船舶余熱在北極通航船舶關(guān)鍵艙室溫控中的模擬研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球氣候變暖，北冰洋海冰迅速消融，同時一條橫跨亞歐大陸全新的海上生命線隨之應(yīng)運而生。北極東北航線的開通為處在低迷期的航運業(yè)注入了新的活力，其中所蘊(yùn)藏著的巨大經(jīng)濟(jì)潛力已然成為全世界關(guān)注的焦點之一。
　　北極通航同時也面臨著傳統(tǒng)航線從未遇到過的挑戰(zhàn)。其中，通航船舶的錨機(jī)、絞纜機(jī)、液壓舵機(jī)等部分關(guān)鍵甲板機(jī)械的液壓油受制于極地的低溫，時常會出現(xiàn)由于流動性變差而導(dǎo)致啟動、運行障礙等問題，影響了船舶的日常營運、作業(yè)，以及船員

2、的生活;另外，船舶的高溫淡水余熱中很大一部分都作為廢熱而未被利用，造成了不必要的能源污染和浪費。因此，將船舶高溫淡水的廢熱和蒸汽的余熱，應(yīng)用于北極通航船舶甲板機(jī)械液壓油控溫的研究，是當(dāng)前一個重要而具有現(xiàn)實意義的課題。
　　文章首先介紹了船舶主柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)的發(fā)展歷程和甲板機(jī)械液壓系統(tǒng)的傳動機(jī)理，論述處在低溫環(huán)境中液壓油凝點、粘度等因素變化給甲板機(jī)械帶來的影響，并基于此提出設(shè)計一套利用船舶高溫淡水及蒸汽余熱加溫的系統(tǒng)，大致方案為:

3、在通航船舶舵機(jī)房及左右艉尖艙分別加裝板式熱交換器，利用缸套水從主柴油機(jī)帶出的部分廢熱，通過自然對流的散熱形式，間接實現(xiàn)對液壓油柜的加熱和控溫;同時，在船舶高溫淡水系統(tǒng)中加裝一個擁有更好換熱效率的波節(jié)管式熱交換器，利用蒸汽余熱實現(xiàn)對高溫淡水進(jìn)行加熱，保證輸送的熱介質(zhì)具有恒定的溫度值。然后，文章利用傳熱學(xué)、流體力學(xué)中相關(guān)公式，建立理論計算模型來驗證控溫方案在熱量傳遞方面的可行性，核算高溫淡水傳輸管系和待加熱艙室壁面保溫材料的厚度，并進(jìn)行相應(yīng)