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(lái)，全球氣候變暖，北冰洋海冰迅速消融，同時(shí)一條橫跨亞歐大陸全新的海上生命線(xiàn)隨之應(yīng)運(yùn)而生。北極東北航線(xiàn)的開(kāi)通為處在低迷期的航運(yùn)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(diǎn)之一。
　　北極通航同時(shí)也面臨著傳統(tǒng)航線(xiàn)從未遇到過(guò)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(shí)常會(huì)出現(xiàn)由于流動(dòng)性變差而導(dǎo)致啟動(dòng)、運(yùn)行障礙等問(wèn)題，影響了船舶的日常營(yíng)運(yùn)、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(fèi)。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(gè)重要而具有現(xiàn)實(shí)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(dòng)機(jī)理，論述處在低溫環(huán)境中液壓油凝點(diǎn)、粘度等因素變化給甲板機(jī)械帶來(lái)的影響，并基于此提出設(shè)計(jì)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(guò)自然對(duì)流的散熱形式，間接實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓油柜的加熱和控溫;同時(shí)，在船舶高溫淡水系統(tǒng)中加裝一個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)算模型來(lái)驗(yàn)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)