船舶机舱通风数值模拟分析.pdf

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1、第34卷第8期2012年8月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34．No．8Aug．，2012船舶机舱通风数值模拟分析江宇，宋福元，李彦军，吴国光(哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：利用cFD技术对某船舶机舱通风系统进行数值模拟，提出机舱气流组织改进措施。选取舱内典型截面进行分析，指出可以通过安装隔屏来消除舱内大漩涡，同时调节机械抽风口数量和位置，可使舱内气流组织得到改善；对舱内人员活动区域进行分析，表明活动区域环境速度、温度均符合设计要求，而且风机开度与舱

2、内温度密切相关，根据舱内不同温度要求合理选择开度可节省资源。模拟结果证明cFD技术有利于机舱通风设计，为通风系统的改进提供了有力丁具。关键词：机舱；气流组织；速度场；隔屏；温度场中图分类号：U663．82文献标识码：A文章编号：1672—7649(2012)08—0052—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．08．012NumericalsimulatiOnOfVentilatiOnandanalysisinshipenginerOOmJIANGYu，SONGFu—yuan，LIYan-

3、jun，WUGuo—guang(CoUegeofPowerandEnergyengineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbinl50001，China)Abstract：AshipengineroomhasbeensimulatedfortheventilationsystembyutilizingCFD．ThenewmeasureisproposedtoimproVetheaimow，whichselectsatypicaliso—suI白cetoanalyze，thenpoin

4、tsthatthepanitionsetupcanenimilatetheairflowwhirlpool，andadjustthenumberandlocationofmechanicaloutnowtoimprovethedistributionofairflow；alsowhichanalyzestheactiveareaofthestaff，theresultsshowtheVelocityandtemperatureofairarefitforthedesignrequirementsofenVironment；

5、duetothecoupleofthefa乒outletopeningandthecabintemperature，itcansaVeresourcesbyadjustingthefanopeningindiff色r—nttemperaturrequirements．ThesimulationresultsshowthattheCFDtechnologyisconducivetodesignofVentilationinshipengineroomandprovidesapoweIfultoolfbrimprovedven

6、tilationsystem．Keywords：engineroom；ai棚ow；Velocityfield；partition；temperaturefieldO引言船舶机舱是船舶的动力枢纽部位，机舱内发热设备多，空间狭窄，合理的气流组织设计一方面能排除舱内废热，防止局部热量、油雾及有害气体聚集，为设备及工作人员提供良好的工作环境；另一方面也能有效地节省通风资源，降低通风能耗。现代船舶机舱通风大部分采用机械送、抽风与自然排风相结合的方式。本文模拟船舶以汽轮机为主动力驱动，汽轮机与燃油锅炉均放置在同一舱室，整体机舱空间较大

7、，因此采用机械送、抽风及自然排风共同作用以达到良好的通风效果。通过设置隔屏并调整机械抽风口位置来改变舱内的气流组织形式，有效地解决了舱内气流漩涡。1机舱物理模型机舱内设备及管线众多，结构复杂，建立模型时必须进行简化来使模型适合数值模拟计算。模型简化的基本原则是：对空间气流流场产生作用较小且温度影响不大的设备管线进行移除；对结构形状复杂，简化后对模拟结果影响较小的设备规则化；对厚度边界做无厚度壁面处理；忽略风管，在风口段收稿日期：2叭1-12—22；修回日期：2叭2一04—08作者简介：江宇(1983一)，男，硕士研究生，研

8、究方向为船舶通风空调设计。第8期江宇，等：船舶机舱通风数值模拟分析·53·用立方体代替，底面为风口；排、抽风围阱对流场影响小，以风口面代替等。该船舶机舱模型空间大小为：长21m，宽13m，高10m，主要设备有汽轮机、锅炉、涡轮增压机组、高温除氧器、等离子过滤器、部分烟气管道等。该舱底层为铺板层，沿高度方