压载舱流水孔面积的核算方法

绝大部分船舶采用压载水系统来保持各种装载工况下的航行性能,压载舱流水孔的面积大小对压载水系统功能的实现有着重大影响.着重介绍了一种流水孔面积的核算方法.以某12500 DWT多用途船为例,通过分析实船的排压载过程,利用流体软件FLUENT进行仿真计算,得到不同情况下压载舱流水孔附近的速度和压力分布,从而优化压载舱内流水孔的设置.     

大型集装箱船压载舱溢流保护系统设计和研究

减少船舶自重以增加货运量是现代造船的重要课题之一。对大型集装箱船的压载水和压载舱透气管路进行系统性优化,可以达到船舶减重、节约钢材和节能减排的目的。以某大型集装箱船为例,分别给出了货舱区域和机舱区域两种压载舱溢流保护系统的布置方案,并运用管路阻力公式计算出两种方案下压载水舱的设计载荷,结果显示优化减重效果显著。同时,还列出了两种方案的优缺点,对不适用的船只进行了说明。     

基于CFD的主压载水舱吹除仿真与试验验证

采用CFD方法对压缩空气吹除主压载水舱过程进行仿真，同时开展水舱吹除等比模型试验，验证了两种湍流模型的预报准确性。在此基础上，着重研究水舱气液两相流动过程以及舱内气体压力动态变化特性，分析气源压力、通海孔面积对吹除的影响。研究发现：两种湍流模型均可以较好地预测水舱吹除过程，其中，Realizable k-ε模型对气瓶气体压力的预测与试验吻合更好；SST k-ω模型对于水舱中气体压力的预测与试验相对较为接近。通海孔面积增加可以显著减弱水舱气体积压，在气源压力为2.16 MPa、5.04 MPa和8.16 MPa时，通海孔面积增大5.14倍，试验测得的水舱峰压分别减少51.13%、59.90%和64.82%，仿真得到的水舱峰压分别减少50.44%、57.30%和60.02%。在吹除后期，有压缩空气从通海孔溢出，舱内气体压力迅速下降，可以此作为解除吹除的判据。     

高压空气复杂管网系统水舱吹除仿真研究

针对高压空气吹除水舱时剧烈气液混合流动,难以准确计算出其内部复杂流态下舱壁压力与完成吹除的所需时间,本文提出基于MPCCI平台进行一维管网和三维水舱耦合联合的仿真方法。首先建立高压空气吹除水舱数学模型,并运用Flowmaster软件对水舱吹除提供并分配动力的整个管网系统进行建模与仿真,得到各工况下管网内各节点处的压力、质量流量等参数;然后运用MpCCI平台实现Flowmaster和Fluent的联合仿真,对高压空气吹除系统进行一维管网和三维水舱耦合仿真分析,实现了吹除系统的多舱、动态和耦合的求解,得到多舱同时吹除过程中水舱中气-液混合现象、壁面压力变化及水舱排水速率等。最后对一维仿真结果与一维-三维耦合联立仿真结果进行对比,得到的水舱出口排水速率曲线有着较好的一致性。     

铝基牺牲阳极阴极保护在海船压载水舱中的应用研究

海船压载舱使用海水压载，引起船体板的腐蚀，焊缝处会产生蚀孔漏水。采用铝基牺牲阳极阴极保护系统可大为降低腐蚀速率，使压载水舱的保护度在７８％～９５％，保护与未作保护的试片腐蚀率相差８倍，效果明显。     

免处理的船舶压载水系统液位自动调节装置

设计一种免处理船舶压载水系统液位自动调节试验装置,提出基于以太网和CAN总线的压载舱液位控制方案,对装置中的信号采集模块、通信模块和控制模块进行软硬件开发,并进行压载舱液位自动调节模拟试验。试验表明:该装置能够保证压载舱液位的恒定调节,可实现数据实时显示和对压载舱液位进行自动控制,为此类免处理的船舶压载水系统设计提供参考。     

节流孔板的流场噪声耦合分析及改型设计

针对某型汽轮发电机组油管路振动噪声大的问题,利用数值仿真方法对油管路节流孔板进行流动与噪声耦合计算分析,结果表明故障原因是节流孔板处产生了汽蚀现象。在此基础上,对节流孔板结构形式进行改型优化,得到节流降压及噪声性能优越的半圆角型节流孔板结构,这是因为圆角导流作用有效减弱了孔板处的流动剪切作用,进而降低了噪声,并防止了汽蚀现象的发生。     

