船用废气涡轮增压器的维护与管理

柴油机废气涡轮增压器的维修保养、故障处理等,对船舶安全、经济效益和公司信誉影响甚大。现就某大型集装箱船主机增压器的日常保养、拆检要点、常见故障、应急处理等谈些体会,敬请指正。     

冲击环境下船用压气机薄弱环节仿真分析

为了研究燃气轮机在水下非接触爆炸冲击载荷作用下的抗冲击能力,以燃气轮机中的重要部件压气机为抗冲击数值模拟研究对象,利用商用软件Hyper Mesh开展压气机的有限元建模,并对原始模型进行简化。将有限元模型导入Abaqus软件,通过模态计算验证简化模型的合理性,利用正负三角波分别从垂向、横向和纵向作为冲击载荷输入,基于显示求解器对压气机开展抗冲击能力的时域计算和分析,得到压气机部件在冲击环境下的薄弱环节。结果表明,压气机的垂向冲击响应远大于其他2个方向的冲击响应;支架是压气机结构的抗冲击薄弱环节;动叶片在垂向冲击的作用下和机匣之间没有发生碰撞的现象。所得结论可以为压气机抗冲击试验提供思路。     

潜艇排气集水箱内部流场及温度场的数值模拟

常规潜艇通常在通气管状态航行时进行充电,排气集水箱的应用可以有效防止海水倒灌进柴油机.本文对某型排气集水箱建立了三维数值模型,对其内部流场及温度场进行了数值模拟,得到了内部流场、温度场和压力场的分布,并分析了细管长度对内部温度和压力变化的影响.结果表明,内部气流的回流及旋转有利于降低排气噪声;冷却水的流动可以起到很好的降温效果;适当缩短内部细管的长度可以增强冷却降温效果,使温降从48.3 K提高到了68 K.     

船用涡轮增压器典型故障特征参数的敏感性研究

为了研究涡轮增压器故障对其运行参数的影响,在AVL Boost软件中基于某型涡轮增压器性能数据和柴油机试验数据,建立并验证柴油机仿真模型,对涡轮增压系统的典型故障进行数值仿真分析。不同故障下涡轮增压器的性能参数响应有明显且易区分的变化规律。增压压力对涡轮增压器故障的敏感度较高,在多数故障下的响应变化幅值都可达到10%以上,是故障诊断的重要参数。涡轮后排气温度、涡轮前排气压力以及空气质量流量在部分故障下的响应变化可达10%,对涡轮增器故障也具有一定的敏感度,可配合增压压力作为涡轮增压系统故障诊断的主要监测参数。研究结果为涡轮增压器的故障诊断提供参考依据。     

船用离心泵内部流场数值分析和性能预测

通过对船用离心泵内流场三维不可压湍进行数值模拟,揭示了泵内流道的压力及速度分布规律,根据泵内流道的压力及速度分布规律,对泵进行水力优化设计,同时对船用离心泵的性能进行预测．     

离心风机的内部流场数值模拟及噪声预估

建立后向板型叶片离心风机的流场模型,运用非结构化网格对流场模型进行网格划分,流场模拟的湍流模型采用标准k-ε模型,风机旋转区与非旋转区的耦合采用移动参考坐标系模型MRF,利用Fluent流体分析软件对离心风机的三维流场进行模拟仿真,得出叶轮、蜗壳的速度、压力等分布云图,在此基础上,运用数值计算方法对所研究的离心风机进行噪声预算,结果表明：考虑蜗壳与叶轮之间的区域计算所得流场更加符合实际工况;叶轮对气流做功,叶片根部气体的速度最小,叶片边缘处速度最大;蜗壳内侧的静压与全压均偏低;蜗壳的静压与动压在蜗舌区域均发生突变。研究结果有助于了解风机内部流场的运动规律,为风机结构优化及噪声优化研究提供参考。     

潜艇尾部流场的数值模拟

对潜艇实艇体周围三维流场进行数值模拟探讨，选用标准k—ε和RNG k—ε两种不同的湍流模式进行雷诺平均N—S方程计算。计算使用Fluent软件得到潜艇三维流场的速度分布，着重研究其尾部螺旋桨盘面处的伴流，并将两种湍流模式计算的结果进行比较。     

TIG电弧钎焊钎料液滴内部流场数值模拟及分析

在对TIG电弧钎焊过程中钎料液滴铺展、润湿试验研究的基础上,建立了钎料液滴在满足受重力、表面张力以及电弧压力等作用下的控制方程和边界条件,并将其转化为有限容积方程,最后利用PHOENICS软件的SIMPLEST算法计算得出钎料液滴内部的流场行为,并通过与常规的TIG焊熔池的流场行为进行对比的方法进行了分析,以此来更好地理解钎料液滴自由表面的演化规律及其最终成型。     

