潜艇居住舱室空调送风舒适度数值模拟评估

[目的]潜艇舱室环境普遍较恶劣,需提高居住性,基于此,对采用球形布风器的潜艇舱室的空调送风气流组织进行研究,评估舱室热舒适度。[方法]使用CATIA构建精确程度高的舱室三维模型,采用计算流体力学(CFD)技术,根据实际边界条件,对舱室在夏季水面、夏季水下、冬季水面、冬季水下工况下的送风气流组织进行数值模拟,对使用球形布风器改变送风方向的夏季水面工况送风气流组织进行数值模拟,对各工况下舱室温度及速度分布进行分析对比,对舱室的舒适性评价指标(PMV)值进行计算分析。[结果]结果表明,在各工况下,舱室PMV值在-1～1之间;舱室内大部分区域气流速度分布较为均匀,速度适宜,小于0.3 m/s;舱室大部分区域温度较为均匀,夏季约为24.5～26℃,冬季约为22～23.5℃。[结论]采用球形布风器的潜艇典型住舱空调送风满足舒适性标准要求。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

针对舰船舱室空调系统的末端形式不同于民用建筑空调系统末端形式的特点,提出对采用布风器方式的舰船舱室的气流组织形式进行研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立实船典型两人舱室的数值试验模型,根据舰船的实际边界条件对该舱室夏季设计工况和冬季设计工况下的气流组织进行数值模拟计算,并对典型截面的速度场及温度场进行分析。模拟结果表明:在夏季设计工况下,虽然布风器周围风速较高、温度较低,但舱内人员活动区域速度场分布较均匀,舱内风速小于0.3 m/s,温度场分布也较为均匀,温度约为26~27℃;在冬季设计工况下,除布风器周围风速较高、温度较高外,舱室大部分区域风速较低,小于0.2 m/s,温度约为20℃。无论是夏季还是冬季设计工况,采用布风器末端形式的典型两人舱室人员活动区域内的气流速度及温度均满足舒适性标准要求,结果验证了该典型舱室空调系统布置的合理性。     

海洋工程用中厚板高强钢Q460E焊接工艺及性能

针对焊接机器人应用于海洋工程领域厚板焊接中的可行性和焊接工艺进行研究,设置焊接方案和技术参数并进行分析.采用海洋工程领域常用的高强钢Q460E,对焊接机器人焊接过程中的重要参数"侧壁停留时间"进行试验优化研究,结果表明,焊前预热温度为150℃,焊接速度为190mm/min～210mm/min,焊后后热温度为250℃,保温2h,同时配合焊接机器人摆动速度250 mm/min、侧壁停留时间1.2 s～1.4 s时,能获得良好的焊接接头,抗拉强度达到620 MPa,屈强比达0.8.在侧壁停留时间为1.2 s～1.4 s的情况下对预热温度分别为120℃和90℃的工况进行试验,结果表明,当将预热温度降至90℃时,焊缝冲击韧性仍能满足标准的要求.对于对结构性能要求不高的场合,推荐采用该预热温度.     

含水量对固态胺纤维吸附CO_2速率的影响

在0.101MPa、温度25℃、CO2含量1.0%条件下,实验测定了含水量0～300%范围内SAF吸附CO2速率,含水量为60%～120%时吸附最快。对低、高含水量工况下水的作用分别进行了讨论,高分子涂层溶胀程度和纤维团堆密度分别是两种状态下影响吸附速率的主要因素。依据扩散控制模型,推导出了适宜含水量下吸附速率公式,当含水量为100%时,其实验值为13.2 g/（kg.min）,约为理论估算值95.0g/（kg.min）的1/7。     

发动机排烟对海洋平台及周围环境影响的数值模拟

运用Fluent软件,基于组份输运模型,对陆丰13-2钻井生产平台上发动机排烟对海洋平台及周围环境影响进行数值模拟。分别对常风向正常工况及微风不利工况两种情况进行计算,结果表明:在常风向工况下,由于风速较高,烟气浓度分布及温度分布对平台及供应船不会造成安全影响;在微风不利工况下,不利于烟气扩散,烟气易沿下风向扩散的同时,还不断上升到工作平台区域及工作船的部分工作区域。提出排烟管出口应布置在工作甲板以下空间,以避免常风工况烟气通过平台空间扩散;通过分析烟气扩散影响因素,增设挡风墙等措施可以改变烟气扩散区域的流场,在排烟口处加喷水装置可降低排烟温度,有效地降低排烟的影响。分析结果为平台主电站布置及排烟管位置的设计提供参考依据。     

