船舶微过热蒸汽发生系统供汽性能研究

为提高船舶微过热蒸汽发生系统的稳定性和优化微过热系统性能参数,探析稳态、动态工况下微过热蒸汽发生系统供汽响应特性。本文以船舶微过热蒸汽发生系统为机理模型,采用CFD模拟方法计算了微过热蒸汽发生系统速度场、压力场和温度场的稳态分布规律,引入实际微过热蒸汽系统运行参数作为边界条件,开展微过热蒸汽发生系统供汽性能动态研究,得到过热蒸汽掺混流量、饱和蒸汽掺混流量、微过热蒸汽压力和温度等关键性能参数的动态变化规律,并提出微过热蒸汽掺混因子,定量表征微过热蒸汽系统掺混特性及其对蒸汽温度影响规律。计算结果显示,在微过热蒸汽供汽过程中,饱和蒸汽系统管路压降大于过热蒸汽压降,微过热蒸汽压力不断降低,过热蒸汽和饱和蒸汽掺混流量增大,促使蒸汽掺混因子减小,导致微过热蒸汽温度略有降低。基于微过热供汽性能参数的分析,说明船舶微过热蒸汽发生系统供汽响应方案满足用汽设备的要求,可用于船舶蒸汽动力系统的设计。     

过热蒸汽流量仿真测量研究

对于舰用蒸汽动力系统,准确测量某些过热蒸汽系统流量是非常重要的。过热蒸汽易形成汽液两相流,流量计在测量时,经常会出现测不准现象。以某舰用过热蒸汽系统均速管德尔塔巴流量计为研究对象,利用流场CFD建模技术分析管道内流量计流场分布与变化情况,通过建立模拟工况下管道内流量计三维数值仿真模型,实时在线测量过热蒸汽流量值;将仿真数据与通过计算锅炉产汽量得到的流量值进行对比,验证了仿真测量技术的有效性;最后通过滤波及中值的数学校正方法,提高了仿真精度,最终实现了过热蒸汽流量的仿真测量,为工程中过热蒸汽流量测量提供校正依据。

     

两种充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟

为给船舶蒸汽动力系统设计提供技术支撑,采用考虑蒸发和冷凝的热相变模型描述蒸汽蓄热器汽、液两相的热质传递规律,并结合缓慢充汽和快速充汽计算边界条件,基于CFX实现不同充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟。计算结果表明：在缓慢充汽起始阶段,船用蒸汽蓄热器水位波动大,最终水位保持平稳且略有升高;缓慢充汽过程中,船用蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律;在快速充汽过程中,蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律,计算结果与试验数据基本吻合。     

过热蒸汽饱和器中相际传热传质机理的研究

文中建立了混合管内两相流动传热的简化物理模型,从单一水珠蒸发模型出发,推导出相际间不同传热方式下单位体积蒸发速率的具体表达式.并对连续方程和能量方程进行求解,获得了混合管内过热蒸汽质量流量和过热度的变化图.在此基础上,对比分析了相际间不同传热方式对混合管长度(即饱和器结构特性)的影响;探讨了不同水珠初始直径(即雾化质量...     

摇摆条件下船用蒸汽蓄热器放汽过程数值研究

基于两流体模型和热相变模型,结合考虑附加惯性力的摇摆计算模型,并引入指数压降放汽边界条件,利用CFX软件进行了摇摆条件下船用蒸汽蓄热器放汽过程数值计算。计算结果显示,在摇摆条件下,蒸汽蓄热器放汽压力和温度均快速降低,但摇摆运动对放汽压力和温度参数影响比较小;摇摆运动加强蒸汽蓄热器内汽水两相流体的湍流交混,诱发蓄热器压力场、速度场和温度场分布紊乱;周期性的摇摆运动导致蒸汽蓄热器水位产生剧烈的周期性波动,且波动周期与摇摆周期基本一致。摇摆模型在蒸汽蓄热器两相流数值模拟中的成功应用,可为海洋条件下蒸汽蓄热器热工水力的准确分析提供参考。     

