汽-水喷射器变工况工作特性的数值模拟

基于索克洛夫喷射器理论,对汽水喷射器的加热过程建立了数学模型,并编制了相应的计算程序,分析计算了工作蒸汽压力、引射水温度对喷射器结构参数设计的影响,以及喷射器运行时的最佳喷射系数与各参数的关系,提出了变工况运行的汽水喷射器的设计方法,为汽-水喷射器变工况的设计和运行提供了理论依据和分析方法.     

1200 TEU双燃料集装箱船设计

为探索双燃料船舶的设计特点,阐述了1 200 TEU双燃料集装箱船的总体设计特点,详细论述了主尺度选择、线型优化、重量控制、结构轻量化设计和双燃料动力系统的设计.重点研究了LNG燃料围护系统及其关键技术要点,尤其是C型独立燃料罐及连接处的设计和布置.在此基础上,完成了一种双燃料船型的基本设计方案,为以后设计此类船型提供参考.     

LNG电控共轨燃料供给系统中喷油器的数值模拟

通过AMESim软件中自带的液力、机械和电磁模块,对LNG电控共轨燃料供给系统中的喷油器进行建模,在所建立的喷油器模拟模型中,通过改变单一变量的方法,着重对不同的控制腔出油孔与进油孔、轨压、喷油孔径和顶杆直径进行了模拟计算,得出了其规律性的结论,为LNG电控共轨燃料供给系统中喷油器的设计提供指导意义和方案。     

双燃料燃气轮机喷嘴结构及性能研究

针对工业燃机对燃料适用性的要求,为实现机组在工作状态下燃料的无扰动切换技术,在某母型机燃油喷嘴的基础上,设计一款可以兼烧天然气和轻柴油的双燃料喷嘴。为考察喷嘴结构对燃烧性能的影响,采用Fluent软件计算天然气斜气孔的旋向、径向角度、旋流角度、气孔直径等参数对燃烧场的影响,并与原型机燃油流场进行对比分析。研究结果表明,当斜气孔与空气旋流器同向、旋流角度为40°、径向角度为30°、孔径为1.0 mm时,燃烧室出口温度场特性良好,出口温度最大不均匀度为22%,径向不均匀度为5.6%,周向不均匀度为1.0%,总压损失为3.6%,燃烧效率为98.6%。天然气燃烧场特性与轻柴油燃烧场基本一致,说明该型双燃料喷嘴能满足不同燃料燃烧的性能要求。     

双燃料发动机——新型液化天然气船主推进装置

目前,双燃料发动机快速进入液化天然气船主推进装置市场,改变了蒸汽轮机独占整头的传统局面,凭其优势决定了未来发展趋势。该文介绍两种双燃料发动机及其推进装置,阐述其工作原理和优势。     

天然气中CO_2组分变化对双燃料燃烧室性能影响研究

针对工业燃机对燃料适用性的要求,在某型燃机燃烧室的基础上,设计了一款可以兼顾柴油与天然气并满足工程应用的双燃料燃烧室。为考察天然气组分变化对燃烧室性能的影响,采用CFD软件对双燃料燃烧室在不同天然气组分情况下的燃烧场进行数值分析。研究结果表明,当天然气燃料中含有的惰性气体越多时,燃料喷射速度越高,燃烧室出口温度分布均匀性变差,燃烧区最高温度越低,高温区面积越小,高温区逐渐后移。     

MR油船双燃料供气系统的设计和应用

在分析MR油船主机、发电机和锅炉的设备选型基础上,对48500载重吨油船采用的双燃料供气系统的燃气处理系统、辅助系统、安全系统和自动化系统进行研究,提出了一种满足油船低成本、低污染和低能耗要求的设计方法.此设计方法不仅能够实现无硫排放,还能满足TierⅢ排放标准,可以为今后油船供气系统的设计提供借鉴.     

LNG/柴油双燃料发动机混合器的设计与优化研究

LNG作为一种新型绿色能源,具有清洁、高效、经济的特点,受到了发动机行业的广泛关注。对于单点喷射的气体燃料发动机与双燃料发动机而言,燃气与空气的混合质量直接影响发动机的整机性能,而供气系统的混合器对于燃气与空气的混合起着重要的作用。由于原机混合器存在一定的局限性,并不能很好地满足发动机需求。鉴于此,基于Z6170ZLCZ-19双燃料发动机设计出一新型混合器。经过仿真计算与发动机台架试验,验证表明,与原机混合器相比,该新型混合器具有良好的混合特性,能够使发动机的各缸排气温度更均匀,动力性能也有所提升。     

液态LNG喷雾过程闪急沸腾条件数值模拟研究

由于闪急沸腾喷雾可以改善燃油雾化质量,对缸内混合气的形成十分有利,所以研究液态LNG的闪急沸腾喷雾具有非常重要的意义。文章首先解析了纯液态LNG在喷嘴内部的流动过程,利用其计算结果作为LNG喷雾计算的初始条件和边界条件,在此基础上,使用AVL Fire软件激活了初始破碎模型及Flash Boiling模型,对纯液态LNG闪急沸腾喷雾过程进行了数值模拟计算,研究了喷雾发展的过程,并确定了LNG液态喷射发生闪急沸腾现象的条件,数值计算结果与文献结果吻合较好。计算研究表明,当环境压力处于[0.1 MPa,4.59 MPa]区间时,只要环境压力小于液态LNG饱和蒸气压,均可发生闪急沸腾现象;当环境压力大于4.59 MPa时,不论液态LNG温度如何变化,都不能发生闪急沸腾现象;LNG闪急沸腾喷雾形状始终保持为类圆锥体,但并不完全对称,在发展过程中,液滴直径迅速减小,喷雾前端会形成涡旋结构,随后,该结构破碎、消失。     

