【正文】 、工作人員生存，為船舶運(yùn)輸安全提供合理的保障，進(jìn)而使得船舶高效地運(yùn)行。五個(gè)獨(dú)體的密閉空間從上到下依次被6層貨物甲板、2層貨物甲板、第二甲板、第三甲板以及最底層的底艙甲板分層。參照實(shí)船模型，以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，繪出通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)示意圖。(5)建立密閉空間的數(shù)學(xué)模型，以達(dá)到空間內(nèi)氣壓實(shí)時(shí)地變化。(3)建立了定容排（送）風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)實(shí)際的參數(shù)建立以下模型： (1)建立通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)界面。這符合數(shù)字化造船的基本要求和核心思想。若能提前知道通風(fēng)的氣流組織和溫度的分布，無疑將為通風(fēng)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)理論依據(jù)，并據(jù)此來改進(jìn)通風(fēng)的不合理狀況，且贏得了和船體結(jié)構(gòu)之間協(xié)調(diào)的時(shí)間，縮短設(shè)計(jì)周期。對(duì)于己經(jīng)設(shè)計(jì)完成并安裝到實(shí)船的通風(fēng)系統(tǒng)，一般通過測(cè)量風(fēng)管風(fēng)壓和通風(fēng)口的風(fēng)速確定供風(fēng)量的分布是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 課題研究的主要任務(wù)機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)艙內(nèi)設(shè)備的工況確定供風(fēng)量并根據(jù)設(shè)備的布置確定各個(gè)供風(fēng)口的大小、型式及布置。 選題的目的和意義 此次設(shè)計(jì)是基于MATLAB的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真，是根據(jù)某實(shí)船上的通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)以及實(shí)際的通風(fēng)機(jī)的排量對(duì)船上各個(gè)艙室的氣壓變化情況進(jìn)行數(shù)值模擬。（3）排出機(jī)艙內(nèi)可能的有害氣體，保持空氣清潔，為機(jī)艙內(nèi)工作人員創(chuàng)造適宜的環(huán)境條件。綜上所述，船舶機(jī)艙通風(fēng)的主要目的就是用以建立并維持機(jī)艙內(nèi)適宜的環(huán)境條件(溫度、濕度、空氣流速、清潔度和空氣成份等)以保證柴油機(jī)、鍋爐燃燒所必須的空氣量，同時(shí)也是保證機(jī)艙內(nèi)部良好的工作環(huán)境，改善輪機(jī)人員的勞動(dòng)和衛(wèi)生條件。在眾多因素中，機(jī)艙的溫度對(duì)工作人員的影響可以說是最大的。隨著溫度的變化，儀表的精度和靈敏度會(huì)不同，當(dāng)環(huán)境溫度超過儀表的有效溫度范圍時(shí)，有的儀表可能不能正常工作。此外，在船舶機(jī)艙中，自動(dòng)化設(shè)備要求的環(huán)境溫度是:機(jī)艙及主控制站 0～55℃，安裝在有發(fā)熱部件的柜(箱、臺(tái))內(nèi)的電子設(shè)備，在工作過程中應(yīng)能承受最高 70℃的溫度不會(huì)失效。反之，機(jī)艙內(nèi)低溫會(huì)使空氣的密度增大，最高燃燒壓力升高。工作環(huán)境影響著柴油機(jī)氣缸內(nèi)的實(shí)際空氣量，因此隨著機(jī)艙通風(fēng)狀況的變化，機(jī)艙內(nèi)的氣壓、溫度、濕度都會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣量也隨之變化，并對(duì)柴油機(jī)的工況構(gòu)成影響。根據(jù) ISO3046/11986 規(guī)定的無限航區(qū)的船舶柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況是大氣壓力 10OkPa，環(huán)境溫度 318K，相對(duì)濕度 60%，中冷器冷卻介質(zhì)的進(jìn)口溫度 305K。機(jī)械通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是通風(fēng)量可以人為控制，不受外界自然條件的影響，且能對(duì)空氣進(jìn)行合理的分配并輸送到各個(gè)特定處所，故在大、中型船舶上都作為主要的通風(fēng)方式，還往往和自然通風(fēng)結(jié)合起來使用。機(jī)械通風(fēng)可分為為機(jī)械送風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)。為了提高自然通風(fēng)效率，常利用艙室的外壁上對(duì)風(fēng)的一面壓力增大，逆風(fēng)的一面壓力降低的原理，把通風(fēng)斗和通風(fēng)筒制成各式各樣。自然通風(fēng)主要是依靠開孔，如門、窗、艙口、通風(fēng)斗和通風(fēng)筒等。一般對(duì)于大、中型船舶機(jī)艙采用機(jī)械通風(fēng)并設(shè)置相應(yīng)的通風(fēng)管系；對(duì)于小型船舶，大多不設(shè)機(jī)械通風(fēng)設(shè)備，但也利用機(jī)艙棚及風(fēng)斗進(jìn)行自然通風(fēng)。船舶通風(fēng)系統(tǒng)就是使用機(jī)械或者依靠空氣自然流通為船舶艙室進(jìn)行通風(fēng)換氣的管系。船舶機(jī)艙是船舶的動(dòng)力中樞—心臟，是人力資源、環(huán)境資、物質(zhì)資源、管理資源的集合，是輪機(jī)人員進(jìn)行管理的場(chǎng)所。 modeling。 Ventilation pipeline network。 