多区域网络模型在船舶舱室污染物传播研究中的应用

为准确评价船舶舱室污染物传播情况,本文以某船舶舱室为研究对象,利用多区域网络模型,研究不同通风空调工况下新风量和局部净化设备对舱室污染物分布的影响。结果表明:合理配置局部净化设备,可有效降低高污染区域和相邻区域内的污染物浓度;新风量大小与污染物浓度水平之间存在着一个合理的匹配值,该成果可为评价和改进船舶舱室的空调系统设计提供指导。     

关于船舶舱室空气净化策略的思考

概述了舱室空气污染物的主要种类、来源和危害.针对舱室空气污染现状,提出了改善舱室空气质量的三种净化舱室策略.阐述了光催化氧化和非平衡等离子复合净化技术,同时对舱室空气污染控制策略进行了展望.     

舰船舱室挥发性有机化合物的释放速率研究

[目的]为保障舰员健康与舰船的安全运行,应对以挥发性有机化合物(VOC)为代表的舱内空气污染物进行有效控制。污染物的释放速率是表征舱室空气质量的关键参数之一,但目前在该方面的研究还较为欠缺。[方法]基于常规室内环境污染速率测试方法,结合舰船舱室特点,通过Tenax-TA采样管富集采样、ATD-GC/MS分析和集总参数模型拟合,对舱室内以苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)为代表的VOC释放速率进行研究。选取某舰船典型舱室为研究对象,开展封舱与通风工况下BTEX的释放速率测量试验。[结果]结果表明:通风工况下,该舱室二甲苯和挥发性有机化合物总量(TVOC)的平衡浓度均超出了室内空气质量标准,应加强污染源头控制或改善通风净化效能;封舱工况下(舱室环境浓度与通风工况接近),除浓度较低的苯以外,BTEX的释放速率与通风工况下的测试结果吻合较好。[结论]该研究初步建立了适用于舰船舱室的VOC释放速率测量方法,可为其污染特征评估与通风净化系统设计提供参考。     

舰船舱室通风系统效能评估

大型舰船舱室多采用半封闭或全封闭式设计,需要通过机械通风系统对舱室进行通风换气。本文根据大型舰船舱室密闭环境特点,结合2艘典型舰船舱室通风系统换气效果试验,建立舱室通风换气的数学模型,计算对比了通风换气期间舱室污染物的浓度变化情况,并提出有效通风量作为性能参数来评估舱室通风换气系统效能,直观地反映舰船舱室通风换气效果。该研究可为舰船舱室通风系统的设计及优化提供一定的指导。     

舰船机舱油雾浓度测试研究

本文采用计重法和气相色谱/质谱联用法对舰船机舱不同存在形态的油雾污染物进行浓度测试。结果表明:直通舱室的冒气口是舰船机舱油雾污染的主要来源,虽然油雾净化装置的净化效率高(90%以上),使舱室环境的油雾浓度保持在较低浓度水平(1.6~3.1 mg/m~3),但机舱的空气质量状况与船员对于空气品质的要求还有较大差距。因此建议加强对油雾的排放控制,增强净化装置的处理能力,同时继续开展对机舱油雾的深化研究,切实改善和提高舱室的空气质量。     

基于模糊控制理论的舱室通风散热系统设计

舱室的空气质量与温度不仅会影响船员的生活质量,也会给舱室内的货物与运行元器件产生负面影响。为了保证舱室的温度与风量控制水平,优化设计基于模糊控制理论的舱室通风散热系统。根据舱室内元件发热原理以及空气流通机理,构建舱室散热数学模型。在舱室环境中装设温度传感器以及通风机、制冷机等执行器,根据传感器采集的环境参数,计算舱室通风量与散热量。改装舱室通风散热模糊控制器,在模糊控制理论的支持下,生成舱室通风散热控制指令,通过通风散热执行器的驱动,实现舱室的通风散热功能。将设计系统应用到实际的舱室环境中。与传统系统相比,优化设计系统的通风量产生误差降低了3.92cmm,空气密度控制误差降低了0.0055kg/m³,且能够使舱室控制温度更接近目标值。     

舰船机舱油雾浓度测试研究

本文采用计重法和气相色谱/质谱联用法对舰船机舱不同存在形态的油雾污染物进行浓度测试.结果表明:直通舱室的冒气口是舰船机舱油雾污染的主要来源,虽然油雾净化装置的净化效率高(90%以上),使舱室环境的油雾浓度保持在较低浓度水平(1.6~3.1 mg/m3),但机舱的空气质量状况与船员对于空气品质的要求还有较大差距.因此建议加强对油雾的排放控制,增强净化装置的处理能力,同时继续开展对机舱油雾的深化研究,切实改善和提高舱室的空气质量.     

