船用热气机热管式冷却器的设计与输出功率分析

为降低船用热气机的冷却功耗,本文提出舷外热管式冷却器的设计方案。基于重力无芯热管的热阻分析和热气机的输出功率分析,对针对P40发动机设计的热管式冷却器进行数值模拟,分析输出功率,验证设计可行性。研究结果表明:热管会增大发动机死体积比降低功率;发动机转速较低时,热管式冷却器性能较好;热管长度对发动机功率有影响。热气机的热管式冷却器的设计行之有效,且更适合中低转速的热气机。     

基于防病毒需求的中央空调全新风节能设计

客船中央空调系统防病毒的关键是全新风。对此,全面提出并解释全新风设计的3层含义,即：回风不能与新风汇合之后重新送到室内;能量回收装置不能导致新风被回风污染;不可通过使用内循环空调控制温度,新风的换气次数很少。通过对空调负荷进行计算,对比不同中央空调系统的能耗,提出满足这3层含义的中央空调系统需根据不同的外界温度做出不同的设计,从而取得更好的节能效果。     

基于变频控制的自升式风电平台机舱通风系统设计与研究

机舱通风系统是自升式风电平台重要的动力辅助系统。本文研究了具有自升式风电平台特色的机舱通风系统,对机械进风自然排风与机械进排风两种通风方式进行分析比较,并提出了先进的变频控制机舱通风系统设计理念。通过正在建造中的项目实例,详细介绍了基于变频控制的机舱通风系统的核心设计思路,展现了该系统智能、节能和安全可靠等诸多优势,对今后自升式风电平台机舱通风系统设计具有重要的指导意义。     

船舶综合电力系统的能量管理控制系统与全数字仿真研究

从经济性角度设计船舶能量管理系统的控制策略;引入储能单元,利用其灵活性强和响应速度快等优点,结合能量管理控制策略,减小负荷波动对电网的影响;建立综合电力系统简化模型验证能量管理控制策略的功能和有效性。仿真结果表明,采用提出的能量管理控制策略可以使机组运行在最佳油耗范围内,并且提出的简化仿真模型可以验证能量管理系统控制策略的功能。     

基于变频控制的海上自升式平台机舱通风系统设计与研究

机舱通风系统是自升式平台重要的动力辅助系统。研究具有自升式平台特色的机舱通风系统,对机械进风自然排风和机械进排风2种通风方式进行分析比较,提出先进的变频控制机舱通风系统设计理念。通过项目实例,详细介绍基于变频控制的机舱通风系统的核心设计思路,展现该系统在智能、节能和安全可靠等方面的诸多优势,为今后自升式平台机舱通风系统的设计提供指导。     

四桨船伴流场研究

与单桨船不同,四桨船各螺旋桨在运转过程中负荷不同.当前四桨船推进器的设计多以一个干扰因子来表征内外桨负荷差,而一个干扰因子难以反映内外桨负荷差产生的原因,因此往往给设计带来困难.本文使用CFD方法对四桨船内外桨负荷分配问题进行研究,首先以大连理工大学拖曳水池的PM06模型为基础进行不确定度分析,验证了该数值计算方法的准确性,然后对本文所研究的四桨船进行研究.结果表明四桨船內桨负荷大于外桨,且负荷差产生的原因主要有三个方面:(1)船体形状造成的船尾流场不均匀性对桨的影响;(2)内外桨在敞水中相互间产生的干扰;(3)内外桨之间的干扰在船尾不均匀流场中的合成.据此,本文将四桨船伴流分为三部分:原生伴流、干扰伴流和次生伴流,并计算了该船各部分伴流所占比例,以更好地指导四桨船的推进器设计.     