in the simulation. Ventilation equipment for the manufacture and ship operation to provide a theoretical support and reflect the number of suboriented, for the ship39。 phase. Each ship’s system can be modeling and simulation. Ship engine room is the driving force, power is the engineer who managed the place. To ensure that the cabin power and auxiliary equipment running efficiently and to provide staff with a fortable working environment, It must be established and maintained in the cabin suitable environmental conditions. It is the ship engine room ventilation purpose . Currently in the design of production units, based on experience to design vessels are mechanical ventilation system in order to ensure the appropriate cabin environment.This article is based on matlab platform for ship ventilation duct networks 39。關(guān)鍵詞：排（送）風(fēng)機(jī)；通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)；數(shù)值仿真；仿真建模；控制系統(tǒng)ABSTRACTWorld shipbuilding industry has entered a 39。為船舶通風(fēng)設(shè)備的制造與運(yùn)行提供一個(gè)理論的支持與數(shù)字化的體現(xiàn)，為船舶機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行和艙室內(nèi)氣壓的變化提供理論參考。目前在生產(chǎn)單位的設(shè)計(jì)中，船舶都依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)以保證適宜的機(jī)艙環(huán)境。船舶機(jī)艙是船舶的動(dòng)力、電力中心，是輪機(jī)人員進(jìn)行管理的場(chǎng)所。大連海事大學(xué)┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊畢 業(yè) 論 文　　　基于MATLAB的船舶機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)仿真摘 要世界造船業(yè)進(jìn)入了‘?dāng)?shù)字化’階段。船舶的每個(gè)系統(tǒng)都可以進(jìn)行建模與仿真。要保證機(jī)艙內(nèi)動(dòng)力及輔助設(shè)備的高效運(yùn)行，并為工作人員提供舒適的工作環(huán)境，必須在機(jī)艙內(nèi)建立并維持適宜的環(huán)境條件，船舶機(jī)艙通風(fēng)的目的就在于此。本文主要是基于MATLAB平臺(tái)，針對(duì)船舶通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行‘?dāng)?shù)字化’的仿真。此次仿真是基于集裝箱船的通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，通過風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和各個(gè)密閉空間模塊的差異對(duì)船舶通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分歸類，進(jìn)而對(duì)劃分的定、變?nèi)蒿L(fēng)機(jī)系統(tǒng)模塊子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字建模與界面仿真，同時(shí)對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)下的密閉空間模塊進(jìn)行數(shù)字建模與界面仿真，最終達(dá)到對(duì)通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)的界面化，同時(shí)可以實(shí)時(shí)的控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量以及各個(gè)密閉空間氣閥的閥值，從而對(duì)艙室的氣壓進(jìn)行控制與穩(wěn)定,并且可以動(dòng)態(tài)的顯示氣壓變化趨勢(shì)的要求。digital39。digital39。s engine room ventilation system air pressure changes in the longrunning and provide a theoretical reference. The simulation is based on the container ship ventilation duct network design, through the fan system and differences between the various modules confined space ventilation ducts on the ship is classified networks, and thus on the division of fixed, variable volume fan system module subsystem for digital modeling and simulation interface, while the confined space under each subsystem modules for digital modeling and simulation interface, and ultimately achieve the ventilation ducts of the network interface, while realtime control fan air flow and various valves valve confined space value, and thus the cabin pressure control and stability, and can dynamically change in air pressure trend display requirements.Key words：exhaust (supply) fan。 