高速巡逻船湿式排气系统设计

船上柴油机的排气管按照废气是否与冷却水混合排出而分为干式排气和湿式排气.干式排气不仅容易熏黑船体外板和甲板设备,且排气管路温度较高(可达到400～600℃),噪声污染也较严重;湿式排气则具有排气温度低(40～60℃)、自重轻和噪声低等优点,其绿色环保适用于那些注重外观且机舱空间紧凑,对设备重量敏感、对噪声和红外辐射要求较高的高速船(如巡逻船、游艇等).该文介绍了高速船主机湿式排气系统(冷却水与柴油机废气混合)的布置方案、设计方法以及在布置安装时需注意的问题,对民用高速船的设计有借鉴作用.     

水下爆炸冲击作用下舰船管路动响应研究

舰船管路是船舶抗冲击的薄弱环节之一,开展船舶管路抗冲击研究对提高舰船生命力很有意义。文中对大型船舶的压缩排气管路进行有限元建模,并基于有限元计算,分析了管路模型在水下爆炸冲击载荷作用下的响应。通过对管路应力、应变、加速度和位移等响应的归纳,得到空气管路在水下爆炸载荷作用下的响应规律并给出结论,可以为船舶管路系统的抗冲击研究提供参考。     

水下排气降噪试验研究

气体在水下排放时会产生较大的辐射噪声,影响水下设备的工作性能。在排气管路末端安装排气装置,将排放气体以小直径气泡的形式排入水中,针对水下排气噪声特点,为排气装置设计微穿孔板结构排气消音器。通过排气装置等距离线上噪声的分布特点,判断出排气装置的噪声源及其传播途径,为排气装置设计隔声层,并通过试验验证了降噪效果。试验结果表明：采用填充多孔型陶瓷棉的微穿孔板结构消音器,结合排气气泡反射作用,可以有效阻止排气噪声通过排气通道向水中辐射;采用气泡型泡沫板填充的气泡型隔声板,能有效隔离排气装置的辐射噪声。     

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。     

兰金循环型螺旋桨驱动装置

在兰金循环型发动机系统中，为了缩短降低螺旋转速所必需的时间，提高水下航行体的运动性能，这项专利提出设置透平机旁通管并安装流量调节阀，同时，回流管路连通供水管路、透平机旁通管以及排气管路。     

1000吨油船油气驱除系统的设计

根据《钢质海船入级与建造规范》，运输闪点低于６０℃油的油船必须配备油气驱除系统。本文就一艘１０００ｔ油船的油气驱除系统设计过程，介绍了采用油船货油管路作为油气驱除系统的通风管路，透气管路作为系统排气管路的设计思路及可行性，并对风机的选取，换气频率的确定，油气驱除系统的设计等作了探讨。     

某型重吊多用途船主机SCR排气管系设计

排气系统是船舶动力系统的重要组成部分,主机选择性催化还原（SCR）排气管系的设计质量直接影响主机SCR系统的安全运行。文章以62 000 DWT重吊多用途船为例,从系统设备布置、管路以及支吊架设计等方面介绍了主机SCR排气管系设计中的相关问题。该设计方案经实船交付运行,各项性能参数均符合设计标准,符合行业绿色低碳环保的发展趋势。     

排气管的支承方式

对于弹性固定的排气管的关键部位应采取合适的支承方式,这对保证相关设备和元件的安全运行具有重要的意义.     