液化天然气动力船供气系统动态模拟

本文以液化天然气(LNG)动力船供气系统的工作流程为原型,讨论发动机在工况变化时如何设置控制方案,以达到更好的温度控制效果,满足双燃料发动机的工作需求。使用Aspen HYSYS流程模拟软件对该工作流程进行模拟,研究动态模拟时系统的运行情况。针对供气时的工况变化,改变液化天然气的流量,同时供气温度需要稳定在一定范围内,提出两种维持供气温度相对稳定的调节方案：改变热源的供热量或调节加热介质（水乙二醇）的流量,在HYSYS中分别进行动态模拟。改变热水流量时,输气温度可以控制在20℃-32℃;改变水乙二醇流量时,输气温度控制在22℃-28℃。两种调控方式结合的综合方案中,天然气温度也较好稳定在22℃-28℃之间,并且不需要引入其他外加冷源,响应较快,最适合应用于实际系统中。     

辐射供冷末端布置对邮轮舱室热环境影响

为研究辐射供冷末端布置对邮轮舱室热环境的影响,文章采用气流组织分析软件Airpak对不同供冷工况下舱室热环境进行模拟,分析对比各工况下舱室的温度分布、速度分布,并利用评价指标PPD-PMV值和平均空气龄对人员主要活动区域的热舒适性进行研究。结果表明,相比于辐射垂直墙壁系统,顶板供冷在X轴方向的温度分布更加均匀,人员无明显吹风感,舱室内人员的感觉最舒适。     

船舶电力推进系统特性仿真实验研究

船舶电力推进有广阔应用前景,并显示出巨大的发展潜力,为研究船舶电力推进系统,本文在构建了一种新颖的船舶综合全电力推进实验模拟系统的基础上,在实验室对船舶电力推进系统中的二种典型工况进行了模拟实船工况仿真实验,并对实验结果进行了分析.实验结果表明该仿真系统能很好地模拟实船工况,有一定的科研及实用价值.     

救生艇用2105柴油机活塞温度场数值计算与分析

针对柴油机活塞的热负荷问题,以救生艇用2105直喷式柴油机为研究对象,建立了活塞温度场的数学模型和边界条件,进行了额定工况下2105柴油机活塞温度场的计算,获得了温度场的数值分布.计算结果表明,活塞顶部的热负荷集中在燃烧室,最高温度为330℃,位于燃烧室中心.活塞顶部不同区域温度分布差异较大,在燃烧室偏离活塞中心一侧温度偏高,位于燃烧室喉口排气一侧、活塞顶面燃烧室背离活塞中心一侧外缘、燃烧室底部一圈温度较低.活塞第一环槽最高温度为180℃,活塞的热负荷在允许范围之内.     

硬度塞法测量柴油机缸盖温度的实验研究

简要介绍了硬度塞法测量温度的原理和方法.并用硬度塞法分两种工况对柴油机缸盖的温度进行了实验测量,以了解柴油机缸盖的热负荷状况和考察其对热负荷的耐受能力.最后对测量结果进行了分析和研究,得出了一些有益的结论.     

船用变频电缆敷设仿真

为研究船用变频电缆的磁场分布和温升情况,建立变频电缆的二维截面模型,利用有限元软件对在正常工况和缺相运行工况下的周围磁场和热损耗进行仿真计算。磁场仿真结果表明,在不同工况下,变频电缆500 mm远处的低频磁场对船体的磁化作用较小,其磁通密度也不会超过标准规定的人员安全限值。自然对流散热仿真结果表明,系统在缺相故障发生时,非故障相电流升高,变频电缆温度会超过85℃的温度限值,此时电机和供电电缆均需要合理的控制和保护策略,并应该加强通风。     

潜艇微氢环境中柴油燃烧动力学特性

采用理论分析和实验方法分析潜艇蓄电池在无温度补偿的浮充工况下的析氢和析氧过程,结合Arrhenius化学反应速率公式,对析氢速率、析氧速率随温度变化的规律进行指数拟合分析,发现在无温度补偿(冷却或加热)条件下,新、旧潜艇铅酸蓄电池在浮充工况时,蓄电池电解液温度都将迅速上升,并在一定时间后趋于稳定值。与旧蓄电池相比,新蓄电池温度上升速率比旧蓄电池快,析气速率与温度的关系无法满足阿累尼乌斯反应速率公式。     