numerical simulation。 control system目 錄第1章 緒論 1 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的概述 1 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的分類 1 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的目的 1 選題的目的和意義 2 課題研究的主要任務(wù) 3 課題研究的主要內(nèi)容 3第2章 船舶通風(fēng)系統(tǒng)建模實(shí)現(xiàn) 4 4 4 風(fēng)機(jī)型號(hào) 5 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)分類 6 各個(gè)工作間模塊分類 9 各個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 9 9 9 10 10 10 11 各個(gè)密閉工作空間的數(shù)學(xué)建模 12第3章 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)與仿真實(shí)現(xiàn) 13 13 仿真界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 13 13 14 15 18 20 仿真界面優(yōu)化設(shè)計(jì) 21第4章 仿真運(yùn)行結(jié)果與分析 24 24 24 25結(jié)論與感悟 26參 考 文 獻(xiàn) 27致 謝 28附錄1 主要程序源代碼 2941基于MATLAB的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真基于MATLAB的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真第1章 緒論 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的概述 隨著現(xiàn)代航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，海上交通運(yùn)輸日益繁忙，船舶趨于自動(dòng)化，安全成為船舶運(yùn)輸永恒的主題。要保證機(jī)艙內(nèi)動(dòng)力及輔助設(shè)備的高效運(yùn)行，并為工作人員提供舒適的工作環(huán)境，必須在機(jī)艙內(nèi)建立并維持適宜的環(huán)境條件，船舶機(jī)艙通風(fēng)的目的就在于此。通風(fēng)方式一般分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩類。 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的分類通風(fēng)方式一般分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩類。通風(fēng)斗和通風(fēng)筒是一種排氣或吸氣的專門設(shè)備。自然通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低，維護(hù)費(fèi)用少，但因其受風(fēng)向、相對(duì)速度和室內(nèi)外溫度差的影響，工作不穩(wěn)定，故對(duì)要求較高的艙室應(yīng)用機(jī)械通風(fēng)。機(jī)械通風(fēng)由軸流風(fēng)機(jī)、通風(fēng)管道、布風(fēng)器組成。 船舶通風(fēng)系統(tǒng)的目的對(duì)船用柴油機(jī)來說，環(huán)境狀況是指柴油機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的大氣壓、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和中冷器冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度。對(duì)船舶主柴油機(jī)來說，其工作環(huán)境是指柴油機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的大氣壓、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和中冷器冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度。具體來說，過高的機(jī)艙內(nèi)溫度會(huì)使機(jī)艙內(nèi)空氣密度減小，這樣柴油機(jī)增壓器喘振的可能性會(huì)大大增大，并且會(huì)在一定程度上降低柴油機(jī)的推進(jìn)效率。因此將機(jī)艙的溫度控制在一定的范圍內(nèi)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常工作是非常必要的。自動(dòng)化設(shè)備對(duì)濕度的要求是:溫度達(dá)到40℃時(shí)，相對(duì)濕度為95～100%，溫度高于 40℃時(shí)，相對(duì)濕度為 70%。