论变压增压系统发动机的单缸模拟增压试验

当采用外源增压的方法,在单缸机上进行模拟具有变压增压系統的多缸发动机的工现的試驗时,一般常用一个固定出口截面积的背压調节器来代替变压增压系统中的軸流式廢气渦輪机,为了建立起单缸机与多缸机尽可能接近的工况,背压調节器的出口截面积应合理地选取。本文首先从比較等压条件下工作的渦輪机与在变压条件下工作,噴嘴环分组进气的反作用式渦輪机的工作条件的不同点出发,引用分流系数A的概念,并假定渦輪机內的流动是准稳定的流动。然后由連續方程式、工作輪能量方程式、工作輪进口速度三角形关系式以及渦輪机的反动度定义,推导了計算背压調节器出口截面积的方法,并給出对一台高速四冲程V-12缸廢气渦輪增压柴油机的計算例子。其次作者給出在多缸机上,增压器試验平台上以及在单缸机上的試驗結果,作了比較,表明上述分析是可取的。并从試验結果中也可以明确,按上述方法在单缸机上模拟多缸机的工况能达到滿意的程度。在文中也介紹了进行单缸模拟增压試驗的装置和經驗。     

純透平增压二冲程柴油机变工况工作点和特性曲线預算法

本文提出一种有关純透平增压单流扫气二冲程柴油机在船用变工况下,其脉冲透平增压器与柴油机间配合工作点的預算方法,并从而計算出增压柴油机的变工况特性曲线。算法的基本路线是运用单元部套的特性线、或特性式,按增压器与柴油机间的流量平衡条件,和增压器压气机与透平间的功率和轉数平衡条件,求解扫、排气参数間的关系;并与推进特性关系式相結合,求得工作点参数和气缸循环指标参数。具体計算时,系統地編制有关流量、功率和轉数平衡的,以及推进特性的三組P_K—P曲线,按曲线叠加后等轉数的交点,求定增压器和柴油机的配合工作点参数。     

船舶二冲程柴油机SCR系统温度控制分析

针对SCR技术在船舶二冲程柴油机上的应用,分析某船6S46MC-C二冲程柴油机SCR系统的温度控制方法和工作特性。结果表明,扫气旁通法可以使二冲程柴油机不同负荷下的排气温度保持在SCR反应的最佳温度窗口内,有利于SCR系统的运行,可以使船舶二冲程柴油机NOx排放满足Tier III标准。     

柴油机水下排气海水倒灌现象的理论分析

柴油机水下排气时存在海水由排气管倒灌入柴油机进而导致柴油机严重损坏的风险。通过分析管内气液两相逆向流动特性和国内外相关研究成果,指出水下排气管内海水倒流的物理机制,并给出了基于Wallis无因次气相速度的水下排气管海水倒流判断准则。进而以某柴油机排气参数为基础,计算分析了排气管管径、排气口水位深度及排气温度等因素对管内倒流界限气速的影响,所得结果对水下排气柴油机防止海水倒灌具有指导意义。     

定压式增压四冲程柴油机在部分工况下配合工作的计算方法

近年来,增压发动机的变工况性能問題日益得到重視。本文旨在对定压式纯廢气透平增压四冲程柴油机的变工况计算提出一种新的列线图解法。图解法的主要特点在于利用閉合方框线的概念,可以簡单而又迅速地确定出发动机与透平增压器配合工作的平衡运行点,避免了繁瑣的解析方程試算。作者最后还引用試驗数据与計算結果进行比較,証明计算方法的精确程度能符合工程要求。     

蒸汽机进汽过程压力降及耗汽量决定法

木文引用了B.B.菲立波夫及也万可的蒸汽机进汽流动理論,对此理論的热力及数学关系作了簡明闡述並提出比进汽方程式可以作为单流式蒸汽机热力計算的基础。文中並演导了提閥配汽耗汽量的計算式和获得提閥升程曲綫的簡易方法。最后,列出了平均指示压力的計算式和建議用实驗的部份功图因素对计算的平均指示压力进行修正。     

船用柴油机参数采集与分析系统开发

文章以二冲程直流扫气船用柴油机作为研究对象,在分析试验台功能需求的前提下,采用可视化编程语言,完成了船用柴油机参数采集与分析系统的开发设计.该系统能够实现气缸压力信号采集,预处理(滤波,均值,光顺),示功图实时显示以及数据回放等功能.此外,还可显示转速、扭矩、扫气温度、扫气压力、各缸排气温度和涡轮前后温度等常规运行参数...     

