船用滑油冷却器运行性能分析及流致振动研究

为研究船用滑油冷却器流致振动和微振磨损问题,清晰滑油冷却器易发生振动破损的薄弱部位。建立滑油冷却器壳侧及管侧的三维计算模型,采用流固耦合计算方法计算滑油冷却器壳侧滑油和管侧冷却水的耦合压力场、耦合流速场及耦合温度场,获得压力、流速、温度等关键运行参数的分布规律,基于管壳式换热器流致振动的诱发机理,揭示与流致振动密切相关的壳侧流体流动能量分布规律。由于滑油横向冲刷换热管束,促使壳侧流体掺混剧烈,导致壳侧流体压力场和速度场剧烈脉动,温度场不均匀分布,壳侧对流传热系数呈先降低再快速升高变化规律。根据滑油流动能量分布图谱,判定滑油冷却器进、出口区域的换热管束承受流致振动破损较为严重,其中进口区域换热管承受流致振动破损最严重。     

船用滑动轴承冷却性能数值仿真与实验研究

滑动轴承是船舶推进系统的重要组成部件,开展滑动轴承工作性能研究对保证船舶正常运行具有非常重要的意义。本文以某型滑动轴承为研究对象,分别建立滑动轴承冷却盘管流动与换热数值模型以及轴瓦流体润滑数值模型。基于UDF技术将流体润滑模型所得到的轴承摩擦热作为边界条件施加在盘管换热器传热模型中,建立滑动轴承冷却盘管流体传热与滑动轴承轴瓦流体润滑耦合数值模型。基于该耦合模型,对标定转速工况下盘管式换热器换热性能进行分析,并与实验数据进行对比。研究结果表明,所建立的滑动轴承流体换热与流体润滑耦合模型具有较好的计算精度,该盘管式换热系统满足设计要求。     

翅片套管式冷凝热回收换热器传热特性分析

一种翅片套管式空调冷凝热回收换热器,能同时实现风冷和对空调冷凝热进行回收。通过ANSYS-FLUENT软件对换热器在未进行热回收状态下传热管内部的温度场进行了分析,结果显示换热器内管中的流体温度随着夹层管中制冷的剂温度变化而变化,换热器传热管内管中的流体及内管结构不会减弱空气对夹层管内制冷剂的冷却效果;使用了MATLAB对风冷、水冷两种途径的传热情况进行了计算分析,发现随着内管中水速的增加,风速逐渐减小,风机功耗降低。因此,该热回收换热器具有可行性和很高的实用价值。     

高压板壳式换热器板片强度分析

针对高压板壳式换热器的耐压问题,建立板壳式换热器耐压核心元件换热板片在高压下的受力计算模型,利用SolidWorks计算模块,对不同型式板片在高压下的应力情况进行数值计算。利用计算结果,设计出1型针对该高压情况的换热板片,形成1台耐高压的板壳式换热器。通过压力试验,验证了该板壳式换热器的耐压性能及所构建理论计算模型的正确性。     

船舶柴油机热管换热器的设计计算

本文讨论了热管换热器设计计算的一般方法，编制了以换热面积最小为优化目标的电算程序，并对６１６０型船用柴油机冷却系统热管换热器进行了实例设计和分析。     

CFD仿真分析在换热器设计中的应用

用于化学激光器尾气降温的换热器对流动阻力要求非常苛刻,因此本文用CFD方法对换热器初步设计方案的可行性进行验证.建立了换热器CFD计算模型,采用标准k-ω两方程湍流模型对换热器的湍流流动和换热进行了仿真计算.仿真结果表明,压力降远低于允许值,初步设计方案可行,但是换热效果稍差,建议适当减小管间距,既充分利用流动阻力的许用值,又增强换热效果.     

一种新的设计优化策略及其在翅片管式换热器性能设计中的应用

结合国内换热器生产企业的实际情况,对翅片管式换热器性能优化设计计算提供了一条全新的思路,根据(1)换热元件的基本尺寸、管程数以及管程/壳程介质的流速限制;(2)管程/壳程介质的压降限制;(3)换热器的换热面积裕度限制等限制条件,对指定换热元件的换热器的管排数、翅片数等结构参数布置进行逐层筛选优化。该优化策略可极大减少计...     

流体扰动对不同排列方式下翅片套管换热器换热性能的影响

翅片排列方式影响换热器的换热系数．以翅片排列顺序不同的错列式和直列式翅片换热器作为研究对象,采用数值分析手段,分析并比较不同翅片排列方式的套管换热器与光管换热器的换热系数．研究结果表明,翅片换热器换热系数比光管套管换热器换热系数分别提高了87.8％与98.2％,同时压降分别增加了35.1％和37.6％．错列式翅片换热器比直列式翅片换热器换热系数提高了5.2％．     

错列翅片板翅式换热器传热性能数值研究

应用SIMPLE算法对错列翅片板翅式换热器换热表面的流动及传热进行数值模拟,根据数值模拟结果分析了几何参数对流动及传热的影响,研究表明此紧凑式换热器具有良好的换热特性.该研究进一步弄清其换热机理,这无疑极大地改进了错列翅片板翅式换热器的设计方法.     