密闭舱室突发污染浓度动态预测与源项辨识

潜艇、载人航天器等密闭微环境随着人员停留时间的延长,其舱室空气污染问题已成为危害工作人员生命安全的主要因素,因此迫切需要开展快速准确的污染浓度预测以及对突发不确定污染源辨识的技术研究,并提高密闭环境主动应对突发污染的能力。对舱室污染浓度进行动态预测和污染源项强度辨识是实现舱室空气质量实时预测的关键。建立了集总污染源概念,提出了联合使用卡尔曼滤波和最小二乘算法的舱室突发污染辨识与浓度预测方法,并与建立的变结构污染浓度模型相结合,同时完成了集总污染源散发强度的动态辨识和污染浓度状态预测。另外,在突发污染源定位方面开展了前期的探讨研究工作,建立了一种新的多维浓度离散随机模型,并提出了基于多假设特征匹配的突发污染源定位方法研究。通过匹配观测数据序列与单参数(源位置)多假设获得的传感器处浓度响应序列特征来实现源项定位及散发时间估计,可初步确定源散发强度。     

大中型舰船柴油机排气泄漏风险评估和监控需求研究

对于以柴油机为动力的舰船,柴油机工作过程中可能由于排气泄露或二次吸入导致舱内有害气体浓度升高。为了评估该类事故工况的影响,本文针对某典型舰船,以柴油机尾气中的CO为特征污染物,利用多区域模型仿真,分析了不同排气泄漏程度及二次吸入程度下典型舱室CO浓度变化情况。研究结果表明,4%排气泄漏率时,会导致柴油机舱CO浓度急剧升高,超出室内空气质量90 d容许浓度限值;9%排气二次吸入时,会导致所有舱室平衡浓度超过90 d容许浓度限值。结合分析结果,建议在柴油机舱进行CO浓度实时监测,并对柴油机通风、排气管路设计进行优化。     

集滚船上建舱室噪声预报及声学优化设计

以某集装箱滚装船为研究对象,对多源激励下上层建筑内典型舱室噪声进行预报,分析不同类型的噪声成分对上建舱室的影响。结果表明,机舱区域的机械设备对上建舱室的噪声水平影响较小,而上建区域的机械设备和空调通风系统对于上建舱室的噪声水平起主要决定作用。通过分析超标舱室的主导噪声源成分和传递路径,提出对应声学优化方案,保证舱室噪声满足技术规范要求。     

有通风弹药舱角落火灾初期温度特性

为掌握有通风的弹药舱室内较隐蔽处火灾的初期温度特性,从而为其早期探测提供指导,采用数值方法对一典型弹药舱室内4种典型火灾增长系数的角落火灾进行模拟。通过对舱室内各温度探测器位置处的数据分析发现,在通风影响下,位于通风下游的温度测点所能达到的最高温度值明显高于其对应通风上游的测点,最大温差可接近10℃以上;尽管火灾产生的热烟气最先影响的还是其正上方距离最近的温度测点,但位于火源所在上方的通风下游测点会最先达到50℃;火灾高温区域主要集中在舱室通风下游,远离火源的通风上游区域在很长时间内难以受到火灾高温热烟气的影响。     

舰船机舱火灾烟气自然充填特性模拟实验

在舰船机舱缩尺模型中开展一系列油池火实验,对3种尺寸柴油池火产生的烟气自然充填特性进行研究。为了解无通风条件下舰船机舱内的烟气运动过程,实验中对舱室内的温度分布、气体浓度以及能见度等关键参数进行测量。实验结果表明:舱室内的温度较低,且在竖直方向上不存在分层现象;舱室顶部区域烟气中的氧气浓度很低;舱室内能见度随着火源直径的增大而降低,当油池直径为0.3 m时,能见度迅速下降至2 m左右。     

AIP潜艇长航期间舱室环境中空气污染物分析

研究了我国AIP(air independent propulsion)潜艇潜航舱室环境有害气体的基本情况和浓度分布,为更好制定AIP潜艇舱室环境标准和控制建议提供基础数据。本文采用的方法有液氮低温条件下预浓缩联合气相色谱分离,用色谱质谱联用检测大部分挥发性有机化合物,用在线监测仪器分析了潜航过程中颗粒物、一氧化碳和二氧化碳的污染水平。定量检测了34种污染组分,大部分物质浓度较低,在这些物质中有些是嗅阈值低、毒性高的组分如二甲基二硫醚、苯、二硫化碳、三氯甲烷。部分污染物浓度较高,达到ppm级别。舱室颗粒物污染主要为细颗粒物污染,部分舱室浓度超过国家室内空气质量标准,住舱二氧化碳最高浓度超过常规潜艇的容许标准。下潜时间的增加使舱室环境产生部分恶化,微量污染物通过累积使污染物浓度接近或超出相关标准规定,人员活动产生的挥发性有机物、颗粒物和二氧化碳等无机气体进一步加剧了舱室污染,要尽快加强相关的医学保障和制定相应的卫生标准。     

