【正文】 () ()式()、()、()即為簡(jiǎn)化的造水機(jī)系統(tǒng)熱力數(shù)學(xué)模型。為造水機(jī)24小時(shí)的造水量?？纱致缘卣J(rèn)為柴油機(jī)冷卻水始終帶走柴油機(jī)總發(fā)熱量的某一固定比例。因此，在對(duì)主機(jī)缸套冷卻建模的過(guò)程中，作了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，即把主機(jī)缸套作為一個(gè)熱源，缸套水對(duì)其進(jìn)行冷卻。下面對(duì)各主要換熱設(shè)備建模[26,27]。因此，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模的時(shí)候，可以對(duì)這三個(gè)子系統(tǒng)分別建模，最后合成為一個(gè)系統(tǒng)。(7) 根據(jù)缸套冷卻水泵的H－Q關(guān)系式計(jì)算當(dāng)缸套冷卻水泵流量為時(shí)水泵的壓頭。(3) 假設(shè)某一三通閥閥位。通過(guò)查說(shuō)明書(shū)，測(cè)得了幾組缸套冷卻水泵的實(shí)際流量—實(shí)際揚(yáng)程(H－Q)數(shù)據(jù)。 泵的特性曲線(xiàn)離心泵的特性曲線(xiàn)是指泵的壓頭、軸功率、效率相對(duì)于流量的一組關(guān)系曲線(xiàn)。為設(shè)此串聯(lián)管路的等效阻力系數(shù)為，有： ()聯(lián)立()、()、()三式有： () 并聯(lián)管路等效阻力系數(shù) 阻抗的并聯(lián) Parallel impedance，該管路由阻抗分別為和的兩個(gè)阻抗并聯(lián)而成，和分別為兩個(gè)支路的流量，為管路總流量。沿程損失與局部損失之和就是管路的壓頭損失： ()在近似認(rèn)為沿程阻力系數(shù)不變的情況下，有,其中。而局部阻力系數(shù)一旦確定，便不再變化。具體到本章中的主機(jī)缸套冷卻水系統(tǒng)，大多數(shù)通用元件(如彎管接頭、普通閥門(mén)等)的局部阻力系數(shù)可以通過(guò)查流體力學(xué)相關(guān)手冊(cè)得到。雖然局部損失通常只發(fā)生在局部非常短的長(zhǎng)度上，但是其影響可能在下游比較長(zhǎng)的范圍內(nèi)仍然存在。局部構(gòu)件使流體流動(dòng)的平均速度在大小或者方向上發(fā)生了改變，產(chǎn)生了大的旋渦和渦流從而導(dǎo)致能量損失。而且缸套冷卻水管路中冷卻水的設(shè)計(jì)流動(dòng)速度一般為13 m/s，本系統(tǒng)的主淡水管路的直徑為80mm，則雷諾數(shù)：4000可見(jiàn)，主機(jī)缸套冷卻水管路中冷卻水的流動(dòng)狀態(tài)處于旺盛的紊流。將砂粒直徑定義為絕對(duì)粗糙度，/定義為相對(duì)粗糙度。管路中兩點(diǎn)間的總水頭損失就是沿程損失和局部損失之和[20]。管網(wǎng)水力計(jì)算的目的就是得到管路特性曲線(xiàn)。因此，就必須對(duì)系統(tǒng)管路進(jìn)行水力分析。水泵設(shè)計(jì)排量為400 m3/h。(5) 低溫淡水系統(tǒng)三通閥低溫淡水系統(tǒng)三通閥通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入低溫淡水冷卻器的低溫淡水量，可以控制低溫淡水進(jìn)各冷卻器溫度。K / 換熱富裕量%板片材料304板片數(shù)42壓力降MPa流程組合counter flow1 x 26 W 1 x 25 W 框架設(shè)計(jì)壓力MPa試驗(yàn)壓力MPa設(shè)計(jì)溫度176。C 174。主機(jī)缸套水冷卻器與中央冷卻器一樣為板式熱交換器，換熱原理與中央冷卻器完全相同，不同的是換熱器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)。 流體類(lèi)型液液密度t/m3比熱kJ/kgK導(dǎo)熱系數(shù)W/mK粘度cP對(duì)數(shù)平均溫差176。 主機(jī)滑油冷卻器主要換熱計(jì)算參數(shù) The main heat transfer parameters of main engine lubricating oil cooler工藝條件冷側(cè)熱側(cè)介質(zhì)名稱(chēng)低溫淡水滑油流量m3/h熱負(fù)荷kW溫度 進(jìn) 174。C110外形尺寸(長(zhǎng)寬高)mm2150 x 660 x 1920設(shè)備凈重/充水重量kg / 冷側(cè) 熱側(cè)pos.類(lèi)型pos.類(lèi)型進(jìn)A DN150 進(jìn)C DN150出B DN150 出D DN150(2) 主機(jī)滑油冷卻器主機(jī)滑油冷卻器主要為冷卻船舶主機(jī)的滑油而設(shè)，主機(jī)的活塞冷卻油連同十字頭軸承、連桿大端軸承、主軸承等的滑油一起經(jīng)柴油機(jī)加熱，溫度升高，必須要進(jìn)行冷卻，才能再次工作。 174。大連海事大學(xué)實(shí)習(xí)船所采用的低溫淡水冷卻器的型號(hào)為：。K)，每立方米體積的傳熱面積可達(dá)40150m2，且拆裝、清洗方便，故適用于含有結(jié)垢物的流體的換熱。在熱交換板的兩面設(shè)置有供冷卻液和待冷卻液通過(guò)的凹槽，多個(gè)熱交換板由兩側(cè)的壓力板壓緊在一起，形成了彼此分隔的一個(gè)個(gè)空間，在密封圈的分隔下，這些空間分別通過(guò)熱交換板兩側(cè)的孔連接在一起。然后低溫淡水經(jīng)由低溫淡水管路送至上述各個(gè)換熱設(shè)備對(duì)滑油、缸套冷卻水、空氣等進(jìn)行冷卻，經(jīng)換熱設(shè)備吸熱后重新回到中央冷卻水泵的入口進(jìn)行下一輪循環(huán)。(4) 高溫淡水系統(tǒng)三通閥高溫淡水系統(tǒng)三通閥通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入缸套水冷卻器的高溫淡水量，可以控制高溫淡水進(jìn)入主機(jī)時(shí)的溫度。