船舶主机系统可用能分布及火用损失分布的模拟方法

摘要

本发明公开了一种船舶主机系统可用能分布及火用损失分布的模拟方法，本发明为一种结合柴油机稳态系统下具体性能参数的船舶主机系统各设备可用能及火用损失分布的计算方法，通过运用热力学第一、第二定律，综合能量的数量和质量，得到主机系统的热平衡和火用分析计算公式；并用该公式结合柴油机主机系统稳态运行下的具体性能参数计算各设备进出口能量、火用量及其损失。本发明用于计算船舶主机系统稳定运行过程中，系统中各设备能流及火用流的稳态计算，数据量大且全面，结果精度较高，对于计算系统总能的效率、系统主要设备的不可逆能损失、可用能的分布，进一步余热回收的利用，以及系统节能潜力的挖掘，具有极强的指导性。

主权项

一种船舶主机系统可用能分布及火用损失分布的模拟方法，其特征在于，包括步骤：步骤1，基于热力学第一定律和热力学第二定律，建立主机系统及各设备的热平衡稳态模型和火用平衡稳态模型，根据各设备进口和出口工质的温度、压力和流量，运用热平衡稳态模型和火用平衡稳态模型模拟主机系统及各设备进口和出口的能流、火用流及各设备热损失分布；所述的各设备包括压气机、中冷器、燃油预热器、气缸、涡轮、缸套水冷却器、滑油冷却器及造水机；步骤2，根据压气机与涡轮的进口和出口工质的温度、压力、流量，采用压气机和涡轮的火用平衡稳态模型及火用损失模型模拟压气机和涡轮的火用损失分布；步骤3，根据热交换设备的进口和出口工质的温度、压力、流量，通过热交换设备的火用平衡稳态模型及火用损失模型模拟热交换设备的火用损失分布，所述的热交换设备包括中冷器、燃油预热器、缸套水冷却器、滑油冷却器和造水机；步骤4，根据气缸燃烧过程初始和终点的温度，通过气缸内火用平衡稳态模型及燃料燃烧过程火用损失模型模拟燃烧火用损失分布；步骤5，根据排气阀开启前和开启后气缸内压力，通过气缸内火用平衡稳态模型及烟气节流过程火用损失模型模拟节流火用损失分布；步骤6，对步骤1～5获得的主机系统及各设备的热损失分布和火用损失分布进行对比分析，获得主机系统及各设备的热效率与火用效率。