船舶静音发电机室通风系统数值模拟和实船改进
发布时间：2021-09-01 01:41
国内最大的渔业科考船在进行静音科考航行实验时,发现舱室风雨密门因舱压过低难以打开;发电机组机旁温度过高,严重影响机器使用寿命和人员操作安全;舱内流场极不均匀,尾部流速过大,首部流速过小,整体梯度过大。利用CFD技术进行舱室流场数值分析,在验证模型正确的基础上提出改进方案:顶部增设一路由风管、消音器、风机和布风器组成的进风道。通过比较不同进口风速下的通风效果得到最佳风机风量:风速7 m/s,风量13 000m3/h时,机旁温度由50.1℃降为43.2℃,舱压由–450 Pa提高至–110 Pa。进一步通过实船改造及试验验证了优化方案的合理性。该方案施工方便、有效,对于静音舱室的工程设计具有一定的参考价值。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(17)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
静音发电机室几何模型Fig.1Geometricalmodelofshipengineroom
直截面进行速度尝温度场和静压场观察，云场分布如图3～图5所示。由上数值模拟的结果可以看出：1）消音通道出风口的流速太高，达到20m/s，但这是设备厂的要求风速，现阶段无法调整；在排气口和进气口之间的走道风速为16m/.s，过高的风速定会带来较大的噪声问题，并极大地影响人员在该位置的舒适度；消音通道进风口流速为22m/s，太高的流速表1边界条件设置Tab.1Setsofboundaryconditions对象名称边界类型数值备注排风消音风道和风扇水箱速度进口–20m/s向外鼓风、流速为负消音进风口通风入口–在舱内负压作用下自然进风，阻力系数固定主机进气口速度进口–22m/s消耗空气、流速为负排烟管、SCR反应器固定壁面–固定温度舱室顶面固定壁面–固定放热率配电板、变压器、蓄电池固定壁面–固定温度主机固定壁面–固定放热率发电机固定壁面–固定放热率舱外空间流体区域–空气（夏季）表2模拟值和测量值比较Tab.2Comparisonbetweentemperaturecalculatedandmeasured测量点测量值模拟值误差/%1（X=0.8m）37.0℃36.2℃2.1617.7m/s18.5m/s–4.522（X=0.8m）52.0℃50.1℃3.652.4m/s2.5m/s–4.173（X=1.8m）42.9℃42.1℃1.861.05m/s1.0m/s4.764（X=1.8m）40.2℃38.5/℃4.237.2m/s7.0m/s2.785（X=1.8m）35.2℃34.5℃1.999.7m/s10m/s–3.09图2测量点的位置Fig.2Locationsofmeasuredpoints图3截面速度场图Fig.3Thedistributionofairvelocityfield图4截面温度场图Fig.4Thedistributionofairtemperaturefield图5截面压力场图Fig.5Thedistributionofairpressurefield第42卷郭昂，等：船舶静音发电机室通风系统数值模拟和实船改进·89·
直截面进行速度尝温度场和静压场观察，云场分布如图3～图5所示。由上数值模拟的结果可以看出：1）消音通道出风口的流速太高，达到20m/s，但这是设备厂的要求风速，现阶段无法调整；在排气口和进气口之间的走道风速为16m/.s，过高的风速定会带来较大的噪声问题，并极大地影响人员在该位置的舒适度；消音通道进风口流速为22m/s，太高的流速表1边界条件设置Tab.1Setsofboundaryconditions对象名称边界类型数值备注排风消音风道和风扇水箱速度进口–20m/s向外鼓风、流速为负消音进风口通风入口–在舱内负压作用下自然进风，阻力系数固定主机进气口速度进口–22m/s消耗空气、流速为负排烟管、SCR反应器固定壁面–固定温度舱室顶面固定壁面–固定放热率配电板、变压器、蓄电池固定壁面–固定温度主机固定壁面–固定放热率发电机固定壁面–固定放热率舱外空间流体区域–空气（夏季）表2模拟值和测量值比较Tab.2Comparisonbetweentemperaturecalculatedandmeasured测量点测量值模拟值误差/%1（X=0.8m）37.0℃36.2℃2.1617.7m/s18.5m/s–4.522（X=0.8m）52.0℃50.1℃3.652.4m/s2.5m/s–4.173（X=1.8m）42.9℃42.1℃1.861.05m/s1.0m/s4.764（X=1.8m）40.2℃38.5/℃4.237.2m/s7.0m/s2.785（X=1.8m）35.2℃34.5℃1.999.7m/s10m/s–3.09图2测量点的位置Fig.2Locationsofmeasuredpoints图3截面速度场图Fig.3Thedistributionofairvelocityfield图4截面温度场图Fig.4Thedistributionofairtemperaturefield图5截面压力场图Fig.5Thedistributionofairpressurefield第42卷郭昂，等：船舶静音发电机室通风系统数值模拟和实船改进·89·
