船舶冷藏系统的建模与仿真研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SuperMMX
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我国船舶工业正处在智能化转型的关键时期,船舶冷藏系统作为船舶上必不可少的辅助设备之一,也愈发被人们所重视。利用制冷仿真技术能够有效帮助船舶冷藏系统的设计或使用人员预判系统在不同工况下的性能,以此来代替一部分试验,具有成本低、效率高等优势,也是未来的发展趋势。而现有船舶冷藏系统仿真软件中所用模型较为简化,精确性和灵活性都有提升空间。因此,开展对船舶冷藏系统的建模与仿真研究是有意义且有必要的。本文以“海洋石油301”号LNG运输船的冷藏系统为仿真对象。首先搭建了制冷循环模型,用于研究和分析压缩式制冷系统的工作过程。对该系统所用的压缩机、冷凝器和蒸发器分别建立了数学模型,并按照工作流程将各部件模型串联成系统整体模型并设计求解流程。其次,编写了各部件及系统的仿真程序,将仿真结果与试验数据或权威设计软件提供的数据对比,以验证模型的可靠性。最后,开发出一套包括各部件单独仿真和冷藏系统整体仿真功能的软件。利用该软件对压缩机、冷凝器、蒸发器以及系统整体进行了变工况性能仿真和分析,得到了各输入参数对部件或系统性能的影响规律;为管壳式冷凝器提出了改进设计方案,并利用软件对改进方案的优化效果进行验证;设计了系统模型连续循环求解流程,模拟了冷库实际降温过程中各项性能参数的变化趋势。研究结果表明,本文所开发的船舶冷藏系统仿真软件能够在一定程度上模拟各部件和系统的实际工作情况,仿真精度能够满足一般工程需求,能够为设计或使用人员提供一定的理论参考。
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