【正文】 m/s 3 m/s，[8]。s該系統(tǒng)主要包括了模擬余熱源系統(tǒng)，余熱回收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。因此對(duì)于這種情況下的換熱，要將過濾器裝在換熱器的進(jìn)口處，或者選用的板式換熱器的板間間距比較大。所以，尾端溫差不會(huì)因?yàn)榱黧w在流通路徑內(nèi)的流動(dòng)而受到制約。板式換熱器的特點(diǎn)：（1）總傳熱系數(shù)高板式換熱器板與板之間的流通路徑是截面不斷變化的，且流通路徑曲折。壓力傳感器15是為了測(cè)量管路水壓。下面是整個(gè)系統(tǒng)的工作原理圖：圖21 系統(tǒng)工作原理圖 模擬余熱源系統(tǒng) 船舶柴油機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)使船舶柴油機(jī)缸套水溫度升高，船舶柴油機(jī)本身的缸套水循環(huán)系統(tǒng)可以將缸套水引流至空冷池或水冷池進(jìn)行冷卻，再將冷卻到適宜溫度的水循環(huán)進(jìn)入船舶柴油機(jī)缸套中，達(dá)到控制船舶柴油機(jī)缸套水溫度的目的。船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收裝置取代空冷（水冷）池，將大大節(jié)約系統(tǒng)所使用的空間，而且可以將缸套水中的熱量進(jìn)行回收利用，大大提高了船舶柴油機(jī)的能源利用效率。ABBA公司和Wartsila公司在多年之間通過不同的方式來回收排氣中的熱能，如用過安裝大量的動(dòng)力渦輪在發(fā)動(dòng)機(jī)上來回收多沖程柴油機(jī)剩余的能量，可以回收百分之十的主機(jī)功率，每年可以節(jié)約8000t的燃油，對(duì)于大型的集裝箱船。上海滬東重機(jī)有限公司的吳安明和周偉中，研發(fā)了一套用于柴油機(jī)余熱利用的新型系統(tǒng)，在計(jì)算分析之后對(duì)系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了改進(jìn)，%的余熱利用系統(tǒng)熱效率，%的電能，這些增加的成本可以在三年內(nèi)回收。世界各國把能源綜合利用擺到十分重要的位置，我國還頒布了新《節(jié)約能源法》和《節(jié)約能源管理暫行條例》，使節(jié)約資源成為我國的基本國策，節(jié)能減排工作大范圍展開。船舶柴油機(jī)有效熱效率低于50%，剩余熱量均通過缸套水、煙氣等帶走。船舶運(yùn)輸耗能巨大，這不僅提高了航運(yùn)的成本，還對(duì)環(huán)境造成了很嚴(yán)重的影響。本文提出了一套新的運(yùn)用于船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并在此方案的基礎(chǔ)上，著重對(duì)管道、水泵、燃?xì)鉅t、換熱器、溫度傳感器、流量傳感器、液體比例調(diào)節(jié)閥、采集卡和PLC控制器等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與選型，并完成實(shí)物平臺(tái)的搭建。5. 5月11日～5月25日：總結(jié)前期研究工作，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，提交指導(dǎo)老師審閱，并準(zhǔn)備答辯材料。 :(1) 查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解船舶柴油機(jī)的構(gòu)造、缸套水的循環(huán)路徑、板式換熱器的選型設(shè)計(jì)流程、水泵的選型設(shè)計(jì)流程以及各種傳感器的相關(guān)用途等參考資料，撰寫文獻(xiàn)綜述，撰寫船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收的研究現(xiàn)狀以及研究意義； (2) 根據(jù)給定的實(shí)際參數(shù)，設(shè)計(jì)回收裝置的總體結(jié)構(gòu)；并分別對(duì)裝置中的關(guān)鍵零部件（包括板式換熱器、管道、閥門、傳感器、水泵等相關(guān)部件）技術(shù)與設(shè)計(jì)； (3) 采用三維CAD構(gòu)建模擬試驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，并完成相關(guān)工程圖； (4) 搭建余熱回收模擬實(shí)驗(yàn)裝置平臺(tái)； (5)撰寫畢業(yè)論文，詳細(xì)闡述實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選型搭建過程，并進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。*** 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 * 班級(jí)學(xué)號(hào) *28 指導(dǎo)教師 * 二零*年六月*學(xué)本科畢業(yè)論文船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) Design and Realization of Marine Diesel Engine Cylinder Liner Water Waste Heat Recovery Device**技大學(xué) 學(xué)院名稱：機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名： * 學(xué) 號(hào)： 1* 指導(dǎo)教師： * 職 稱： * 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達(dá)到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)等） ：船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收裝置的設(shè)計(jì)要求。