船舶的驱动力.doc

目的：研究再生能源和不可再生能源的优势和劣势人类开发利用后，在相当长的时间内，不可能再生的自然资源叫不可再生资源主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料，例如泥炭、煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产等这类资源是在地球长期演化历史过程中，在一定阶段、一定地区、一定条件下，经历漫长的地质时期形成的与人类社会的发展相比，其形成非常缓慢，与其它资源相比，再生速度很慢，或几乎不能再生人类对不可再生资源的开发和利用，只会消耗，而不可能保持其原有储量或再生其中，一些资源可重新利用，如金、银、铜、铁、铅、锌等金属资源；另一些是不能重复利 用的资源，如煤、石油、天然气等化石燃料，当它们作为能源利用而被燃烧后，尽管能量可以由一种形式转换为另一种形式，但作为原有的物质形态已不复存在，其形式已发生变化如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的演化而形成的(故也称为“化石燃料”)，一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”除此之外，不可再生能源还有，煤、石油、天然气、核能、油页岩可再生能源是用完之后还可以通过再生成，例如风能、水能、电能；可在生能源的优缺点：太阳能：转化成其它能速度快，利用价值高，用之不竭，污染极小。

缺点：费用昂贵风能：用之不竭，成本低，污染极小缺点：涡轮噪音大受地域限制 水能：对水和空气污染小缺点：受地域限制水坝会影响生态环境 地热能：用之不竭，没有污染缺点：受地域限制不可再生能源是用完后就没有的了，例如石油、煤不可再生的能源及用途：1 煤———燃料2 石油 ———工业燃料和原料3 天然气————燃料4 油页岩————炼油5 核燃料————核反应堆的原料可再生的能源及用途：1 太阳能————太阳能发电或者太阳能热水器2 水能————发电3 风能————发电4 潮汐能————发电5 地热 ————温泉就是地热能的表现船舶的分类方式按驱动方式：桨、橹、篙、帆、轮桨、螺旋桨、喷水（喷射）、磁流体喷射、风扇（气垫船），按动力来源分：人力、畜力、风力、蒸汽机、蒸汽轮机、内燃机、电力、喷气发动机、燃气轮机、核动力，船舶可以使用一种或几种动力组合驱动1、 皮划艇(人力为驱动力)2、以风力为驱动力的船舶3、以蒸汽机为驱动力的船舶4、以蒸汽轮机为驱动力的船舶5、以内燃机为驱动力的船舶6、以电力为驱动力的船舶7、以喷气发动机为驱动力的船舶8、以燃气轮机为驱动力的船舶9、以核动力为驱动力的船舶船舶动力装置中文名称：船舶动力装置英文名称：marine power plant 定义：为船舶推进和其他需要提供各种能源的全部动力设备的总称。

应用学科：船舶工程（一级学科）；船舶机械（二级学科） 船舶动力装置是为保证船舶正常营运而设置的动力设备，是为船舶提供各种能量和使用这些能量，以保证船舶正常航行，人员正常生活，完成各种作业船舶动力装置是各种能量的产生、传递、消耗的全部机械、设备，它是船舶的一个重要组成部分 船舶动力装置包括三个主要部分：主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备 主动力装置 1. 蒸汽机动力装置 2. 汽轮机动力装置 3. 柴油机动力装置 4. 联合动力装置 5. 燃气轮机动力装置 6. 核动力装置辅助动力装置 其他辅机和设备 展开主动力装置基本介绍　　主动力装置，又称推进装置，是为船舶提供推进动力，保证船舶以一定速度的各种机械设备，包括主机及其附属设备，是全船的心脏主动力装置包括主机、传动设备、轴系、推进器等当启动主机，即可驱动传动设备和轴系，使推进器工作当推进器，通常是螺旋桨，在水中旋转时就能使船舶前进或后退 　　主动力装置以主机类型命名，主要有蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机和核动力装置等五类现代运输船舶的主机以柴油机为主，在数量上占绝对优势蒸汽机曾经在船舶发展史上起过重要作用，但目前几乎全被淘汰汽轮机在大功率船上长期占有优势，但也日益为柴油机所取代。

