好望角型散货船废气清洗系统的改装设计

以好望角型散货船加装脱硫塔装置的实船案例为研究对象,对废气清洗系统的工作原理、设计选型方法及改装设计的流程进行阐述,综合考虑设备安装要求和改装工程的实施难度,对船舶不同区域的设备布置方案进行分析研究,讨论改装过程中的问题并提出应对措施。     

固体氧化物燃料电池的研究与进展

  目的  固体氧化物燃料电池—微型燃气轮机（SOFC-MGT）联合发电系统有利于提高常规动力潜艇的续航力和隐蔽性,为分析该系统在不同运行模式下的性能特性,  方法  利用Matlab/Simulink软件对燃料电池AIP动力装置加以改进,并与微型燃气轮机（MGT）组成顶层循环联合发电系统。根据潜艇的航行状态,提出动力装置的双工作模式。建立SOFC-MGT联合发电系统和尾气处理系统的仿真模型,分析其在设计点工况下的性能指标,以及电流、水碳比、甲烷（CH₄）流量、空气组分等因素对系统性能的影响。  结果  仿真结果验证了模型的有效性和可行性,2种工作模式下系统的发电效率分别为59.48%和61.61%,最大功率分别为217 kW和223 kW,其中模式2状态下的系统净功率更高。该联合发电系统在潜艇不同工况下均可保持稳定的输出功率和较高的发电效率,其性能明显优于其他AIP装置。  结论  研究成果可为SOFC-MGT联合发电系统在常规动力潜艇上的应用提供理论支撑。     

移动式柴油发电机组消声器的设计计算

以柴油机的排气噪声控制为研究背景,针对某型移动式柴油发电机组,进行了排气消声器的性能和结构设计．依据柴油发电机组的条件和排气参数,利用CFD软件FLUENT进行流道的建模和数值模拟,进行了消声器的流场和消声量的计算．通过多次调整结构参数,使得所设计的消声器性能逐渐合理．计算结果表明,该消声器在较宽的频带范围内具有良好的消声性能,能够满足设计所要求的25dB消声量．     

基于 Glyphworks 的汽车排气系统加速耐久试验载荷谱的研究

在损伤等效和失效模式相同的前提下,应用疲劳分析软件 Glyphworks,对从试验场采集的汽车排气系统道路载荷谱进行编辑。得到预计试验时间和保留不同损伤量的台架试验加速载荷谱编辑结果,并进行试验验证。结果表明：与传统耐久试验方法相比,该方法能在更短的时间内准确再现失效模式。     

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。     

Application of dual reciprocity boundary element method to predict acoustic attenuation characteristics of marine engine exhaust silencers

In marine engine exhaust silencing systems, the presence of exhaust gas flow influences the sound propagation inside the systems and the acoustic attenuation performance of silencers. In order to investigate the effects of three-dimensional gas flow and acoustic damping on the acoustic attenuation characteristics of marine engine exhaust silencers, a dual reciprocity boundary element method （DRBEM） was developed. The acoustic governing equation in three-dimensional potential flow was derived first, and then the DRBEM numerical procedure is given. Compared to the conventional boundary element method （CBEM）, the DRBEM considers the second order terms of flow Mach number in the acoustic governing equation, so it is suitable for the cases with higher Mach number subsonic flow. For complex exhaust silencers, it is difficult to apply the single-domain boundary element method, so a substructure approach based on the dual reciprocity boundary element method is presented. The experiments for measuring transmission loss of silencers are conducted, and the experimental setup and measurements are explained. The transmission loss of a single expansion chamber silencer with extended inlet and outlet were predicted by DRBEM and compared with the measurements. The good agreements between predictions and measurements are observed, which demonstrated that the derived acoustic governing equation and the DRBEM numerical procedure in the present study are correct.     

燃气流公共排导和同心筒技术在舰载导弹垂直发射装置中的应用分析

燃气流公共排导是当今舰载导弹垂直发射装置最为常用的一种燃气排导模式，同心简技术是近年来新兴的一种垂直发射技术。从结构特性人手，对两种类型发射装置的多项性能指标进行分析和比较，同心筒技术在燃气排导性能、可靠性、安全性等方面具有一定优势，而采用公共排导技术的发射装置在备弹量、适装性等指标卜占优。两种技术各有特点，应根据实际使用要求以及不同的装舰对象区别应用。     

船用中速柴油机排气SCR净化消声器的联合仿真分析

船用柴油机对环境的影响主要可分为噪声污染和排放造成的大气污染,伴随着国际海事组织(IMO)第3阶段排放标准(Tier Ⅲ)的实施,为船舶配置选择性催化还原反应(SCR)脱硝装置已成为必然选择,可借鉴车用柴油机排气净化消声器装置的应用经验,对船舶柴油机的排气消声器和SCR反应器进行联合设计。采用动力系统、流场和声场联合分析的方法,结合商用软件GT-Power、Fluent和LMS Virtual. Lab进行联合仿真,计算初步设计配置于船用MAN 9L32/40型柴油机排气净化消声器的压力损失和消声效果。仿真计算结果显示,该排气净化消声器的压力损失满足柴油机排气要求,同时在2 000 Hz以下具有良好的消声效果。     

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,结合船舶余热特点,开展船舶余热温差发电的数值模拟与试验研究。采用CFD方法完成试验装置相关参数的选择,然后对温差发电装置的换热过程进行模拟,并通过试验验证模拟的正确性。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1 764片温差发电片输出总功率理论上可达31.75 k W。     

船用发电柴油机排气温度过高故障判断及处理

大型老旧船上的发电柴油机排气温度过高是有代表性的频发故障之一,不仅影响柴油机运行的可靠性和安全性,而且大大降低了船舶营运燃油的经济性。利用故障因素排查法,找出轮机发电柴油机故障检测手册中未提及的故障因素,修复后的发电柴油机其功率较检测手册中的传统修复方法提高了约35%。