4. 4月21日～5月10日：采購余熱回收模擬實(shí)驗(yàn)裝置零部件，搭建模擬試驗(yàn)裝置，并能保證與控制系統(tǒng)并行運(yùn)行。第五章對(duì)該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行三維模型的構(gòu)建和實(shí)物平臺(tái)的搭建。不斷提高能源利用率，減少排放船舶柴油機(jī)廢氣，對(duì)人類賴以生存的環(huán)境進(jìn)行保護(hù)是許多人致力研究的課題。采取何種方式才能在發(fā)電和輔助設(shè)備熱源提供蒸汽過程中利用好船舶柴油機(jī)廢氣和冷卻水，在資源日益緊張、船運(yùn)成本不斷提高的今天，是船舶制造商、運(yùn)營商商和海事組織等都十分關(guān)心的問題。因此，本課題對(duì)促進(jìn)船舶柴油機(jī)熱效率的提高具有應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。企業(yè)期待帶來的收益是否超過投資是刺激企業(yè)在船舶柴油機(jī)余熱方面進(jìn)行投資的主要原因。柴油機(jī)排氣余熱全套發(fā)電設(shè)備在20世紀(jì)80年代初在科隆研制成功，包括大型柴油機(jī)、廢氣鍋爐、蒸汽渦輪等，研發(fā)一開始的目標(biāo)為通過發(fā)電的方式回收利用柴油機(jī)余熱，減少燃油的消耗，這套設(shè)備在柏林大學(xué)船舶這套設(shè)備由柏林大學(xué)船舶柴油機(jī)動(dòng)力裝置研究所和西德KHD動(dòng)力設(shè)備公司合作研發(fā)出來，這套裝置可回收利用柴油機(jī)余熱發(fā)電，減少燃油消耗，這是對(duì)柴油機(jī)動(dòng)力裝置總能利用進(jìn)行的嘗試[4]。這套水循環(huán)系統(tǒng)不僅占用很大的空間，而且不能回收缸套水中的熱量，大量的熱量散發(fā)到空氣中，造成了非常嚴(yán)重的浪費(fèi)。 整體系統(tǒng)分別由以下部件組成：， ， ，6. 溫度傳感器C4。水泵14是帶動(dòng)整個(gè)泵循環(huán)系統(tǒng)的原動(dòng)件，它的選用要根據(jù)模擬余熱源系統(tǒng)的管路直徑D，以及管路中水的流速v來決定，D和v這兩個(gè)參數(shù)值都由我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自己選擇，我們可以根據(jù)D和v的值求出管路的流量Q，從而根據(jù)Q的值來選擇泵的揚(yáng)程，最終選擇合適的泵的型號(hào)。由于此系統(tǒng)占用空間小，選用水為熱介質(zhì)，且熱介質(zhì)的溫度相對(duì)來說較低，優(yōu)先選用板式換熱器作為此系統(tǒng)的換熱元件。因?yàn)榘迨綋Q熱器的流通路徑是互相平行的，一程中的流體（程內(nèi)存在很多流通路徑）即使流量配送的并不平均，但程與程之間不會(huì)有短路旁路等情況發(fā)生的。（9）含固體的介質(zhì)因?yàn)閾Q熱板板間流道的平均間隔一般為35mm，并且板間的流道彎曲且變化多，當(dāng)有較大的顆?；蚶w維含于換熱介質(zhì)當(dāng)中時(shí)，板間流通路徑容易被阻塞。本章主要介紹船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收裝置的工作原理以及該裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。介質(zhì)是水，比重是1，黏度是：103N在這里初選水管外徑為32mm，內(nèi)徑為26mm，壁厚為3mm的UPVC管材（國標(biāo)）[7]。如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線。D．應(yīng)該在泵的排出側(cè)安裝閥門（球閥或截止閥等）和逆止閥。 泵的揚(yáng)程計(jì)算泵主要是依據(jù)揚(yáng)程來選擇型號(hào)的，這是由管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作和安裝環(huán)境決定的。方形彎頭180176。泵是一類可以運(yùn)輸流體和增加流體壓力的機(jī)械設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用室內(nèi)溫度控制器可以節(jié)省20至28%的燃?xì)獬杀綶11]。下面將工藝參數(shù)列成表：表39工藝參數(shù)列成表：流體名稱高溫水自來水進(jìn)口溫度60℃15℃出口溫度40℃30℃允許壓降50kPa50kPa定性溫度50℃℃密度981kg初選總傳熱系數(shù)K=2900W/m2K則傳熱面積初步估算為：，所以當(dāng)選用最大條件時(shí)，在對(duì)換熱器的采購方面選用最小的1m2換熱面積的可拆板片換熱器。（2）換熱器的換熱量核算： 而實(shí)際設(shè)計(jì)要求的熱負(fù)荷量為： = ，即： ，故，換熱器的換熱量滿足設(shè)計(jì)要求[13]。 