船用柴油机排气冷却降噪装置性能仿真与实验研究

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1、SHIPENGINEERING船舶工程Vol.29No.32007总第29卷，2007年第3期船用柴油机排气冷却降噪装置性能仿真与实验研究121323柳贡民，黄亮，张文平，高兴华，贺林，缪旭弘（1．哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨150001；2．中船重工第711研究所，上海200011；3．海军装备研究院舰船所，北京100073）摘要：在特定情况下，船用大功率柴油机排气温度和噪声会受到严格限制，为解决这一问题，考虑在柴油机后安装冷却降噪装置.现应用湍流气粒两相流动的计算流体力学理论，对冷却降噪装置的冷却

2、效果及阻力特性进行仿真计算，计算结果和试验吻合较好.关键词：柴油机；船用柴油机；冷却降噪；阻力特性；气粒两相流；仿真中图分类号：U664.121文献标识码：A文章编号：1000-6982(2007)03-0005-04Simulationandexperimentonthecharacteristicsofexhaustcoolingandnoisereductionequipmentformarinedieselengine121323LIUGong-min,HUANGLiang,ZHANGWen-ping,G

3、AOXing-hua,HELin,MIAOXu-hong(1.HarbinEngineeringUniversity,CollegeofPowerandEnergyEngineering,Harbin150001,China;2.The711ResearchInstituteofCSIC,Shanghai200011,China;3.NavalAcademyofarmament,Beijing100073,China)Abstract:Inspecialsituation,theexhausttemperatur

4、eandnoiseofmarinehigh-powerdieselengineisrestrictedstrictly.Forsolvingthisproblem,coolingandnoisereductionequipmentcouldbeinstalledinexhaustsystemofdieselengine.ApplingbytheCFDtheoryforturbulentgas-particletwophaseflow,thecoolingeffectandresistancecharacteris

5、ticsoftheequipmentissimulatedinthispaper.Thesimulationresulttallieswellwiththeexperiment.Keywords:dieselengine;coolingandnoisereduction;resistancecharacteristics;gas-particleflow;simulation[1]0引言噪声.装置中的穿孔还能疏导积存在管道内的水，防在特定情况下，对船用大功率柴油机排气温度和止水倒流回柴油机；向管道内喷入水后还能达

6、到灭火噪声都有严格要求，为此，设计研制了一种冷却降噪星的作用.因此，当柴油机对噪声和排气温度要求都很装置.它安装在柴油机排气管中的适当位置，装置的内高时，可以考虑在柴油机后安装冷却降噪装置.管壁上安装有喷嘴，柴油机工作时，喷嘴向管道内喷入水雾，由于水的汽化潜热很大，有限的水雾可以大1装置用喷嘴大降低排气温度，进而达到冷却降温的目的.装置的内冷却降噪装置中安装压力离心式喷嘴，喷嘴的流[2]管道加工成穿孔管，根据消声器理论，在一定程度上量系数表达式为降低柴油机排气噪声；另外，排气温度降低后介质密QC=（1）度ρ和声速

7、c都发生了变化，从而引起声阻抗的变化，SP2ρ∆使声波发生反射，减低排气噪声；冷却水雾和高温排其中：Q为液体的流量，kg/s；C为液体的流量系气混合时，相互摩擦，使能量损失，也能消除一部分收稿日期：2006-07-05；修回日期：2006-09-08作者简介：柳贡民(1962-)，男，教授，博士生导师，主要从事动力装置振动噪声控制研究.—5—23数；S为喷嘴出口面积，m；ρ为液体密度，kg/m；∆P控制方程的残差均收敛为止.控制体内颗粒离散相和2为液体在喷嘴进出口的压力差，N/m；此时喷口处的流体连续相的动量、热

8、量、质量交换（见图1）.雾滴平均速度为：vC=2∆Pρ（2）av装置选用的M6型压力离心式喷嘴系由美国spray喷雾系统公司生产，结合式（1）、式（2）和spray公司提供的试验数据，得出M6型喷嘴的相关参数（见颗粒轨道质量动量热量交换表1）.表1喷嘴技术参数SprayM6（额定喷孔孔径1.1mm）压力/MPa12345控制体积流量/L·h-14361758697图1连续