基于鳍片式热电模组的船舶柴油机废气余热利用及其影响因素分析

摘 要：设计了一种鳍片式热电转换模组,并将其应用在船舶柴油机废气余热回收系统中,通过理论和实验,分析鳍片式热电转换系统的影响因素。结果表明：当柴油机负荷为75%,热电晶片总数为1428,排气温度550K 时,设计的鳍片式热电模组发电功率为6.72kW,热电转换效率可达5.42%。排气温度、冷却水温度以及柴油机负荷都会影响热电转换系统性能。随着柴油机负荷的提高,热电转换系统发电功率和转换效率也随之增大,但负荷在75%之前增大的幅度大于从75%~100%的负荷。热电模组鳍片数量会影响转换系统的热端温度和传热量,在条件允许范围内,可通过增加鳍片数目,提高废热回收效率。     

热电制冷技术在船舶舱室热环境控制中的应用

从热电制冷技术原理出发,将热电制冷与传统机械压缩式制冷的各固有特性进行对比,介绍了2种船用空调系统的热电制冷应用方案及工艺流程;并根据船舶舱室温湿度控制的需求,设计了一套水冷热电制冷装置,用于船舶舱室局部空间环境温湿度的控制;最后分析研究了该热电制冷装置的特性,分别考察了制冷量与环境温度、工作电流、制冷效率和工作电压等参数之间的关系。     

船用柴油机排气余热温差发电技术研究

基于循环导热介质设计了1种船用柴油机排气余热温差发电装置,并通过柴油机试验台架测试了该装置内部温度分布规律以及电能输出特性。试验结果表明,该装置通过循环导热的方式,为冷、热端提供十分均匀稳定的温度,有利于高品质电能的输出,而且得到了在电阻改变时装置的输出特性,验证了热电装置在船用领域应用的可行性。最后对该装置的优化改进提供了建设性意见,对今后的研究工作具有一定的指导意义。     

日美开发高效热电转换材料

据日《读卖新闻》报道，日本和美国科研人员合作开发出一种新型热电转换材料，其效率是常规热电转换材料近2倍。     

船舶轴带发电机恒频装置RCF的传动效率研究

对德国产船舶轴带发电机液压－机械分流传动恒频装置ＲＣＦ的传动效率进行了理论和实验上的研究，提出了该传动效率的数学模型，并以江南造船厂１９８７年下水的“祥瑞”轮ＲＣＦ装置的结构参数和工况为实例，对其液压回路的效率模型进行实验验证，对传动效率进行计算机运算，得出：在主机转速变化范围内的传动效率变化规律基本符合实际情况。     

两节筏式波浪能发电装置水动力性能研究

基于CFD方法对两节筏式波浪能发电装置进行数值分析,建立二维数值波浪水槽模型,验证波与物的相互作用,并与已公开的实验数据进行对比。研究装置几何尺寸比例、相对波高、波频对装置转换效率和透射系数的影响,结果表明：几何因素对转换效率影响比较明显,当筏板长度相同时,前筏尺寸较小的,转换效率更高;总筏长度增加,转换效率也在增加,在控制成本的前提下,前后对称的筏更适合投入实际生产和使用;在装置几何尺寸相同时,装置转换效率先随波频增大,在装置与波发生共振后,继续增大波频,装置转换效率会减小。而对于透射系数只有在总长度或波频增加时,系数才逐渐变小,装置前后的比例与相对波高对透射系数的大小几乎没有影响。     

分析法在动力装置循环中的应用及其优点

在对各类动力装置及其循环的分析中,采用较多的是传统的热效率计算方法,得出循环的热效率及其热流分配,但它不能直接反应装置中各部分不可逆因素引起的作功能力损失以及整个循环总的作功能力损失,而火用分析正好弥补了这个缺点。在工程上利用火用分析法为节能提供了可靠的线索。     

中高温固体氧化物燃料电池发电系统发展现状及展望

本文概述了中高温固体氧化物燃料电池技术的基本情况,着重介绍了国外固体氧化物燃料电池技术的发展现状,展望了固体氧化物燃料电池的发展趋势,及其在城市/家庭热电联供、移动/固定式电站、与燃气轮机联合发电及船舶等领域的应用前景,并对我国固体氧化物燃料电池的发展思路进行了分析。     

[火用]分析法在动力装置循环中的应用及其优点

在对各类动力装置及其循环的分析中，采用较多的是传统的热效率计算方法，得出循环的热效率及其热流分配，但它不能直接反应装置中各部分不可逆因素引起的作功能力损失以及整个循环总的作功能力损失，而火用分析正好弥补了这个缺点。在工程上利用火用分析法为节能提供了可靠的线索。     