船舶辅蒸汽系统研究

以船舶辅蒸汽系统为对象,结合图示,对该系统的主要组成部分的设置和管系配置(额定蒸发量1000kg/h、蒸汽压力0.7MPa的针形管辅锅炉)及其区域集中供汽方式进行了研究。     

船舶热力蒸汽压缩海水淡化装置性能分析

介绍船舶热力蒸汽压缩海水淡化装置的工作过程,建立应用降膜蒸发技术的并流热力蒸汽压缩多效蒸发海水淡化系统数学模型,并给出相应解法。以一个淡水产量为110 kg/h的四效并流热力蒸汽压缩海水淡化装置为例,计算分析加热蒸汽温度和效数对装置性能的影响。结果表明:加热蒸汽温度提高时系统性能系数下降,传热面积和冷却水流量减少;效数增加时,系统性能系数提高,冷却水流量减少,装置传热面积增加。     

主过热蒸汽管路的贝叶斯网络安全性预测推理

针对船用锅炉主过热蒸汽管路破损展开分析,建立故障树模型,同时充分考虑故障之间不确定性逻辑关系,在此基础上转化得到贝叶斯网络模型.通过对条件概率的合理修正,对故障进行安全性预测推理,得出比传统分析方法更为精确合理的计算结果.     

回汽技术在船舶换向中的应用研究

船舶蒸汽动力装置中设置的倒车汽轮机,一般情况下只在船舶倒车工况时工作.为了克服船舶换向过程中锅炉超压的问题,应充分利用倒车汽轮机和回汽控制技术.本文以大型船舶蒸汽动力装置为研究对象,通过机理分析建立其数学模型,提出一种具有回汽控制的机炉协调控制方案,并对换向过程进行动态仿真.仿真结果表明使用回汽控制的机炉协调控制方式的主蒸汽压力偏差相对于不使用回汽控制的协调控制方式减小了1%,主蒸汽压力更稳定.可以得到结论,使用具有回汽控制的机炉协调控制方式可以解决换向过程中锅炉超压的问题.     

回汽技术在船舶换向中的应用研究

船舶蒸汽动力装置中设置的倒车汽轮机,一般情况下只在船舶倒车工况时工作。为了克服船舶换向过程中锅炉超压的问题,应充分利用倒车汽轮机和回汽控制技术。本文以大型船舶蒸汽动力装置为研究对象,通过机理分析建立其数学模型,提出一种具有回汽控制的机炉协调控制方案,并对换向过程进行动态仿真。仿真结果表明使用回汽控制的机炉协调控制方式的主蒸汽压力偏差相对于不使用回汽控制的协调控制方式减小了1%,主蒸汽压力更稳定。可以得到结论,使用具有回汽控制的机炉协调控制方式可以解决换向过程中锅炉超压的问题。     

某大型豪华邮轮蒸汽系统蒸汽环网管径仿真优化研究

大型豪华邮轮的仿真和优化对于大型邮轮的设计具有重要意义.文章以某大型豪华邮轮蒸汽系统为研究对象,在分析该系统设计特点的基础上,利用流体仿真软件Flowmaster搭建该系统仿真模型并进行了仿真计算、分析和优化设计.研究结果表明:原设计方案下,船尾蒸汽管网蒸汽干度较低;通过优化船尾蒸汽环网管道管径,实现了船尾蒸汽平均干度...     

汽源参数变化对储汽筒充汽系统变工况性能的影响

  目的  旨在研究船用蒸汽蓄能器充能过程的非平衡态热力特性。  方法  结合船用蒸汽蓄能器的运行条件,分析船用蒸汽蓄能器充能过程的非平衡态热力规律,获得压力、温度、湍流动能、充水系数等关键参数的热力不平衡态特征,并基于非平衡芯热力学理论揭示蒸汽蓄能器充能过程中热力非平衡态机理。  结果  结果表明：在充能过程中,受蒸汽蓄能器内汽、液的相变弛豫效应和热惯性影响,蒸汽蓄能器会表现出强烈的非平衡热力过程,促使蓄能器内温度响应滞后于压力响应,并导致湍流动能及湍流耗散率产生流动转捩。  结论  研究成果可为实船蒸汽蓄能器充能过程的优化设计提供参考。     

