船舶柴油机颗粒物捕集及再生试验

颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)是应对柴油机颗粒物(Particulate Matter,PM)排放的有效工具,针对某型船用发动机,设计DPF和不同的PM再生方式,对DPF的PM捕集效率和再生性能进行试验测试。结果表明:该型DPF对船舶柴油机在不同工况下的PM排放均有较高的捕集效率,达到90%以上,但会造成柴油机排气背压和油耗升高;采用贵金属催化剂和非贵金属催化剂涂层均可降低PM的纯被动再生活性温度,实现有效再生,但贵金属催化剂结合抗硫涂层的耐硫性能优于非贵金属催化剂;采用燃烧器主动再生装置提高柴油机烟气温度可有效实现DPF再生,再生效率和再生程度较高。根据试验结果对船舶柴油机匹配DPF及其再生系统提出建议,为DPF的实船应用提供参考。

船舶LNG燃料制氢及利用技术方案

基于LNG重整制氢技术的工艺特点和典型船舶动力装置配置方式,分析计算在不同氢能应用方式和制氢比例条件下的碳减排特性。计算结果表明将LNG制氢技术进行实船化应用可以满足国际海事组织对于船舶中长期的碳减排要求,是一种有效的降低船舶CO_(2)排放的技术措施。讨论该技术实船应用面临的问题和挑战,为LNG制氢技术的在船应用研究提供参考。

船用低压SCR反应装置仿真及优化

为解决传统船用低压选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)反应装置试验方法存在的工作量大、周期长、试错成本高等问题,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真和试验验证相结合的方式。在样机试验前得到最佳设计方案,在满足脱硝效率要求的同时,使系统总压降最优,可极大提高设计的效率和准确度,减少试验次数,缩短研发周期。该方法对SCR反应装置产品的设计具有重要的指导作用。

步伐姿态在虚拟机舱中的识别

以虚拟现实三维机舱训练系统为基础,针对目前光学跟踪器灵敏度低、实训者活动范围小以及头戴式显示设备的交互安全性无法保证等问题,设计了一套能够识别步伐姿态并在虚拟现实机舱中具有实时交互的可穿戴设备。通过实训者穿戴的传感器设备,对操作者步伐信息进行采集并解算,通过无线终端发送至虚拟现实服务器完成实时交互。首先,通过空间状态数据采集实现传感器数据融合、欧拉角姿态矩阵更新;其次,采用嵌入式开发技术设计步伐识别硬件系统,通过上位机编写交互脚本,并通过实验验证过程的可行性;最后,针对设计的方法,通过分析实验,通过二分法在下位机程序中调节权重,找到合适的滤波加权平均值,实现步伐信息的融合处理。实验表明算法合理、数据更新及时、设备运行可靠,能够有效地提高实训者的沉浸感与交互体验。

基于无人机的船舶尾气监测系统设计

为快速且方便地在无电信运营商信号区域实现船舶气态污染物排放的快速遥测,根据船舶气态污染物排放特点,设计了基于电化学传感器的船舶气态污染物排放监测系统,且使用无人机搭载监测系统近距离监测了目标船舶气态污染物的排放,同时系统使用无线LoRa数据传递技术,解决了在无信号区域不能传递数据的问题,经试验测试:监测系统在气态污染物浓度大于20×10^(-9)时有较高的准确度,能够满足海事部门对船舶气态污染物高精度快速监测的需求。

船用柴油机颗粒捕集器主动再生技术研究

柴油颗粒捕集器(DPF)是船用柴油机颗粒物排放治理的重要技术手段之一,而喷油燃烧再生是实现DPF高效再生的一种有效方式;本文通过CFD仿真和实验相结合的方式,研究采用壁流式DPF过滤体与燃油助燃主动再生技术组合方法对颗粒捕集器的捕集和再生特性的影响;结果表明:正常运行工况下,DPF过滤器对颗粒物捕集效率高达94%以上;采用喷油燃烧主动再生方式,过滤器再生性能和耐久性能均较好;但喷油燃烧过程不易控制,需对燃烧器结构进行优化,如增加稳焰盘;利用CFD仿真能对DPF过滤器内燃烧和温度分布进行有效预测,对颗粒物捕集器产品的设计和应用具有向导作用。