内河船舶柴油动力装置节能研究

《内河船舶柴油动力装置节能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文内河船舶柴油动力装置节能研究姓名：陈新梅申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：刘会猛20090526华中科技大学硕士学位论文研究，也大多局限于某一系统或某一部件研究。例如上述所介绍的冷却系统和排气余热利用系统的研究。最近几年，意识到总能系统热分析对节能更有利，国内也开展了内燃机热管理研究。2005年，谭建勋[32]在他的硕士论文中第一个在国内以试验测试为手段开展整车热管理系统方面的研究，并在国内率先获得同一个工况下各个部分的工作参数和热量分布。在自行设计的试验平台上获得

2、了整车极限工况点的热响应数据，为散热器的设计和热管理系统的开发提供了基本依据。王贤海[33]对PMEFC发动机热管理进行了系统设计，包括电堆排热设计和匹配计算，运用计算机仿真软件Matlab/simulink对PMEFC发动机进行了温度控制仿真研究，并对热管理试验台架和物理数学仿真进行了初步的探讨。据国外文献显示，热管理的仿真技术是需要有大量精确的实验数据来支持,这对反馈控制技术要求很高，随着计算机技术、电子技术以及传感器控制技术的发展，发动机试验测试数据的精确度大大提高，精密的试验仪器为热平衡仿真提供

3、基础数据支持[34-37]。董庆丽,何军[38]在混合动力装甲车辆上建立基于现场总线技术的热管理测试采集系统的硬件设施,实时监控混合动力装甲车辆关键性能部件的有关参数,通过电控部件实现整个系统热能的优化调节,真正实现了热管理技术在混合动力装甲车辆上的应用。1.3本文主要工作内容考虑柴油机的节能措施应该设法完善柴油机的工作过程，即提高柴油机的机械效率及热效率。考虑柴油机动力装置的节能技术主要是将余热回收做功或作为热源，尽可能最大限度地将可利用的的热量用来做有用功，以提高整个动力装置的热效率。柴油机的余热主

4、要指排气、冷却液带走的热损失。实现内河船舶柴油动力装置节能，一是要完善柴油机工作过程，首先要掌握在柴油机工作过程中热能转换效率的规律性，详细分析在热能转换中的各种损失以及原因，并找出减少这些损失的方法，使热循环的经济性得到提高。二是安排余热利用，应力求按柴油机余热的不同品质做好合理用能，尽量降低排到环境中的废气的温度，提高余热的热回收率。这样同时也减轻了对环境的热污染[14,39]。最佳的节能5华中科技大学硕士学位论文方法是将两者结合起来，如利用柴油机的废气余热驱动涡轮增压器来提高柴油机的充量系数，从而

5、提高柴油机的燃烧质量，降低油耗。或者利用废气锅炉产生的蒸汽加热重油，降低重油粘度以提高重油的雾化质量，优化燃烧质量。选定课题后通过阅读大量文献，我的研究目标越来越明确。总结本文主要工作内容如下：(1)大量阅读中外文献，了解要达到柴油机及其动力装置真正的节能，应该将柴油机及其动力装置作为一个系统，从系统集成的角度来统筹分析内河船舶动力装置的能量转换和传热过程[32]。本文即以柴油机及其动力装置作为为总能量系统，分析各单元设备子系统，如冷却系统，燃油系统，滑油系统等与总能系统的能量传递与转换关系，建立系统能

6、量分析模型。(2)中小型柴油机热平衡及掺烧劣质油试验的开发及试验台架的搭建，试验过程中在标定转速下测量不同负荷时的冷却水进出口温度，排气温度，计算冷却水流量，排气管质量流量。分析柴油机的热平衡和　平衡。(3)进行了小型柴油机掺烧劣质油的试验，当采用掺入添加剂、换用不同直径的柱塞泵提高喷油压力、预处理时采用新型滤清器等改进措施时，分析柴油机的燃油消耗率及排放。还比较了掺烧50%质量不同燃料时，冷却系统和排气系统的热损失及　损失变化趋势，即根据能量品质的优劣在柴油机动力装置中按能分配，对能量进行合理管理，达

7、到节能的目的。(4)进一步对柴油机掺烧重油的热经济性进行分析，设计了针对某大型工程柴油机利用冷却水或排气余热加热重油的方案设计并进行经济性论证，并建立　分析模型，运用　分析法对整个系统进行分析计算，找出能量利用的薄弱环节，提出节能优化建议。1.3本章小结本章首先介绍了课题的背景及意义，提出运用　分析法分析柴油机及其动力装6华中科技大学硕士学位论文置的能量分配情况，进行热管理来实现节能。然后介绍了柴油机及其动力装置节能相关技术的研究现状及发展，包括柴油机燃烧劣质油的研究，内燃机余热利用的研究及内燃机热管理

8、的研究。最后介绍了本文的主要工作内容。7华中科技大学硕士学位论文2柴油机热平衡及掺烧劣质油试验柴油机热平衡就是分析不同工况下燃油燃烧释放出的总热量分配到各部分热量的情况[40]。国内柴油机热平衡的研究大多数还处于试验研究阶段，现有的仿真研究一般是对某个系统或某一部件热平衡进行数值模拟仿真[40]。这主要是因为对整机的热平衡数值仿真研究需要可靠的试验数据作为支持。主要包括各个散热器散热能力与工况之间的关系，工作量太大。1.3试验准备2.1.1