水蒸氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾以后進(jìn)入上部的另外一個(gè)熱交換器，由海水對(duì)其進(jìn)行冷卻凝結(jié)成淡水。高溫淡水回路主要換熱設(shè)備有主機(jī)缸套，造水機(jī)和高溫淡水系統(tǒng)三通閥。 主機(jī)中央冷卻水系統(tǒng)的組成 高溫淡水回路高溫淡水的主要作用是冷卻主機(jī)燃燒室部件，由于主機(jī)出口溫度調(diào)節(jié)閥的作用，從主機(jī)出來(lái)的冷卻水溫度保持在70℃。因此，目前新造船舶的冷卻水系統(tǒng)均采用中央冷卻水系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由海水冷卻回路、低溫淡水冷卻回路、高溫淡水冷卻回路等組成。這種冷卻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是使用不同工作溫度的兩個(gè)單獨(dú)的淡水循環(huán)回路：高溫淡水(8085℃)和低溫淡水(3040℃)閉式回路。第7章，船舶主機(jī)冷卻水系統(tǒng)仿真界面的設(shè)計(jì)。本章在前面工作的基礎(chǔ)上，利用SIMULINK仿真工具，對(duì)已獲得的主機(jī)冷卻水系統(tǒng)的熱力數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了仿真，得到了不同情況下的系統(tǒng)仿真曲線(xiàn)。本章主要根據(jù)流體力學(xué)的相關(guān)原理，結(jié)合離心泵的工作特性，對(duì)主機(jī)缸套冷卻水系統(tǒng)管路進(jìn)行了水力分析和編程計(jì)算，得到了主機(jī)缸套冷卻水系統(tǒng)的管路水力數(shù)學(xué)模型。主要對(duì)選題背景及意義和國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)作了闡述。 國(guó)內(nèi)外建模與仿真的現(xiàn)狀分析根據(jù)以上談到的國(guó)內(nèi)外建模與仿真的發(fā)展動(dòng)態(tài)分析知，系統(tǒng)建模與仿真在各行各業(yè)中，作用日益突出，正在迅速發(fā)展為一種新興的生產(chǎn)力。這些產(chǎn)品目前已顯得陳舊落后。而大連海事大學(xué)的吳桂濤老師則通過(guò)傳熱學(xué)的有關(guān)理論，分析了各換熱器冷熱兩側(cè)的蓄熱量的變化，得到了船舶主柴油機(jī)缸套冷卻水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)熱力數(shù)學(xué)模型。(2) 國(guó)內(nèi)主機(jī)冷卻水系統(tǒng)建模與仿真的發(fā)展動(dòng)態(tài)。RTAIII輪機(jī)模擬器由海水系統(tǒng)、淡水系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)等組成。(1) 國(guó)外主機(jī)冷卻水系統(tǒng)建模與仿真的發(fā)展動(dòng)態(tài)。在此期間，我國(guó)還成功研制出專(zhuān)用的數(shù)字仿真計(jì)算機(jī)，并向通用、分布、并行、智能化的新一代仿真計(jì)算機(jī)發(fā)展。60年代，建模與仿真的應(yīng)用不僅僅在連續(xù)系統(tǒng)和工程領(lǐng)域，而且擴(kuò)展到離散事件系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等非工程領(lǐng)域，如交通管理、企業(yè)管理、人口動(dòng)力學(xué)等等。建模與仿真不僅用在武器方面，而且在“虛擬制造”方面也一鳴驚人。建模是仿真的基礎(chǔ)，仿真是建模的目的近年來(lái)由于信息技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)建模與仿真己經(jīng)在定性的科學(xué)與研究、輔助設(shè)計(jì)和選型、教育和培訓(xùn)、游戲娛樂(lè)等方面有了更廣泛的應(yīng)用。為了滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的用戶(hù)培訓(xùn)要求，需要進(jìn)一步完善和增添現(xiàn)有主機(jī)冷卻水系統(tǒng)仿真訓(xùn)練器的功能。顯然，利用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行建模的系統(tǒng)，其日后的維護(hù)和功能添加也很容易實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的日益發(fā)展，為輪機(jī)仿真器的開(kāi)發(fā)提供了更有力的手段。我國(guó)是一個(gè)航運(yùn)大國(guó)，每年有大量的高等院校的輪機(jī)學(xué)員走向航海崗位，需要崗前訓(xùn)練，還有大批社會(huì)上的在職船員要求技能提高培訓(xùn)，具有很大的船員培訓(xùn)市場(chǎng)。隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)得日漸成熟，圖形用戶(hù)界面越來(lái)越友好，使得計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的交換性更加增強(qiáng)。然而現(xiàn)代仿真技術(shù)由于可以通過(guò)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行反復(fù)多次的試驗(yàn)運(yùn)行來(lái)取代耗資巨大的物理模擬和實(shí)物試驗(yàn)，甚至可以進(jìn)行受各種原因和條件限制而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)和試航，具有投資少、效益高、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、可重復(fù)、周期短等突出特點(diǎn)，被迅速推廣應(yīng)用到船舶領(lǐng)域的各個(gè)方面，使船舶技術(shù)得到較大的發(fā)展[9]。