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摘要：船舶机舱通风设计和计算是船舶设计中比较重要的一环，风量计算是风机选型和各区域风量分配的基础，计算应确保总风量充足以满足所有设备散热和燃烧的需求。系统设计中应各附件选型合理，满足船级社和国际公约的要求，管路及附件采用合理的风速使系统管路阻力与风机能力相匹配，必要时应进行阻力计算。系统设计应保证达到设计风量并能通过现场风量测试，通过调节装置使各区域的风量达到设计值。本文主要对船舶机舱的自然通风系统做了具体分析阐述。
关键词：船舶机舱；通风系统；具体应用
1船舶机舱通风系统现状
1.1通风系统概述
船舶机舱通风系统设计的主要任务就是根据舱内设备的发热量确定送排风量，并根据设备的布置确定各个风口的大小、型式及布置。目前，机舱通风系统的设计主要采用机械通风和自然排风扇组合的方式，用风机将两舷外侧的新鲜空气通过风管送入机舱各处，在机舱内吸热后从天窗、烟囱或排风格栅排出。
因此在机舱通风设计初步方案结束后，采用CFD技术对通风气流组织进行数值分析，提供了在设计阶段对通风系统不合理处进行修正的手段。采用CFD结合实验手段，搭建了非等温射流物理模型，研究了气流流型，轴心速度、温度衰减、边界层厚度与射程等的关系，提出了半经验分析公式用于非等温射流的流场设计。采用CFD技术对某集装箱船的风口位置和大小进行了流场模拟和优化，提出风口的优化方案。采用Fluent软件对某滚装客船进行了研究，以实验测试数据为准搭建了三维计算模型，进而优化了通风口的位置和角度。
1.2船舶机舱通风系统运行的意义
船舶机舱通风要求在机舱内建立并保持适宜的通风环境条件，良好的通风可以为员工提供舒适的工作环境，保障机械设备正常负荷运转，有效排除废气，减少安全隐患及事故的发生。船舶机舱是船舶的心脏，其间交叉密布了各种机械及电力设备。设置船舶机舱通风管路系统的目的是提供主、副机或锅炉及其他设备燃烧和散热时所需的空气量，以及满足机舱散热和排废气的需求。
2船舶机舱通风系统设计
为保证机舱内良好的通风工作环境，必须对机舱通风管路系统进行统筹优化设计。在机舱通风散热设计中，需要确定机舱所需的通风量和风口的大致布置。早期主要采用实验测试法评估通风系统设计的有效性。在机舱建设完成后，采用烟雾作为示踪粒子，拍摄记录机舱的烟雾流动轨迹并进而评估通风效果。鉴于此时机舱已经基本完成，通风系统与设备布局基本定型难以修改，若能提前知道通风的气流组织和温度的分布，并据此来改进通风的不合理状况，将赢得船体结构之间协调的时间，缩短设计周期。
机舱通风管路系统一般由进风口、出风口、通风机、通风管道及其附件等组成。
2.1设计船机舱通风管路时，须维持通风管路内的微正压环境，正常设计时不超过50Pa。
2.2船机舱通风管路的原材料和连接附件等须经防腐处理，并且能够防止海水侵蚀。
2.3船机舱通风管路在满足正常通风量使用的条件下，应尽可能地优化尺寸，简化结构，这样可有效地减少摩擦力和阻力。在管径产生变化的连接部位应尽量采用渐扩或渐缩管。由于船机舱布局紧凑，在有弯头的地方，风管的弯头可根据需要选用适当的形状。在三通管路的连接处，气流尚未稳定，不要接交换器和通风格栅。
2.4船机舱通风管路设计须统筹考虑防火防爆的综合要求。船舶机舱通风系统的送风量很大，机舱内设备的散热量也很大，可搭配与降温型空调器一起使用来降低舱内温度，可以有效排出机舱内余热。
3船舶机舱通风系统的进风口和出风口工作原理
3.1工作原理概述
