1。4本章小结 4

第2章 系统总体方案设计 5

2。1 系统结构设计 5

2。1。1 模拟余热源系统 6

2。1。2 余热回收系统 7

2。1。3控制系统 9

2。2本章小结 9

第3章 关键零部件设计 10

3。1冷热管管道计算与设计 10

3。1。1 实验装置所需管道基本要求： 10

3。1。2 流量的确定 12

3。2 水泵设计 13

3。2。1 泵的扬程计算 13

3。2。2局部阻力计算： 15

3。2。3泵的选择 17

3。3燃气炉的初步选型 19

3。4换热器的设计 19

3。4。1设计方案 20

3。4。2初步选定 20

3。4。3验证 22

3。4。4核算 23

3。4。5设计结果 23

3。5本章小结 24

第4章 控制元件选型 25

4。1温度传感器的初步选型 25

4。2流量传感器的选择 25

4。3液体比列调节阀选型 26

4。4采集卡的选择 27

4。5 PLC控制器 28

4。6温度扩展模块 28

4。7触摸屏 29

4。8本章小结 29

第5章 三维模拟试验平台以及实物平台的构建 30

5。1 SolidWorks简介 30

5。1。1Solidworks软件的来源 30

5。1。2Solidworks软件各主要模块的介绍 31

5。1。3零件设计模块 31

5。1。4装配模块 31

5。2三维模型的构建 31

5。3实物平台的搭建 32

5。4本章小结 33

总结与展望 34

致谢 35

参考文献 36

第1章 绪论

1。1 引言

随着全球经济的快速发展，世界各国的联系日益密切，无论是人员的流动，还是物资的运输，都会触及航运，而柴油机则是航运中的主要动力来源。柴油机的能源利用率问题一直是各国研究的热点，因为柴油机的能源利用率不高，导致很多能源的浪费，能源问题已然成为经济发展中一个非常重要的问题。从1973年世界发生石油危机以来，环境污染越来越严重，节能问题慢慢进入人们的视野。不断提高能源利用率，减少排放船舶柴油机废气，对人类赖以生存的环境进行保护是许多人致力研究的课题。船舶运输耗能巨大，这不仅提高了航运的成本，还对环境造成了很严重的影响。船舶是航运中的耗能大户，现在主要是运用废气涡轮增压器来讲废气能量转变成空气压力，这样能够使柴油机的功率和效率得到大幅度提高，同时还能将废气锅炉产生的饱和水蒸气用来作为满足航运过程中的生活用水，还能够对油舱进行保温，但是却忽略了柴油机缸套水水中也有大量的热能未能被利用。这样不合理地利用废热很大程度上造成了能源的浪费。现在船舶发展的趋势为大型化、高速化，柴油机的额定功率最大的已超过37285 kW，柴油机缸套水的出口温度也从20世纪60年代的60~65℃升高到现在的80~85℃，有些高速机更是高达90℃以上。冷却水出口温度的升高大大提高冷却水热能的品质，也为冷却水余热的利用创造了更好的条件。因此将柴油机余热进行回收利用，无论在经济上还是环保上都具有重大价值[1]。现在，所有热机中效率最高的是最先进的船用二冲程柴油机主机，其热效率已经接近50%，但是还是浪费了大部分能源，这部分能源所产生的热能，随着废气和冷却水排放到环境中去了，造成了很大的浪费。采取何种方式才能在发电和辅助设备热源提供蒸汽过程中利用好船舶柴油机废气和冷却水，在资源日益紧张、船运成本不断提高的今天，是船舶制造商、运营商商和海事组织等都十分关心的问题。论文网