机开发了带有定压排气管的相继增压系统,并进行了发动机台架试验研究。结果表明：发动机中、低转速时,相继增压系统使发动机比油耗可以下降5%-10%,排气温度降低30%-45%,烟度下降55%-60%；最大扭矩可以提升15.1%-36.4%；发动机最大扭矩转速工况突加突卸响应性提升约28%-29%；相继增压系统中定压排气管的设计使得发动机高工况性能也有所提升,从而实现发动机全工况性能的提升。     

导弹舱室固体火箭发动机意外点火的喷雾降温数值模拟

为防止舰船导弹舱室内固体火箭发动机发生意外点火,避免出现火灾事故,对导弹舱室内固体火箭发动机意外点火的燃气流场进行数值模拟,并基于组分输运和DPM离散相喷雾模型对导弹舱室内的喷雾降温效率进行耦合计算。然后,通过改变喷嘴组合位置、喷嘴数量、喷雾强度、雾锥角和水温研究相关因素对导弹舱室喷雾降温效率的影响。结果显示：在喷雾降温作用下,导弹舱室内的温度快速下降,温度在3s内可下降至400K以下。但是,射流冲击区的降温却不理想,且导弹舱室的底板还需要特殊的热防护措施。同时,考虑到火源的随机性,喷嘴应尽可能均匀布置,数量不宜过少且雾锥角应较大,以提高降温效率。然而,当喷雾强度增大至一定程度后,若再继续增大,降温效率的提高却不明显。研究表明,采用所提喷雾降温数值模拟方法对导弹舱室内固体火箭发动机的意外点火情况进行降温和防控均有效可行。