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流化冰制取特性研究与船舶柴油机余热回收流化冰制取系统设计
| 论文题名： | 流化冰制取特性研究与船舶柴油机余热回收流化冰制取系统设计 |
| 关键词： | 船舶柴油机;余热回收;流化冰制取;系统设计 |
| 摘要： | 随着经济和社会不断地发展，人们生活水平在不断地提高，人们对食物的多样性和健康性的需求日益增长，进而不可避免地对自然资源的需求量不断加大。当今社会，石油、天然气、煤炭等化石能源正在被过度地开采而不断减少；空气、水资源污染，温室效应以及臭氧层破坏等环境问题亟待解决；这一切似乎与人口增长和人类对高品质生活的需求是一对不可化解的矛盾。因此，世界各国及各行各业纷纷加大了对节能减排技术的研究与探索。在此背景下，本文从水产品制冷保鲜出发，阐述了流化冰在水产品保鲜方面的优势，实验研究了刮片式制冰机的制冰特性，并且以远洋渔船为例，创新性的将船舶余热利用与提高制冰效率及海水淡化相结合，实现了跨领域的整体性的能量节约。 本文首先介绍了流化冰在水产品冷藏保鲜领域相比于传统冷冻冷藏工艺的优势，并着重介绍了刮片式流化冰制冰机的特性。 然后，利用现有的刮片式制冰机，以不同浓度（2~10wt％）的盐溶液和不同浓度（5~20wt％）的乙二醇溶液为制取液，分别测试了700L/h和1400L/h流量时溶液的温度变化曲线，得到两种溶液的规律大致相同，即潜热放热阶段为非相平衡状态，各浓度溶液的最终温度与其相对应的凝固点相差不大，且稍微偏低。两种循环流量时的显热放热阶段温度下降的速率不同，但最终含冰率相同。溶液的浓度越高，制冷量越小，制冷效率越低等，从而得出在冰蓄冷空调中应尽量使用低浓度乙二醇溶液制冰，而在鱼类保鲜中使用固定浓度的海水或尽量低浓度的盐水，为制冰机的实际应用和进一步改进打下了基础。 再者，以远洋渔船为背景，将船舶柴油机的余热利用与流化冰制取及海水淡化相结合，创新性地设计并计算了以柴油机的烟气余热和冷却水余热为发生热，喷射式制冷与流化冰制冰两者相结合的复叠式制冷循环系统。该系统的总制冷功率可以达到2021.5 kW，相对常规制冰系统所减少的能耗功率为142.78 kW。占船舶上辅助柴油机能耗的15.86％，每年节省燃油费用70余万元。并且将船舶原有的反渗透海水淡化系统与流化冰的使用相结合，用保鲜的废冰废水代替部分常规海水，全年节能12177.13 kW/h，降低能耗达到87％。从而实现了余热的利用和制冰效率提高及降低海水淡化能耗的三重效果。 总之，本文阐述了流化冰在海鲜保鲜的优势，并结合实际远洋渔船的余热利用与海水淡化的需求，创新性地设计了复叠式循环制冰系统，使得渔船的能源消耗大幅地降低。 |
| 作者： | 王欢 |
| 专业： | 工程热物理 |
| 导师： | 李敏霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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