[发明专利]一种陆上实尺度柴油机排气喷淋试验系统

说明书

本发明公开了一种陆上实尺度柴油机排气喷淋试验系统，其包括烟气发生装置、排气管、喷淋冷却系统、舷侧模拟结构、航行风模拟装置、废水收集水池、监控机构；烟气发生装置包括与船舶实际使用的同型柴油机；排气管按船舶实际排气管路布置；喷淋冷却系统的排气喷淋装置置于排气管的直管上；舷侧模拟结构设置在排气管的排气口处；航行风模拟装置置于排气管的排气口侧边；废水收集水池置于排气管的排气口下方；监控机构的数据控制箱接收温度传感器、压力传感器、流量计的数据，并将该数据传递给上位机；且根据接收的数据，控制喷淋冷却系统工作。本发明能准确模拟船舶的柴油机的排气工况，获得准确的排气喷淋效果数据。

技术领域

本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种陆上实尺度柴油机排气喷淋试验系统。

背景技术

柴油机的排气温度一般都比较高，甚至能达到500℃以上，且伴有黑烟，这对船舶的工作环境会有很大影响。因此需要在排气管路末端设置排气喷淋装置，以降低排气管路的温度和烟黑浓度，进而改善船员的居住和工作环境。排气喷淋装置的降温及烟黑捕集涉及到高温汽水、颗粒等多相的混合、相变、聚并等复杂物理过程，需要开展试验研究，用于分析各参数对于排气喷淋效果的影响、验证排气喷淋装置效果。

目前，相关试验多为缩比模型试验，难以真实模拟实尺度下高温多相换热及液相、固相相互作用的规律，无法准确评估排气喷淋装置的冷却、除烟黑等性能。另外，对于舷侧排气来说，排气口一般设置在舷侧靠近水线的位置，排气由排气口排出后会冲击至海平面上，海平面对排气尾流产生较大影响，目前的试验装置未对这一因素进行考虑。舷侧外板的倾斜角度影响排气尾流的喷射方向，航行风也会影响排气尾流的发展，影响其红外特性，但目前缺乏相应的试验系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陆上实尺度柴油机排气喷淋试验系统，该系统能准确模拟船舶的柴油机的排气工况，保证试验系统与实船的一致性，满足柴油机排气喷淋试验的要求，获得准确的排气喷淋效果数据。

本发明所采用的技术方案是：

一种陆上实尺度柴油机排气喷淋试验系统，其包括烟气发生装置、排气管、喷淋冷却系统、舷侧模拟结构、航行风模拟装置、废水收集水池、监控机构；

所述烟气发生装置包括与船舶实际使用的同型柴油机；

所述排气管按船舶实际排气管路布置，并使排气管的材质、直径与实船保持一致；排气管外表面包覆与实船类似的隔热材料；所述排气管的进气端与烟气发生装置连接；

所述喷淋冷却系统的排气喷淋装置置于排气管的直管旁；

所述舷侧模拟结构设置在排气管的排气口处，所述舷侧模拟结构采用与实船等厚的钢板，表面涂覆船壳漆，背面敷设隔热材料；

所述航行风模拟装置置于排气管的排气口侧边，其采用组合式风机，风速根据航速转换；

废水收集水池置于排气管的排气口下方；

监控机构包括第一温度传感器、压力传感器、第二温度传感器、流量计、数据控制箱、上位机；所述第一温度传感器、压力传感器有两组，分别安设在排气喷淋装置的上游和下游；所述第二温度传感器安设在排气管的排气口处；流量计安设在喷淋冷却系统的冷却水供水管路上；数据控制箱接收温度传感器、压力传感器、第二温度传感器、流量计的数据，并将该数据传递给上位机或移动终端；数据控制箱根据接收的数据，控制喷淋冷却系统工作(数据控制箱对模拟量数据进行采集转换，通过设置的以太网接口传送至上位计算机系统或移动终端，数据控制箱同时对喷淋水管路上的进水调节阀进行控制)。

按上述方案，所述舷侧模拟结构的尺寸不小于3倍的排气管直径，以便更真实的模拟排气口处的船体外板，使试验结果更准确。

按上述方案，所述航行风模拟装置的出风口的尺寸为排气口直径的4倍以上，以使试验结果更准确。