燃气轮机和核动力装置仅为少数船舶所试用，尚未得到推广 蒸汽机动力装置　　1807年，美国工程师R.富尔顿首次在“克莱蒙脱”号明轮船上用蒸汽机作为推进动力获得成功当时采用的是一台20马力的单缸摇臂式往复蒸汽机,获得每小时5英里的航速经过不断改进，到19世纪末，蒸汽机发展成为多级膨胀的立式装置，用以驱动螺旋桨，成为当时典型的船舶动力装置同时高效、高压的水管锅炉也逐渐取代了早期圆筒式苏格兰烟管锅炉20世纪初，航行于大西洋上的巨型豪华客船，都以往复式蒸汽机为动力,单机功率达20000马力蒸汽机动力装置的发展达到了顶峰 蒸汽机动力装置的优点是结构简单，造价低廉，管理使用方便，制造工艺要求不高；缺点是热效率低，本身重量大，特别是大功率蒸汽机的活塞、连杆等运动部件运转惯性很大，很难平衡，且低压缸尺寸过大，不能获得有效的真空度因此，自从汽轮机动力装置和柴油机动力装置在船上试用成功以后，蒸汽机动力装置即逐渐被淘汰第二次世界大战期间，美国为应付战时紧急需要而建造的“自由轮”，是最后一批使用蒸汽机动力装置的远洋运输船舶中国现在还有少数沿海和内河船舶使用往复式多膨胀蒸汽机动力装置 汽轮机动力装置　　1896年，英国人C.帕森成功地将他发明的汽轮机作为推进动力机应用于一艘快艇上，试航速度达每小时34.5海里。

此后汽轮机广泛用于大功率船上早期用汽轮机直接驱动螺旋桨，不经过减速为了使螺旋桨能在理想的转速下工作，后来在汽轮机动力装置上加装了减速齿轮，使汽轮机和螺旋桨都能以各自的最佳速度运转到1916年，几乎所有的船用汽轮机都采用了减速装置，减速比由初期的1:20提高到1:80以上采用减速装置以后，汽轮机可以更高的速度运转，效率大为提高，机体尺寸相应缩小，整个装置更加紧凑，重量也大大减轻,螺旋桨工作效率也大大提高,使汽轮机成为理想的大功率船用动力装置至今某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用汽轮机动力装置 汽轮机的优点是单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪声，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油但汽轮机油耗比柴油机高，即使采用再热循环的汽轮机装置，每马力小时的油耗仍达180～190克，比低速柴油机高40%左右柴油机由于单机功率、燃烧劣质油的能力和可靠性的提高，逐渐取代了汽轮机 柴油机动力装置　　20世纪初，柴油机开始用于运输船舶第一艘远洋柴油机船是1912年丹麦建造的“锡兰迪亚”号，主机为两台四冲程八缸柴油机，共1250马力，每分钟140转,直接驱动两个螺旋桨1914年柴油机船占全世界船舶总吨位0.5%，到1940年上升为20%以上。

　　柴油机动力装置的最大优点是热效率高，燃料消耗明显地低于蒸汽机动力装置长期以来，柴油机动力装置有一系列改进，主要有：①20年代出现以机械喷油取代用压缩空气喷油的方法；②同一时期试制成废气涡轮增压器，提高了柴油机的功率和性能；③30年代开始燃烧重质柴油，降低了燃料费用早期柴油机的功率不大第一次世界大战时期用于商船的最大柴油机功率仅4000马力，第二次世界大战前,单机功率达到20000马力现在低速柴油机单机功率已达50000马力以上 　　现代船用柴油机大部分为低速机,转速约每分钟100转，可直接驱动螺旋桨80年代初，出现了长冲程和超长冲程的低速机,每分钟转速降到70转以下,使螺旋桨发挥最佳效率但低速机外形尺寸和重量大近年来，第二次世界大战后出现的大功率的中速机被逐渐应用于船上它将气缸排列成V字形,采用减速齿轮，既大大减轻了机身重量，又有利于提高螺旋桨效率中速机由于机身短小，可以减少机舱的面积和高度，因此特别适用于尾机舱船和机舱位于甲板下的滚装船和载驳船等 经过不断的改进，柴油机动力装置日臻完善，它的燃料消耗量最低，能使用廉价的渣油，可靠性较高，检修期间隔长达30000小时以上，热效率接近50%,因此成为目前应用最广的船舶动力装置。