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。     

基于油耗率的船用低速柴油机燃烧故障诊断

以BW 6S35ME-B9型船用低速二冲程柴油机为研究对象,在已搭建柴油机试验平台上展开试验并在线监控采集其状态特征参数,如缸内压力、扭矩、排气温度、缸套冷却水温度、油耗总量和油耗率等,为故障的诊断排除提供有效依据。研究结果表明:基于多个柴油机状态特征参数诊断6号缸高压油泵出口燃油泄漏,有效地提高诊断工作的效率,尤其是船舶柴油机燃油消耗率监控在船上的应用,有效简化诊断过程以提高故障诊断和排除效率。研究内容对未来船舶智能故障诊断有着重要的指导意义。     

二冲程柴油机扫气过程数值模拟分析

本文建立了6S50MC二冲程柴油机气缸直流扫气三维模型,利用三维流体动力学（CFD）仿真软件FIRE,研究了扫气口设计参数对换气过程的影响,特别是对排气口开启初期废气倒流现象有了更精确的模拟和合理的解释。另外对不同的气口设计方案下的缸内残余废气浓度随曲轴转角的变化过程作了细致的描述,并对扫气口仰角的变化对换气过程的影响做了更进一步的探讨。研究结果表明：二冲程柴油机排气阀开启时刻对扫气初期的废气倒流现象影响较大,且开启时刻越迟,废气倒流越明显;二冲程柴油机扫气口设计仰角越大,越利于初期扫气,但新旧气体混合也比较严重,对后期扫气不利。因此,对于额定转速较高的二冲程柴油机,由于扫气过程时面值较小,因此适合设计一定的仰角增大初期扫气量;反之,取消扫气口仰角,则更有利于提高二冲程柴油机整个换气过程的换气质量。     

柴油机船废气锅炉的控制系统

本文对柴油机船上使用废气锅炉的优越性从节约能源及经济角度上作了简要介绍。对该锅炉的热力计算和控制系统,通过公式和图表作了较详细的论述。引证了排气温度 T_(AE)≈400℃的四冲程柴油机较之排气温度 T_(AE)≈300℃的二冲程柴油机使废气锅炉的蒸汽产量约大50%。通过对废气锅炉的蒸汽控制系统介绍,引伸出除氧器和汽包控制系统的要点。最后介绍了废气锅炉对二种不同柴油机的计算。     

以自由轮为例用能量法试论坞修变形

本文把安置在干塢中龙骨墩上修理的自由輪的变形,视为彈性基础上的变断面、变剛性連續梁来計算,应用能量法选择主振动形式函数来表示船身撓曲曲线。这样基本微分方程 [EI(x)y″]″ k(x)y=q(x) 可以用绕性联立方程組来表示: sum from i=1 to n[I_0/L~4S_n~((i)) k_0η_n~((i))]A_n=q_0Q_i式中S_n~((i))、η_n~((i))、Q_i分别表示慣性矩、彈性基础剛性系数和船身重量的分布函数。进而考虑了修船生产的特点,論述了(1)船体修理前的初始撓度;(2)拆落大面积船側外板时剪切变形的影响。也给出了近似計算公式。通过对自由輪的实例計算討論了修理过程中的下列工艺因素:(1)移动龙骨墩;(2)拆落船体外板;(3)装水試驗对船体变形的影响。并作了定性上的分析。本文还統計了一系列自由輪变形測量资料,进行整理并繪成图表。在理論分析和实际测量基础上,可以得到下列主要結論: 1.理論計算值和实际测量值相差較大,其主要原因是計算中沒有考虑墩木的間隙和船身的初始撓曲的影响。 2.在影响塢修变形的諸因素中,以移动龙骨墩的影响最大,装水次之,拆落外板影响較小。 3.在修理过程中,如大面积拆落船侧外板(尤其在1/4L处)时、必須計入剪切对于船体变形的影响。 4.船舶修理过程中的变形,主要是取决于船舶的初始撓曲和船身重量及墩木的分布。以自由輪而言,通常以呈中拱变形较为普遍。     

