船用定风量空调系统能量调节的研究与应用

定风量空调系统是船用中央空调系统的重要组成部分,为人员住舱和部分工作舱室提供一定温湿度和洁净度的新鲜空气。船用空调系统多采用一次回风系统,通过集中式空调器回风口设置的温湿度传感器,来控制空调器的能量调节和送风温度。然而,在回风温度受到干扰、舱内人员数量变化或末端风量被调节等情况下,舱内的实际温度将受到影响,部分舱室不能满足设计需求。某外贸船采用回风控制和典型舱室控制相结合的方法,根据不同工况下对两种控制方法的切换使用,解决了上述影响因素引起的舱内温度不稳定的情况。     

缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机燃烧特性

以L 21/31船用中速柴油机为原型,在不改变燃烧室结构的基础上将其改装成缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机,利用AVL_FIRE软件展开三维数值模拟,研究此双燃料发动机的LNG替代率极限以及高替代率时的缸内燃烧及排放性能。研究结果表明：改装后双燃料发动机的LNG替代率极限为99.5%,当替代率大于99.5%时,LNG无法被引燃;在可以正常燃烧条件下,保持引燃柴油及液化天然气喷射正时和喷射时间间隔不变,随着液化天然气替代率的增加,液化天然气燃烧始点基本不变,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低,NO、CO生成量和排放量降低。     

缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机燃烧特性

以L21/31船用中速柴油机为原型,在不改变燃烧室结构的基础上,将其改装成缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机,利用AVL_FIRE软件展开三维数值模拟,研究此双燃料发动机的LNG替代率极限及高替代率时的缸内燃烧及排放性能。研究结果表明:改装后双燃料发动机LNG替代率极限为99.5%,当替代率大于99.5%时,LNG无法被引燃;在正常燃烧条件下,保持引燃柴油及液化天然气喷射正时和喷射时间间隔不变,随着液化天然气替代率的增加,液化天然气燃烧始点基本不变,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低,进而降低NO、CO的生成量和排放量。     

几种典型船用风量调节阀的特性分析及研究

船用风量调节阀是空调系统空气管路不可或缺的一部分,本文通过数值模拟方法分析现有的3种典型的船用风量调节阀的流量特性和阻力特性,利用风量调节阀的试验台架进行其性能验证,并分析阀门的再生噪声特性。数值模拟、性能试验以及噪声特性的分析结果可以为船用空调系统设计选型风量调节阀提供一定的参考依据。     

几种典型船用风量调节阀的特性分析及研究

船用风量调节阀是空调系统空气管路不可或缺的一部分,本文通过数值模拟方法分析现有的3种典型的船用风量调节阀的流量特性和阻力特性,利用风量调节阀的试验台架进行其性能验证,并分析阀门的再生噪声特性.数值模拟、性能试验以及噪声特性的分析结果可以为船用空调系统设计选型风量调节阀提供一定的参考依据.     

空气净化器风道的计算机仿真

在进行空气净化器风道结构的设计中,风道的结构形式对风量起着重要的影响。本文利用ICEPAK计算机仿真软件在设计阶段对空气净化器的风道进行模拟仿真,建立了风道的仿真模型及建模过程,仿真出风道进口处与出口处的空气流速的变化值,进一步研究离心风机的风量与滤层阻力、流量、流速的影响关系。通过实验比较,在不同滤器种类的情况下,验证了风阻对风量的影响大小,证明了空气净化器风道计算机仿真的正确性。     

船用通风机减振降噪的探讨和实验研究

船用通风机的性能、噪声和振动是衡量风机好坏的重要指标。性能关系到通风效果,噪声和振动关系到船员身体健康、工作效率和安全性。本文首先对船用通风机从进口到出口进行了整体模拟,并在此基础上对叶轮和蜗壳进行了优化设计,使之合理匹配,从而提高风机性能,并从源头上降低空气动力噪声。实验结果表明,与原型机相比,改进之后的风机在设计工况处噪声值降了5dB。同时,本文还通过减小叶轮的偏心距来进行减振研究,使通风机组的结构噪声比原型机下降2dB。     