短环形燃烧室双燃料燃烧流场污染物排放研究

污染物排放研究一直都是燃气轮机燃烧室的热门课题。本文研究了短环形燃烧室分别混烧氢气和裂解气后对NOx排放的有利影响和不利影响。添加的氢气质量分数分别为1%和10%,添加的裂解气质量分数分别为1%、10%和15%。比较了使用不同燃油方案的燃烧室流场结果,分析了燃烧效率、出口温度、NOx排放与其他燃烧室性能参数。结果证实氢气可有效改进燃烧效率,但同时其易燃性与极快的化学反应速度又会导致火焰温度升高以及NOx排放量增大,这一点违背了降低排放的初衷。而混烧裂解气既可保留氢气的优点,同时组分水蒸气的存在又能吸收高温区部分热量,降低火焰温度,有利于降低NOx排放。从而使得燃烧室在保持较高的燃烧效率和较低的出口温度的同时,NOx排放量不会剧烈增加。     

加气喷嘴优化设计数值仿真

为了提高管道输送效率,让空气与泥浆在管道内部均匀混合,需要设计能量损失小、混合效果好的加气喷嘴,为此建立喷嘴几何模型,利用CFX软件模拟内部流场,计算不同螺旋管道直径和螺距条件下的混合效率和能量损失,对比分析喷嘴效果,得到喷嘴的最佳螺旋管道直径和螺距。     

基于化学反应动力学的双燃料发动机数值模拟

为了完整表达双燃料发动机湍流燃烧过程中湍流流动和化学反应的共同影响,在燃烧过程的数值计算中将湍流和化学反应机理模型耦合,考虑两者的相互作用,成为可行的办法.在对双燃料发动机缸内工作过程数值模拟时,将构建的柴油引燃天然气化学反应机理模型耦合到计算流体动力学(CFD)软件中进行计算,并考虑湍流和化学反应的相互作用.湍流流动采用RNG k-ε模型,化学反应机理模型由简化而来的正庚烷机理(162组分和692步基元反应)、甲烷机理(26组分和122步基元反应)以及扩展的NO热力学机理(3步反应)组成,湍流与化学反应之间的相互作用通过Kong模型建立,基于此开展了不同初始温度对双燃料发动机中引燃柴油的燃烧过程和液化天然气(LNG)极限替代率的影响分析.结果表明,在初始温度为400 K,引燃柴油量所占原柴油量的百分比在1.6％及以上时,引燃柴油基本上被完全压燃,随着初始温度的升高,其可以被压燃所需要的柴油量会减少;同样初始温度400K时,LNG极限替代率降低到94.9％,随着初始温度的升高,LNG的极限替代率会提升.     

新型滑阀式喷油器的特性与管理

介绍了新型滑阀式喷油器的特点,并提出了管理措施。     

一种可变启喷压力喷油器的结构设计

根据不同启喷压力下柴油机喷油特性的仿真计算,分析不同启喷压力下喷油特性的变化规律,设计出一种可变启喷压力的喷油器,在柴油机处于不同工况的情况下,可以改变喷油器的启喷压力,使柴油机燃烧特性得到改善.     

LNG双燃料动力船舶设计探讨

分析比较双燃料动力船舶的优点,提出双燃料动力船舶的设计要点,其中对燃料舱的布置、供气系统、燃料加注等需要注意的问题进行分析,并给出建议。     

双燃料超大型集装箱船LNG透气桅的设计

介绍管式、桁架式和前桅兼作透气桅3种透气桅型式的主要特点,并在此基础上对前桅兼作透气桅系统设计的关键点进行分析,包括透气系统、前桅系统和有限元计算等.以一艘23 000TEU双燃料集装箱船前桅/透气桅系统为例,介绍桅体强度和振动有限元计算分析的基本思路,供其他船型的透气桅系统设计参考.     

大型双燃料散货船LNG燃料加注系统设计

加注系统是将LNG燃料从存储设施输送到LNG动力船储存舱的设施,为保证LNG加注效率和加注安全,以20万吨级双燃料散货船为研究对象,研究LNG加注系统原理,并在船上合理布置了 LNG加注站,确定了加注总管的尺寸,分析了相关的消防系统和控制系统,为后续其他大型LNG动力船的加注系统设计提供参考.     

双燃料主机缸套水冷却系统优化设计

基于WinGD W6X72DF双燃料主机,对其主机缸套水冷却系统进行了优化设计,通过2个温控三通阀自动控制主机缸套水出口温度和造水机,经验证,优化后的主机缸套水冷却系统既能够保证主机缸套水出口温度的稳定,也能够充分利用主机缸套水的热量,增加船舶的造水量,减少主机缸套水冷却器的热负荷。通过对主机缸套水冷却系统的各个设备进行热力数学模型分析,建立独立的Simulink仿真子模块,按照系统的控制逻辑及运行顺序将子模块搭建成完整的仿真模型,并进行仿真模拟。仿真结果表明,2个温控三通阀的控制逻辑能够满足主机不同负荷及负荷变化的工况,系统设计实现了主机缸套水温度和造水机的自动控制。     

双燃料型近海供应船开发设计研究

以一艘LNG燃料近海供应船船型的研究开发项目为例,对船舶的总布置方式、动力系统选型、LNG燃料系统架构、危险气体影响区域、变频驱动技术等关键技术进行详细分析,对于船舶的污染物排放和船舶能效指数做了初步计算分析,可以为LNG动力船舶的船型开发提供有益参考。