船用低速柴油机SCR系统的设计优化与试验分析

由于船舶机舱空间狭小,因此布置用于二冲程柴油机的SCR反应器和其管道较为困难.利用CFD模拟了在100％负荷下SCR反应器之前的尿素雾滴和排气的混合过程.模拟结果表明,当6S35ME-B9 SCR系统的旋转角和护盖展开角分别为15°和75°时,尿素与排气在较短的距离内能够形成良好的混合,并且整个系统压降小于1.4 kPa.对安装有SCR系统的6S35ME-B9柴油机进行了 100 h的测试,结果表明NOx排放从18.15 g/kWh降低到3.17 g/kWh.针对6S35ME-B9柴油机的SCR系统的设计和试验可以为实船上的SCR系统提供理论和应用基础.     

某船用柴油机SCR尿素喷射系统结构参数仿真优化

在建立的SCR系统三维仿真模型基础上,首先通过仿真性能分析,初步确定了尿素喷嘴位置、喷孔直径、喷孔数目及喷射方向等尿素喷射结构参数范围,然后采用正交试验法确定尿素喷射结构参数仿真试验方案。以NO_X转化率为优化目标,通过极差分析和方差分析得到优化的尿素喷射结构参数方案为:喷嘴与催化剂入口距离为7倍管径,喷嘴孔数为6孔,喷嘴孔径为0.6 mm,喷射锥角为30°。     

催化剂对船用柴油机SCR脱硝反应效率影响的数值研究

文章运用商用软件Star CCM+对某船用柴油机不同工况下尾气脱硝反应进行了数值模拟,并研究了催化剂厚度、层数对SCR脱硝反应效率的影响。将各工况下NO转化效率的计算值和试验值进行对比,验证了方法的有效性;进而研究了催化剂厚度和层数对NO转化效率的影响。结果表明,NO转化效率随催化剂厚度的增大而增大,但过大的催化剂厚度会对反应釜流场产生较大阻滞作用,合理布置催化剂层数有助于提高NO转化效率。     

某柴油机SCR系统的设计计算与优化

文中应用STAR—CD对某型柴油机尾气SCR系统不同方案的流动和压力损失、湍动能分布,以及对催化器内部不同方案的化学反应进行了计算与分析．结果表明：综合考虑催化结果和实际安装,4种方案中第2种方案的效果较好．它为同类柴油机采用SCR系统进行NO,的排放控制提供了参考．     

某船用柴油机SCR系统混合器结构参数仿真优化

在某船用柴油机SCR反应器及尿素喷射系统结构参数优化的基础上,建立SCR混合器三维仿真模型,研究SCR混合器叶片角度和安装位置对SCR系统的混合均匀性、压力损失、NH₃逃逸、NOx转化率的影响。仿真结果表明：混合器叶片角度为15°、安装位置离喷嘴下游75mm时,可使催化剂进口截面的NH₃分布均匀性系数提高4.5%,NOx转化率提高6%。     

船用发动机SCR混合器优化仿真分析

本文首先针对船用低压SCR系统设计新型旋流板式混合器,与某船用柴油SCR系统折流板式混合器对比,对它们管路内部流体的流动特性和混合效果进行数值模拟分析。结果显示,新型旋流板混合器管路内部流体混合效果有所提升,但管路的压力损失增大。对新型混合器进行结构参数优化,包括空间布置方式、双层混合器设置、混合叶片倾角及混合器管路尺寸等,仿真结果表明：混合器布置在尿素喷射点后比布置在喷射点混合效果略有提升,但压损增大;双层旋流板能引起更大的旋流,管内流体混合性能明显提升,但压力损失也随之增大,改变旋流片的位置和角度能够改善混合性能及压力损失,但压力损失与混合性能协同改善不良;增大混合器管路管径和长度能有效协同改善混合效果和压力损失,混合器管为530 mm双层旋流板式混合器叶片倾角50°时效果最佳。     

