浅析船舶机舱的自然通风

[摘 要]在船舱中充沛、合理地运用天然通风是一种既经济又有用的节能方法，它不仅不耗费动力，而且还能获得比较充足的通风换气的效果。但是如今天然通风在船上的运用首要局限在天然排风方面，而在进风方面使用的却非常少，对其实施的研究也是非常缺少。但是天然通风的研讨效果对船只机舱的天然通风具有极好的学习效果。机舱内的很多区域都位于船舶的甲板以下，而且船舶内部的机械设备在工作时会散发出很多的热，从而使得机舱内的空气温度迅速升温，因此就能够运用由此发生的热压以及船只在航行过程中发生的风压，通过机舱外面的通风口用风管把舷外的空气引进机舱的底部或者直接把舷外空气引进主机透平进口。天然排风是现在广泛使用的机舱排风方法，船上的烟囱通常安顿在机舱的尾部，考虑到烟囱中温度较高，能够进一步推动空气上升，恰是使用了这一特性，通常在烟囱的上后部向船艏倾斜的烟囱壁上开设几个非常大的天然排风口，这对于机舱来说因为有很多余热存在，运用天然通风可达到无量的通风换气量，但是天然通风非常容易受到外界气象条件的影响。

[关键词]船舶；机舱；自然通风

中图分类号：U376 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0057-01

船舶机舱作为全船的基地区域，汇聚了船舶的动力装置及大多数首要设备，因此机舱有些的顺畅运作，成为评价船舶安全功用的首要目标之一。众所周知，任何设备的正常工况都需要一个最佳温度，而机舱内发热设备较多，空间相对狭小的特征抉择了机舱内废热的打扫作业除了依托自然通风外，更需凭借强力有用的通风系统进行机械通风。

1 机舱通风的目的

人员以及机械设备对机舱环境的恳求不是完全一致的，在湿度以及空气的清洁度方面有大致一样的恳求，在温度方面区别比较大，常把机舱内的温度设计得较高，而在集控室内设备空调。船舶机舱通风的首要意图就是保持机舱内合适的环境条件（温度、清洁度、湿度、空气流速以及空气成份等）以确保柴油机、锅炉焚烧所有必要的空气量，也是确保机舱内超卓的工作环境，改进轮机人员的劳作和卫生条件的重要措施。机舱通风设备应满足以下功能：

（1）为主机、副机、锅炉供给充足的空气。

（2）坚持机舱内良好的工作环境。因为柴油机、锅炉、油柜以及加热设备等继续向机舱放热，使机舱温度增加，因而应供给良好的通风使机舱内坚持适合的温度，从而为机电设备和轮机管理人员提供良好的工作环境。

（3）排出机舱内的油气和有害气体，坚持空气清洗。

（4）扫除可燃气体以防爆破和火灾。因为机舱内设备和管路的滴漏，不可避免地会有油气存在，特别是当油管、外表接头处呈现细小的裂缝时，会刹那间发作很多的油雾，因而坚持良好的通风能够随时排出可燃气体以免发生火灾。

2 船舶机舱的自然通风

天然通风是经过天然风压以及热压来进行通风的，所以很容易遭到环境要素的影响，这些环境要素包含天然环境要素如温度、风向以及人为的环境要素如进风栅的高度、面积等，本文首要探讨人为环境要素对天然通风的影响，为将来的进一步研讨以及天然通L的设计打下根底。

2.1 热压作用下机舱的自然通风

在空气沿着进风管进入到机舱时，因为生活区与机舱的环境温度比风管内的空气温度要高，因而进入的气体会被加温，然后使得进气的密度出现下降；进入机舱的空气在机舱内通过吸热，温度也初步提高，在通过烟囱直至排出口的过程中把烟囱进行加热，使密度进一步下降。机舱通风热压的巨细取决于机舱表里空气密度的差值、烟囱上出风口的高度、空气在进风管内吸热的多少以及进风口的高度，假设能采用办法使在进气过程中的吸热量削减，则进气口高度的影响就会削减.当进气管内的摩阻和有些阻力大时，进气过程中的压力降会增大，体现在热压上便是因为进气密度的下降而使热压下降，而且因为阻力的增大也会使流量削减。因而，机舱假设选用天然进风，必然会选用横截面积比较大的进风管，并且尽可能的削减弯头以及节点。

