某船用柴油机排气管路流动分析及均匀性评估

[目的]船舶柴油机选择性催化还原(SCR)反应器的NOx转换效率受其入口流场均匀性的影响。为优化柴油机排气管路设计,提高其转换效率,有必要建立合理的入口流场均匀性评价体系。[方法]以某船用柴油机排气管路为研究对象,首先,在额定工况下对其流动特性进行分析;然后,在此基础上进一步通过引入多项评价指标,从不同的角度对SCR反应器入口流场均匀性进行评估,并对各评价指标之间的差异性与适用性进行探讨。[结果]结果表明,管道弯折、突变部位的压力损失约占排气系统的20%,且SCR反应器入口前的弯折对其入口流场均匀性的影响较大,局部最大不均匀度高达19.96%。[结论]研究显示,为提高入口流场均匀性,SCR反应器入口面应与弯折、突变部位保持一定的距离;对于船用柴油机排气系统,均匀性指数γ值和局部面积最大不均匀度δ更能切实地评价SCR反应器入口流场均匀性。研究结果可为合理评估流场均匀性提供重要参考依据。

基于耦合欧拉−拉格朗日方法的舰用日用燃油柜抗冲击性能分析

[目的]舰船动力系统的日用燃油柜是储存主机日常所需燃油的重要设备,其抗冲击性能对保障舰船正常运行、提高生命力与战斗力均具有重要意义。[方法]以某型舰用日用燃油柜为研究对象,基于耦合欧拉−拉格朗日(CEL)方法,建立流固耦合冲击动力学数值模型,在时域冲击载荷作用下对比分析不同充液比对柜体抗冲击性能的影响。[结果]计算结果表明,柜内部流体对其抗冲击性能的影响作用较为明显。在时域载荷冲击阶段,由于作用时间极短,柜内部的流体晃荡并不大,对柜体抗冲击性能的影响较小,但增大了柜体受冲击时的惯性力;随着充液比的增加,在垂向冲击载荷作用下柜的最大综合应力相较于不考虑内部流体时最大提高了6.37%,而在冲击载荷作用后的响应阶段,柜内部的流体在惯性载荷作用下激烈晃荡,对其结构产生了更强烈的冲击,造成被冲击部位的应力急剧上升,最高峰值可达到未考虑柜内流体影响时的最大综合应力值的1.54倍,此时对柜体抗冲击性能的影响较大。[结论]研究表明,在考虑内部含有一定量流体的情况下,对舰用设备进行抗冲击性能分析时不可忽视流体所带来的影响。