机舱无风管诱导通风系统优化设计

机舱通风采用无风管诱导风机的布置,机舱内温度场、风的流向和风量的控制就完全依赖于诱导风机的选型及布置。利用数值计算软件,首先模拟没有风管和诱导风机情况下的机舱内空气流场,分析其流场中存在的问题及不足点,针对这些问题和不足点选择和布置不同类型和风量的诱导风机和喷嘴,改变局部流场,满足机舱内设备对通风的个性要求,最后再根据数值模拟来校核机舱内增加诱导风机后的空气流场。从模拟结果可看出,诱导风机的增加大大的改善了机舱无风管时的舱内气流组织,很好的代替了通风风管的作用,能进一步优化机舱通风系统,使机舱通风系统更加高效,可控性更高。     

EGR及进气压力对双燃料发动机燃烧和排放的影响

为解决船舶柴油机排放的NOx、soot和CO等污染物过多的问题,以济南柴油机厂出产的4190ZLC-2型船用中速机为研究对象,运用AVLF FIRE软件构建双燃料燃烧室模型,并验证该模型的准确性.通过仿真试验研究甲醇掺混比为20％的情况下,不同EGR率和进气压力对柴油机燃烧、排放和动力特性的影响,保证在柴油机正常燃烧性能情况下得出最佳的EGR率和进气压力.研究结果表明:EGR引入并配合混合燃料能大幅降低NOx排放量,可满足国际海事组织TierⅢ排放标准;放热率曲线会随着EGR率的增大而后移,且峰值增加,同时柴油机的动力性有不同程度的下降.在EGR的基础上适当提高进气压力不仅能优化柴油机动力性,而且可进一步降低NOx、soot和CO排放.经分析,当掺混比为20％、EGR率为10％时,NO排放较原机排放降下76.9％,soot排放量降低40.7％,指示功率降为51.26 kW;当进气压力提高至0.213 MPa时,指示功率增大至52.88 kW,柴油机的动力性得到优化.     

基于形貌优化的船用负压风机降噪设计

近年来,负压风机在船舶通风、散热、换气等方面发挥着重要作用。目前,负压风机存在噪声高、工作效率低等问题,如何降低风机噪音成为人们研究的重点。本文研究负压风机噪声产生的原因,在此基础上,利用形貌优化算法对船用负压风机进行降噪设计,降低风机工作的噪音,满足船舶对风机性能的需求。     

离心风机的内部流场数值模拟及噪声预估

建立后向板型叶片离心风机的流场模型,运用非结构化网格对流场模型进行网格划分,流场模拟的湍流模型采用标准k-ε模型,风机旋转区与非旋转区的耦合采用移动参考坐标系模型MRF,利用Fluent流体分析软件对离心风机的三维流场进行模拟仿真,得出叶轮、蜗壳的速度、压力等分布云图,在此基础上,运用数值计算方法对所研究的离心风机进行噪声预算,结果表明：考虑蜗壳与叶轮之间的区域计算所得流场更加符合实际工况;叶轮对气流做功,叶片根部气体的速度最小,叶片边缘处速度最大;蜗壳内侧的静压与全压均偏低;蜗壳的静压与动压在蜗舌区域均发生突变。研究结果有助于了解风机内部流场的运动规律,为风机结构优化及噪声优化研究提供参考。     

基于MATLAB对船用辅助鼓风机性能曲线可视化研究

船用辅助鼓风机(以下简称风机)是在柴油机启动及低速工况为满足扫气系统的要求而附设的一种装置,这种风机与一般离心式通风机有明显不同,在外形尺寸上不仅要满足柴油机的安装要求,在性能上也必须达到给定的A点及B点空气流量和压力以满足柴油机起动及低负荷时对空气量的需求[1]。如何运用一种合理、高效的方法对试验数据的分析,是对风机的设计制造有着十分重要工程应用价值。因此通过运MATLAB可视化编程功能对辅助鼓风机测试数据进行最小二乘法曲线拟合,并对其拟合结果进行了分析, 拟合误差在3% 之内,得到了精准的风机的性能曲线。     

开槽蜗舌对离心风机流场特性的影响

针对风机叶轮射流尾迹与蜗舌产生的动静干涉流场的特性,研究风机内部动静干涉流场的相互作用机制.以某离心风机为研究对象,通过对传统蜗舌的结构进行改进,在叶轮出口长度对应的蜗舌展向长度范围内开槽,采用数值计算的方法分析开槽结构的槽宽、槽深和间距等参数对离心风机的气动特性和风机内部流场分布的影响规律.计算结果表明:开槽蜗舌有助于改善风机的运行效率,减小尾迹对蜗舌前缘的冲击,延缓蜗舌下游边界层的流动分离,削弱叶轮与蜗舌之间的动静干涉作用,抑制蜗壳壁面的非定常压力脉动.     

