喷淋式舷侧排气系统声学特性分析

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1、：密级：分类号ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文喷淋式舷侧排气系统声学特性分析硕士研究生：孟祥慈指导教师：张新玉教授学科、专业：轮机工程论文主审人：．张文平教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文喷淋式舷侧排气系统声学特性分析硕士研究生：孟祥慈指导教师：张新玉教授学位级别：工学硕士学科、专业：轮机工程所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D

2、.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngAcousticAnalysisofSideExhaustSystemwithWaterSprayCandidate:MengXiangciSupervisor:Prof.ZhangXinyuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:

3、Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity喷淋式舷侧排气系统声学特性分析摘要舷侧排气系统是近些年来提出的一种新型的排气方式，其原理是采用横向输送管系统来代替传统烟囱管道将排气引到船舶舷侧排出。为了达到排气系统红外抑制以及噪声控制的目的，通常会在舷侧排气系统中安装喷水降温装置和排气消声器。喷水降温装置的开启会使排气介质由单一的高温气体变成气液掺混的带有温度梯度的混合介质，这些条件对介质的传声特性造成较大的影响，因此研究消声器在高温、高速、气液掺混等条件下的声学特性已成为排

4、气噪声控制的重要课题。鉴于排气管路介质变化会影响消声器的声学特性，论文通过分析舷侧排气系统喷水前后介质的主要物性参数变化，探讨不同介质状态对水喷淋消声器声学特性的影响，包括温度、流速以及气液两相流动状态下消声器传递损失的变化规律。建立管路内水喷淋试验台架，确定管路内气液两相流流型为雾状流，并对雾状流的两相介质建立数学理论模型，推导其声速和密度公式。得到含气率不同时消声器传递损失的变化规律，研究发现介质温度降低会使消声器的传递损失曲线向低频移动；雾状流的气液两相介质同样会使消声器传递损失向低频移动。以舷侧排气系统次级消声

5、器为例，给出了真实工况时考虑温度梯度和液相影响的消声器数值模拟方法，通过该方法计算次级消声器额定工况时喷水前后的消声器传递损失变化。另外针对初级消声器的不同方案，通过数值模拟的方法研究了吸声材料的布置方式对消声器的消声特性影响。为验证不同介质状态对消声器的声学特性影响，搭建直管路消声器试验台架，分别测量不同温度与流速对直管路的消声器消声特性影响，试验证明温度的降低会使消声器的插入损失曲线向低频移动，而高频段的消声量随温度的升高明显降低；流速的升高导致消声器低频消声效果变好但高频效果变差。最后，论文针对整个舷侧排气系统消

6、声器进行数值模拟计算，主要分析不同喷水量时喷淋式舷侧排气系统的声学特性。关键词：舷侧排气系统；雾状流；传递损失；消声器喷淋式舷侧排气系统声学特性分析AbstractThesideexhaustsystemisanewtypeofcabinexhaustsystemproposedinrecentyears.Theprincipleofthesideexhaustsystemistousealateralductsysteminsteadofthetraditionalductworktoguidetheexhaustp

7、orttothesideoftheshipfordischarge.Forthepurposeofinfraredsuppressionandnoisecontrol,aspraycoolingdeviceandanexhaustmufflerareusuallyinstalledinthesideexhaustsystem.Ontheotherhand,theopeningofthewater-coolingdeviceoftenturnstheexhaustmediumfromasinglehigh-tempera

8、turegasintoagas-liquidmixedmediumwithatemperaturegradient.Theseconditionsgreatlyaffectthesoundtransmissioncharacteristicsofthemedium.Therefore,studyingtheacousticchar