毕业论文--船舶综合节能系统的提出及其管外降膜蒸发器的数值模拟

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1、大连海事大学………………装………………..订………………线………………毕业论文二○一二年六月43船舶综合节能系统的提出及其管外降膜蒸发器的数值模拟专业班级：轮机工程2008-07姓名：指导教师：轮机工程学院43内容摘要摘要:为了解决能源紧缺这一当今世界所面临的难题，同时响应党中央关于对节能减排的号召，本文针对海洋热能储能巨大及船舶动力系统余热能浪费严重的现状创造性地提出了一个船舶综合节能系统的的构想，并且以“育鲲“轮为例对该系统进行了热力学分析和经济性能分析，理论证明该系统是经济可行的。本文在研究了船舶对海洋热能及动力系统余热能的利用现状之后

2、，对船舶综合节能系统进行了整体介绍，该系统主要由两个子系统组成。一个是基于有机朗肯循环的主机、焚烧炉废气高位余热发电系统，该子系统回收主机燃烧废气和焚烧炉燃烧废气中的高品位热能，根据“按质用能，各用其所”的原则，这部分高品位热能被用作作功发电，以回收动力；另外一个是基于两级压缩式热泵循环的海水、冷却水低位余热供汽系统，该子系统回收船舶低温淡水冷却水中的热能，同时吸收海水中的热能，这部分低品位热能被用作锅炉热源以产生蒸汽。最后通过对该节能系统与船舶现行系统的对比分析表明该系统每年可以开发海洋热能，回收余热能，其追加投资回收年限为2.93年，符合

3、经济性能指标。最后本文针对于该系统的核心部件——管外降膜蒸发器进行了原理分析和数学建模。水平管外降膜蒸发技术是一种发生相变的高效节能换热技术，具有传热性能好、传热温差小、换热效率高、可利用余热等优点。因此广泛用于低品位余热回收系统。本文利用大型通用有限元分析软件ANSYS对管外降膜蒸发器的多组分流动场，热应力耦合场和相变温度场进行了二维和三维数值模拟，计算出了水平换热管和蒸发器的最大热应力及其作用点，并且通过温度、压力分布云图这一表达形式直观地表现出了整个换热器的工作状态，为船舶综合节能系统的设计和实现提供了依据。同时对于管外降膜蒸发器的科学

4、研究和工程应用具有一定的指导和实践意义。关键词：船舶节能经济性管外降膜蒸发器数值模拟43ThepropositionofIntegratedEnergy-savingSystemofShipsandnumericalsimulationofOutsideFalling-filmHeatExchangerABSTRACTInordertosolvetheenergypoverty,oneofdifficultproblemstheworldconfrontedwith,andrespondthegovernment’sexhortationab

5、outsavingenergyandreducingemission,consideringthefactthattheoceanshavetremendousreserveinheatenergyandwaste-heatofpowersystemisn’tmadegooduseofaboard,thepresentstudyputforwardtheideaoftheIntegratedEnergy-savingSystemofShipscreatively,andtake“YUKUN”asaexample,thermodynamican

6、alysisandeconomicperformancearestudied,itfinallyprovespracticalandeconomical.Generalintroductiontothesystemisdoneafteraresearchonthecurrentexploitationsituationofoceanheatandwaste-heatonboard.Thesystemiscomprisedoftwobranches,oneisbasedonOrganicRankineCyclenamedDieselEngine

7、、IncineratorWasteGasHigh-Grade-HeatGenerationSystem,whichrecoverstheheatinhigh-temperaturegastogenerateelectricityaccordingtotheprincipalofqualitydecidehowtomakeuseoftheheat;anotheroneisbasedonDoubleCompressiveHeatPumpCyclenamedSeaWater、CoolingWaterLow-Grade-HeatSteam-Gener

8、ationSystem,whichrecoverstheheatinthelow-temperaturewatertoheatwaterandprovidestea