机器处所的通风应保证在任何海况下有充足的通风以维持机器的安全运转和船员的舒适。通俗地讲，通风进出口应是常开的。从防火的角度讲，根据要求，所有通风系统的主要进风口和出风口都应能从通风处所的外部关闭。规范理解清楚后，可知机舱通风进出口是不需要配置风雨密关闭装置的，但需要配置防火关闭装置。机舱通风进出口通常布置百叶窗。
3.2防火关闭装置
3.2.1防火关闭装置需注意的问题，最简单的就是直接配一个盖子即可，但是需要考虑以下几个方面：（1）操作是否方便，尤其是布置在烟囱上的出风百叶窗；（2）是否有布置空间，因为这个盖子是常开的；（3）百叶窗的强度，当百叶窗尺寸较大时，对铰链的强度要求比较高，必要时需与百叶窗厂商确认。
3.2.2防火关闭装置的几种型式：（1）对于进风口，由于风机通常是布置在风机室内的，风机室围壁上装无盖百叶窗，可在风机的进口装盖子或者风机出口装防火关闭装置，这两种方法通常为气动或电动型式，也可手动操作；（2）对于出风口，可以采用调节百叶窗的叶片来达到关闭的目的，通常为气动或电动型式，同时可手动操作，手动操作可以通过钢丝绳和滑轮等组件来实现；（3）关于防火关闭装置，规范的要求是：若采用动力驱动控制关闭装置，则需配置额外的独立的动力控制系统或手动控制装置以提高系统的安全性，或者动力驱动控制关闭装置需为失效安全型。失效安全型产品，就电动关闭装置而言，应该是通电时开启，断电时关闭。因为失火时关闭装置的电缆可能会被烧断，一旦烧断，应能使关闭装置得以关闭。如果关闭装置需要通电才能关闭，那么一旦电缆被烧断，关闭装置将无法关闭。
4船舶机舱水雾系统应用分析
4.1船舶机舱水雾系统
对于2000总吨及以上的货船，容积超过500m3的机器处所内具有失火危险的区域将设置机舱水雾系统，该系统将通过专用喷嘴喷洒预定分布形状和颗粒大小以及预定速度和密度的水雾。水滴颗粒越小则蒸发速度越快，灭火效果越好。然而水滴必须克服空气阻力和一切气流到达燃烧点，所以水滴不能太小，直径在0.3-1mm较适宜。太大的水滴会使燃烧液体飞溅，增加燃烧危险，而且易下沉到液面以下使冷却作用不大。
根据规范可知，使用水雾灭火时，机舱风机是正常运转的，而这么小的水滴颗粒很容易受到通风影响，一旦有风口对准水雾喷射区域，极有可能影响水雾的覆盖面积，从而无法满足规范要求和通过现场船检的审查。这就要求送风口的布置应尽量避开水雾的覆盖区域，可采取向下送风的方式而非侧出风方式，风速也应尽量低。
4.2水雾在灭火方面具有的作用
（1）冷却作用。水雾的蒸发吸去大量热量，使燃烧物迅速降温。
（2）窒息作用。利用水蒸气在燃烧液面上全部覆盖以隔绝空气的补充。
（3）乳化作用。水对某些液体有乳化作用，某些化学品要求用水雾灭火。
（4）稀释作用。对某些燃烧液体可进行稀释而灭火。
结论：
通风系统不仅要维护机舱内基本的工作环境，提供主、副机和锅炉等动力机械设备在运行时的燃烧用空气，满足冷却主、副机等机械设备的散热需求，还需维持环境温度，为设备和工作人员提供换气呼吸必要的新鲜空气，提供优良的工作环境，保持空气清洁并排出废气。船舶舱通风管路是整条船的呼吸系统，四通八达，布置于每个舱室之中，通风从格栅出来流向整船舱室，如何建立整船的通风模型，統筹考虑大型设备（如主机、发电机等）布局，综合考虑人体舒适度，改善格栅口或布风器的整体布局是未来的发展方向。
参考文献：
[1]周俊男.舰船舱室气流组织的数值与实验研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2012.
