燃气轮机进气系统过滤结构数值模拟

针对某型燃气轮机陆上试验的进气系统,布置不同过滤结构模型,采用CFD数值模拟计算方法,分析3种过滤结构对进气系统流场、燃气轮机进口空气速度均匀性、总压损失等参数的影响。结果表明:在低进气流量下,过滤结构产生的总压损失占主导,随着进气流量的增加,进气室中的稳压室对燃气轮机进口直管收缩产生的压损更为明显。两侧分布式过滤结构降低了燃气轮机进口空气速度的不均匀度,有效减少总压损失。     

不同滤清装置布置形式下进气系统气动性能研究

本文以船舶燃气轮机进气滤清装置的布置形式为研究对象,利用多孔介质边界条件结合进气滤清装置阻力特性,解决了进气系统三维数值模拟时不同流速条件下总压损失不能直接确定的问题。模拟了滤清装置的常规布置形式与三角形和梯形布置形式下的进气系统全流场,确立了总压损失与通流面积比的关系。对比分析相同通流面积不同滤清装置布置形式下的总压损失,得到了布置参数与总压损失的关系。研究结果对于进气系统总体设计与性能优化具有一定的参考价值。     

进排气损失对某型燃气轮机性能的影响

在燃气轮机装置的流路中有许多管路,当燃气流过这些管道时将产生流体阻力损失,从而影响装置的性能。在变工况工作时,由于流路中的流量、温度、压力及流速的变化,流阻损失也将发生变化,流阻损失表现为进、排气总压损失。此外随着燃气轮机在舰船上使用时间的增长,空气中盐分对燃气轮机的进气滤清装置产生腐蚀、结垢等因素会造成进、排气压力的损失。本文将对进、排气道的压力损失对燃气轮机整体性能影响进行研究。     

燃料电池系统膜增湿器传热传质性能研究

对大功率常压燃料电池系统膜增湿器的传热传质性能进行实验研究,确定了影响膜增湿器性能的主要因素,建立膜增湿器传热传质数学模型,仿真研究了这些因素对膜增湿器性能的影响机制.研究表明,降低增湿器操作压力,增大空气流量,提高进气温度有利于提高扩散系数;减小空气流量和降低干空气进口温度有利于降低膜内水含量梯度.     

燃气轮机进气冷却监控系统的研制

燃气轮机的性能与环境温度有关,高温时其出力随进入燃机的空气温度升高而降低的问题可通过进气冷却来解决.分析了燃气轮机进气冷却系统的工作原理,介绍了基于DCS技术的进气冷却监控系统的研制情况,详细论述了使用西门子工控软件WinCC与STEP7对上位机以及下位机的设计与实现.     

船用燃气轮机排烟温度场分析与优化

为进一步提高船用燃机排气引射器的工作性能,降低红外辐射,以某型船用燃机排气系统为研究对象,采用数值模拟的方法对船用燃气轮机排气系统在不同工况下的工作性能进行数值模拟研究,获得各工况下燃气轮机排气系统出口处的温度场.在此基础上,分析主喷口面积和侧壁窗口面积对排气系统出口温度分布的影响.研究结果表明,随着主喷口出口面积的逐渐减小,引射系数和总压损失都有所增加,排气室侧壁窗口面积的增加会增大整个装置的引射系数,但变化幅度低于主喷管出口面积变化造成的影响.     

变工况下舰用进气系统综合模拟实验台气动特性研究

为获得某新型舰用燃气轮机进气系统综合模拟实验台的气动阻力特性,本文利用实验与数值相结合的方法研究了其气动特性及流场特性。首先在实验台上完成不同工况下的模拟实验,进行气动参数的采集,并计算对应工况下的内部流场,分析各截面上总压损失分布及流阻特性。结果表明,在不同工况下该进气系统内部流场主流区流动平稳均匀,各部分总压损失较小且分配合理,且设计工况阻力系数最小。该新型舰用燃气轮机进气系统综合模拟实验台具有良好的气动特性。     

船舶动力装置排气红外抑制装置性能分析

以带有某型引射器的船舶动力装置为研究对象,探究不同工况以及不同结构参数对引射器性能的影响。结果表明:引射系数增大时混合度趋近1.00,引射器的引射能力增强。主流喷口与混合段距离增大会导致引射系数增加、总压损失降低、混合度先减小后增加、出口总温降低;多级引射器进口面积增大,引射系数先降低后增加0.95,总压损失降低,出口总温小幅度波动;增加多级引射器级数,引射系数增加,总压损失降低,引射器出口总温降低。研究结果可用于红外抑制器设计,提高整体性能。     

船用柴油机进气道类型及结构参数对流通性能的影响

以船用柴油机进气道为研究对象,用经试验验证的数值模拟方法研究了不同类型进气道的流通特性及串联进气道主要结构参数对气道流通性能的影响。研究结果表明,不同类型气道中,并联气道进气能力较串联气道要大,但并联气道形成的涡流比很弱;串联气道流量系数比对称型并联气道稍小,但能形成一定的涡流比;在进气道喉口面积一定的情况下,气道进口面积大小是影响气道流量系数最明显的结构参数,其余结构参数对气道流量系数影响都很小;进气道各结构参数对气道涡流比都有影响,其中气阀座高对涡流比影响最大,气道进口高度对涡流比影响也比较明显;气道出口处气流分布情况影响进气涡流大小,沿缸套周向速度分量越大,形成进气涡流的能力越大。     

