【摘 要】
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随着环境污染的加剧和船舶国际公约生效的临近,提高船舶能源利用率已逐渐成为人们的重点关注对象。有机朗肯循环作为一种低品位能源回收利用技术,在船舶低温余热回收利用方面
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随着环境污染的加剧和船舶国际公约生效的临近,提高船舶能源利用率已逐渐成为人们的重点关注对象。有机朗肯循环作为一种低品位能源回收利用技术,在船舶低温余热回收利用方面有着独特的优势。通过有机朗肯循环技术对船舶余热进行回收利用,既能提高燃油利用率,又可减少热量的散失和污染物的排放,达到节能减排的目的。因此,本文针对船舶余热特点,对有机朗肯循环回收利用船舶低温余热展开研究,主要研究工作包括:1)利用热力学第一、第二定律,对基本类型的有机朗肯循环进行热力分析,再从环保性、安全性和经济性等多个方面选取多种候选工质。通过MATLAB软件和REFPROP物性参数软件对建立的数学模型进行编程,并计算分析各工质的性能,为循环利用船舶余热的工质选取奠定一定的基础。2)根据有机朗肯循环和喷射器的特点,设计出新型的喷射式有机朗肯循环。对喷射式有机朗肯循环进行数学建模和热力分析,分析循环的影响因素和不同工质对循环的影响,获取循环最佳性能时的工况条件。并将其与基本循环对比分析,发现以R601为工质性能最佳,热效率最高可达19.04%,(?)损为16.25kW,相比基本循环,热效率增长13.13%,(?)损减少24.28%。3)选取MAN公司生产的6S35MC型船用柴油机作为研究对象,将喷射式有机朗肯循环用于船舶余热的回收利用。设计不同余热利用方案,通过建立模型进行计算过分析,发现原设计方案能产生净输出功351.62kW,热效率为14.73%,回收功率占主机输出功率的8.79%。4)设计了输出功率为1kW的喷射式有机朗肯系统,针对设计方案,对试验台中的系统进行计算设计和选型。利用Solidworks软件绘制出了系统的三维图。
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