[2]中国船舶工业总公司.柴油机船舶机舱通风设计条件和计算基准：CB/T3772-1996[S].北京：中国标准出版社，1997.
[4]国际海事组织.国际海上人命安全公约[EB/OL].[2013-01-19].http：//wenku.baidu.com/view/8901fodc28ea81c758f5788b.html.
关键词：船舶机舱；通风系统；具体应用
1船舶机舱通风系统现状
1.1通风系统概述
船舶机舱通风系统设计的主要任务就是根据舱内设备的发热量确定送排风量，并根据设备的布置确定各个风口的大小、型式及布置。目前，机舱通风系统的设计主要采用机械通风和自然排风扇组合的方式，用风机将两舷外侧的新鲜空气通过风管送入机舱各处，在机舱内吸热后从天窗、烟囱或排风格栅排出。
因此在机舱通风设计初步方案结束后，采用CFD技术对通风气流组织进行数值分析，提供了在设计阶段对通风系统不合理处进行修正的手段。采用CFD结合实验手段，搭建了非等温射流物理模型，研究了气流流型，轴心速度、温度衰减、边界层厚度与射程等的关系，提出了半经验分析公式用于非等温射流的流场设计。采用CFD技术对某集装箱船的风口位置和大小进行了流场模拟和优化，提出风口的优化方案。采用Fluent软件对某滚装客船进行了研究，以实验测试数据为准搭建了三维计算模型，进而优化了通风口的位置和角度。
1.2船舶机舱通风系统运行的意义
船舶机舱通风要求在机舱内建立并保持适宜的通风环境条件，良好的通风可以为员工提供舒适的工作环境，保障机械设备正常负荷运转，有效排除废气，减少安全隐患及事故的发生。船舶机舱是船舶的心脏，其间交叉密布了各种机械及电力设备。设置船舶机舱通风管路系统的目的是提供主、副机或锅炉及其他设备燃烧和散热时所需的空气量，以及满足机舱散热和排废气的需求。
2船舶机舱通风系统设计
为保证机舱内良好的通风工作环境，必须对机舱通风管路系统进行统筹优化设计。在机舱通风散热设计中，需要确定机舱所需的通风量和风口的大致布置。早期主要采用实验测试法评估通风系统设计的有效性。在机舱建设完成后，采用烟雾作为示踪粒子，拍摄记录机舱的烟雾流动轨迹并进而评估通风效果。鉴于此时机舱已经基本完成，通风系统与设备布局基本定型难以修改，若能提前知道通风的气流组织和温度的分布，并据此来改进通风的不合理状况，将赢得船体结构之间协调的时间，缩短设计周期。
机舱通风管路系统一般由进风口、出风口、通风机、通风管道及其附件等组成。
2.1设计船机舱通风管路时，须维持通风管路内的微正压环境，正常设计时不超过50Pa。
2.2船机舱通风管路的原材料和连接附件等须经防腐处理，并且能够防止海水侵蚀。
2.3船机舱通风管路在满足正常通风量使用的条件下，应尽可能地优化尺寸，简化结构，这样可有效地减少摩擦力和阻力。在管径产生变化的连接部位应尽量采用渐扩或渐缩管。由于船机舱布局紧凑，在有弯头的地方，风管的弯头可根据需要选用适当的形状。在三通管路的连接处，气流尚未稳定，不要接交换器和通风格栅。
2.4船机舱通风管路设计须统筹考虑防火防爆的综合要求。船舶机舱通风系统的送风量很大，机舱内设备的散热量也很大，可搭配与降温型空调器一起使用来降低舱内温度，可以有效排出机舱内余热。
3船舶机舱通风系统的进风口和出风口工作原理
3.1工作原理概述
机器处所的通风应保证在任何海况下有充足的通风以维持机器的安全运转和船员的舒适。通俗地讲，通风进出口应是常开的。从防火的角度讲，根据要求，所有通风系统的主要进风口和出风口都应能从通风处所的外部关闭。规范理解清楚后，可知机舱通风进出口是不需要配置风雨密关闭装置的，但需要配置防火关闭装置。机舱通风进出口通常布置百叶窗。
