船舶机械通风设计和建造的若干问题研究
[摘 要]随着我国社会经济的发展，物流运输业的发展已经成为了其他各行各业发展的基础性保障。其他行业的生产与发展所需要的大量的原材料以及进口的地区对运输行业提出了更高的要求。就铁路运输而言，其在建设与使用的过程中需要较高的基础设施条件，其受地形、气候等因素的影响较大。而进行水路运输是跨地区甚至的国家进行贸易的最主要的方式。船舶是水运最重要的工具。随着货物运输量的不断增加以及科学技术的发展，船舶所能承受的重量以及相关的功能以及自动化的程度也在不断的创新与优化。同时，由于船舶的通风换气的系统是维持船舶得以正常平稳运行的关键系统，因此，就需要对船舶的通风系统的设计及构建进行更好保障，以此来保障船舶得以稳定的工作。
[关键词]船舶机械 通风设计 建造 问题 分析
中图分类号：TU681 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0032-01
1、导言
船舶机舱通风设计的方法众多，各有其特点，就目前使用较为广泛的设计计算方法而言，从考虑机舱内的燃烧和散热问题，“ISO8861-1998柴油机船舶机舱通风计算标准”是目前较为广泛采用的一种有效方法。该方法不但考虑了设备燃烧所需要的通风量，而且针对散热量，考虑了包括主辅机、锅炉等主要热源设备以及排气管、加热舱等的散热部件对通风的需求，因此选取该标准可以有效地进行船舶机舱机械通风风机的选型设计；同时利用CFD的Airpak软件在机舱内部进行气流组织分析，可以有效地改善机舱的局部通风环境，对于机舱进风管的尺寸、通风栅的面积、高度的优化布置设计将起到指导作用。
2、船舶通风系统概述
近年来，随着社会经济的不断发展，船舶的吨位及相关的动力性能等也在不断的提升与发展。现如今，我国的船舶的吨位已经能够达到十万吨及以上的级别，这对于我国的造船技术及相关的管理技术也是一个巨大的挑战。这种大吨位的船舶需要依旧能够以几十节的速度来行驶，就需要对其动力进行有效的提升。船舶的通风系统与船员在海上航行时的生活联系最密切，其需要在高温或者是极寒等天气状况下都能够保障船员们的日常的生活，使得船舶内的空气得以流通，保持船舶内的温度处于一个均衡的状态。同时，合理的通风系统能够有效的对船舶的动力系统进行散热，进而使其得以有效的运行。此外，有时船舶所运载的物品对船舱内的温度标准与要求极高，通风系统可以有效的对船舱内的某一个区域的温度进行控制，使其始终处于标准的温度值内。
3、机舱通风气流组织分析
机械通风进入机舱的新风，是通过气流在机舱中进行新旧空气置换的，除主机、发电机组和锅炉等工作场所需要大量的新风来满足工作需要外，机舱的其它部分的散热，以及在燃油、滑油储存、输送系统的出口部分渗漏的油液挥发形成油雾，影响到机舱内工作人员的舒适度和机舱的安全，为了改善机舱的舒适度和安全性，在机舱通风栅的布置上，设置底部进风栅（类似沪东船厂的八点通风），置换新风以较低的温度和一定的风压从地板附近送入机舱内，风速的平均值及紊流度都比较小，由于新风的温度较低，密度较大，故会沿着整个地板面蔓延开来。舱内的热源（设备、人和电气等）以及局部区域的油雾在挤压气流中会产生浮升气流，浮升气流会不断卷吸舱内的空气向上运动，在舱内的某一高度上会出现浮升气流量与送风量相等的热分离层。从理论上讲，只要热分离层高度在人员工作区以上，就能保证人员处于相对清洁、新鲜的空气环境中，改善工作区的空气品质，使得机舱局部区域的火险发生的概率降低。它的通风效能系数大于混合通风。
要达到最佳的机舱通风效果，光有足够的通风量是不够的，还需要考虑通风气流不易达到的地方及通风死角，机舱内的耗油散热设备众多，油气和热量在这里聚集，当聚集到一定浓度时，在温度较高的情况下存在着火灾隐患。
4、船舶机械通风系统的设计与建造
4.1船舶机械通风系统的设计
对于船舶而言，通风系统是其重要的组成部分之一，同时其也在船舶的各个区域中广泛的分布。其中，在船舶的动力系统、生活服务系统甚至是特殊功能区等多方面的领域中。从整体的设计程序来看，对于船舶通风系统的设计需要与依据船舶设计的情况而定的，需要保持相对同步的节奏。其中需要依据船舶的整体结构及构造来对内部通风系统中的管道及所需要的材料的型号、相关的高度等进行详细的设计，同时对保持风速流动的鼓风机的位置进行布置与摆放等等。
在进行通风系统设计的时候，其最主要的问题就是对船舶中每一个系统内部的通风需求量以及通风系统中实际的送风量进行准确的考察。其可以依据船舶在建造设计时的动力总成以及相关总功率的属性等来对不同运转情况下的动力负荷等来进行计算。同时，还需要依据发动机实际的发热及散热量，并结合相关专业性的热学与空气热传播等方面的知识来进行计算，得出在不同区域内的所需要的进风的速度以进风的量，以及相关的动力系统所消耗的能量等等一系列相关的标准与数值。除此之外，在船舶中船员的生活区与一般功能区，在进行通风保障的时候，需要对相关的气候、环境的变化以及突发的状况有一个较全面的考虑，并提前做好一定的准备措施。同时，在通风系统的设计过程中还存在着最大的一个问题就是所设计出来的通风系统无法与复杂多变的极端气候相适应，其在极端天气的状况中就会失去其本身的作用，甚至造成巨大的经济损失。因此，船舶在航運的过程中经常就会在极端天气的状态之下发生故障。对此，就需要在通风系统的设计过程中考虑到这些方面的因素，通过在其中加入相关的自动化的运行系统等来保障通风系统得以正常的运行。
4.2机械通风系统的制造
船舶的机械通风系统在制造的过程中需要对相关的零件加工及装配等进行有效的更新与优化，在机械通风系统中的主要零部件有通风的管道、风扇系统、泵送系统以及阀门系统等等，通过这些零部件能够更好的对通风系统进行控制与管理。其中的管道是通风系统中最主要的零部件，其在经过长时间的使用后，容易出现腐蚀、堵塞等现象，需要对其进行定式的保养与加工。还可以结合新型的科学技术来采取复合型的新型材料来制作通风的管道等等。而对于其中的风扇系统，则可以通过对管道内的气流进行有效的控制来满足不同区域内对通风系统及风速的要求。在船舶通风系统的零部件组装上，由于通风系统通常都是在船舶的角落处进行安装的，因此在进行维修与更换时的难度较大。对此，就需要增大相关材料的质量，提升管道的密封与密闭的特性，对阀门系统进行精确、严密的控制与管理等等。
5、结论
随着社会经济的不断提升与发展，人们对于船舶运输业的要求与标准在不断的提升。随着船舶运输业的不断发展与扩大，以及近年来极端天气的增多等因素，船舶在运行过程中的危险指数也在不断的提升。据此，就需要结合船舶的机械通风系统中存在的问题进行有针对性的解决与处理。除了要提升相关零部件的性能与质量，同时还要在通风系统的设计过程中结合实际的运行情况与现代科学技术的发展来对船舶通风系统进行更好的设计与创新，以此来加快船舶通风系统的设计与建构，提升整个船舶在运行时的安全指数，保障我国的船舶运输业更好更快的发展。
参考文献
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