三角形沟槽表面流场的数值模拟

湍流阻力在流体运输、航空和航海等领域广泛存在,是管道、常规运输机、水上船只、潜艇和机翼等与粘性流体接触的工作部件的主要能耗来源.文章利用有限体积法对26种三角形仿生非光滑沟槽表面流场进行了数值计算.近壁面区采用B-L两层模型,外区采用雷诺应力模型.通过与油槽实验数据定性对比,验证了数值模拟沟槽非光滑表面减阻的精度及可靠性,为软件模拟非光滑壁面流场提供依据.同时还对7种压力梯度下沟槽表面流场进行模拟,研究了压力梯度对减阻效果的影响.     

船用排气消音器声学及气动性能研究

船舶柴油机排气噪声是舰船空气噪声辐射源之一,高噪声对工作人员安全有很大影响,为此,在柴油机装船时,必须对柴油机的排气噪声给予控制.以船舶对柴油机排气空气噪声控制为出发点,对排气消音器进行了工艺设计,并对所设计的排气消音器进行了声学和气动性能仿真计算.研究结果表明,排气消音器消声设计达到舰船规定的噪声允许标准,满足装船需求.     

船用换热器三维流场数值模拟

采用Pro/E软件对闭式机舱淡水海水换热器的三维建模,利用FLUENT软件对该换热器壳程流体的流动与传热进行了数值模拟计算,分别以壳程总压降、总传热率、速度这三个方面作为综合衡量标准,分析具有不同折流板弦高、折流板数目的几种淡水海水换热器模型的速度场、温度场和压力场。结果表明：随着折流板数目的增加,壳程流体的压降逐渐升高,出口温度逐渐减小;随着缺口高度的增加,壳程流体的压降明显下降,出口温度也明显增加。     

船舶柴油机尾气检测系统设计研究

为减少船舶柴油机排放废气中的SOx和NOx对大气环境和气候的影响,开发设计船舶尾气检测系统。介绍差分吸收光谱法的基本原理,分析该方法相对于其它检测手段的优势,在此基础上构建船舶尾气检测系统,并通过实验平台,初步完成了温度对NO气体差分吸收特征影响的实验。     

基于FLUENT的过滤器滤网流场模拟计算

采用CFD软件建立滤网四层烧结金属丝网的三维实体及其流场模型,依据不同的滤网过滤流速,进行模拟计算,并将滤网的模拟值与试验值进行对比,获得其拟合计算方程,并通过滤网内部流场特性的分析,研究结果表明:仿真模拟结果值与试验值相差不大,证实滤网仿真方法的可靠性,并为滤网的性能分析、预测和设计提供一定的参考。     

船用柴油机磁场仿真计算及验证

介绍了采用电磁场数值计算方法,利用有限元分析软件ANSYS对柴油机磁场进行仿真计算的过程,并将计算结果与实验测量的数据进行了比较,说明该方法完全可以用于工程实践.     

船用柴油机有害物排放控制技术

介绍船舶柴油机排气对大气污染的现状及国际海事组织对船舶柴油机排放的控制法规;归纳总结了目前降低船舶柴油机氮氧化物、硫氧化物和颗粒物排放的主要技术措施,提出了多种技术综合运用是今后船舶柴油机减排发展必然趋势.     

船用柴油机排气温度监测系统设计

本文设计了一个柴油机排气温度的实时监测系统。测量元件采用带电桥补偿的热电偶,信号处理电路采用了基于LM324的仪用放大电路,选择ATmega8作为系统的数字处理芯片。     

挖泥船绞刀二维清水流场数值模拟

基于时均N-S方程对绞刀内部及周边流场进行二维数值模拟分析,采用标准k-ε湍流模型与多参考系模型对绞刀进行动静耦合的定常数值计算,获得不同绞刀转速与泵吸流量组合时的流场状态。以定常湍流计算作为初始条件应用RNG k-ε模型和滑移网格技术进行了绞刀流场的非定常数值计算,得到了流场参数随时间变化及动静区域间的影响与干涉。研究成果有助于初步认识绞刀内部及周边流场,可供绞刀设计及挖泥船施工参考。     

文丘利型油燃烧器出口气液两相流动与燃烧的数值模拟

针对选配文丘利型油燃烧器的燃油锅炉中液雾燃烧的特点,在冷态等温流场数值模拟结果及 EBU-Arrhenius模型模拟气相燃烧所得结果的基础上,数值模拟了单只文丘利油燃烧器出口的气液两相 流动与燃烧,给出了流场中的速度场、温度场以及浓度场的分布信息,这些结论可为该型燃油锅炉的进 一步设计和运行以及燃烧室的布置提供有益的依据。