船用电喷柴油机SCR系统吹灰装置喷孔布置优化有限元分析

以MAN电喷柴油机SCR系统吹灰装置管路作为研究对象,用Fluent软件作为计算工具,吹灰装置管路上的喷孔分布一般分为3×3和4×4的2种布置方案,对这2种喷孔的布置方案通过研究,仔细比较了A,B,C三种不同布置方案在不同的喷孔间角与吹扫压力下的吹扫覆盖率,对C方案的布置提出了优化措施。鉴于SCR反应器的结构可能会对最边上的喷孔造成影响,提出D方案对反应器最外侧的喷孔布置进行分析,得到最佳吹扫压力和喷孔间角,为吹灰装置的研究设计提供参考。     

SCR 催化剂内流动与反应过程的研究

针对V2 O5／TiO2催化剂建立了三维单孔道模型,基于Eley－Rideal动力学机制,模拟了单孔道内的流动及NOx 在催化剂表面的反应情况．经模拟结果与实验结果对比,证明了模型的合理性．研究表明：随着Re的增大脱硝效率逐渐降低;模拟温度在523～723 K时,反应物NO的转化率随温度先升高后降低;根据NO的转化率及NH3的逃逸率综合考虑NH3／NO摩尔比应该控制在0.9～1.2之间;在温度为598 K, Re 为600, NH3／NO 摩尔比为1时, NO 的转化率最高可达到97．18％;反应物的浓度沿孔道方向先快速下降后平缓下降,在单孔道长度为1000 mm的模型中,在离入口处600 mm时NO脱除率可达到总脱除率的91.2％．模拟结果可为SCR催化剂的运行优化提供重要依据．     

船用柴油机SCR催化器载体结构参数仿真优化

利用AVL_BOOST软件建立了某船用柴油机SCR催化器仿真模型,通过响应面优化法和BBD试验设计法开展仿真试验,得到以NO_X转化率为目标函数,压降和NH_3滑移量为约束条件的回归方程。通过回归方程对SCR催化器载体结构参数进行优化,优化结果为:横截面积为0.069m~2,长度0.833m,载体孔密度为22/cm~2,涂层厚度0.01mm,载体壁厚0.15mm。     

基于PLC的船用SCR废气减排与综合利用

近年来,国家越来越重视对环境的保护,加强对各种交通工具的排放控制,通过一些措施对其进行废气减排。船舶作为一种大型的交通运输工具,在为交通运输业与经济发展做出巨大贡献的同时,也对自然环境造成了较大污染。船用柴油机会产生很多的含有氮氧化物的废气,事实证明这些氮氧化物对大气具有很大危害。而选择性催化还原系统(SCR系统)是一种专门针对氮氧化物的控制减排技术,可以有效的减少船舶柴油机废气中50%以上的氮氧化物。本文基于PLC技术,对船用的SCR废气减排与综合利用系统进行了系统的分析与研究。     

喷雾干燥烟气脱硫塔流场数值模拟

采用湍流κ-ε模型及随机勒道模型,运用通用的计算流体力学软件Fluent进行脱硫塔内流场模拟。研究表明,喷雾液滴极大的影响了塔内的流场。垂直喷射时脱硫塔脱硫效率和烟气日处理量均高于顺向喷射,根据这一结果作出了相应的设计和优化,为研究脱硫过程提供了一种可行的方法。     

船舶柴油机大气污染物排放特性及控制技术研究现状

  目的  船舶柴油机选择性催化还原（SCR）反应器的NOx转换效率受其入口流场均匀性的影响。为优化柴油机排气管路设计,提高其转换效率,有必要建立合理的入口流场均匀性评价体系。  方法  以某船用柴油机排气管路为研究对象,首先,在额定工况下对其流动特性进行分析;然后,在此基础上进一步通过引入多项评价指标,从不同的角度对SCR反应器入口流场均匀性进行评估,并对各评价指标之间的差异性与适用性进行探讨。  结果  结果表明,管道弯折、突变部位的压力损失约占排气系统的20%,且SCR反应器入口前的弯折对其入口流场均匀性的影响较大,局部最大不均匀度高达19.96%。  结论  研究显示,为提高入口流场均匀性,SCR反应器入口面应与弯折、突变部位保持一定的距离;对于船用柴油机排气系统,均匀性指数γ值和局部面积最大不均匀度δ更能切实地评价SCR反应器入口流场均匀性。研究结果可为合理评估流场均匀性提供重要参考依据。     