改善渦旋燃烧室柴油机工作指标的研究

本文的目的,乃是根据文献資料及作者的实驗結果,指出降低渦旋燃燒室柴油机油料消耗量,提高机器馬力的一般途徑及实际可行的方法。第一部份探討燃油噴入燃燒室后的雾化及混合过程,說明在主燃燒室內造成渦旋运动的重要性。第二部份探討改善柴油燃燒的一般方法,說明将渦旋燃燒室鑲块轉动若干角度是在主燃燒室內造成渦旋运动的有效方法之一。在第三部份作者以实驗探討燃燒室結构及尺度对於机器工作的影响,諸如渦旋燃燒室容积、喉道截面尺寸、喉道截面形状等,提出諸尺度的决定方法及合理数值,指出渦旋线速度是衡量禍旋强弱的指标,並据此而导出計算喉道截面积的方法。     

自流喷水冷却装置喷水降温效果计算分析及结构设计

为降低柴油机排气温度,根据流体力学、热力学和喷射器的基本原理对安装在柴油机排气管路上的自流喷水冷却装置降温效果进行理论计算和分析,结合模拟试验完成自流喷水冷却装置结构的方案设计。使用表明,该装置将柴油机排气温度降低至100℃,可有效降低排气红外辐射特征,柴油机的排气背压没有明显增加。     

热球式內燃机的趋向

近年来热球式內燃机的性能有了改进。因而需对此种內燃机在船舶上,尤其是在漁輪上的应用进行新的評价。本文除一般地阐述热球式內燃机的工作过程外,以較多的篇幅介紹了熱球式內燃机热球的构造及其形状的改进;探討了扫气方式及扫气方法的改进。由於此种內燃机参数的趋於提高,因而对於某些部件的要求較前严格,本文介紹了曲軸的新計算公式。研究証明,由於熱球式内燃机的性能不断地趋於改善、其某些技术經济指标可与他种柴油机媲美,因而在目前仍有其一定的重要性。此外,此种內燃机的制造簡单,使用保养容易,考虑到我国現有工业生产等情况,可以认为在我国生产热球式內燃机以滿足小型工业特别是漁业的需要,是有其必要性的。     

螺旋桨强度计算公式

根据理論分析法,結合經驗数据,分别推导出按拉应力或压应力的机翼型、弓型螺旋桨各强度校核公式与計算叶根处厚度公式。在推导过程中,推力分布与轉力分布系按理論計算而得,并把sinθ与cosθ轉化为H/D之函数。在轉力化为推力时引进了δ_η值,該值系按楚思德图譜而得并与H/D有关。然后将所有与H/D有关之函数加以归結,使推力矩及轉力矩产生之应力表达为十分簡便之形式DPK_1/Zbe~2cos~2ε其中K_1就是所有H/D之妇結。在推导离心力及离心力矩产生之应力时,系假定叶之伸張輪廓为椭圆形,其长軸等于螺旋桨之半徑,短軸为伸張叶之最大寬度,一般商船与軍舰螺旋桨皆大致如是,为专供計算离心力之用特假定叶面为一直线,叶背为拋物綫,叶边具相当厚度,等于叶梢厚度et,而該截面面积稍稍大于弦长及厚度相同之弓形截面,而略小于普通机翼型截面,但其差别有限。在計算离心力之矩臂时若接精确計算,則十分麻煩难于处置,因此系按作图方法求离心力之矩臂基础上进行推导,經过上述假定与分析可以写出近似公式如下:K_z_(?)+K_z_s=C_oω(A/A_d)(N~2D~3/Zb)[K_o+K_2]在推导厚度公式过程中,以D/e=26来处理而D/e这一因素仅考虑离心力矩所引起之应力方被引进。而离心力矩所引起之应力仅占总应力之小郭分,并且一般螺旋桨D/e=22～30左右,因此无疑D/e=26来处理对准确度影响甚微。当螺旋桨无后傾角时离心力部分引起之应力甚小,只有轉速在800轉/分附近时予以考虑。故可以写成更簡便之公式。弓形螺旋桨推导过程,与机翼型相若,最后可以相信不同截面形状之螺旋桨可写成如下表达形式: 1.校核公式:[σ]≥(DPK_1/Zbe~2cos~2)ε+C_oω(A/A_d)(N~2D~3/zb)[K)o+K_2) 2.e_(0.2)R的近似表达式(D/e=26轉化): 与J.A.罗姆逊(Romsom)公式,挪威船级社(Det Norske Veritas)算式,苏联巴甫米尔方法比較之后不难发現,罗姆遜公式不能直接求出叶接处之厚度,在强度校核中若发现材料应力不足时需反复計算。挪威船級社算式,不适用于压应力,也不适用于弓型截面螺旋桨,簡化过程比較粗糙。巴甫米尔方法計算过于麻煩,玥提出新的公式計算比較簡便,合理性也有所提高。     

