基于Aspen plus的船用脱硝系统性能分析

为满足国际海事组织日益严格的氮氧化物排放要求,基于大型化工流程模拟软件Aspen plus对某船用柴油机尾气脱硝系统进行了性能分析,并在灵敏度研究的基础上对系统操作参数进行了设计。结果表明:脱硝效率随着烟气温度的增加先增大而后减少,随着氨氮比的增加而增大;通过同时调整氨氮比和烟气温度,可以得到满足相同脱硝效率的两种方案,因而建立的模型可用于脱硝系统操作参数的优化设计。     

船用镁基湿法脱硫中试试验研究

针对国际海事组织(IMO)日益严格的SO2排放限值,开展适用于船舶废气的镁基湿法脱硫试验研究.基于中试试验平台,以氢氧化镁浆液作为吸收剂,研究影响脱硫效率的关键工艺参数,包括液气比、浆液pH值、烟气流速、入口 SO2浓度、浆液温度等.结果表明,在所研究的工况范围内,加装传质构件的喷淋塔脱硫效率显著优于未加装前,可达98.24％,提高2个百分点;脱硫效率随液气比、浆液pH值和烟气流速的增大而升高,高至98.24％,随入口 SO2浓度和浆液温度的增大而降低,低至95.35％.研究结果可为镁基湿法脱硫技术在船舶上的应用提供支撑.     

排烟条件下舱室烟气溢流的数值模拟研究

对排烟条件下不同火源功率及排烟速率下舱室竖向开口处的烟气流动进行数值模拟,发现中性面高度随着排烟量的增大而不断上移,烟气溢流量相应减小;随着火源功率的增大,中性面高度下移,溢流量增大.     

中型邮轮柴油机余热回收系统性能研究

文章针对某一中型邮轮用柴油机,结合有机朗肯循环技术设计了一套余热回收系统。根据柴油机和循环装置相关参数,研究循环流量、蒸发压力以及烟气末温等因素对循环系统输出以及效率的影响规律。研究表明,系统输出功率及效率均随流量的增加先增大后减小;随着蒸发压力的升高,系统输出和效率均不断升高;随着烟气末温的升高,系统输出功率不断减小,而循环效率基本维持不变。     

焊接工艺参数对焊接变形及残余应力的影响

为了研究焊接工艺参数对焊接变形及残余应力的影响,文章基于非线性有限元法对平板对接焊焊接过程进行了数值模拟,结果表明:对于焊缝中心线上任一点,横向变形随外界环境温度的升高而减小;在3种热源功率下,最大横向变形均出现在焊接末端,其值随热源功率的增大而减小。说明外界环境温度越高,焊接效果越好,焊接热源功率越大,焊接效果越好。     

疏水催化剂用于水相消氢的动力学实验研究

采用Pt／SDB疏水催化剂对水相消氢动力学进行了实验研究，测定了不同温度下的反应速率常数，结果表明，水相消氢反应级数为一级，反应速率常数随温度的升高而显著增大，反应的表观活化能为20．1kJ／mol。     

复合材料螺旋桨敞水性能与结构特性研究

针对复合材料螺旋桨流固耦合效应显著的特点，本文通过CFD计算复合材料螺旋桨所受水动力载荷，应用有限元方法计算复合材料桨叶结构响应，建立双向流固耦合数值计算方法，研究不同进速系数工况下刚性和复合材料螺旋桨的水动力性能与结构特性。研究结果表明：相较于刚性螺旋桨，复合材料螺旋桨通过弯扭耦合变形实现螺距角与攻角自适应匹配，进而提高推进效率并降低功率损耗；复合材料桨叶的最大总变形和最大等效应力随来流速度的增大而减小，随旋转速度的增大而增大。基于蔡-吴准则对复合材料螺旋桨的失效行为进行判断，蔡-吴失效系数随进速系数的增大而降低，失效区域更容易出现在桨叶叶梢处。     

低温等离子体技术去除船舶尾气脱硫洗涤水处理中萘的动力学研究

以萘为多环芳烃代表物,采用低温等离子体技术对船舶尾气脱硫后的洗涤水进行处理,研究该过程中萘降解的反应动力学参数,考察臭氧剂量、萘初始浓度、温度和pH值对萘降解动力学的影响。结果表明,低温等离子体技术产生的臭氧降解萘符合假一级反应动力学,反应速率常数随着臭氧剂量、萘初始浓度和pH值的增加而增加,随着温度升高呈现先增加后降低的趋势。     