D 形排气管在增压发动机中的应用

本文介绍“D”形排气管的设计、试验和在增压发动机中的应用结果。“D”形排气管使发动机排气系统流通能力、横截面上气体流场分布的均匀度都有明显的提高,从而使发动机的经济性和热负荷都获得改善。这种排气管已在实际的发动机中长期使用。“D”形排气管不仅使发动机的性能获得改善,而且增加了气缸盖和排气管之间的空间,使排气管装拆方便。这对结构紧凑的发动机尤为重要。可以说,这是一个意外的附加收获。     

船用柴油机浸没式排气管冷却性能优化

考虑到特殊船舶对柴油机排气温度要求严格,对柴油机浸没式排气管采用内展翅片形式以提高排气管的传热性能,采用数值模拟方法对浸没式内翅片排气管的流动、换热及阻力特性进行计算,将结果与实验关联式进行对比验证,比较不同翅片数目排气管的传热与流动性能,结果表明,采用内展翅片后,浸没式排气管的换热性能明显提高,努塞尔数为光管的1.2～2.0倍,阻力系数为光管的1.7～2.9倍,10翅、12翅浸没式排气管综合性能较优。     

基于AutoCAD的舰船排气管计算程序设计

针对舰船因排气管或其附件设置不合理所造成的危害,对舰船排气管设计计算进行二次开发程序设计,以90 000 t半潜船排气系统为例进行验证。结果表明,该程序的应用可提高设计效率,优化排气管的布置及其附件的设置,保证排气管安全可靠。     

排气管内二维非定常流动的计算研究

为了优化设计排气管形状，本文研究了柴油机排气管内二维非定常湍流流动的计算，排气管与气缸交接处的边界条件由实验结出，湍流模型采用k－ε模型。计算了一根3缸模型排气管内排气流动变化，计算结果与实验结果吻合良好。该研究对排气管的形状设计有一定的应用价值。     

基于多因素角度分析喷射结构对船机SCR的影响

随着大气环保需求的提高,国际IMO组织明确了船机排气NOX处理的要求。选择性催化还原系统SCR逐步成为船机NOX后处理技术的研究热点。本文基于计算流体力学(CFD)基本理论,结合排气管路特点,从多因素角度出发分析喷射结构对系统NOX转换效率影响的主要因素,为掌握船机SCR系统提供思路。     

集装箱正面吊发动机舱防火技术改造

正集装箱正面吊的发动机舱采用半封闭结构,涡轮增压器的工作温度较高,发动机上方铺设大量油管,发动机燃油管路、液压油管路与电路布置在一起。针对集装箱正面吊发动机舱在防火设计方面存在的上述缺陷,在发动机上方加装自动灭火器装置,为涡轮增压器和排气管路加装保护套,将油路与电路分开布置,同时优化启动电路,从而有效降低集装箱正面吊火灾发生概率。     

8170型柴油机应用可变几何排气管增压系统的计算研究

为了实现8缸柴油机高低负荷兼顾,提出新的可变几何排气管增压系统,通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。对可变几何排气管增压系统进行稳态和瞬态计算研究。稳态计算结果表明,与原机MPC增压系统相比,在25%、50%、75%和100%负荷时,可变几何排气管增压系统的平均扫气系数均大于MPC系统的平均扫气系数,油耗均小于MPC增压系统的油耗。瞬态计算结果表明,可控阀门关闭以后,压气机后进气压力增加的程度较大。     

水下航行体的新结构

本文陈述水下航行体内热－蒸汽动力发动机的配置情况。其中包括冷凝器、压缩机及排气管道的配置。冷凝器用于分离发动机排出的废气中的非冷凝部分及冷凝部分。压缩机用于消声，仅压缩废气中的非冷凝部分。压缩后的废气通过排气管道排入周围海水中。冷凝器为衬套状，起消声作用，将发动机和压气机包起来。在冷凝器和鱼雷体之间有一吸音间隙。     

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。     

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。     

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。     

某型舰用柴油主机排气管漏烟故障分析及改进

针对某型舰用柴油主机的排气管漏烟故障,不改变原排气管基本结构,借鉴相关高温烟气工程经验,制定排气管结构改进方案,利用ANSYS软件对密封结构进行仿真计算,分析改进前后卡箍在收紧过程中结构的变形,结果表明,同样载荷下,改进后的密封结构变形量明显大幅降低。依据改进方案加工密封卡箍接头,并进行密封性试验,结果表明,改进后的排气管未出现排烟异常故障,验证了改进方案准确。