7500t起重船压载舱的优化研究

针对7500吨起重船的作业进行了简单的受力分析,并且对原起重船压载舱的特点进行了详细的总结。结合实际经验和相关理论,对原起重船的压载舱提出了四套改进方案,选取四种典型的工况,采用传统的多方案比较方法,从总压载量和压载水的调拨量两个主要方面进行综合评价,得出最优的压载方案。最后,总结了起重船压载舱优化的一些规律。     

船用增压锅炉雾化蒸汽减压装置

针对某型船用增压锅炉雾化蒸汽系统前后压差过大,易导致蒸汽压力调节器堵塞的问题,提出加装多级节流孔板减压装置的解决方案,并探索出一种适用于求解以微过热蒸汽为流动介质的三维多级节流孔板的数值模拟方法。通过对3种设计方案的流动特性和节流特性的比较得出:方案2的速度场和压力场的衰减符合流体运动规律,且在孔板进口压力不低于1.5 MPa时,可以保证雾化蒸汽的工作压力,为最佳的工程应用方案。同时,以方案2为设计依据,研制了1套节流孔板减压装置,并安装于某型船用增压锅炉雾化蒸汽系统上进行试验使用,试验结果与模拟结果的误差仅为5‰,证明了所述模拟方法的可靠性。     

全回转起重船压载舱的优化探索

比较原船方案和优化方案在两种装载状态下固定起吊7500t时的数据,发现了一些问题。从而进一步分析了探讨数值分析法中所采用的优化原则的局限性。通过建立简单的数学模型,运用相关的数学软件,分析总结出压载舱分舱时的规律。比较分析几种典型的回转起吊的工况,总结出回转起吊时的一些规律。最后,归纳出如何优化设计大型起重船的压载舱。     

压载水管理系统中的去氧化法机理研究

为了满足《船舶压载水及其沉积物控制和管理国际公约》对船舶压载水必须处理和排放水标准,以及G8导则对陆基试验的规定,即压载舱中的水应储存超过5 d,且没有微生物再生,提出采用去氧化法,能在很长时间内防止微生物再生。通过数学模型计算、实验室试验台架以及实船试验论证了去氧化法机理是可靠的和可操作的,氮气系统能防止压载舱舱壁的腐蚀。膜+充氮去氧是最佳组合,没有二次污染而且节能,能满足国际公约的要求。     

外置式耐压液舱实肋板拓扑和开孔尺寸优化

[目的]为了简化建造工艺和减轻液舱结构重量,对外置式耐压液舱实肋板结构进行拓扑优化和开孔尺寸优化设计。[方法]首先,利用Hyperworks/Optistruct对外置式耐压液舱整体模型进行结构应力分析。然后,在拓扑优化中,除与液舱壳板和耐压船体壳板相连的约100 mm长条状范围外,以实肋板其他范围内的单元密度为设计变量;以与实肋板相连的液舱壳板和船体壳板上结构的典型应力及实肋板体积分数为约束,以实肋板上最大Mises应力最小化为目标,针对满载和空舱两种工况,利用商用软件Hyperworks/Optistruct对实肋板结构进行拓扑优化。最后,基于Matlab和ANSYS联合优化,以实肋板上von Mises应力和剪应力为约束,以相应结构重量极小化为目标,对实肋板开孔进行尺寸优化,从而得到精细化开孔方案。[结果]拓扑优化结果表明,外置式耐压液舱实肋板开减轻孔应集中在中、下部。开孔尺寸优化结果表明,相比初始方案,实肋板剪应力增加38%,其他关注区域应力相当时,内部实肋板上结构重量可降低19%。[结论]两类优化设计均表明,外置式耐压液舱实肋板开减轻孔应集中在中下部,且从下到上开孔面积应逐渐减小。     

铝基牺牲阳极阴极保护在海船压载水舱中的…

海船压载舱作用海水压线，引进船体板的腐蚀，焊缝处会产生蚀孔漏水。采用铝基牺牲阳极阴极保护系统可大为降低腐蚀速率，使压载水舱的保护度在７８％－９５％，保护与未作保护的试片腐蚀率相差８倍，效果明显。     

某大型半潜式自航工程船压载水系统设计

为安全可靠实现半潜功能,根据某半潜式自航工程船压载舱多的特点,压载系统采用空气压载系统与泵压载系统相结合进行设计.试航结果显示:压载水系统的设计能够安全实现该船海上半潜作业功能,达到了技术规格书中的有关要求.     