柴油机舷侧排气喷淋流动及传热模拟

[目的]为解决船用柴油机舷侧排气喷淋装置的降温效果评估问题,[方法]应用Mixture多相流模型和蒸发—冷凝模型,对排气管内喷淋的流动和传热过程进行数值模拟,得到并分析不同冷却水量比下排气温度场分布、排气管截面平均温度的沿程变化规律以及压力损失。[结果]研究结果表明:喷淋条件下,由于水的挤压和水—气传热传质,排气管内的高温核心区呈锥形,随着冷却流量比的增大,排气高温核心区的范围逐渐缩小;从无量纲沿程距离0.1～0.4,排气管截面平均温度急剧下降,之后排气管截面平均温度变化趋缓;总压损失与冷却流量比呈现非单调关系,对排气阻力的影响较小。[结论]研究结果可为舷侧排气喷淋装置的优化设计提供定量支撑。     

滑行板的纵摇与升沉运动

滑行艇在海浪中运动时,会产生搖摆。哈斯金德用复变函数理論讨論了微弯滑行板的非定常运动,获得了計算水动力的一般公式。本文用另一种方法考虑这个問題,并計算了滑行板面上水动力的压力分佈。文中首先研究了液面上脉动点压δ(x)cos(ωt+ε)的解,求出了它的法向誘导速度v(x,t;U,ω,ε),分β<14和β>1/4两种情形得到其表达式,然后以一未知的压力分佈代替滑行板,求出該分佈压力系的誘导速度。令板面处的法向誘导速度与滑行板由纵搖和升沉运动所产生的法向速度相等,便得到求解未知压力分佈的积分方程式。文中討論了用福里哀级数表示未知压力分佈的函数,并把积分方程的求解問題变成一无穷线性代数方程组的求解問題,又进一步論述了該代数方程組的可解性条件。文中求出了升沉力和纵搖力矩的表达公式。最后,取压力分佈函数的前六項福里哀級数項,对一个具体数值例子进行了計算,求得了滑行板面上的压力分佈。     

基于流固耦合的水冷排气管结构强度仿真分析

结合特殊用途柴油机低热辐射水冷排气管的结构设计,借助Fluent软件,联合仿真方法,对其在额定工况下的排气流动过程进行瞬态分析,得到流动分布和表面换热系数;同时,对冷却水流动过程和对流共轭传热进行仿真分析,得到水冷排气管的温度场梯度边界。在此基础上,分析在热应力、重力、排气压力和冷却水压力综合作用下,安装在单缸机缸盖上的水冷排气管的应力和应变的分布情况。研究结果可供水冷排气管的结构优化和可靠性设计参考。     

具有相同横梁或不同横梁的板架的稳定性

本文由两个部分组成。第一部分中討論了具有相同横梁板架的稳定性問題。在解題时,假設板架的纵梁和橫梁各具有相同的失稳形状X(x)和Y(y),从而将此种板架的稳定性問題轉化为一根相当纵梁在彈性基础上,或在相同的中間彈性支座上受到軸向力的稳定性問題,而X(x)为其失稳形状。上述彈性基础或彈性支座的刚性系数,以及相当纵梁的軸向力的大小,皆与某一相当橫梁的自由振动頻率有关,Y(y)即为該相当橫梁的自由振动形式。利用作者推导所得的公式,既可以用来計算纵梁相同的板架,得到与精确解相同的結果;也可以用来解不同纵梁的板架而得到近似解。在后一种情况下,本文的方法具有与现用方法相同妁精确性,但应用的范圍要广泛得多,且計算的工作量也大为减輕。論文的第二部分,討論了具有不同纵梁和不同横梁的析架稳定性问题。利用本文第一部分的推导,該問題可轉化为一根相当纵梁在不同的中間彈性支座上的稳定性問題。对于仅有一根不同横梁或一对对称布置的不同横梁的板架,又可将該問題的解簡化为一个单独的計算公式。文章还给出了数值計算的例題,以說明公式的应用和解題的工作量。