模型應(yīng)用軟件則是仿真系統(tǒng)中的核心，是對(duì)仿真對(duì)象的高度概括，仿真模型軟件合理與否，決定了該仿真系統(tǒng)的效果。硬件系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)，硬件設(shè)備的性能決定了仿真系統(tǒng)所允許的信息流通量、存貯空間、實(shí)時(shí)運(yùn)算速度等性能。因此，船舶主機(jī)缸套冷卻水系統(tǒng)的性能優(yōu)劣直接影響到船舶主機(jī)的工作性能，想要優(yōu)化和充分發(fā)揮船舶主機(jī)冷卻水系統(tǒng)的性能，就需要了解它在工作時(shí)的熱力水力動(dòng)態(tài)過(guò)程[6]。主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，與高溫燃?xì)庀嘟佑|的零件強(qiáng)烈受熱，不加以適當(dāng)?shù)睦鋮s會(huì)使其過(guò)熱，導(dǎo)致主機(jī)充量系數(shù)下降，機(jī)油變質(zhì)，零件的摩擦、磨損加劇，其結(jié)果是主機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和耐久性全面惡化。在這種冷卻系統(tǒng)中，舷外海水不再接觸各種換熱器和主柴油機(jī)。 Cooling water system。然后利用Matlab中的Simulink工具進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果與已知數(shù)據(jù)較為吻合，從而驗(yàn)證了仿真模型的正確性。MATLAB軟件是當(dāng)前最為流行的計(jì)算機(jī)建模仿真工具。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。保密□，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表或未公開(kāi)發(fā)表的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，也可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。因此，主機(jī)冷卻水系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接影響到船舶主機(jī)的工作性能，想要優(yōu)化和充分發(fā)揮船舶主機(jī)冷卻水系統(tǒng)的性能，就需要了解它在工作時(shí)的熱力水力動(dòng)態(tài)過(guò)程?；诹黧w力學(xué)的相關(guān)理論，通過(guò)管路分析，得到主機(jī)冷卻水系統(tǒng)的水力數(shù)學(xué)模型。關(guān)鍵詞：主機(jī)；冷卻水系統(tǒng)；建模；仿真英 文 摘 要Modeling and Dynamic Simulation of Main Engine CoolingWater SystemAbstractThe main engine cooling water system is an important auxiliary system to ensure the stable operation of main engine. Through the cooling water circulating, the heat that doesn’t translate to mechanical energy which distributed away from the running of main engine has been taken away, and it has avoided the metal brittle fatigue and the invalidation of lubricating oil that es from the accumulation of large number of heat. Therefore, the performance of the main engine cooling water system directly affects the performance of the main engine. If we want to optimize and give full play to the main engine cooling water system performance, there is a need to understand its thermal and hydraulic dynamic process at work. MATLAB is a fashionable tool for puter modeling and simulation. The simulation for main engine cooling water system based on MATLAB embodies the characteristics of tracking, researching, and using new technology, thereby is worthwhileThis paper based on the main engine cooling water system of Dalian Maritime University training vessel, a thermal math model has been founded through the thermal analysis of the heat exchanger and main engine based on the theory of thermodynamics. And based on the theory of fluid mechanics, through analysis of pipeline, the main engine cooling water system hydraulic