紫外强化有效氯对船舶尾气同时脱硫脱硝试验

为提高有效氯溶液对船舶尾气同时脱硫、脱硝的性能,将紫外光(UV)辐照与有效氯溶液相结合,开展脱硫、脱硝试验。基于UV-鼓泡光催化反应器搭建模拟实验平台,进行UV辐照和无UV辐照环境下氧化溶液脱硫脱硝的对比试验和UV灯的功率、有效氯的浓度等因素对脱除率影响的试验。结果表明:在40℃的气液反应温度下,UV辐照能大幅度提高浓度为250 mg/L[CL2]的有效氯溶液对模拟烟气中NO、NOX和SO2的脱除能力;UV灯的功率从5W增加到16W,NO和NOX的脱除率近乎线性上升;将有效氯的浓度从250 mg/L[CL2]升高至1 500 mg/L[CL2],NO和NOX的脱除率缓慢上升;有效氯溶液对SO2的脱除率始终为100%。此外,对可能的反应机理进行了分析。     

Fe-Mn-Si基合金的形状记忆效应及腐蚀性

研究了预应变量、回复退火温度、热-机械训练工艺对Fe-30Mn-5Si、Fe-20Mn-5Si-5Cr-3Ni合金形状记忆效应的影响,同时研究了合金在HCl、NaOH和NaCl溶液中的耐腐蚀性.结果表明,合金的形状回复率随预变形量的增加而减小;形状回复率随回复温度的升高而增大,且在400℃～500℃之间达到较高值;热-机械训练可以明显提高合金的形状记忆效应.在Fe-Mn-Si基合金中加入适量的Cr、Ni元素可以显著提高合金的耐腐蚀性,对合金的形状记忆效应也有明显提高.     

喷雾发动机性能分析

为了分析喷雾发动机的推进性能,采用双流体模型,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟,并根据计算结果及运行环境参数,求得发动机推力及推进效率.重点研究了入口压力,气相、液相质量流率,喷管半收缩角,液滴直径,船速等参数对发动机推力及推进效率的影响.结果表明:推力随人口压力、气相质量流率的增大而增大,推进效率随其增大而减小;推力及推进效率均随着液相质量流率的增大而增大,随着喷管半收缩角及液滴直径的增大而减小;当船速逐渐增大时,推力逐渐减小,推进效率却逐渐增大.     

潜艇狭长空间下火灾烟囱温度场特性分析

潜艇有其独特的结构,其舱室狭小,易燃物多而集中,热量不易散发,加之艇体钢结构,火灾危害性很大.为了研究潜艇狭长空间下火灾烟囱温度场特性,建立了潜艇火灾烟气流动的数学模型和物理模型.采用场模拟计算的方法,利用Phoenics软件对该模型在不同烟囱开口尺寸条件下的火灾烟流进行了数值模拟.给出了不同开口尺寸下火灾烟气温度场的横向和纵向的分布,以及烟囱顶部温度随时间变化的趋势,并分析了烟气温度场随烟囱开口尺寸变化下的发展情况.     

SCR 催化剂内流动与反应过程的研究

针对V2 O5／TiO2催化剂建立了三维单孔道模型,基于Eley－Rideal动力学机制,模拟了单孔道内的流动及NOx 在催化剂表面的反应情况．经模拟结果与实验结果对比,证明了模型的合理性．研究表明：随着Re的增大脱硝效率逐渐降低;模拟温度在523～723 K时,反应物NO的转化率随温度先升高后降低;根据NO的转化率及NH3的逃逸率综合考虑NH3／NO摩尔比应该控制在0.9～1.2之间;在温度为598 K, Re 为600, NH3／NO 摩尔比为1时, NO 的转化率最高可达到97．18％;反应物的浓度沿孔道方向先快速下降后平缓下降,在单孔道长度为1000 mm的模型中,在离入口处600 mm时NO脱除率可达到总脱除率的91.2％．模拟结果可为SCR催化剂的运行优化提供重要依据．     

绝热剪切效应对背水靶板的抗侵彻特性影响的研究

绝热剪切效应是材料破坏的重要机理之一.文章开展了动态冲击作用下的材料绝热剪切试验,计算了绝热条件下材料的塑性温度升高.建立了背水靶板的FEM全流固耦合模型,采用考虑了温度效应的Johnson-cook模型开展了爆炸破片侵彻舰船液舱舱壁过程的计算.结果表明:(1)材料在高应变率下的绝热温升不可忽略;(2)弹体侵彻背水靶板过程可分为4个典型阶段,分别为墩粗凿坑阶段、碰撞形成速度共同体阶段、绝热剪切阶段和扰动液体阶段;(3)考虑温度效应的剩余速度明显小于不考虑温度效应的剩余速度;速度较低时,是否考虑温度效应预测的剩余速度值差异较小,随着初始速度的增大,差异逐渐增大.     