基于改进T-B法的宽带高斯过程疲劳损伤分析

针对宽带高斯随机应力过程造成的疲劳损伤问题,本文提出一种基于改进Tovo-Benasciutti(T-B)法的疲劳损伤频域分析方法.通过不同参数形式的功率谱进行时域的疲劳损伤分析,针对T-B法中的关键参数bTB提出一个新的非线性函数模型.与原T-B法相比,新提出的函数模型bMTB可以考虑S-N曲线斜率参数m的影响,并以此为基础提出基于改进T-B法的疲劳损伤分析方法.以时域的雨流计数法结果作为基准,分别采用参数化功率谱和真实响应谱进行数值试验,并与现有的多种宽带高斯疲劳损伤分析方法进行对比,验证本文所提出的改进T-B法的准确性和适用性.     

钢质悬链线立管与海床土体相互作用的数值模拟

对海洋钢悬链线立管(SCR)与土体的相互作用研究越来越得到业界的重视,不同计算方法得到的结果准确性如何尚未做过对比分析.文章采用有限元法和有限差分法对管—土的相互作用进行了数值计算.在有限差分法中采用弹簧单元,在有限元法中采用接触单元模拟悬链线立管与海床土体的相互作用,得到端部施加不同位移载荷下的立管弯矩、土体反力、触底点位置并与实验结果作比较.分析了端部位移载荷大小对触地点(TDP)位置及对土体反力的影响.文中采用的方法在模拟静态端部位移加载下的管—土相互作用与实验结果吻合较好.为进一步模拟循环载荷下管—土相互作用奠定了基础.     

参数化设计中基于Vb的绘图函数库的建立

利用高级语言进行编程,生成接口文件“SCR”,通过AutoCAD进行图形的绘制,实现自动CAD系统的参数化设计。介绍参数化设计时,建立VB库函数生成“SCR”文件的方法以及要注意的问题。     

导弹舱室固体火箭发动机意外点火的喷雾降温数值模拟

为防止舰船导弹舱室内固体火箭发动机发生意外点火,避免出现火灾事故,对导弹舱室内固体火箭发动机意外点火的燃气流场进行数值模拟,并基于组分输运和DPM离散相喷雾模型对导弹舱室内的喷雾降温效率进行耦合计算。然后,通过改变喷嘴组合位置、喷嘴数量、喷雾强度、雾锥角和水温研究相关因素对导弹舱室喷雾降温效率的影响。结果显示：在喷雾降温作用下,导弹舱室内的温度快速下降,温度在3s内可下降至400K以下。但是,射流冲击区的降温却不理想,且导弹舱室的底板还需要特殊的热防护措施。同时,考虑到火源的随机性,喷嘴应尽可能均匀布置,数量不宜过少且雾锥角应较大,以提高降温效率。然而,当喷雾强度增大至一定程度后,若再继续增大,降温效率的提高却不明显。研究表明,采用所提喷雾降温数值模拟方法对导弹舱室内固体火箭发动机的意外点火情况进行降温和防控均有效可行。     

船用堆堆芯控制棒分布对围板/反射层不连续因子的影响分析

针对控制棒大距离移动时积分价值计算有较大误差的问题,分析发现船用反应堆围板/反射层节块的等效均匀化参数尤其是不连续因子受反应堆内控制棒的分布状态影响是导致误差的主要原因,通过引入二维围板/反射层等效均匀化参数计算方法详细计算不同棒态下围板/反射层的均匀化参数,最后经验算发现,能够使积分价值计算误差控制在2%以内。     

船体长期监测系统的应用现状及发展趋势

船体长期监测系统(SHLTMS)用于对船体重要结构、关键构件及敏感部位进行结构应力实时监测和船体强度在线评估,时刻了解船体在各级海况下船体各部分的应力状态及运动状态。它对保障船体结构和人员安全、指导船舶的操纵以及船体寿命评估具有十分重要的意义。本文首先对船体长期监测系统进行概述,简要介绍船体长期监测系统的工程价值,接着对船舶长期监测系统的发展与应用现状进行分析,详细阐述国内外一些具有代表性的工程应用成果。最后对船舶长期监测系统存在的问题和未来发展趋势进行论述,为后续研究提供借鉴。