另一方面，機(jī)艙也是輪機(jī)管理人員工作的場(chǎng)所，機(jī)艙中的溫度、濕度以及油氣等有害氣體的含量構(gòu)成了機(jī)艙的環(huán)境條件，空氣中的粉塵、有害氣體以及高溫高濕等都會(huì)損害人體的健康。從醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)看，平均在 1520℃之間最適宜人們的工作，而實(shí)際中由于主柴油機(jī)、發(fā)電用柴油機(jī)以及鍋爐等設(shè)備的持續(xù)散熱，機(jī)艙中的溫度會(huì)不斷上升并對(duì)人體產(chǎn)生危害，這時(shí)候就要保證一定的通風(fēng)量來控制機(jī)艙內(nèi)適宜的溫度。概括起來，機(jī)艙通風(fēng)設(shè)備應(yīng)該實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）為主機(jī)、輔機(jī)和鍋爐等燃燒設(shè)備提供必需的燃燒用空氣量；（2）帶走設(shè)備的散熱量，保持機(jī)艙內(nèi)的適當(dāng)溫度。（4）排除可燃?xì)怏w以防爆炸和火災(zāi)。此次仿真設(shè)計(jì)是根據(jù)每個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小，計(jì)算出每單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入艙室的空氣量，以及根據(jù)實(shí)際需要，可以人為改變艙室進(jìn)風(fēng)開關(guān)的大小來進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，從而進(jìn)行系統(tǒng)控制，以達(dá)到所要控制的艙室維持在一個(gè)穩(wěn)定度的氣壓水平，進(jìn)而為艙室內(nèi)的人力資源、環(huán)境資源、物質(zhì)資源、管理資源提供一個(gè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)所，進(jìn)而為航運(yùn)的高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)輸提供一個(gè)舒適安全的環(huán)境。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的通風(fēng)系統(tǒng)不僅要滿足船舶建造規(guī)范對(duì)供風(fēng)量的要求，還要使艙內(nèi)氣流組織合理，艙內(nèi)溫度分布較均勻，避免出現(xiàn)空氣流動(dòng)死角使熱量堆積導(dǎo)致局部溫度超過規(guī)范規(guī)定的最高數(shù)值。然而這種方法并不能得到整個(gè)機(jī)艙內(nèi)的空氣的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布，所以無法對(duì)一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的完善程度做出精確的判斷和評(píng)價(jià)。因此在機(jī)艙通風(fēng)設(shè)計(jì)完成之后，再模擬出通風(fēng)效果的各相關(guān)參數(shù)，再對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)加以改進(jìn)，從而避免了復(fù)雜的調(diào)試過程，縮短了設(shè)計(jì)周期。 課題研究的主要內(nèi)容本課題研究的主要內(nèi)容就是根據(jù)某實(shí)船的通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)以及上海亨遠(yuǎn)船務(wù)有限公司制造的軸流風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行MATLAB界面仿真與數(shù)值模擬。 (2)建立變?nèi)菟惋L(fēng)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。(4)利用MATLAB語言以及GUI編輯界面實(shí)現(xiàn)實(shí)際的控制操作。第2章 船舶通風(fēng)系統(tǒng)建模實(shí)現(xiàn)本課題船舶通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)某實(shí)際的集裝箱船的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)管道的布局建立的。該通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)圖是集裝箱船舶的縱向剖面圖，其把實(shí)船縱向分為五個(gè)獨(dú)立密閉的空間，其劃分是依據(jù)實(shí)船甲板布局以及通風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)形態(tài)設(shè)定的。這五個(gè)密閉的獨(dú)立的空間形成了船舶的環(huán)境系統(tǒng)，這其中分別包含了人力資源、物質(zhì)資源、管理資源等。五個(gè)獨(dú)立的密閉空間包含了不同的機(jī)器成分和人員安排，所以不同的空間所需要的空氣量不同，安排的排、送風(fēng)機(jī)的型號(hào)也有差異。由于這里是輪機(jī)管理人員的工作場(chǎng)所，機(jī)艙中的溫度必須保持在最適宜的工作溫度，機(jī)艙中的有害氣體必須及時(shí)的排出。其中工作間有單獨(dú)的排風(fēng)機(jī)，以達(dá)到為其中的工作人員及時(shí)有效的提供生活必須的空氣以及保持室內(nèi)的氣壓、溫度提供有力支持。自動(dòng)化設(shè)備對(duì)環(huán)境溫度要求比較高，同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)行時(shí)也有不同程度的發(fā)熱，根據(jù)運(yùn)行程度的不同，發(fā)熱的程度也不同。由第二層甲板和第三層甲板組成的密閉空間主要是發(fā)動(dòng)機(jī)和主機(jī)增壓器組成的。只有這些溫度維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，柴油機(jī)才能更加