水下采样器初步设计与试验研究

本文设计了一种适用于近海、湖泊、河道等浅水域水体及生物泥沙采集的水下采样器,并开展了模型入口端总压与流量的试验研究。结果表明,试验测得的采样器入口总压始终小于数值模拟计算出的总压值,引起这种差异的重要原因之一应是沿程损失的产生。     

Application of LES in the study of inlet flow field in marine gas turbine

The structure and aerodynamics performance of gas turbine inlet system is an important part of technology of gas turbine installed on naval vessels. The design and numerical simulations of gas turbine inlet system are conducted and reliable foundation for design and manufacture of marine gas turbine inlet system of high performance is provided. Numerical simulations and experiments of two inlet system models of gas turbine are conducted with satisfactory results and are of significance to the actual application of the inlet system.     

船舶进气系统进气特性的数值研究

采用三维数值模拟的方法,对某船舶进气系统整体气路进行求解,研究中考虑消音器、竖井、进气蜗壳等结构。采用定常方法研究百叶窗、滤清器、消音器等结构的阻力对进气系统的影响,结果表明所采用的模拟各结构阻力的方法是有效可行的。采用非定常的方法研究外界条件变化对进气系统进气能力的影响,并得到前后压差随测点位置和外界条件的变化规律。     

6200ZLC型柴油机增压系统强化研究

介绍6200ZLC型柴油机增压系统强化的途径。通过分析增压系统的强化因素,认为提高增压度并且降低进气温度,可充分利用废气能量提高进气压力,提高废气涡轮增压柴油机的通流能力以及加大进气总管的容积是影响增压效果的主要原因。结合柴油机与增压器配合特性的调整,达到了提高柴油机输出功率的目的。     

Application of large eddy simulation in the performance study of wave blocker

The configuration and aerodynamic performance of the inlet system are important aspects in the process of installing a gas turbine on a naval vessel. Under the requirements, large eddy simulation （LES） is used to simulate the three-dimensional fluid flow in the wave blocker of a marine inlet filter. The Smagorinsky-Lilly sub-grid model was used to model motions of small-scale structures. During numerical simulation, the SIMPLE algorithm was applied. The central-differencing spatial discretization scheme and the second order accuracy finite difference for the temporal discretization were used. Simulation gives satisfactory distribution of the vorticity fields and turbulent kinetic energy. Compared with the k-ε turbulent model, the results of LES are better for the distribution of parameters. The results of experimental study in a small-scale wind tunnel indicate that numerical calculation has higher accuracy. Therefore, the methods used are worthy of reference and introduction for the design of an inlet system.     

耙吸挖泥船环保阀溢流效果试验与数值分析

通过计算流体动力学数值模拟与模型试验相结合的方式，对耙吸挖泥船环保阀减少空气进入溢流筒的机理和作用进行相关研究。将模型试验与数值模拟的结果进行对比，验证气液两相流数值模型的准确性。进行不同进口流量、不同环保阀角度时的计算，获得进口流量、泥舱内液面高度、环保阀角度之间的相关性数学描述，据此建立环保阀的控制策略。建立叠加式溢流筒的数值模型，分析其在减少溢流上的效果。     

单扩张腔消声器流场特性与温度场研究

以某型船用排气消声器为研究对象,为改善流体阻力对船舶柴油机的功率影响及消声器表面热辐射造成的机舱通风的影响,对其单扩张腔消声器的阻力损失与表面温度场进行了详细的分析与研究。利用大型通用CFD流体计算软件对消声器的流体流动与表面温度场进行了分析计算,通过适当改变内部内插管的布置,可有效改善内部紊流流场,降低消声器的流动阻力;通过包覆一定厚度的隔热材料,可有效降低消声器表面温度,降低热辐射。     

带进气畸变的船用离心风机特性研究

针对船用空调器中的新回风混合畸变对风机性能的影响进行了研究,搭建了模拟试验台,并采用CFD数值模拟分析了不同混合长度、不同风量比对船用离心风机的影响,提出了综合雷诺数、水力半径和混合长度预测混合畸变压力损失数学模型。结果表明,在来流畸变情况下,风机气动效率平均降低6.5%,压力降低约200 Pa;总风量保持不变的情况下,在风量比为5时,风机性能最高,随着风量比继续变大,风机特性近似保持不变。研究结果为空调器风机设计选型时考虑进气畸变的影响提供参考。     

蒸汽调节阀改进设计及试验研究

针对汽轮辅机进口压力的滑参数变动,通过重新设计调节阀的型线,并与原型线的调节阀流量特性进行试验比较,得出结论,改型后的调节阀流量特性优于原调节阀,能够满足汽轮机调节系统的控制要求.     

对船用低速柴油机NOx修正系数的研究

通过对MARPOL公约附则VI中NOx修正系数的研究表明，扫气空气温度属于可控制的进气参数，不需要出现在NOx修正系数公式中。作者研究认为进气温度、进气湿度和大气压力是三个重要影响因素，而将扫气空气温度与最高燃烧压力作为运行参数在ISO状况下对NOx值进行修正则更为合理，并推导出了新的NOx修正系数。