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ENGARD型船舶中央冷却水系统建模与仿真
| 论文题名： | ENGARD型船舶中央冷却水系统建模与仿真 |
| 关键词： | 中央冷却水系统;建模仿真;ENGARD控制系统 |
| 摘要： | 中央冷却水系统为船舶主机提供合适的冷却以保证其稳定运行，是确保船舶动力重要的辅助系统。然而，中央冷却水系统中的海水泵存在巨大的能量浪费:海水泵必须按照最大的排量设计，以确保在最高的海水温度和环境温度下满负荷运行的主机得到充分的冷却;在实际运行管理中，船员通常控制海水泵达到最大排量以提供较大冷却能力裕量，避免触发冷却水系统高温报警。为此，Alfa Laval公司研制了ENGARD型船舶中央冷却水系统。该系统的主要特点在于，可根据中央冷却水系统热负荷对海水泵进行变极调速、并联、解列等操作，进而优化海水流量，使海水泵不必泵送过量的海水，实现节能的目的。 本文以母型船的ENGARD型中央冷却水系统为研究对象进行建模与仿真研究，力图再现其工作过程，分析系统的控制规律，为实船冷却水系统的维护管理提供一定参考。本文主要工作如下: (1)冷却水热力系统建模。基于传热学理论和机理建模法建立了主机缸套冷却及中央淡水冷却器的数学模型，并运用Matlab/Simulink软件构建冷却水热力系统的仿真模型。 (2)海水管路水力系统建模。运用Matlab/Simulink软件中面向液压系统的SimHydraulic图形化建模工具箱建立海水系统的水力数学模型。由双速泵特性曲线和管路特性曲线得到海水泵在高、低转速的工况点，进而确定海水泵组的三种流量模式。 (3)ENGARD控制系统建模。根据触发海水流量切换的标准，采用Stateflow工具箱建立了ENGARD系统调节海水流量的控制逻辑。 (4)基于ENGARD中央冷却水系统模型的仿真与分析。通过对冷却水系统热负荷变化所引起的海水流量的切换过程的动态仿真，分析冷却系统热负荷变化时，高、低温淡水温度、中央冷却器旁通阀开度的动态响应，以及ENGARD系统对海水泵组的控制规律。 对ENGARD型中央冷却水控制系统进行建模与仿真研究，分析其工作过程和控制规律，对ENGARD控制系统的管理和使用具有实际意义。 |
| 作者： | 涂环 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 陈辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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