柴油机活塞三维温度场数值计算与分析

针对柴油机活塞的热负荷问题,以195柴油机为研究对象,建立了活塞温度场的数学模型和边界条件,进行了额定工况下195柴油机活塞温度场的计算,获得了温度场的数值分布。计算结果表明,活塞顶部的热负荷集中在燃烧室,最高温度为382°C,位于燃烧室中心。燃烧室下部温度较低,背离活塞中心侧的外边缘的温度也较低,同时位于燃烧室排放口的温度也比较低,而温度较高的区域分布于燃烧室偏离活塞中心一侧。由此可见,活塞顶部的不同区域温度分布还是有比较大的差异。活塞第1环槽最高温度为150℃,活塞的热负荷在允许范围之内。     

氟化钠吸附氟化氢最佳工艺参数测定

氟化钠(NaF)是一种很好的吸附剂,有着吸附氟化氢(HF)的特性,在电子气体的生产中经常被用来吸附HF,在含氟电子气体的纯化工艺中有着极为重要的应用.本文通过正交实验测定氟化钠在不同的吸附条件下吸附氟化氢杂质的吸附效果,对实验结果进行方差分析,并评价了各因素对吸附效果的影响.实验表明:NaF对HF有很好的吸附能力,在最佳的操作条件下,吸附率达100%;适合的吸附温度为20 ℃～80 ℃;吸附率随气体流量的增大而降低;压力对吸附率的影响不明显.     

高温地区大体积混凝土温控及防裂措施研究

选取5块2.5m×2.5m×1.3m的大体积混凝土试块分别模拟5种高温地区施工工况,并采用光纤光栅传感器对其温度进行长期监测,获取了不同施工工况下混凝土内部的温度分布规律。试验表明:拌和水加冰、夜间施工、分层施工和调整混凝土配合比影响混凝土温度程度不同,并根据试验结果提出防裂措施。     

船舶余热驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统性能分析

从节能环保的角度出发，针对船舶独特的海上环境，构建一种新型船舶余热驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统，该系统使用船舶余热作为再生热源，使用室内排风作为再生空气，并充分利用海水作为自然冷源。使用Simulink建立该系统的仿真平台，在船舶空调夏季设计参数下，新风量为0.15 kg/s时，溶液流量宜取0.2 kg/s，溶液温度宜取32℃，该工况下的系统热力系数为1.28。研究表明，室外温度为30℃～40℃时，该系统可充分适应船舶空调湿负荷大的特点。     

船用DH36钢屈服强度温度依赖特性研究

屈服破坏是船体结构失效的主要模式之一,屈服强度的变化会给船体结构设计带来重要影响。研究了船用DH36钢屈服强度与温度的依赖关系。通过低温拉伸试验,确定船用DH36钢在-60～10℃范围内的屈服强度,由自定义函数拟合得到屈服强度与温度的依赖关系,并从微观角度对这一现象进行了解释。结果表明,船用DH36钢在-60～10℃范围内的屈服强度随着温度的降低而升高且服从指数规律,在-60～-20℃范围内船用DH36钢的屈服强度对温度的敏感性高于-20～10℃时的屈服强度。     

主汽轮机凝汽装置真空偏低影响及原因分析

文章围绕某船2#主汽轮机凝汽装置在中高工况下真空比正常值低7%～12%,汽轮循环水泵转速相比正常值低70 r/min,海水出口温度与1#机组相比高5℃,主机功率严重不足,动力装置经济性降低这一故障现象,对其影响因素进行了全面分析,提出了解决方案。     

不规则小空间火灾温度分布规律研究

采用实验建模的方法,对不规则小空间温度分布规律进行了研究;研究表明,这类空间危险高,空间顶棚的温度可能在几秒钟达到几百度的高温,且在几十秒后,整个空间都将处于高温环境之下,最低温度也在100℃之上;同时研究还表明,这类火灾的高温区域首先出现在空间顶棚和侧部墙壁,这对小空间火灾消防提供了参考依据。     

基于SHIPFLOW软件的某集装箱船的阻力计算分析

利用SHIPFLOW软件来计算船舶阻力是目前比较常见的方法。本文对某集装箱船在满足总体设计的基础上,基于船东营运需求,采取多工况、多航速优化技术,同时在优化中重点关注浅吃水和中、低航速工况,设定营运工况优化权重进行优化。最后,利用三因次换算法对优化后的船型进行阻力预报,并与船模实验进行了对比,结果表明,预报误差在-4%～3%之间,满足工程使用要求,验证了该方法的可行性。