基于热平衡试验分析冷却系统对高强化柴油机的影响

对某船用高强化柴油机设计智能控制冷却系统热平衡试验台架,对原机进行热平衡试验,分析冷却系统与柴油机的匹配特性;开展变冷却液流量热平衡试验,分析冷却液流量对柴油机综合性能的影响规律,结果表明,在柴油机中、低负荷时,柴油机处于过冷状态,适当减小冷却液流量可以降低燃油消耗率、提升有效功率;在额定负荷时,随着冷却液流量的减少,有效功率占总放热量比例先增大后减小,当淡水泵转速为2 000 r/min时,有效功率和燃油经济性相对最优;在过载负荷时,适当增加冷却液流量可以减小燃油消耗率;试验测得气缸盖热负荷最高值发生的位置以及缸盖材料的蠕变温度范围;认为适当降低冷却液流量可以提高发动机的动力性和经济性,但应注意爆发压力和高温部件热负荷的安全上限。     

纳米流体重力热管启动性能的试验研究

对去离子水、不同浓度和不同充液率的TiO2/H2 O纳米流体重力热管进行了测试,给出了这些热管启动过程的温度分布图。结果表明：在恒温水浴加热的试验条件下,与去离子水热管相比,纳米流体热管蒸发段启动温度低并且启动时间短,其蒸发段和冷凝段的最大温差与去离子水热管相比较低;在50％～70％充液率范围内热管蒸发段的启动时间随着充液率的增大而增加;热管启动时间随着加热温度的升高而缩短;热管倾斜角度较小的情况下将使其启动性能变差。     

基于动态仿真的COGAG装置负荷效率特性分析

运用动态仿真的新思路,分析了燃气轮机单机的全工况负荷效率特性和COGAG联合动力装置的负荷效率特性.结果表明,燃气轮机的全工况负荷效率特性为抛物线性关系,联合动力装置的运行控制方式对动力装置的经济性有很大影响.分析结果可为动力装置控制方式的设计和优化提供科学参考.     

船舶综合电力系统的能量管理控制系统与全数字仿真研究

近年来,电能逐渐取代传统动力成为船舶的主要推进能源。作为船舶综合电力系统的核心部分之一,船舶综合电力系统的能量管理控制策略设计及其仿真研究得到越来越多的关注。首先,本文从经济性的角度,设计了船舶能量管理系统的控制策略;其次,本文引入储能单元,利用其灵活性强和响应速度快等优点并结合能量管理控制策略减小负荷波动对电网的影响;最后,为验证能量管理控制策略的功能与有效性,建立综合电力系统简化模型。仿真结果表明,采用本文提出的能量管理控制策略可以使机组运行在最佳油耗范围内,并且提出的简化仿真模型可以验证能量管理系统控制策略的功能。     

机舱热发散控制用通风参数影响的模拟分析

针对船舶机舱发电机组、锅炉等高负荷热源,研究采用空气射流通风技术进行热发散控制。结合机舱的现场条件,建立机舱热发散控制的物理模型,选用计算流体力学的标准k-ε模型作为数值模拟计算模型。采用正交试验法对稳态条件下的送风速度、喷嘴高度、送风温度、送风湿度、排风速度等因素进行了模拟试验分析。试验得出不同通风因素对热发散控制效果影响的显著性大小排序：送风温度、送风速度、喷嘴高度、排风速度。结合试验分析结果提出了热发散通风控制的优方案和考虑节能后再优化调整方案。     

船舶余热梯级利用的淡水-空调复合供能系统

探讨船舶柴油机余热利用的发展潜力和当前研究现状,在此基础上根据能量梯级回收利用原则,设计一种以水/水蒸汽为单一热媒的新型淡水-空调复合供能系统,该系统包括冷却水余热回收和废气余热回收2个模块,兼具供热/制冷、制取淡水、生活用水等诸多作用。最后,对该系统进行热平衡分析,结果表明该系统可实现68.4%的余热回收量,低碳环保,节能效益显著。     

船舶传染病隔离舱空调系统设计的探讨

介绍了船舶传染病隔离负压舱的空调系统设计的特点和思路,结合一典型传染病舱模型进行空调系统设计,对舱内污染控制分区进行了分区设置,对换气次数、负压值、空调负荷、空气处理等主要技术指标进行了计算和结果分析。结合舱内空调负荷介绍了通风换气设备与节能措施,根据传染病隔离负压舱空调系统的特点选取了相应的热回收装置,并描述了其工作原理和特点。     

