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。     

基于流固耦合的水冷排气管结构强度仿真分析

结合特殊用途柴油机低热辐射水冷排气管的结构设计,借助Fluent软件,联合仿真方法,对其在额定工况下的排气流动过程进行瞬态分析,得到流动分布和表面换热系数;同时,对冷却水流动过程和对流共轭传热进行仿真分析,得到水冷排气管的温度场梯度边界。在此基础上,分析在热应力、重力、排气压力和冷却水压力综合作用下,安装在单缸机缸盖上的水冷排气管的应力和应变的分布情况。研究结果可供水冷排气管的结构优化和可靠性设计参考。     

柴油机船废气锅炉的控制系统

本文对柴油机船上使用废气锅炉的优越性从节约能源及经济角度上作了简要介绍。对该锅炉的热力计算和控制系统,通过公式和图表作了较详细的论述。引证了排气温度 T_(AE)≈400℃的四冲程柴油机较之排气温度 T_(AE)≈300℃的二冲程柴油机使废气锅炉的蒸汽产量约大50%。通过对废气锅炉的蒸汽控制系统介绍,引伸出除氧器和汽包控制系统的要点。最后介绍了废气锅炉对二种不同柴油机的计算。     

自流喷水冷却装置喷水降温效果计算分析及结构设计

为降低柴油机排气温度,根据流体力学、热力学和喷射器的基本原理对安装在柴油机排气管路上的自流喷水冷却装置降温效果进行理论计算和分析,结合模拟试验完成自流喷水冷却装置结构的方案设计。使用表明,该装置将柴油机排气温度降低至100℃,可有效降低排气红外辐射特征,柴油机的排气背压没有明显增加。     

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。     

管系布置中的几个问题

作者曾写了《管系施工中存在的若干问题》一文(见《造船技术》1980年第6期),觉得言尚未尽,故而再写本文作为补充。1.排气系统设计(1)排气管穿过甲板及穿过舱壁的设计: 排气管有时要穿过甲板,由于排气温度高达400～500℃,所以排气管的设计,应能适应热胀冷缩的要求。例如图1α的设计,显然不     

采用DSP的船舶柴油机冷却水温度控制系统设计

柴油机作为船舶的主要推进装置具有多输出、大惯性、运行工况复杂、多变量等特点。其工作状态的好坏将直接影响船舶的整体运行情况及船上人员的人身安全。影响柴油机工作的重要参数之一是柴油机冷却水的温度,通过精确控制冷却水的温度能够提高柴油机的动力性、减少燃料消耗及废气的产生。本文通过分析船舶柴油机的冷却水系统,设计一种基于DSP的柴油机冷却水控制系统。     

柴油机舷侧排气喷淋流动及传热模拟

[目的]为解决船用柴油机舷侧排气喷淋装置的降温效果评估问题,[方法]应用Mixture多相流模型和蒸发—冷凝模型,对排气管内喷淋的流动和传热过程进行数值模拟,得到并分析不同冷却水量比下排气温度场分布、排气管截面平均温度的沿程变化规律以及压力损失。[结果]研究结果表明:喷淋条件下,由于水的挤压和水—气传热传质,排气管内的高温核心区呈锥形,随着冷却流量比的增大,排气高温核心区的范围逐渐缩小;从无量纲沿程距离0.1～0.4,排气管截面平均温度急剧下降,之后排气管截面平均温度变化趋缓;总压损失与冷却流量比呈现非单调关系,对排气阻力的影响较小。[结论]研究结果可为舷侧排气喷淋装置的优化设计提供定量支撑。     

柴油机船舶的废热回收(WHR)

新一代的长冲程(二和四冲程)节油柴油机的排气温度相当低.在ISO标准情况下,低速柴油机的制造厂商将排气温度规定到低至250℃.这一进展是否会使中等功率柴油机中免去配置废热回收装置呢?本文希望能解决上述一些复杂问题.     

考虑转捩的某高速船用汽油机排气管流固热耦合分析

针对某高速船用汽油机原排气管在热冲击试验中的开裂问题,在增加排气管冷却水套的基础上,采用流固热耦合分析方法对排气管进行换热和热应力分析,并在此基础上,研究不同湍流模式和转捩对复杂流场流动与换热的影响。结果表明,不同湍流模型的温度计算结果和试验数据的吻合度均较好,证实了计算模型的准确性,而排气管的开裂系热应力过高所致,通过增加冷却水套可以解决排气管开裂问题;选用合适的湍流模型并考虑转捩影响,可以更加准确地判断分离点位置,提高复杂流场的数值模拟精度。