3.2防火关闭装置
3.2.1防火关闭装置需注意的问题，最简单的就是直接配一个盖子即可，但是需要考虑以下几个方面：（1）操作是否方便，尤其是布置在烟囱上的出风百叶窗；（2）是否有布置空间，因为这个盖子是常开的；（3）百叶窗的强度，当百叶窗尺寸较大时，对铰链的强度要求比较高，必要时需与百叶窗厂商确认。
3.2.2防火关闭装置的几种型式：（1）对于进风口，由于风机通常是布置在风机室内的，风机室围壁上装无盖百叶窗，可在风机的进口装盖子或者风机出口装防火关闭装置，这两种方法通常为气动或电动型式，也可手动操作；（2）对于出风口，可以采用调节百叶窗的叶片来达到关闭的目的，通常为气动或电动型式，同时可手动操作，手动操作可以通过钢丝绳和滑轮等组件来实现；（3）关于防火关闭装置，规范的要求是：若采用动力驱动控制关闭装置，则需配置额外的独立的动力控制系统或手动控制装置以提高系统的安全性，或者动力驱动控制关闭装置需为失效安全型。失效安全型产品，就电动关闭装置而言，应该是通电时开启，断电时关闭。因为失火时关闭装置的电缆可能会被烧断，一旦烧断，应能使关闭装置得以关闭。如果关闭装置需要通电才能关闭，那么一旦电缆被烧断，关闭装置将无法关闭。
4船舶机舱水雾系统应用分析
4.1船舶机舱水雾系统
对于2000总吨及以上的货船，容积超过500m3的机器处所内具有失火危险的区域将设置机舱水雾系统，该系统将通过专用喷嘴喷洒预定分布形状和颗粒大小以及预定速度和密度的水雾。水滴颗粒越小则蒸发速度越快，灭火效果越好。然而水滴必须克服空气阻力和一切气流到达燃烧点，所以水滴不能太小，直径在0.3-1mm较适宜。太大的水滴会使燃烧液体飞溅，增加燃烧危险，而且易下沉到液面以下使冷却作用不大。
根据规范可知，使用水雾灭火时，机舱风机是正常运转的，而这么小的水滴颗粒很容易受到通风影响，一旦有风口对准水雾喷射区域，极有可能影响水雾的覆盖面积，从而无法满足规范要求和通过现场船检的审查。这就要求送风口的布置应尽量避开水雾的覆盖区域，可采取向下送风的方式而非侧出风方式，风速也应尽量低。
4.2水雾在灭火方面具有的作用
（1）冷却作用。水雾的蒸发吸去大量热量，使燃烧物迅速降温。
（2）窒息作用。利用水蒸气在燃烧液面上全部覆盖以隔绝空气的补充。
（3）乳化作用。水对某些液体有乳化作用，某些化学品要求用水雾灭火。
（4）稀释作用。对某些燃烧液体可进行稀释而灭火。
结论：
通风系统不仅要维护机舱内基本的工作环境，提供主、副机和锅炉等动力机械设备在运行时的燃烧用空气，满足冷却主、副机等机械设备的散热需求，还需维持环境温度，为设备和工作人员提供换气呼吸必要的新鲜空气，提供优良的工作环境，保持空气清洁并排出废气。船舶舱通风管路是整条船的呼吸系统，四通八达，布置于每个舱室之中，通风从格栅出来流向整船舱室，如何建立整船的通风模型，統筹考虑大型设备（如主机、发电机等）布局，综合考虑人体舒适度，改善格栅口或布风器的整体布局是未来的发展方向。
参考文献：
[1]周俊男.舰船舱室气流组织的数值与实验研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2012.
[2]中国船舶工业总公司.柴油机船舶机舱通风设计条件和计算基准：CB/T3772-1996[S].北京：中国标准出版社，1997.
[4]国际海事组织.国际海上人命安全公约[EB/OL].[2013-01-19].http：//wenku.baidu.com/view/8901fodc28ea81c758f5788b.html.