船舶主机废气余热温差发电的数值模拟与试验研究

为了对船舶柴油机废气余热加以利用以达到船舶节能和减少碳排放的目的，结合船舶余热的特点，开展了船舶余热温差发电的数值模拟与实验研究。采用CFD方法完成了实验装置相关参数的选择后，进一步对温差发电装置的换热过程进行模拟，并通过实验验证了模拟的正确性。最后，以MAN/B＆W41V32/40式船舶主机为研究对象，对其废气余热温差发电的性能进行了评估。结果表明，在热端平均温度为500 K，冷端平均温度为310 K，冷却水流速为10 m/s的工况条件下，设计安装的1764片温差发电片输出总功率理论上可达31.75 kW。     

弹簧支吊架在FPSO高温管道中的应用

高温条件下管道热胀、冷缩和端点附加位移产生的位移载荷是造成管道应力过大和相连设备管口扭矩、反力过大的主要因素。合理设计管道走向和支架布置来增加管道系统柔性是减小管道热载、降低管道应力的主要途径。以机舱排烟管道系统为例,在CAESAR II中建立数值模型,分析了排烟管道的热胀载荷对管道的影响,比较了弹簧支架约束与刚性支架约束对高温排烟管道一次、二次应力的影响。研究发现,在高温管道中,弹簧支吊架不仅能增加管道系统的柔性,减小管道热应力,而且能降低管道对支架的约束载荷,减小管道所受的集中力。     

反应系数法分析围壁空气层对舱室热环境的影响

反应系数法是空调动态负荷计算的常用方法,该文通过对四种围壁结构的反应系数进行对比分析,表明带有一定厚度空气层的情况对外扰波动影响更小,对保温有利,同时,围壁结构排列次序对反应系数也有影响。     

以泡沫金属为吸液芯的纳米流体热管传热性能试验研究

从热管的吸液芯对传热性能的影响出发,分别对以铜材泡沫金属和丝网为吸液芯的热管进行了传热性能试验研究,两种热管的工质都为质量浓度为1％的Al2 O3纳米流体。试验结果显示泡沫金属吸液芯热管在等温性、换热系数和传热极限等方面都要比丝网吸液芯热管更好,泡沫金属吸液芯热管的传热性能要优于丝网吸液芯热管。     

环路热管理论研究进展

环路热管（Loop Heat Pipe,LHP）是应航空航天热控制要求而产生的具有高效传热能力的强化传热元件．文中详细地综述了LHP蒸发器及其系统的理论现状和尚待解决的问题,对比分析了不同理论模型的优势和局限性;概述了微型LHP理论研究方法和结论,指出了应用常规尺度LHP的理论模型,研究了微型LHP传热特性的不足;同时提出了LHP理论研究方法的发展趋势．     

乘员负荷分布方式对客室内气流组织的影响

应用重整化群κ-ε紊流模型,分别计算并比较了非空态与空态空调列车室内空气三维紊流流场与温度场的分布特性．采用MonteCarlo法分析计算了太阳透射辐射和壁面间的辐射在车室内各固体壁面引起的附加热流变化,并以此作为能量方程的附加源项;对旅客产生的热负荷分别采用平面分布与空间分布处理方式,对比分析了采用不同热负荷分布方式对空调列车客室内三维空气流场与温度场分布的影响．研究分析表明：不同的热源处理方式对客室内流场与温度场有较大的影响．最后,实验验证了采用数值模拟手段研究非空态空调列车室内气流组织的可靠性,为空调列车室内舒适环境的优化研究提供了依据．     

16300t LNG燃料动力化学品船能量利用系统的模拟分析与优化

针对16300吨LNG燃料动力化学品船LNG气化冷能未加以利用的现状,本文在分析及评估原船废气余热及冷却水系统用能水平的基础上,综合考虑LNG冷能、主机废气和缸套冷却水的能量梯级利用,针对船舶对发电、海水淡化、冷库及空调等需求,以加装废气动力涡轮、LNG冷能ORC发电、冷冻法海水淡化及设置高低温冷库与空调系统等方式组合提出了四套综合能量利用系统方案。进一步利用Aspen HYSYS软件对该船原有能量利用系统与新方案进行了模拟分析,并从?效率及经济性两个方面对各方案进行了评估。结果表明,诸方案中以低温冷库+海水淡化+高温冷库+干燥舱系统方案经济性最好,所形成的新系统经优化后?效率可提高至67.16%,每年经济收益可达595.8万元。