基于ANSYS的直流断路器温度场数值分析

温升作为断路器的考核指标之一,对断路器的性能有着重要影响。笔者以某型4000A直流断路器为研究对象,通过对热源激励和传热规律进行分析后建模,经ANSYS热电耦合仿真获得了断路器的稳态温度场分布,并与试验结果对比基本吻合。随后,分析了散热器材质和触头接触电阻对断路器温度场的影响,该项研究成果对断路器的热力设计具有一定的参考意义。     

超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的技术分析

船舶动力技术水平关系到国家经济发展与军事安全,其中实现其发动机排气余热高效利用是一项关键技术.船舶具有多种余热利用的途径,现代船舶对于电能的需求越来越大,利用余热进行发电具有前景.超临界二氧化碳具有良好的密度和流动特性,可在中低温区实现高效的涡轮机械作功,相比温差发电或燃气轮机发电具有明确的效率优势.本文对比分析了超临界二氧化碳涡轮发电的发展现状和关键技术,并针对船舶参数开展30 kW级超临界二氧化碳涡轮发电机的研制,在氮吹试验中实现了36 kW/36.5 kr/min的功率输出,可进一步验证并推进超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的发展.     

一种游船多模混合推进动力系统设计

本文提出了一种游船多模混合推进动力系统,该系统以电力推进系统为基础,以柴电、锂离子电池、太阳能电池等作为动力源,具有噪音低、效率高、绿色环保等特点。文中对系统指标、系统方案、系统关键技术等进行了介绍,并分析了系统的可改进之处。     

基于双同步坐标的无刷双馈轴带发电控制系统

航运业的碳氮排放在全球排放中占较大比例,充分利用推进主机的剩余动力进行轴带发电,既可以减少碳氮的排放,又有助于提高燃料的利用效率。无刷双馈轴带发电系统摆脱了同步发电机型轴发的全功率变换器要求和有刷双馈型轴发维护要求高、安全性差的缺点。本文在dq0模型的基础上,通过双同步模型建立了针对功率绕组的磁场定向矢量控制方法,并设计了独立和并网发电两种运行模式下的控制策略。通过仿真和物理实验证明了建模方法和控制策略的有效性和可行性。     

柴油发电机组试验平台用供油系统的改进

本文介绍了柴油发电机组试验平台用供油系统改进的方法,该方法以实际为出发点,不仅改善工作了环境,而且提高了工作效率。     

太阳能光伏电力系统在800PCC滚装船上的应用研究

为使船舶达到绿色、环保的要求，并解决能源紧缺问题，在船上广泛应用太阳能是一种有效途径。介绍太阳能在船上应用的现状和相关规范对太阳能在船上应用的规定。分析在800PCC滚装船上应用太阳能的优势，给出该船的基本参数和航线，结合这些基本信息分析该船太阳能光伏电力系统的结构和运行模式。通过研究总结出该船应用太阳能可带来能效指数提高的积极效应。     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

舟山北部水域大型泊位规划对通航效率影响的仿真模拟研究

远期规划的舟山北部水域大型泊位高达50余个。进港航速低、历时长、乘潮和靠泊时间窗口要求特殊,是大型船舶影响港口通航效率的主要因素。在现状及近、远期港口规划条件下,基于Arena仿真建模方法,构建舟山北部水域大型船舶进出港仿真模型,定量统计分析不同阶段大型泊位规划对船舶通航效率的影响。结果表明:近、远期规划实施后大型船舶流量增加33%和65%,远期规划中黄泽作业区的船舶平均等待时间较现状增加约10.5 h,小洋山作业区和鼠浪湖作业区分别增加约0.5 h和2 h,对通航效率整体影响有限。     

基于个体与协同效能的两栖攻击舰编队兵力选择模型

针对两栖攻击舰编队舰艇型号的选择问题,从舰艇个体效能和舰艇间的协同效能出发,构建兵力选择指标体系,分别建立了基于个体效能的兵力选择模型和基于协同效能的兵力选择模型。在此基础上,定义选择偏好系数,建立基于个体与协同效能的两栖攻击舰编队兵力选择模型。实例分析表明,该模型可以针对作战任务,灵活选择兵力型号。     

基于万吨溢油回收船的平面被动式减摇水舱优化和模型试验

为进一步掌握平面被动式减摇水舱内水位的变化对减摇效率的影响规律,以某万吨级溢油回收船为研究对象,选择5档水舱水位和无水状态分别进行静水横摇衰减模型试验、规则波模型试验和4级海况下的不规则波模型试验,对减摇水舱内水位的变化对目标船固有周期、阻尼特性和减摇效率的影响规律进行对比分析。研究结果表明:水舱内的水位增加对目标船的横摇固有周期和阻尼系数都有影响;当水舱内的水位在水舱总高的50%以内时,减摇效率随水位的增加而提高;当水舱内的水位在水舱总高的50%~60%范围内时,减摇效率最高;当水舱内的水位在水舱总高的60%以上时,减摇效率有下降的趋势。