船用螺旋管换热器热工及水动力特性数值研究

为明晰船用螺旋管换热器内流体流动传热规律及其流致振动特性,提高运行效率及安全性能。本文建立船用螺旋管换热器三维模型,采用流固耦合方法进行换热器热工及水动力特性数值模拟,借助流致振动预测方法计算得到与流致振动密切相关的流体冲击能量变化特性。计算结果表明,螺旋管上、下游管间出现回流现象,极易导致杂质沉积;螺旋管上、下管壁对流传热系数小,管壁温度高,易诱发爆管现象;基于流体冲击能量变化特性,流体能量在螺旋管区域呈波峰值,且螺旋管侧管壁冲击能量高于上、下管壁,可以预测螺旋管侧管壁承受流致振动破坏较严重,实际试验数据验证了本文数值结果。     

船舶柴油机超低温排烟余热锅炉的设计

余热锅炉是船舶主机余热利用系统中的重要设备。为了综合利用船舶主机余热,文章结合船舶主机的特点以及传统余热锅炉的设计方法,以哈尔滨工程大学船舶柴油机余热利用系统中应用的三压式超低温排烟余热锅炉为例,给出一种新型船舶柴油机超低温排烟余热锅炉的设计方法和特点。定量分析比较了采用大小管径对锅炉整体质量尺寸的影响,结果显示,小管径在质量、尺寸上表现优越,适合在船舶动力系统中使用。此外,还推导出余热锅炉受热面采用螺旋翅片管时换热面积及烟道流通面积的计算公式,并提出受热面管束6种错列布置方式,可供相关行业参考。     

转轮式全热交换器在舰船空调通风系统中的应用

阐述了转轮式全热交换器的显热和潜热效率，分析了空调系统中显热和潜热的能耗构成。通过对转轮式全热交换器和显热交换器热回收率的比较，得出使用全热交换器的节能效果更加明显的结论。结合国内舰船空调通风系统的现状和发展趋势，提出了转轮式全热交换器在舰船空调通风系统中应用的可能性。     

核能闭式循环氦气轮机动力装置性能优化

以潜艇用高温气冷堆氦气轮机循环为对象，用有限时间热力学理论和方法优化其性能，导出循环的功能、功率密度（功率与循环中最大比容之比）和热效率表达式，在高、低温侧换热器和回热器总热导率一定的条件下优化三个换热器热导率分配，得最佳功率、功率密度和热效率，并与文献中的概念设计方案性能作了比较。结果表明了本文方法的有效性。     

水源热泵在船舶冬季采暖中的应用

提出了船舶水源热泵方案,该方案利用热泵将船舶中央冷却器出口海水废热及直接泵入海水的低位热量转化为船舶冬季采暖可以利用的优质热源,具有能源利用率高、保护环境的优点.     

一种地效翼船型线的实用设计方法

本文介绍了一种结合地效翼船特点的船型实用设计方法,该方法能够将船体外形用一组简单的数学公式完整地表示出来.采用该方法编制了地效翼船型线设计计算程序,并先后对数条地效翼船船型进行了优化设计,都取得了良好的效果.     

基于DEMATEL-AHP-VIKOR的豪华邮船技术经济论证

豪华邮船造价昂贵,若在初步设计阶段内确定的船型方案不够合理优良,会造成重大决策失误,因此对船型方案进行技术经济论证非常必要。充分考虑邮船设计特点,系统建立完善的船型评价指标体系。由于指标及方案众多,采用更加合理的组合评价方法决策试验与评价实验室法（Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL）-层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）-多准则妥协解排序法（VlseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje,VIKOR）进行船型方案排序,并利用Visual Studio C#编程语言开发豪华邮船船型技术经济论证系统,进行实例计算分析。计算结果显示,使用DEMATEL-AHP-VIKOR组合法得到的船型方案排序结果符合豪华邮船大型化的趋势,证明该方法有较高的适用性和可靠性。DEMATEL-AHP-VIKOR组合法在邮船初步设计阶段可有效筛选优良船型,为船型方案的合理决策提供理论依据。     

风冷热泵冷热水机组的稳态模拟和试验研究

建立了风冷热泵冷热水机组的稳态模型,并在试验台上进行了试验验证,系统在制冷和制热两种模式下运行,模拟值和试验值吻合良好,试验结果表明合理设计的过冷段换热器可以使冷凝器出口制冷剂产生一定的过冷度,并且在制热模式下融化一部分风侧换热器底部的结冰.     

基于数值模拟的复杂船舶围壁传热计算

采用数值模拟软件ANSYS和FLUENT对船舶复杂围壁分别进行稳态和动态的模拟计算,并将计算结果与相关手册提供的简化算法的计算结果进行对比。结果表明,采用简化计算方法得到的船舶典型围壁传热系数与采用数值方法计算得到的传热系数差异较大,计算误差约达10％。同时,采用稳态传热（即采用传热系数）计算的围壁传热量与采用动态方法计算的围壁传热量的差异也较大。因此,在计算围壁传热量时,应采用动态计算方法。