基于因子分析的极地邮轮舱室空气污染物研究

船舶舱室空气污染物是影响舱室舒适性的重要因素。以极地邮轮舱室空气污染物为研究对象,在分析其来源及相互影响因素的基础上,提出了采用因子分子法对舱室污染物进行降维的处理方法。进一步,基于相关样本数据的基础上,分别利用SPSS软件和MATLAB编程进行了污染物的因子分析。目前已有的样本数据显示公因子为两个：第一公因子在CO、细菌总数、可吸入颗粒物、甲醛和SO2上有较大的载荷;第二个公因子在甲醛、NO2和SO2上有较大的载荷。研究结果表明：SPSS软件和MATLAB在降维分析中研究结论一致。该研究结果可为对环境舒适度要求较高的船舶舱室空气污染物主动控制提供较好的理论依据和参考。     

基于人工神经网络的船舶舱室噪声抑制算法

常规船舶舱室噪声抑制算法在受到外部多因素干扰时,存在抑制计算精度较低的不足,为此提出基于人工神经网络的船舶舱室噪声抑制算法。基于噪声抑制算法框架设计,引入人工神经网络处理机制,实现噪声抑制算法规则的构建;依托噪声抑制变量参数的选取,代入船舶舱室噪声抑制算法程序,实现基于人工神经网络的船舶舱室噪声抑制计算。试验数据表明,提出的抑制算法较常规抑制算法,计算精度提升16.62%,适合不同环境下的船舶舱室噪声抑制计算。     

舰船典型舱室装修后挥发性有机化合物的实测与分析

选取装修结束并持续通风3天后的某舰船典型舱室为研究对象,在码头停泊状态采用Tenax TA采样管富集采样和ATD-GC/MS方法测量舱室挥发性有机化合物(VOCs)的释放特征,利用NIST08谱库和标准物质进行定性和定量分析。研究发现,装修后舰船舱室环境VOCs浓度水平显著高于装修前,舱室封闭期间(4 h)典型苯系物和总挥发性有机化合物(TVOC)释放速率基本恒定,其中浓度最高且释放速率最大的VOCs包括二甲苯、环己酮和乙苯等。因此,建议加强舰船装修期间的材料使用和施工工艺管理,从源头上控制装修污染,并在装修过程中和结束后加强通风。     

船舶舱室的通风超压计算法

文章列举船舶舱室超压保护区通风建压涉及的各种因素,并从国内外文献资料、各国规范和实船经验中,分析总结推导出实用可行的针对各影响因素的船舶舱室通风超压计算法,对今后船舶密闭超压通风设计具有指导意义。     

舰船铅酸蓄电池室氢气浓度特征研究北大核心CSCD

[目的]为实现舰船铅酸蓄电池室蓄电池析氢特征在线识别和氢气控制系统量化设计,提出基于集总模型,综合考虑蓄电池析氢速率、系统通风净化风量、蓄电池室泄漏风量等关键参数的蓄电池室氢气浓度特征辨识方法。[方法]根据蓄电池室环境特征,建立舰船蓄电池室氢气浓度特征和蓄电池析氢速率预测数学模型,开发相应的计算程序,分析在给定系统运行策略下,不同蓄电池析氢速率和系统通风净化风量下的蓄电池室氢气浓度变化特征。[结果]蓄电池室氢气浓度变化特征受蓄电池析氢速率、蓄电池室泄漏风量和系统通风净化风量等因素共同影响。当析氢速率较低时(如新蓄电池),泄漏风量会显著影响氢气浓度上升速率;在给定策略下的蓄电池氢气净化系统日均运行频次可以反映蓄电池实际析氢速率特征,指导蓄电池寿命评价。[结论]舰船蓄电池析氢速率与多个参数关联,研究开发的预测模型可对舰船蓄电池室蓄电池析氢速率进行准确预测,并为系统设计和运行策略优化提供指导,相关思路和方法亦可推广应用于与氢气控制相似的其它舱室组分。     

基于船舶破损安全性的舱室优化方法

[目的]船舶安全性是船舶最重要的性能之一,而舱室优化与提高船舶破损安全性密切相关,二者之间的关系是一个复杂的多因素问题。[方法]基于SOLAS 2009公约,评估概率破舱稳性,量化危险区域,采用层次分析法(AHP),以分舱指数、危险区域类型和数量为评估指标,求解各指标对船舶破损安全性的影响权重,并以提高船舶破损后的安全性为目标,评估出最优舱室优化方案。[结果]结果显示,调整危险区域边舱宽度、舱室长度及双层底高度均可提高船舶破舱稳性,以及船舶破损后的安全性。[结论]实验结果表明研究危险区域可提高船舶安全性,在基于多准则评估船舶破舱后的安全性上采用AHP方法可行。     

有通风弹药舱内慢速火灾特性数值研究

为掌握有通风的弹药舱室内火灾初期特性,从而为火灾早期探测提供指导,采用数值方法对舱室内不同位置的慢速火灾进行模拟。通过对各温度和烟雾探测器位置处的数据分析发现,在通风影响下,慢速火灾时各测点的输出值均较小,短时间内不易达到通常的报警阈值;舱室内通风下游的探测器更易受火灾影响,而且靠近回风口一侧的火灾热烟气在不断累积后沿着舱室边沿向通风上游逐渐扩散。