CN109080768B - 一种海洋钻井平台机舱通风实验装置及其数据采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋钻井平台机舱通风实验装置及其数据采集方法，所述的装置包括机舱缩尺模型，在机舱缩尺模型的两侧面各设置一条缝隙，在每条缝隙内均安装一个可沿该缝隙滑动的进风口，进风口通过管道与转子流量计的出口相连接，转子流量计的入口则通过管道与风机的出风口相连接；在机舱缩尺模型上还设置出风口；在机舱缩尺模型内放置发动机发电机缩尺模型，发动机发电机缩尺模型内部固定安装热源，此外还在发动机发电机缩尺模型周边布置两个以上的温度测量仪。本发明所公开的实验装置，以海洋钻井平台机舱的缩尺模型作为实验对象，真实模拟实际海洋钻井平台的机舱布置结构，克服了以方块件代替发动机、发电机热源作为实验模型时实验结果与实际结果偏差较大的弊端。

Description

一种海洋钻井平台机舱通风实验装置及其数据采集方法
技术领域
本发明属于船舶通风实验领域，特别涉及该领域中的一种海洋钻井平台机舱通风实验装置及其数据采集方法。
背景技术
当前，船舶通风系统越来越受重视，例如居住舱室通风、空调通风、机舱通风及货舱通风等都受到极大的关注。机舱环境的温度和新风的通风量影响着机舱内各设备的安全运行。机舱通风的主要目的是确保海洋平台机舱各种设备的安全运行，同时要为维护人员创造较为安全、舒适的室内环境，另外为发动机的燃烧提供新鲜的空气。因此，机舱良好的通风散热对于海洋平台设计制造、人类的居住环境尤为重要。
目前比较成熟的机舱通风散热的实验主要采用更小的缩尺比，和用小的方块去代替发动机发电机等。过小的缩尺比对实验数据的影响较大，与实际的偏差较大。用小的方块去代替发动机发电机较为复杂的模型改变了通入机舱的风向，实验数据的实用价值不大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种可真实模拟实际海洋钻井平台机舱布置结构的通风实验装置及其数据采集方法。
本发明采用如下技术方案：
一种海洋钻井平台机舱通风实验装置，其改进之处在于：所述的装置包括机舱缩尺模型，在机舱缩尺模型的两侧面各设置一条缝隙，在每条缝隙内均安装一个可沿该缝隙滑动的进风口，进风口通过管道与转子流量计的出口相连接，转子流量计的入口则通过管道与风机的出风口相连接；在机舱缩尺模型上还设置出风口；在机舱缩尺模型内放置发动机发电机缩尺模型，发动机发电机缩尺模型内部固定安装热源，此外还在发动机发电机缩尺模型周边布置两个以上的温度测量仪，所述的温度测量仪固定在机舱缩尺模型内，并且与机舱缩尺模型外的数据采集设备电连接，此外数据采集设备还与转子流量计和数据显示及处理装置电连接。
进一步的，所述机舱缩尺模型与实际机舱采用1：10的缩尺比例；所述发动机发电机缩尺模型与实际发动机发电机采用1：10的缩尺比例。
进一步的，所述机舱缩尺模型采用透明的亚克力板制作；所述发动机发电机缩尺模型采用铝打造成型。
进一步的，在每个进风口上均开有四个小口。
进一步的，转子流量计的入口和出口分别通过凸起的法兰盘与管道相连接，法兰盘与转子流量计之间用硅胶密封垫圈密封、并用螺栓紧固，法兰盘与管道之间用金属卡扣锁紧。
进一步的，机舱缩尺模型的底面通过螺栓固定在工装架上；转子流量计悬吊在铁架上，并通过螺栓紧固。
进一步的，风机与管道之间通过变径接头相连接。
进一步的，所述出风口可以设置在机舱缩尺模型两侧的前方、机舱缩尺模型两侧的后方或者机舱缩尺模型的顶部。
进一步的，所述温度测量仪的数量为9个，9个温度测量仪对称布置，并通过钢丝架固定在机舱缩尺模型内，钢丝架可以水平放置、也可以竖直放置。
一种数据采集方法，使用上述的实验装置，其改进之处在于，包括如下步骤：沿缝隙滑动进风口至实验位置后，对缝隙做密封处理，在机舱缩尺模型上的实验位置设置出风口；启动热源使发动机发电机缩尺模型表面发热，启动风机将外部空气从进风口送入机舱缩尺模型内对发动机发电机缩尺模型表面进行冷却，机舱缩尺模型内的空气可通过出风口排出；外部空气经过转子流量计时可将其浮子吹起，数据采集设备将浮子的高度信号及各温度测量仪采集的温度信号传输给数据显示及处理装置，数据显示及处理装置根据高度信号得到通过进风口的风流量、通过温度信号得到机舱缩尺模型内的温度分布后，进行显示输出。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的实验装置，以海洋钻井平台机舱的缩尺模型作为实验对象，真实模拟实际海洋钻井平台的机舱布置结构，克服了以方块件代替发动机、发电机热源作为实验模型时实验结果与实际结果偏差较大的弊端。
本发明所公开的实验装置，可沿缝隙滑动进风口以改变其位置，并预设了三个出风口位置可供选择，以便分析不同位置的进、出风口对通风流场的影响。
本发明所公开的实验装置，在机舱缩尺模型内围绕发动机发电机缩尺模型周边布置9个温度测量仪，9个温度测量仪对称布置，并通过钢丝架固定在机舱缩尺模型内，钢丝架可以水平放置以便测量同一水平面上的温度，也可以竖直放置以便测量同一竖直平面上的温度，实现了在一次实验中就可同时获取机舱缩尺模型内同一平面重要位置的温度，在大大提高实验效率的同时，还很好的保证了各个数据采集的同步性，为船舶通风的优化分析提供了数据支持。
本发明所公开的实验装置，机舱缩尺模型采用透明的亚克力板制作，便于观察其内的动态变化。发动机发电机缩尺模型采用铝打造成型，有利于发动机、发电机内部热源的热量传递到发动机、发电机表面。风机可以无级变速，为实验提供不同的送风量。每个进风口又开了四个小口，便于风分散的进入机舱缩尺模型内。
本发明所公开的数据采集方法，以1:10的缩尺模型作为实验对象，可以同时采集各个发电机、发动机周围的温度，为合理布置机舱进风口和出风口的位置提供了技术支持。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开实验装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1所公开实验装置中发动机发电机缩尺模型的结构示意图；
图3是本发明实施例1所公开实验装置各部件之间的连接关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1-3所示，本实施例公开了一种海洋钻井平台机舱通风实验装置，所述的装置包括机舱缩尺模型1，在机舱缩尺模型的两侧面各设置一条缝隙，在每条缝隙内均安装一个可沿该缝隙滑动的进风口2，进风口通过管道与转子流量计7的出口相连接，转子流量计的入口则通过管道与风机6的出风口相连接，风机可将外部空气从进风口送入机舱缩尺模型内；在机舱缩尺模型上还设置出风口3；在机舱缩尺模型内放置发动机发电机缩尺模型4，发动机发电机缩尺模型内部固定安装热源5，给热源接通电源后，热量就能传递到发动机发电机缩尺模型表面，此外还在发动机发电机缩尺模型周边布置两个以上的温度测量仪8，温度测量仪与发动机发电机缩尺模型之间不予接触，所述的温度测量仪固定在机舱缩尺模型内，并且与机舱缩尺模型外的数据采集设备9电连接，此外数据采集设备还与转子流量计和数据显示及处理装置10电连接。
在本实施例中，所述机舱缩尺模型与实际机舱采用1：10的缩尺比例；所述发动机发电机缩尺模型与实际发动机发电机采用1：10的缩尺比例。
所述机舱缩尺模型采用透明的亚克力板制作；所述发动机发电机缩尺模型采用铝打造成型。在每个进风口上均开有四个小口。
转子流量计的入口和出口分别通过凸起的法兰盘与管道相连接，法兰盘与转子流量计之间用硅胶密封垫圈密封、并用螺栓紧固，法兰盘与管道之间用金属卡扣锁紧，保持密封。
机舱缩尺模型的底面通过螺栓固定在工装架上；转子流量计悬吊在铁架上，并通过螺栓紧固，便于上下接入管道。风机与管道之间通过变径接头相连接。
所述出风口可以设置在机舱缩尺模型两侧的前方、机舱缩尺模型两侧的后方或者机舱缩尺模型的顶部。
所述温度测量仪的数量为9个，9个温度测量仪对称布置，并通过钢丝架固定在机舱缩尺模型内，钢丝架可以水平放置、也可以竖直放置。
本实施例还公开了一种数据采集方法，使用上述的实验装置，包括如下步骤：沿缝隙滑动进风口至实验位置后，对缝隙做密封处理，在机舱缩尺模型上的实验位置设置出风口；启动热源使发动机发电机缩尺模型表面发热，启动风机将外部空气从进风口送入机舱缩尺模型内对发动机发电机缩尺模型表面进行冷却，机舱缩尺模型内的空气可通过出风口排出；外部空气经过转子流量计时可将其浮子吹起，数据采集设备将浮子的高度信号（时域响应信号数据）及各温度测量仪采集的温度信号（时域信号）转换成与数据显示及处理装置相兼容的格式后，传输给数据显示及处理装置，数据显示及处理装置根据高度信号得到通过进风口的风流量、通过温度信号得到机舱缩尺模型内的温度分布后，进行显示输出。

