双层隔振技术在新型海洋科学综合科考船上的应用,这篇海洋科学论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
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摘 要：本文在阐述双层隔振技术工作原理基础上,通过该技术在我国新型海洋科学综合考察船上的应用实例,重点介绍了双层隔振装置的组成、结构功能,以及实船测试效果.
关键词：双侧隔振 浮筏 减振器 振动 噪声
0引言
船舶振动和噪声主要是船舶动力机械（主机、辅机、螺旋桨、推进系统等）和辅助机械（泵、风机等）在运行时产生的振动和令人不舒适的声音.船舶振动和噪声不仅关系到船舶航行安全,例如驾驶室内振动和噪声过高会影响船舶的操控指挥,声呐导流罩内噪声过高会严重影响声呐设备的正常工作并干扰声呐对水下目标（暗礁、沉船、潜艇等）的探测,而且船舶振动和噪声还会影响乘员和旅客的健康与环境的舒适,间接地影响船舶的操作和运行管理.为此国际海事组织从安全和环境舒适角度出发对船舶振动和噪声也提出了限定值标准.我国也出台了《海洋船舶噪声级规定 》（GB5979-1986）和《内河船舶噪声级规定》（GB5980-2009）,来指导船舶的建造,2013年我国批准加入《2006年海事劳工公约》,对海上工作人员的生活舒适度也给出了明确要求.
科学家乘坐科学考察船到预先规划的海域,通过探测仪器设备获取精准的数据和样品资料来揭示海洋秘密,并为人类的生存和发展来服务.因此有效降低船舶噪声,提高仪器设备测量的精准度是海洋科学考察船所必须具有的一个性能现就新型海洋科学综合考察船柴油发电机组所采用的双层隔振降噪措施和其取做到成效进行简要介绍.
1 双层隔振技术原理
对于船舶最大的动力源-主机在运行时产生的振动会传递到上层建筑的生活舱室、工作舱室和设备舱室,这些振动又会以弹性波的方式沿着船体的龙骨、纵桁、横梁等结构材质进行传递,并使之相邻的空气产生振动,产生辐射声波和结构噪声.由于结构噪声衰减速率低,可以传递到很远的地方,因而会造成大面积的噪声污染.因此减少船舶主机（电力推进船舶的柴油发电机组）的振动外传是船舶减振降噪的第一要务.
最早出现的隔振形式是单层隔振,即在设备和支撑基座之间布置适量的减震器（减震基座）,其理论已非常成熟并在设备安装和船舶建造过程中做到到了广泛应用.其优点是简单有效,技术成熟,经济性好,隔振效果一般在10-20dB之间,对小型设备和回转型的运转设备,由于本身振动较小,基本满足要求.但是对于大型设备,尤其是大型柴油机组,由于其质量大,振动幅度大,仅靠以上简单的单层减振措施,其效果不能满足对高要求船舶的需求.
为提高减振效果,改进单层隔振方式的不足,科研人员经过技术改进将单层隔振发展为双层隔振.双层隔振装置是一种高效的隔振装置,它的基本结构是将运转设备用隔振器（上隔振器）安装在一个阻尼很大并有一定质量的中间筏体上,再将筏体通过隔振器（下隔振器）安装装在船体上,在设计计算恰当的情况下,双层隔振装置可利用动力机械与中间筏体的“惯性效应”减少低频振动的传递,并利用中间筏体内的“阻尼效应”衰减高频能量,从而达到很高的隔振效率.研究表明,双层隔振系统可达到低频35dB、中高频50dB的隔振效果.这儿的一个重要问题就是,要想获得理想的隔振效果,除配置性能优异的减振器外,需要合理配置双层隔振器并选用较大质量比（中间筏体质量/设备运转状态下的湿式质量）的中间筏体.然而,过大的中间筏体质量,在船舶总体设计、总纵强度计算和有效载重量方面面临着诸多技术问题,这也一定程度上限制了双层隔振技术的应用和发展.
该技术主要用于对舒适度要求高的豪华旅游船,对作战精度要求高的舰艇、潜艇,以及对水下辐射噪声要求高的科学考察船.
2新型科学综合考察船上的具体设计和应用
为使船舶获取理想的减振效果,为海洋调查工作者们提供理想而舒适的生活和工作环境,更好地获取高质量和没有噪音干扰的探测数据,国家重大科技基础设施“科学”号在设计之初,就进行了充分调研,和国际国内减振降噪技术的研究,并在设计人员的共同努力下,成功地实现了机舱4台发电机组的减振降噪,并获得了非常理想的减振成效,创下了国内功率最大柴油发电机组双层隔振技术的实船应用.
2.1船舶机舱设计规划和布局
“科学”轮采用电力推进装置,主电站由3台2610kW主柴油发电机组和1台758kW主柴油发电机组组成,经过配电板、推进变压器进行送变电后,再经过变频器将动力送至推进电机,以此来驱动船舶前进.4台主柴油发电机组的柴油发动机为四冲程、直列式、单作用、筒型活塞、直接喷射带废气涡轮增压器和中冷却器不可逆转船用中速柴油机.
根据船型和机舱布局,在充分利用机舱空间的基础上,确定对四台主柴油发电机组进行了错位布置.如下图4所示.
为此在减振降噪的技术设计上,对1、4号柴油发电组分别采用独立的双层隔振；对2、3号柴油发电机进行有机组合,使用同一个中间筏体,采用浮筏结构模式.
2.2目的和具体要求
海洋科学综合考察船柴油发电机组使用的隔振装置采用积极隔振方式,其目的在于减小柴油发电机组的振动向基座的传递.隔振器具有合适的刚度,在振动时产生与振动位移成正比的恢复力；同时它又有一定的阻尼,在振动时又产生与振动速度成正比的阻尼力.隔振装置使做到柴电机组传递到基座上的传递力减到很小,振动做到到有效的衰减,从而达到减振目的.隔振系统装置中配备具有限位功用的限位器,在柴油发电机组产生过大位移移动.
经过充分计算,制定如下设计要求：
在1#柴油发电机组机脚至船体基座处,双层隔振装置的总加速度振级落差≥40dB（10Hz～10kHz）；正常使用状态下,双层隔振装置在使用周期内的总加速度振级落差≥32dB（10Hz～10kHz）；
浮筏隔振装置在柴油发电机组正常工作时,应满足在柴油发电机组机脚至船体基座处,单台机组开机情况下,浮筏隔振装置的总加速度振级落差≥42dB（10Hz～10kHz）；2、3#机组均开机情况下,浮筏隔振装置的总加速度振级落差≥40dB（10Hz～10kHz）；正常使用状态下,双层隔振装置在使用周期内的总加速度振级落差≥32dB（10Hz～10kHz）；
结论：关于海洋科学方面的论文题目、论文提纲、海洋科学论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
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