船舶机舱内的通风数据模拟研究.pdf

《船舶机舱内的通风数据模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、应用技术I■船舶机舱内的通风数据模拟研究刘丽丽(青岛黄河学院山东266000)[摘要]对船舱内的典型截面进行研究分析，为了达到改善船舱内气流组织的目的，文中提出了安装隔屏，消除船舱内大漩涡，另外通过调节抽风口的位置和数量，达到更好的通风效果。分析表明活动区域环境速度、温度均符合设讨’要求，而且风机开度与舱内温度密切相关，根据舱内不同温度要求合理。且结果表明CFD技术有利于机舱通风设计，为通风系统的改进提供_『有力]具。[关键词]船舱；气流；温度场中图分类号：U663．82文献标识码：A文章编号：1009—9I4X(201s)2

2、o0194—01引言一搬来说，若船舶机舱送风口的位置不变，通常采用重新布置空气射流通船舶机舱作为船舶的动力枢纽部位，要设计一套合理的气流组织设计一方风系统和设置障碍物来达到要消除漩涡和通风死角的目的。在此船舶的设计过面能排除舱内废热，防止局部热量、油雾及有害气体聚集，为设备及工作人员提程中考虑到障碍物的设置使迎风面不存在滞留区，并且空气流是从下至上流供良好的工作环境。文中采用机械送、抽风及自然排风共同作用以达到良好的动，本文采用在机舱右侧安装隔屏作为障碍物来达到消除此漩涡的目的，隔屏通风效果，并且拟船舶以汽轮机为主动力驱动，汽

3、轮机与燃油锅炉均放置在同位置如图2所示。加装的隔屏底部立于l层格栅之上，高度超过2层格栅，并且一舱室。通过在船舱内设计隔屏并调整机械抽风口位置来改变舱内的气流组织隔屏宽度与主机右侧面宽度相同，这样气流会在此高度与障碍物碰撞，这样就形式，有效的解决了舱内气流漩涡。使隔屏背风面风速下降，较大改善了漩涡在此处气流组织。1．船舱内模型的建立空气流在经隔屏上升后，受左侧气流挤压部分绕过隔屏至隔屏右侧，因右1．1机舱物理模型侧送风口较密集，造成右侧锅炉上部出现相对低压，气流绕过隔屏后大量向中众所周知，船舱内结构复杂，设备繁多，要建立合适的

4、模型必须对船舱内的部回流，在机舱通风设计中，要尽量避免上部气流回流，否则会使舱内热量和有设备进行简化，找到合适的模型。要研究的船舶机舱主要设备有涡轮增压机组、害气体无法排除，因此在通风设计中，要分析气流组织来确定排风口及机械抽高温除氧器、汽轮机、锅炉、等离子过滤器、部分烟气管道等。对机舱内的设备进风口位置，从而减少空气在舱内逗留时间并且在机舱内布置双抽风口后，锅炉行模型简化，忽略掉对整个模型影响小的设备管道、线路，对管道的厚度边界做上部区域回流气流明显减少，一方面有利于舱内热量排出，另一方面使锅炉上无厚度计算，并对风口段做立体

5、亿处理等等，得到便于计算研究的简单物理模部气流组织分布更加合理。型。简化后的模型如图1所示。在机舱的典型截面Y=一0．5m的速度等值线上，舱内下部比上部平均12流体数学模型气流速度大，送风垂直向下送至底部，依靠热浮升力和风压上升排出，模拟结果选取CFD软件nuen戗机舱内的气流进行模拟，计算流体传热数据，文中显示在送风速度9．4m／s情况下，舱内平均速度为0．85m／s，铺板层上0．5选取k一￡模型，并对模型进行简化计算，机舱内通风为湍流对流换热问题，为m高度平面平均速度为1．2m／s，自然排风竖井面风速2．5m／s。可见此方

6、获得较好的模拟结果，提高模拟效率，对模拟进行如下假设和简化，假设机舱内案可以消除气流死漩涡，使舱内速度场更加均匀合理，为最佳气流组织形式。的流体魏不可压流体，且流体密度符合Bouss—inesq假设}对计算过程进行简3．2温度场分析化，忽略各管壁传热损耗；并假设船舱内流体流动和传热过程为稳态过程，且机采用机舱内加装隔屏双抽风口的方案，对机舱内的温度场进行研究分析。舱内无空气泄露，密性良好。通过对流体数学模型的处理简化，建立起通用数学机舱内的环境温度一方面是尽量避免部分区域温度超过设计规定的范围，对机模型为：a(p)／+div(

7、p一grad(~))=S。式中U、V、W为求舱内的设备造成影响，另一方面则是为了维持机舱内合适的温度，为机舱内的工作人员提供可靠的环境保障。解变，为通用变量。I)工作区域内温度场分析由于船舱内是采用的是自然通风和置换通风相结合的通风模式，可将固体由于船舱锅炉区域比其他区域的温度高，且锅炉区域的发热面积大，区域壁面边界条件设置为船舱内发热的固体壁为定热流密度，且壁面无厚度；自然狭小，造成此区域的的空间温度场难以避免的较高。在机舱的隔屏与主机间空排风口的边界采用正压力的出口边界气流量较大，温度比主机和其他发热面都低一些。主机侧面、

8、主机与锅炉间为工2．船舱内的设计方案作人员管理维护重点区域，其中铺板层和l层格栅层是主要活动面，通过计算，船舱内的送风口的通风方式采用下送上回的方式，回风进人抽风围阱后通Z=一3．5m和z=一0．5m面的平均温度分别为321．3K和323．7K，该区过管道与各风机相通。且船舱