喷水推进器进口流道水动力性能分析

[目的]研究喷水推进器进口流道主参数对其性能的影响,为喷水推进器设计提供依据.[方法]基于STAR-CCM+商业软件,通过定常雷诺平均NS方程(RANS),数值模拟分析不同进速比(IVR)工况下喷水推进器进口流道轴线高度和进流角度对其水动力性能的影响,并根据国际拖曳水池会议(ITTC)的不确定度分析规程进行数值不确定度...     

船用离心泵内部流场数值分析和性能预测

通过对船用离心泵内流场三维不可压湍进行数值模拟，揭示了泵内流道的压力及速度分布规律，根据泵内流道的压力及速度分布规律，对泵进行水力优化设计，同时对船用离心泵的性能进行预测．     

燃料电池系统膜增湿器传热传质性能研究

对大功率常压燃料电池系统膜增湿器的传热传质性能进行实验研究,确定了影响膜增湿器性能的主要因素,建立膜增湿器传热传质数学模型,仿真研究了这些因素对膜增湿器性能的影响机制.研究表明,降低增湿器操作压力,增大空气流量,提高进气温度有利于提高扩散系数;减小空气流量和降低干空气进口温度有利于降低膜内水含量梯度.     

失速点上湿压缩对于跨音速压气机转子性能的影响

In order to study the effects of wet compression on a transonic compressor,a full 3-D steady numerical simulation was carried out under varying conditions.Different injected water flow rates and droplet diameters were considered.The effect of wet compression on the shock,separated flow,pressure ratio,and efficiency was investigated.Additionally,the effect of wet compression on the tip clearance when the compressor runs in the near-stall and stall situations was emphasized.Analysis of the results shows that the range of stable operation is extended,and that the pressure ratio and inlet air flow rate are also increased at the near-stall point.In addition,it seems that there is an optimum size of the droplet diameter.     

叶片不同弯折角对高速斜流风机气动性能的影响

叶片弯折角作为风机的重要设计参数,能否合理选择弯折角对风机整体性能影响明显。针对8°、18°、28°、38°、48°5种不同叶型弯折角进行CFD数值模拟,研究表明:弯折角增大,最高效率点向大流量工况偏移;当弯折角超过一定值后,流道扩压度过大,小流量工况流动分离明显,压力迅速下降,风机高效区范围变窄。弯折角变化对效率影响不大,但弯折角变小则压力降低。内部流场分析表明,弯折角过小将不利于叶片加载,弯折角过大则有利于高效工况区间的拓宽。     

Temporal variations of water flow between the Venetian lagoon and the open sea

Long-term measurements of the water flow at three Venice Lagoon inlets with the bottom-mounted ADCPs show that the main part of the variance (>90%) is associated with the tidal variability. Semi-diurnal constituents (mainly M2 and S2) are responsible for about 80% of the flow variance. Phase-lag between the axial current and sea-level is on the order of 2 h for M2 and 4 h for the K1, the maximum inflow leading the sea-level maximum. Phase-difference of tidal flows between inlets shows that Chioggia leads both Malamocco and Lido, suggesting that tidal signal progresses northward, thus in the opposite direction of both the semi-diurnal and diurnal tidal signals in the open Adriatic currents. The sea-level slope between the open sea and the lagoon interior controls the inlet flow, which is due to the time lag being constant for all tidal constituents. It was shown that tidal oscillations at Punta Salute (lagoon interior) lag those in Lido by about 45 min. The pressure gradient due to the sea-level slope generates the flow acceleration. Only for large current speeds (>0.5 m/s), the bottom friction term becomes equally important as the local acceleration and the horizontal pressure gradient terms. Wind effects manifest as a remote forcing through Adriatic seiches at semi-diurnal and diurnal scales, and as a local forcing at very long time scales on the order of a month. This latter mechanism is limited to a winter period (November–January). Seiches are present over the entire year, being however, more energetic and frequent during autumn and winter.