联合动力装置为满足军用舰艇的需要，将蒸汽、柴油、燃气三种动力联合加以采用，作为船舶的推进装置成为联合动力装置联合动力装置的型式有蒸燃联合、柴燃联合、燃燃联合等这几种联合动力装置在商船上应用极少此外还有一种联合动力装置型式-----电力推进装置这种装置是船舶柴油机驱动发电机将电力产生并提供给船舶电站燃气轮机动力装置燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶目前主要用于军用舰艇燃气轮机同柴油机和汽轮机比较，单机功率大、体积小、重量轻、加速性能好，能随时起动并很快发出最大功率燃气轮机在高温、高压下工作，对燃油质量要求很高，热效率也比柴油机低得多，因此在民用运输船舶上应用不多仅在某些气垫船上用于驱动空气螺旋桨 核动力装置　　以反应堆代替普通燃料来产生蒸汽的汽轮机装置反应堆中核裂变产生的大能量，被不断循环的冷却水吸收，后者又通过蒸汽发生器将热量传给第二个回路中的水，使之变为蒸汽后到汽轮机中作功 核动力装置主要用于大型军舰和潜艇1959年美国在客货船“萨凡那”号上试用功率 20000马力核动力装置成功；1960年苏联在破冰船“列宁”号上采用核动力装置,功率44000马力此后，联邦德国和日本也分别建造了核动力商船。

这些船在试航一段时间后，出于法律和民意上的原因停驶人们担心放射性物质污染航道、港口和城市环境，因此很多港口拒绝核动力船进港对核燃料使用后的核废料也还缺乏妥善处理办法目前这些民用核动力船都已改装为常规动力装置船 辅助动力装置　　辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供船舶航行、作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、照明和其他动力的装置，如发电机组、副锅炉等 发电机组是船上最重要的辅助动力装置蒸汽机船上的发电机组由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但容量较小，以供照明电源为主在汽轮机船上，发电机组由汽轮机驱动，为全船电气设备提供电源这种汽轮发电机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千瓦不等,可以自由选择在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独设置的中速或高速柴油机驱动容量据全船电动机械设备的数量确定，普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹和60赫兹两种副锅炉在蒸汽机船和汽轮机船上是供停泊时使用，在柴油机船上供平时取暖和加热用柴油机船上的副锅炉的燃料可以是燃油，也可以利用柴油机排出的废气所产生的蒸汽除发电机组和副锅炉外，由于现代船上液压机械设备的驱动需要，还设有液压动力装置，其主要部件为液压油泵，可以用电动机或单独的柴油机驱动。

其他辅机和设备　　随着运输船舶性能上的不断完善，船上的辅机和设备也日趋复杂,最基本的有： 　　船舶甲板机械，有舵机、锚机、起货机等辅助机械这些机械在蒸汽机船上用蒸汽作为动力，在柴油机船上先是采用电动，现多数已改用液压驱动 　　各种管路系统，有为全船供应海水和淡水的供水系统；为调节船舶压载用的压载水系统；为排除舱底积水用的舱底水排出系统；为全船提供压缩空气用的压缩空气系统；为灭火用的消防系统等等这些系统所采用的设备如泵和压缩机等绝大部分是电动的，并能自动控制 　　机舱自动化设备，用于保证实现动力装置远距离操纵与集中控制，以改善工作条件，提高工作效率机舱自动化设备包括有自动控制与调节系统，自动操纵系统，集中监测系统 全船系统，用于保证船舶生命力和安全，为船员和旅客生活服务的取暖、空调、通风、冷藏等系统这些系统一般都自动调节和控制建议： 希望在今后的日子里，船。