第4章 控制元件選型本系統(tǒng)的總體示意圖如圖21，如圖所示，可以看到各個(gè)傳感器所在的位置以及功用。但是對(duì)于身體運(yùn)動(dòng)、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象將產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和熱電偶，它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。當(dāng)水通過渦輪開關(guān)殼體時(shí)，將驅(qū)動(dòng)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不同磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生高、低的脈沖電平。圖45液體比例調(diào)節(jié)閥采集卡主要是采集外界的照片、視頻、音頻等模擬信號(hào)，并將其數(shù)字化成計(jì)算機(jī)數(shù)字處理的采集裝置，主要由圖像采集卡、視頻采集卡、音頻采集卡、聲卡等數(shù)據(jù)采集卡等。由圖48所示，換熱器右端的溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)是PLC控制器的輸入信號(hào)，而換熱器上端的液體比例調(diào)節(jié)閥的閥門開度信號(hào)是PLC控制器的輸出信號(hào)，因此只需要4通的PLC控制器就能滿足該系統(tǒng)的控制需求。如圖49所示。1997年，SolidWorks被法國的達(dá)索大公司并入，作為達(dá)索中流范圍的主要品牌。一個(gè)復(fù)雜的裝配體肯定不是單一零件的組裝，而是眾多部件配合完成，裝配模塊就為用戶提供了一個(gè)操作的界面功能一。在使用三維建模軟件SolidWorks對(duì)主要部件建模的時(shí)候，除了對(duì)尺寸和布局的合理采用以外，還要在裝配時(shí)注意各個(gè)部件的配合關(guān)系。本文只是重點(diǎn)對(duì)船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收裝置中的主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)回收系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了三維建模和實(shí)物平臺(tái)的搭建。范建新. 船舶柴油機(jī)總能利用系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展概況[J]. 柴油機(jī). 20101128.[4] 百度文庫. 水泵選型表.[Z] 2012.[5] . 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文[D]. 2013.[6] 何祖軍. 完全干法制備PVCO管材的加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì). 2015.[7] 吳佳男. 封閉方艙溫濕度控制[D]. 20140605. [8] 葉楊海,葉麗榮. 水流量傳感器在燃?xì)鉄崴鞯膽?yīng)用[D]. 煤氣與熱力. 20051025. [9] 劉小明. 昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS的教學(xué)初探. 科技視界. 20160205. [11] 王琳. 淺談溫度傳感器特點(diǎn)及其應(yīng)用. 黑龍江科技信息. 20110205.[12] 互聯(lián)網(wǎng)文檔. 板式換熱器工程設(shè)計(jì)技術(shù). 2012.[13] [J].廣船科技,2005,4:4245. [14] Alberto the Efficiency of LPG Compression Ignition Engines for Passenger Cars through?Waste?Heat?Recovery[J].SEL International,2011,4(2).[15] 支浩,湯慧萍,[J].2009,28:338342.[16] [D].大連:大連海事大學(xué),2008.[17] 袁春元,[R].中國南京:江蘇省汽車工程學(xué)會(huì),2010.[18] , Kumar, Energy Recovery using Thermoelectric Power Generation from a Thermally Insulated Diesel Engine[J].International Journal of Green Energy,2013,10(10):10561071.[19] 黃天河,[R].中國福建廈門:上海交通大學(xué),2008.[20] [J].廣州航海高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2006,14(1):914.[21] , Kumar, Energy Recovery using Thermoelectric Power Generation from a Thermally Insulated Diesel Engine[J].International Journal of Green Energy,2013,10(10):10561071.[22],2001(4):1920.[23] ,2005(4):2627.37