现有船舶螺旋桨切割节能技术研究

【摘要】： 当前能源危机和全球变暖趋势加剧,航运业温室气体排放受到越来越多的关注,国际上对船舶节能减排技术展开了深入研究。目前船舶节能减排方案基本可以概括为三个类别,即技术性方案、管理性方案和基于市场的减排措施,其中技术性方案旨在改善船队的设计效率,管理性方案旨在改善团队的营运效率,而基于市场的减排措施目的在于通过经济效益杠杆控制船舶CO2排放量。 首先,本文针对现有船舶普遍采取减速航行、降低能耗的现状,对螺旋桨切割进行了精确计算,螺旋桨等功率切割后,转速增加,敞水效率和航速下降,但转速增加幅度大于航速降低幅度,即转速增加量对切割量更加敏感,这对提高切割后船舶的经济性是有利的。计算得出的螺旋桨切割量和转速、效率、航速变化量之间的关系,为今后螺旋桨切割提供了依据。然后,根据螺旋桨切割后主机运行状态,利用AVL BOOST软件对MAN B W 5S60MC主机建立模型,模拟计算螺旋桨切割前后主机25%,50%,75%和85%四个典型负荷下的主要运行参数,计算结果表明,螺旋桨切割可以提高主机转速,使主机润滑和振动性能得到改善,油耗率降低,经济性提高。最后,对螺旋桨切割后的主机进行进一步优化,改变燃烧起始角和持续期,排气阀启闭角和压缩比等参数,对机桨二次匹配工况进行模拟计算,确定主机最优工况点,并对优化后的计算结果与切割前后主机运行参数进行对比研究。结果显示,切割并优化后,油耗率、缸内燃烧温度和排烟温度降低,工作压力升高,功率和扭矩输出能力增加,提高了主机的经济性,动力性和排放性能。 本文所取得的成果对降低航运业燃油成本和减少船舶温室气体排放具有深远意义。 【关键词】：减排 螺旋桨切割 计算 优化
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U664.33
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究的必要性和意义10-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 第2章 船舶温室气体排放与控制13-20
• 2.1 船舶温室气体排放现状与危害13-14
• 2.2 船舶节能减排方案实施14-17
• 2.2.1 技术性方案14-16
• 2.2.2 管理性方案16
• 2.2.3 基于市场的减排方案16-17
• 2.3 减排法规及政策实施和能源替代技术展望17-19
• 2.3.1 实施现状17-18
• 2.3.2 能源替代技术18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 螺旋桨切割量计算20-37
• 3.1 螺旋桨切割技术原理与应用20-21
• 3.2 螺旋桨直径切割21-27
• 3.2.1 直径切割技术应用21-22
• 3.2.2 直径切割量计算22-27
• 3.3 螺旋桨随边切割27-30
• 3.3.1 随边切割技术应用27-28
• 3.3.2 随边切割量计算28-30
• 3.4 机桨配合30-33
• 3.4.1 机桨配合特性分析30-32
• 3.4.2 切割后的二次配合特性分析32-33
• 3.5 实例分析计算33-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第4章 模型建立及切割前后对比研究37-46
• 4.1 AVL BOOST技术简介37
• 4.2 模型建立与计算37-41
• 4.2.1 船舶柴油机选型37
• 4.2.2 建模步骤37-38
• 4.2.3 柴油机的系统模型38
• 4.3.4 模型参数设置38-41
• 4.3 切割前后性能对比研究41-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 切割后主机缸内模型优化计算46-64
• 5.1 切割后燃烧起始角与持续期优化计算46-54
• 5.1.1 燃烧起始角优化计算46-50
• 5.1.2 燃烧持续期优化计算50-54
• 5.2 切割后进排气定时优化计算54-57
• 5.3 切割后压缩比优化计算57-61
• 5.4 切割优化后计算结果对比分析研究61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第6章 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 研究生履历70-71

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