矩形窄缝加热通道低流速工况下临界热流密度试验

针对矩形窄缝加热通道开展低流速工况下临界热流密度(CHF)试验研究,获得矩形窄缝加热通道临界热流密度及参数影响规律.研究结果表明:在矩形窄缝加热通道低流速工况下,临界发生时的加热元件壁面温度会发生飞升,矩形窄缝加热通道临界热流密随系统质量流速增大而增大,随系统压力、质量含汽量、进口温度增大而降低;研究获得CHF计算关系...     

舰船机舱火灾烟气自然充填特性模拟实验

在舰船机舱缩尺模型中开展一系列油池火实验,对3种尺寸柴油池火产生的烟气自然充填特性进行研究。为了解无通风条件下舰船机舱内的烟气运动过程,实验中对舱室内的温度分布、气体浓度以及能见度等关键参数进行测量。实验结果表明:舱室内的温度较低,且在竖直方向上不存在分层现象;舱室顶部区域烟气中的氧气浓度很低;舱室内能见度随着火源直径的增大而降低,当油池直径为0.3 m时,能见度迅速下降至2 m左右。     

船用带经济器的离心式空调系统的理论分析与试验研究

为实现船舶空调系统的节能降耗,将带有经济器的离心式空调系统引入到船舶空调系统中。在定蒸发温度/变冷凝温度工况下,通过理论分析和试验研究,在验证带有经济器的离心式空调系统适用于船舶的同时,探究系统性能参数随冷凝温度的变化规律。结果表明:将带有经济器的离心式空调系统应用于船舶空调系统中是可行的;系统性能参数的理论模拟值和试验测得值随冷凝温度的变化趋势一致,理论值优于试验值,压缩机的排气温度和功率随冷凝温度的升高而增高,系统制冷量和制冷能效比(EER)随冷凝温度的升高而下降,EER介于6.87～10.14之间。     

船用带经济器的离心式空调系统的理论分析与试验研究

为实现船舶空调系统的节能降耗,将带有经济器的离心式空调系统引入到船舶空调系统中。在定蒸发温度/变冷凝温度工况下,通过理论分析和试验研究,在验证带有经济器的离心式空调系统适用于船舶的同时,探究系统性能参数随冷凝温度的变化规律。结果表明:将带有经济器的离心式空调系统应用于船舶空调系统中是可行的;系统性能参数的理论模拟值和试验测得值随冷凝温度的变化趋势一致,理论值优于试验值,压缩机的排气温度和功率随冷凝温度的升高而增高,系统制冷量和制冷能效比(EER)随冷凝温度的升高而下降,EER介于6.87～10.14之间。     

LED 翅片散热器传热性能研究

通过实验和数值模拟的方法,研究了不同功率下家用LED灯翅片散热器内的温度分布、表面传热系数等换热性能。结果表明：随散热器温度上升,翅片间空气速度增加,速度增大到一定值时,空气流态从层流向湍流过渡,使得基板的温度先升高,在湍流出现时散热性能增强,基板的温度随之下降,随后趋于定值;随功率的增加,平均表面传热系数略有增加,但影响不大。     

100Cr6轴承材料摩擦磨损试验研究

基于Archard磨损理论公式,针对100Cr6轴承材料的摩擦学性能开展实用性试验研究,测试其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,研究100Cr6材料的摩擦因数、磨损深度、试件温度、磨损量随法向载荷和滑动直径的变化规律。研究表明:摩擦因数随法向载荷和滑动直径的增大而增大,当法向载荷较小时,滑动直径对摩擦因数影响较小,当法向载荷较大时,影响较大;磨损深度随法向载荷的增大而增大,随滑动直径的增大而减小;法向载荷对试件温度有正影响作用,滑动直径越大,试件温度越高;磨损量随滑动直径的增大而减小,当滑动直径较小时,法向载荷对磨损量具有明显的影响。