【参考文献】：
硕士论文
[1]某船机舱通风系统模拟分析及优化设计[D]. 梁彦超.上海交通大学 2011
本文编号：3376028
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(17)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
静音发电机室几何模型Fig.1Geometricalmodelofshipengineroom
直截面进行速度尝温度场和静压场观察，云场分布如图3～图5所示。由上数值模拟的结果可以看出：1）消音通道出风口的流速太高，达到20m/s，但这是设备厂的要求风速，现阶段无法调整；在排气口和进气口之间的走道风速为16m/.s，过高的风速定会带来较大的噪声问题，并极大地影响人员在该位置的舒适度；消音通道进风口流速为22m/s，太高的流速表1边界条件设置Tab.1Setsofboundaryconditions对象名称边界类型数值备注排风消音风道和风扇水箱速度进口–20m/s向外鼓风、流速为负消音进风口通风入口–在舱内负压作用下自然进风，阻力系数固定主机进气口速度进口–22m/s消耗空气、流速为负排烟管、SCR反应器固定壁面–固定温度舱室顶面固定壁面–固定放热率配电板、变压器、蓄电池固定壁面–固定温度主机固定壁面–固定放热率发电机固定壁面–固定放热率舱外空间流体区域–空气（夏季）表2模拟值和测量值比较Tab.2Comparisonbetweentemperaturecalculatedandmeasured测量点测量值模拟值误差/%1（X=0.8m）37.0℃36.2℃2.1617.7m/s18.5m/s–4.522（X=0.8m）52.0℃50.1℃3.652.4m/s2.5m/s–4.173（X=1.8m）42.9℃42.1℃1.861.05m/s1.0m/s4.764（X=1.8m）40.2℃38.5/℃4.237.2m/s7.0m/s2.785（X=1.8m）35.2℃34.5℃1.999.7m/s10m/s–3.09图2测量点的位置Fig.2Locationsofmeasuredpoints图3截面速度场图Fig.3Thedistributionofairvelocityfield图4截面温度场图Fig.4Thedistributionofairtemperaturefield图5截面压力场图Fig.5Thedistributionofairpressurefield第42卷郭昂，等：船舶静音发电机室通风系统数值模拟和实船改进·89·
直截面进行速度尝温度场和静压场观察，云场分布如图3～图5所示。由上数值模拟的结果可以看出：1）消音通道出风口的流速太高，达到20m/s，但这是设备厂的要求风速，现阶段无法调整；在排气口和进气口之间的走道风速为16m/.s，过高的风速定会带来较大的噪声问题，并极大地影响人员在该位置的舒适度；消音通道进风口流速为22m/s，太高的流速表1边界条件设置Tab.1Setsofboundaryconditions对象名称边界类型数值备注排风消音风道和风扇水箱速度进口–20m/s向外鼓风、流速为负消音进风口通风入口–在舱内负压作用下自然进风，阻力系数固定主机进气口速度进口–22m/s消耗空气、流速为负排烟管、SCR反应器固定壁面–固定温度舱室顶面固定壁面–固定放热率配电板、变压器、蓄电池固定壁面–固定温度主机固定壁面–固定放热率发电机固定壁面–固定放热率舱外空间流体区域–空气（夏季）表2模拟值和测量值比较Tab.2Comparisonbetweentemperaturecalculatedandmeasured测量点测量值模拟值误差/%1（X=0.8m）37.0℃36.2℃2.1617.7m/s18.5m/s–4.522（X=0.8m）52.0℃50.1℃3.652.4m/s2.5m/s–4.173（X=1.8m）42.9℃42.1℃1.861.05m/s1.0m/s4.764（X=1.8m）40.2℃38.5/℃4.237.2m/s7.0m/s2.785（X=1.8m）35.2℃34.5℃1.999.7m/s10m/s–3.09图2测量点的位置Fig.2Locationsofmeasuredpoints图3截面速度场图Fig.3Thedistributionofairvelocityfield图4截面温度场图Fig.4Thedistributionofairtemperaturefield图5截面压力场图Fig.5Thedistributionofairpressurefield第42卷郭昂，等：船舶静音发电机室通风系统数值模拟和实船改进·89·
【参考文献】：
硕士论文
[1]某船机舱通风系统模拟分析及优化设计[D]. 梁彦超.上海交通大学 2011
本文编号：3376028
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