变频海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的仿真分析.pdf

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1、第1期(总第138期)船舶设计通讯No．1(SerialNo．138)2014年6月JOURNALOFSHIPDESIGNJune2014变频海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的仿真分析张淇鑫张明杰(上海船舶研究设计院，上海201203)[摘要]根据水泵运行的相似性原理，研究分析变频水泵的工作特性，并通过管网流体系统仿真软件Flowmaster的稳态计算及瞬态计算等功能，以某散货船为例，对船舶中央冷却系统中的海水冷却泵进行变频仿真，研究海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的运行特性及变频范围。仿真结果为在船舶系统中变频海水冷却泵的选型提供一定的理论基础和参考依据。[关键词]中央冷却系统；变频水泵

2、；Flowmaster仿真；节能减排【中图分类号]U664．58【文献标志码]A【文章编号]1001—4624(2014)01—0060—07SimulationAnalysisforVariableFrequencySeaWaterCoolingPumpinCentralCoolingSystemofShipsZhangQi-xinZhangMing-jie(ShanghaiMerchantShipDesignandResearchInstitute，Shanghai201203，China)Abstract：Basedonthecomparabilityprincipleofwat

3、erpump，therunningcharacteristicofvariablefrequencywaterpumpwasstudied．Takingacertainbulkcarrierasanexample，adynamicsimulationanalysiswasperformedforthevariablefrequencyseawatercoolingpumpinthecentralcoolingsystem，byusingthefluidsystemsimulationsoftware“Flowmaster”．Thevariablefrequencycharacteris

4、ticandvariablefrequencyrangewasstudiedduringtheanalysis．Thesimulationresultscouldserveasreferenceforthetheoreticalprincipleandbasisforseawatercoolingpumpmodelselection．Keywords：centralcoolingsystem；variable~equencywaterpump；flowmastersimulation；energysavingandemissionreduction0前言本文针对船舶海水冷却系统的海水冷

5、却泵在采用变频控制时。选型上是否需考虑增加水泵扬程余量随着EEDI指数生效。以及规范对排放要求的进行了讨论，并研究变频水泵的合理调速范围，通逐渐提高．如何采取措施达到节能减排的效果已经过Flowmaster软件进行仿真验证，最后得出结论。成为船舶设计师重点关注的问题。对于由泵或风机提供动力的船舶管路系统，采用变频技术，根据不1相似性原理同运行工况调节泵的转速，无疑是最直接、节能效果最显著的手段之一。特别是对于中央冷却系统、研究水泵的变频范围之前。首先要了解水泵的通风系统等大排量的管路系统，变频技术已经在一变频工作特性。根据流体力学相似性原理，如果满些船舶上开始应用。随着变频技术逐步成熟

6、及成本足几何相似、运行相似及动力相似，则可以认为两种逐渐降低。在船舶上普遍应用已经成为一种趋势。流体运行特性相似⋯。[收稿日期]2013—08—12．[修回日期]2014—06—16[作者简介】张淇鑫(1986一)，男，助理工程师，从事船舶轮机设计工作。张明杰(1985一)，男，助理工程师，从事船舶轮机设计工作。60张淇鑫张明杰：变频海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的仿真分析1．1几何相似扬程关系：．H=()(7)几何相似即实际运行水泵和参照水泵(或模型)的叶轮及过流部件几何形状相同，对应几何尺寸比功率关系：P=()(8)例为常数。对应的同名角相等。对于一个系统来说，不仅单个部件要满足相

7、似=DD⋯=b=b_⋯A-c⋯⋯ta⋯(1)条件。整个管路的阻力特性也要满足相似条件。一1212式中：D、6——泵的相应部件的几何尺寸(如叶轮直旦管路上阀门开度变动，系统的阻力发生了变化，便径、叶轮角度等)；破坏了相似流动的基础，水泵也不可能在相似工况A——水泵的几何比例因子下运行。因此，要使水泵变频运行时处在相似工况，1．2运动相似则系统管路阻力也要相似，即管路上的阀门开度不运动相似指的是实际水泵和参照水泵(或模型)发生变动相对应的流体质点的