箱式換熱器是一種布置簡(jiǎn)約且換熱性能較好的換熱裝置,目前廣泛應(yīng)用于內(nèi)河以及沿海的中小型船舶中,而現(xiàn)代遠(yuǎn)洋船舶多采用中央冷卻系統(tǒng),尤其在極地船舶領(lǐng)域,利用箱式換熱器在中央冷卻系統(tǒng)的海水系統(tǒng)中充分內(nèi)循環(huán)的方案也逐漸得到各船級(jí)社的關(guān)注。本文以14,500t極地運(yùn)輸船中央冷卻系統(tǒng)的海水冷卻系統(tǒng)為基礎(chǔ),引入箱式換熱器作為海水冷卻系統(tǒng)海水箱的內(nèi)循環(huán)換熱裝置,根據(jù)最新發(fā)布的冰區(qū)加強(qiáng)符號(hào)PC6級(jí)規(guī)范與舷外換熱器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)極地船海水系統(tǒng)進(jìn)行防冰堵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn),從設(shè)計(jì)原理上避免或減少極地船海水冷卻系統(tǒng)吸入帶有大量冰晶的海水造成冰堵的風(fēng)險(xiǎn)。利用Comsol軟件平臺(tái)對(duì)設(shè)計(jì)的XLQ2-22S型箱式換熱器進(jìn)行整體建模與換熱性能的仿真模擬,以驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否滿足極地船海水冷卻系統(tǒng)防冰堵的要求,數(shù)值模擬結(jié)果表明:箱式換熱器滿足海水冷卻系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行要求。針對(duì)設(shè)計(jì)的XLQ2-22S型箱式換熱器換熱性能進(jìn)一步提升,提高極地航行經(jīng)濟(jì)性可靠性以及壓載水艙上方船員艙室的環(huán)境溫度等等需求,本文利用CFD/Fluent軟件對(duì)箱式換熱器的圓形換熱管進(jìn)行螺旋波紋管強(qiáng)化設(shè)計(jì)與仿真模擬,重點(diǎn)研究箱式換熱器內(nèi)螺旋波紋管的流動(dòng)換熱特性。從PE... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

質(zhì)點(diǎn)M的速度矢量、速度梯度與溫度梯度之間的場(chǎng)協(xié)同關(guān)系

182 IMO MSC Circ.504 與 IACS UR I3 海水冷卻域航行規(guī)范要求：將船兩側(cè)高/低位海水箱航道低水深航區(qū)行駛時(shí)不得不開啟高位海水回流的冷卻海水控制回流至海水箱或者壓載換熱到一定程度時(shí)，通過壓載泵回注冷卻海水至壓載水艙冷卻艙內(nèi)海水（防止海水溫度分換熱后恢復(fù)到最初的冷卻海水與壓載水艙羅斯北極水域要求如圖 3-4 所示（1-熱冷卻流變向，4-碎冰集聚區(qū)，5-多孔管路用于冷中在：設(shè)置多孔的隔離堰板使舷外吸入海水熱冷卻水從海水箱底端和頂端分別回注以

的壓載海水臨時(shí)參與冷卻（冰區(qū)加強(qiáng)船必須配備至少一個(gè)獨(dú)立壓載水艙），這樣壓載水艙海水代替外面海水參與冷卻的海水冷卻系統(tǒng)稱為閉式海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其海水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。壓載水艙內(nèi)會(huì)額外加裝主機(jī)和輔機(jī)的吸入、回水管路，在嚴(yán)重冰況下作業(yè)時(shí)，將主機(jī)和輔機(jī)的海水閥關(guān)閉，切換成壓載水艙的海水吸入閥；同時(shí)，將主機(jī)和輔機(jī)的舷外排水閥關(guān)閉，用加裝的壓載水回流閥將高溫海水回流到海水箱加熱低位海水箱的海水。這樣海水冷卻系統(tǒng)從原來的開式：船外海水-海水箱-中央冷卻水系統(tǒng)-排出舷外，轉(zhuǎn)變?yōu)閴狠d水閉式內(nèi)循環(huán)：壓載水艙-中央冷卻水系統(tǒng)-海水箱-壓載水艙。這種內(nèi)循環(huán)海水冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于 IMO MSC Circ.504 與 IACS UR I3 船舶設(shè)計(jì)規(guī)范，其規(guī)范示意圖如圖 3-2 所示。其設(shè)計(jì)方案除了一般航區(qū)船舶海水系統(tǒng)規(guī)定外還要求：1. 海水箱的海水門/口設(shè)置擋板的高度必須超過水線，擋板開口孔徑一般為20mm；2. 海水箱的海水門/口設(shè)置圍堰的高度必須低于水線；3. 海水箱的海水門/口擋板和壓載水艙海水吸入口附近應(yīng)布置蒸汽加熱盤管，海水箱的頂端應(yīng)設(shè)置人孔蓋以便于人工除冰；4. 海水箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置必要的蒸汽吹除裝置、蒸汽加熱盤管以及伴熱帶來加熱/融化吸入的冰塊。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3282251