舰船蒸汽管路的柔性设计分析

舰船蒸汽管路在工作中受力复杂,为了避免应力破坏需要进行柔性设计。本文按照柔性设计的方法和原则,建立舰船典型蒸汽管路模型,分别进行刚性设计和柔性设计状态下的管点合位移、合力及合力矩仿真。分析结果表明:蒸汽管路的柔性设计减少刚性设计管点受力最大值,但没有改变管点的受力趋势,支撑点附近的合力依然较支撑点中部位置管点大;柔性设计为蒸汽管路提供了更大的位移补偿,能够有效降低管路管点,特别是支撑点附近的合力矩。分析结果对舰船蒸汽管路设计时的布置和固定具有一定的指导意义。     

LNG蒸汽冷能在船舶上的应用探讨

首先介绍了LNG蒸汽的性质特点,结合船舶的功能特点,探讨了LNG蒸汽冷能可以应用于船舶伙食冰库、海水淡化装置、空气分离装置等领域。然后根据LNG船舶的特殊性,探讨了将LNG蒸汽冷能用于上述装置时需要达到的要求。最后对其进行了展望,伴随着陆上运用LNG蒸汽冷能技术的进一步成熟,在船舶上利用LNG蒸汽冷能技术将逐步实现。     

槽道滑行艇快速性数值仿真

滑行艇在滑行状态的航行往往伴随着浸湿面积及纵倾角的变化,导致其快速性性能难以评估。为此,本文基于全结构化动态重叠网格求解运动姿态,引入六自由度模块,采用Level-Set水平集方法求解自由液面,对某型槽道滑行艇进行快速性数值仿真。最终,得到了滑行艇在各个航速下对应的阻力、纵倾角、自由液面波形、中纵剖面气液分布以及船底压力分布。为验证可靠性,将纵倾角仿真结果与实船试验结果对比,结果吻合较好。     

船舶风倾力矩数值预报方法研究

以集装箱船为研究对象,基于CFD技术,对船舶风倾力矩预报的有关理论、计算方法和具体应用进行了探讨。计算表明应用数值计算方法可以对不同速度下的风倾力矩进行计算,但数值模拟的风速在竖直方向上是均匀分布的,这与实际风速结构有点区别,而在与规范计算的比较中也可以看出两者有一定的差距,因而可能还需借助试验来验证其精确性。     

蒸汽动力舰船汽轮机油散发挥发性有机物的组成特征

利用 Tenax-TA 吸附管采样和 ATD-GC/MS 检测方法分析某舰船蒸汽动力系统汽轮机油散发挥发性有机物（VOCs）的组成特征。结果显示：散发口附近污染物浓度最高达16.1 mg/m3,为舱室环境浓度（0.83 mg/m3）的近20倍。除常见的芳香烃和烷烃外,散发口附近还检出高浓度的2,6-二叔丁基苯酚（DTBP）,该物质为汽轮机油添加剂的主要成分之一。由此建议我国在进行舰船舱室空气治理时,应加强污染源头控制,开展汽轮机油品质改进和蒸汽动力系统优化设计。     

船用首升力体水动力影响分析研究

首升力体技术已被CFD、缩比模型试验、实船试验证实,在零航速与有航速情况下均可降低船舶运动,提高船舶耐波性.本文采用VOF方法捕捉自由液面,对有自由液面情况下,不同攻角、不同浸深和不同航速的首升力体,计算了首升力体的升力、阻力和自由面兴波等.     

船用蒸汽发生器给水控制系统半物理仿真技术研究

针对船用蒸汽发生器给水控制系统,研发了一套半物理仿真试验平台.该平台包括HRT-1000型半物理仿真计算机、仿真管理计算机、模型计算机、PLC冗余控制器以及外围电路等.建立了船用蒸汽发生器给水控制系统的数学模型.半物理仿真计算机、仿真管理计算机以及模型计算机通过以太网互联,通过网络通讯进行数据交互.采用VC++6.0编制了仿真管理计算机软件与模型计算机软件,采用Tornado2.0与Control Builder M编制了半物理仿真机软件与控制软件.通过与航行试验数据比较,验证了半物理仿真平台的准确性.