船舶动力装置PPT课件

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现代船舶推进
• 现代运输船舶绝大多数大多采用的是反应 式推进器。按照原理不同，有燃气轮机推 进，螺旋桨推进、喷水推进、电力推进、 吊舱推进、表面桨推进、超导磁流体推进、 AIP 等
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燃气轮机推进 （Gas turbine ）
燃气轮机是以连续流
动的气体为工质、把
热能转换为机械功的
旋转式动力机械，包
一直主要由GE和罗·罗这两大公 司所统治 ，但是目前则受到了来自各方的挑战。
- MFT-8燃气轮机
- TF40系列燃气轮机
- Solar燃气轮机
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螺旋桨推进 （propeller）
• 是现代船舶的主要推进工具,现在大多数船 舶是用螺旋桨来推进的
• 按照桨叶多少，螺旋桨有2、3或4个桨叶, 甚至更多。一般桨叶越多吸收功率越大
• 按照构造不同，螺旋桨分为定距和变距螺
旋桨两大类。 定距螺旋桨，螺距是固定不
变的。 变距螺旋桨，通过螺旋桨变距机构
调节螺距
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• 在普通螺旋桨的基础上，为了改善性能， 更好地适应各种航行条件和充分利用主机 功率，发展了多特种螺旋桨，如导管螺旋 桨、串列螺旋桨、对转螺旋桨、直叶推进 器等
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导管螺旋桨
新型船舶动力装置
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船舶推进装置 早期船舶推进
现代船舶推进
燃气轮机推进 吊舱推进 表面桨 AIP推进
螺旋桨推进 电力推进 超导磁流体推进 喷水推进
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船舶推进装置
• 船舶推进装置是船舶上提供推力的工具，
它的作用是将船舶动力装置提供的动力转
换成推力，推进船舶
• 推进器按作用方式可分为主动式和反应式
在军舰动力方案选择上，燃机轮机的主要 竞争对手是舰用柴油机和舰用蒸汽轮机， 但是由于燃气轮机先天优势与军舰动力系 统性能要求更为吻合，燃气轮机成为了各 国军舰动力系统发展的唯一选择。老牌海 军强国如美国海军、英国海军、日本海上 自卫队的主力水面作战舰只早已完成动力 燃气轮机化。
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竞争激烈的船用燃气轮机 • 在世界范围内，船用燃气轮机装置的市场
。因为这种船的桨轮下
半部浸入水中,上半部露
出水面,由于其侧之推进
轮极似车轮，故后来又称
之为车轮舟或车船。所以
称为“明轮船”或“轮. 船”
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• 到19世纪60年代，用螺旋桨作推进器的轮 船已经将装着明轮的蒸汽船淘汰掉。但“ 轮船”这个名字因为称呼上的通俗和习惯 ，用螺旋桨推进的船仍称为“轮船”，并 沿袭至今
两类。靠人力或风力驱船前进的纤、帆等
为主动式，桨、橹、明轮、喷水推进器、
螺旋桨等为反应式
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早期船舶推进
• 早期船舶推进动力主要依靠人力、畜力和 风力(即撑篙、划桨、摇橹、拉纤和风帆) 等。
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• 唐代李皋发明了“桨轮船”。他在船的舷 侧或艉部装上带有桨叶的桨轮,靠人力踩动 桨轮轴,使轮周上的桨叶拨水推动船体前进
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• 自20世纪80年代以来，随着电力半导体技 术、交流调速理论和微机控制技术的迅速 发展，船舶电力推进系统在机动性、可靠 性、运行效率和推进功率等方面都有了突 破性的进展
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• 舰艇电力推进系统一般由以下几部分组成： – 螺旋桨 – 电Βιβλιοθήκη Baidu机 – 发电机 – 原动机 – 控制调节设备
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• 整个吊舱位于船体外侧浸泡在海水中直接 向外散热，从而整个推进器不需要额外冷 却。这种设计有利于减轻船体自身重量、 节省空间，并且能够降低噪声和振动，使 得机动性能更加良好，同时，还为推进器 的制造、维护和检修提供了方便
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电力推进 （electric propulsion ）
• 一直以来，船舶推进方式是船舶科技工作 者们研究的一个重要领域。传统的船舶推 进方式是利用原动机直接推进。而船舶电 力推进则是一种由原动机带动发电机发电， 经变频器把满足要求的电流送到推进电动 机，从而驱动螺旋桨的推进方式
串列螺旋桨 对转螺旋桨.
槽道螺旋桨
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吊舱推进 （podded propulsors）
• 目前，在船舶电力推进系统中，应用最为 广泛的推进器是吊舱式推进器。吊舱式电 力推进装置的结构是将电机放在一个吊舱 内，定距螺旋桨直接连接在电机轴上，可 360度旋转，在任何方向上产生推力，不需 要舵和侧推器。集推进和操舵装置于一体， 能够增加船舶设计、建造和使用的灵活性
表面桨 （Surface propeller）
• 表面桨就是船只在航行时水线正好穿过其 桨毂的螺旋桨。传统的螺旋桨与桨轴都浸 没在水中。而表面桨只有螺旋桨的桨叶浸 入水中。桨轴及其支架都在水面上，它们 不再产生附加阻力，而且改善了流经螺旋 桨的水流，螺旋桨的工作效率大大提高
由压气机、燃烧室和透平
三大部件组成。当它正常
工作时，工质顺序经过吸
气压缩、燃烧加热、膨胀
做功以及排气放热等四个
工作过程而完成一个由热
变功的转化的热力循环
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• 燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮 机。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部 吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料 （气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温 压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成 的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工， 推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中 或再加利用
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• 它具有体积重量小、布置灵活、安全可靠 性好、自动化程度高、环保效果好等特点， 深受各国造船业的青睐。事实上， 舰艇电 力推进的应用历史悠久，二战时期曾流行 一时。当时，美海军建造了数百艘电力推 进战舰。当时采用电力推进的主要原因是 齿轮装置制造量不足。由于技术水平的限 制，系统大而笨、效率低、成本高
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• 舰船燃气轮机动力装置是指以燃气轮机为 主机的全燃化动力装置。它自五十年代末 期起，尤其是六十年代中期以来，已得到 了极其广泛的应用。功率总数日益增长， 装舰使用范围日益扩大，已由快艇发展到 了护卫舰、导弹驱逐
舰、巡洋舰和直升机
航空母舰等，可谓是
舍我其谁
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燃气轮机作为军舰动力的优势
括压气机、加热工质
的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅
助设备等
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走马灯是燃气轮机的雏形。我
国在11 世纪就有走马灯的记载，
它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上
升热气推动顶部风车及其转轴上
的纸人马一起旋转。15世纪末，
意大利人列奥纳多·达芬奇设计
的烟气转动装置，其原理与走马
灯相同
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现代燃气轮机发动机主要