基于AMESim的超高压气动吹除阀仿真与实验研究

介绍一种带压差控制的超高压气动吹除阀及其工作原理。运用AMESim气动元件设计库建立吹除阀仿真模型,对其动态特性进行系统的分析研究,并进一步探究主阀阀芯节流孔孔径、控制阀弹簧预压缩量、气源压力、舷外海水压力等参数对吹除阀吹除性能的影响。最后,对吹除阀的性能进行实验研究。研究结果表明:吹除阀的工作性能平稳,响应灵敏,压差控制精度高;气源压力、舷外海水压力对吹除阀压差控制性能没有影响,但提高气源压力或降低舷外海水压力能够有效提高吹除效率;通过改变节流孔孔径与控制阀弹簧预压缩量,可以调节吹除阀压差控制范围。     

某深水半潜式生产平台压载系统配置研究

通过研究某型深水半潜式生产平台压载系统,分析泵舱压载泵和深井压载泵的适用条件,为其他深水半潜式生产平台压载系统的配置设计提供一定参考。通过对半潜式生产平台压载系统的设计理念及相关规范进行调研,掌握了深水半潜式生产平台压载系统的设计方法,总结不同压载泵形式的特点,并基于该深水半潜式生产平台特点提出适用的压载泵选型方案。     

潜艇高压气吹除主压载水舱系统模型研究

潜艇发生舵卡和舱室进水事故后,最有效的方法是通过吹除主压载水舱获取正浮力和校正力矩来挽回潜艇,高压气吹除主压载水舱模型建立的准确与否直接关系到潜艇挽回成功与否。因此,有必要开展高压气吹除主压载水舱模型研究。本文分析了潜艇高压气吹除主压载水舱物理模型特征,建立了高压气吹除主压载水舱短路吹除和常规吹除模型,并进行了仿真计算,为开展物理模型实验提供理论依据。结果表明,拉瓦尔喷管流量模型比较适用,压载水舱的排水量主要取决于高压气吹除率和高压气吹除使用方式,相同条件下某型潜艇高压气吹除系统短路吹除的排水量是常规吹除的2倍多。     

12000 t抬浮力打捞工程船沉浮试验分析

12 000 t抬浮力打捞工程船为一种集装卸和自航能力于一体的3岛式半潜船，沉浮试验与常规半潜船试验方法类似。文章通过压载舱透气管的特殊设计方案和优化压载舱压排载的顺序，尽量保证压载舱灌满或排空，减少自由液面，在主甲板全部入水、船舶初稳性高迅速减小的情况下，船舶保持正位，实现平稳顺利的下潜和上浮。     

荷兰“绿色船舶公司”压载水处理系统将获IMO全面认可

近日，荷兰“绿色船舶公司”（Greenship）宣称其开发的压载水处理系统已完成岸基测试，并获得英国劳氏船级社颁发的证书。该公司还透露，该系统将于明年年底获得IMO的全面认可。该系统主要采用清除沉积物的方法，防止污泥在压载舱底部形成永久性沉淀物。据称，在压载舱形成的污泥沉淀物可造成燃料消耗增加近3％。     

考虑重力影响的高压气体吹除改进数理模型和试验对比分析

考虑重力对吹除过程的影响,改进现有压载水舱高压气体吹除数理模型,并对原始数理模型与改进数理模型进行差异对比。通过高压气体吹除系统的模型试验,验证改进数理模型的可靠性。最后,使用改进的数理模型对影响吹除效率的因素进行分析。结果表明：在吹除系统中,当流水孔面积达到一定值时,可能出现流水孔面积增大,但流水孔的水的质量流量几乎不变的情况;当等效喷管喉部直径足够大时,高压吹除的速率与等效喷管喉部直径关系较小。