2.2 风压作用下的自然通风

在室外气流吹过甲板的上层时，气流将出现绕流的情况，在物体邻近的均匀风速是随物体的高度的添加而提高的。顶风面的风速以及风的紊流会剧烈影响气流的活动情况，此外也会对船舶外表及周围的压力的分布产生影响。因为气流的碰击效果，在顶风面构成一个滞流区，该处的静压力高于大气压力处于正压情况，一般情况下，在风向于该平面的夹角大于30°的时候，就会产生正压区。而且在室外气流出现绕流时，在船舶的顶部以及后侧的构成弯曲循环气流。一般我们会把其上部的涡流区称为回流空腔，而其背风面的涡流区则称为回旋气流区。这两个区域的静压力通常都比大气压力要低，由此来构成负压区，负压区覆盖着船舶外表（例如驾驶台上方、两端外墙以及背风面外墙、或烟囱的上方或者后侧），并延伸到一定的距离，直到船尾的流。船在海上航行的时候，如果是无风的气候，假设船速是15km，则相当于船不动有7.72ms的风速，假设在正压区设置进风口并且在负压区设置排风口，就能够通过使用船航行时发生的风压来来有效的加强机舱的通风。因为海上航行时风向是会发生改变的，顺风的时候会使风压削减，而逆风的时候则会使风压提高，因此难以在设计时定量地计算风压，但对风压的影响不可以不做定性分析。

2.3 风压、热压同时作用下的自然通风

当机舱通风受到风压、热压同时作用时，机舱内进、排风口处的内外压差就等于风压、热压单独作用时窗孔内外压差之和。

2.4 机械风压与自然风压（包括热压）的匹配

机械通风是现在船上遍及选用的通风方法，天然风压存在的成果一定对机械通风起到推进作用，由于天然风压的存在，也可以使供风量大于设计风量。这是由于在天然通风的作用下，机舱内会存在一个中和面，余压等于零，位于中和面上的通风口在天然通风时是没有空气流进的，中和面以上余压为正，中和面以下余压为负。在船上中和面方位比较高，机械通风的进风口一般都位于中和面以下。如果把风机停掉，可以发现从主机缸头一层往下的通风口都会向机舱内进气，但是由于机械供风系统的风管细、弯头多、节点多，管路也比较长，天然通风所起的作用有限，如果能设计专门的天然通风系统，就可以大大潜进天然风量，然后减少风机的数量，抵达节省能源的目的。

2.5 合理挑选风帽以加强机舱通风

合理使用风压，使风压的效果方向与热压的效果方向始终保持一致，才能强化天然通风。为此能够选用进风型城帽来强化进风，它的特点是能使任何方向吹来的风，将舱外气流导入舱内。能够用排风型风帽来强化排风，在外界风压的效果下，风帽自身发生负压，协助机舱向外排风，这种风帽称之为排风型风帽。特点是从任何水平方向吹来的风效果在风帽上，风帽都发生吸力，向外排风。如今船上选用的排风口都设在烟囱的后部，当船处于无风和逆风时，排风口处于负压区，有利于排风，当船处于顺风时，则正好相反不利于排风，因而应当考虑在尾部排风口后建挡风板以加强排风。

3 结语

本文对机舱通风的目的进行了简单的分析，对船舶自然通风设计进行了详细的分析。现代船舶是凌乱的人―机―环系统，一套优异的机舱通风系统除了维持机舱温度，保证设备正常作业以外，也防止废气集合，为作业人员提供良好的作业环境，更有效地节约资源，从而降低能耗。

参考文献

[1] 陆洋，李建荣，茅陈松.基于CFD的某船货舱通风环境分析方法研究[J].舰船科学技术.2015（07）.

[2] 王军，陈宁，高霆.船舶虚拟设计的新秀――TRIBON系统[J].江苏船舶.2005（02）.

[3] 于学兴，孙培廷.船舶机舱通风系统的设计[J].世界海运.2002（05）.