Claims (1)

1.一种数据采集方法，使用一种海洋钻井平台机舱通风实验装置，所述的装置包括机舱缩尺模型，在机舱缩尺模型的两侧面各设置一条缝隙，在每条缝隙内均安装一个可沿该缝隙滑动的进风口，进风口通过管道与转子流量计的出口相连接，转子流量计的入口则通过管道与风机的出风口相连接；在机舱缩尺模型上还设置出风口；在机舱缩尺模型内放置发动机发电机缩尺模型，发动机发电机缩尺模型内部固定安装热源，此外还在发动机发电机缩尺模型周边布置两个以上的温度测量仪，所述的温度测量仪固定在机舱缩尺模型内，并且与机舱缩尺模型外的数据采集设备电连接，此外数据采集设备还与转子流量计和数据显示及处理装置电连接，其特征在于，包括如下步骤：沿缝隙滑动进风口至实验位置后，对缝隙做密封处理，在机舱缩尺模型上的实验位置设置出风口；启动热源使发动机发电机缩尺模型表面发热，启动风机将外部空气从进风口送入机舱缩尺模型内对发动机发电机缩尺模型表面进行冷却，机舱缩尺模型内的空气可通过出风口排出；外部空气经过转子流量计时可将其浮子吹起，数据采集设备将浮子的高度信号及各温度测量仪采集的温度信号传输给数据显示及处理装置，数据显示及处理装置根据高度信号得到通过进风口的风流量、通过温度信号得到机舱缩尺模型内的温度分布后，进行显示输出。
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