硼氢化钠水解制氢系统噪声特性研究.pdf

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1、船电技术J应用研究V01．33No．92013．9硼氢化钠水解制氢系统噪声特性研究李大鹏(海军工程大学，武汉430033)摘要：硼氢化钠水解制氢过程涉及到复杂的两相流动现象。需对潜艇电化学发电机装置制氢系统噪声特性进行研究，以保证潜艇隐蔽性。对硼氢化钠水解制氢器内乳状液中压力波的传输特性、气泡生长过程中噪声、气泡融合和脱离时声能辐射特性、声波传输速度等进行了研究和讨论，以此为基础，有针对性地从运行数选择、制氢器设计等方面，研究降低噪声方法。关键词：潜艇电化学发电机硼氢化钠水解制氢两相流动噪声中图分类号：TQl51文献标识码：A文章编号：1003．4862(2013)09．0

2、052．05NoiseCharacteristicResearchforSodiumBoronHydrideHydrolysisHydrogenGenerationSystemLiDapeng(NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，Hubei，China)Abstract：Complextwo-phaseflowphenomenonisinvolvedinprocessofsodiumboronhydridehydrolysishydrogengeneration．Itisnecessarytoresearchthenoisech

3、aracteristicofsubmarineelectric—chemicalgeneratorplanthydrogengenerationsystemtokeepthestealthofsubmarine．Transmissioncharacteristicofpressurewaveindispersedliquidinhydrogengenerator,noiseinprocessofbubblegrowth，acousticenergyradiationcharacteristicinprocessof∞妒uentandseparationofbubbles，a

4、ndvelocityofacoustictransmissionareresearchedanddiscussedInfoundationoftheresearch，noisesourcesofhydrogengenerationsystemarefoundinaspectsofoperationparameterchoiceaswellasdesignmethodsofreducingthenoiseofhydrogengenerationsystem．Keywords：submarine；electric—chemicalgenerator,"sodiumboronhy

5、dride；hydrolysis；hydrogengeneration,"two-phaseflow；noise0前言隐蔽性是潜艇最为重要的战术性能。电化学发电机AIP潜艇使用NaBH4水解制氢要涉及到复杂的两相流动现象，在含有氢气．蒸汽气泡的NaBH。溶液两相流动以及气泡生长、浮升、融合、脱离等过程中，会有噪声产生，有必要研究其噪声特性，为降低两相流动噪声提供理论依据。1乳状液中的压力波传输制氢器反应区内的两相混合物从结构上可收稿日期：2012．12．13作者简介：李大鹏(1972一)，男，博士后。研究方向：热工。52分类为气体乳状液，其特征为含有气体、气泡尺寸分布离散上

6、。气体成分包括水解过程中产生的H2、水蒸气、乙硼烷(B2H6)等，但B2H6等气体在H2中含量不超过0．05％，可忽略对气泡水动力学特性的影响。使用确定蒸汽．气泡相间换热的导热积分方程解析解，对于有限幅度扰动，卸／P<1，可将压力扰动方程组写成(1)、(2)式。其中，ao=[印。／(见纯)r-相间转换滞止音速；∥=群／(6妒)一气泡脉动与惯性效应有关的离散系数；m=3kpo岛勺(dT／ap)，／(p卵r)-常数；1，一无相变混合物气泡有效粘度；口J．液体导温系数；够．体积含气率：，．一相变潜热。船电技术I应用研究否Opr+aoO陇p一+Tk+1％瓦@瓦Op—V窘帆窘=一詈匠

7、7Jo止至纠等+善+坳+善一面M可a2p"+7M等=一删㈨7万≥摹疗’写成无因次形式，使用初始参数△风为幅值，％为长度，％为特征速度。f+=aor／ho；孝=z／ho；P+=卸／卸o；Uo=(七+1)aoz▲po／(2印o)。对于有限波长扰动，使用评价准则：1)G=ho[(k+1)z▲po／(2kp。∥)】l佗，定义与弥散效应相比，非线性效应波动截面的待求变量；2)W=m蛔。口，ho／[2zR；aoapo(七十1)]f“，表征相间换热和非线性效应的相对强弱；3)Re=(七+1)‰Ap。ho／(2kp。1，)，表征无