轮机概论论文

轮机概论论文

随着国际贸易的发展和造船技术的不断提高，船舶以不可比拟的优势在海上交通运输方面发挥着越来越重要的作用，而轮机作为船舶的动力核心，亦是扮演着举足轻重的角色。同样，轮机专业作为著名高等航海学府大连海事大学的特色专业，有关轮机方面的知识也是每个海大人所要或多或少了解的。

从轮机的名词解释来说，轮机是指保证船舶正常运作，以及船员、旅客正常活动和生活所需的机电设备与系统的统称，有时即指船舶动力装置。

船舶动力在其发展史上，经历了以人力和风力等自然力作为推进手段的漫长岁月，直到1807年“克莱蒙特号”这艘以蒸汽机作为推进动力机械的船舶的建成，才开始了船舶以机械作为推进动力的新纪元。那时，蒸汽船的推进器，是由蒸汽机带动一个桨轮推进装置，这种推进器的大部分露出水面，人们称之为“明轮”，而把装有明轮的船称之为“轮船”，把产生蒸汽的锅炉和驱动明轮转动的蒸汽机等成套设备称为“轮机”，所以当时的“轮机”仅是推进设备的总称。随着科学技术的进步以及船舶在功能上向着多样化、专业化和完善化的方向发展，增设和完善了各种系统，如船舶电站、起货机械、冷藏和空调装置、淡水系统、压载和消防系统等，扩大了“轮机”一词所包含的范围，丰富了“轮机”的内容。简言之，轮机是为了满足船舶航行、各种作业、人员的生活、人员和财产安全等各种需要所设置的全部系统及其设备的总称。

一艘现代化船舶实际上已成了一个现代化工业技术成就的集合，是一座可以在水上移动的“现代化城市”。这座“水上现代化城市”能够自如地在水上航行，有着顽强的生命力，抵御各种复杂多变的外部环境和自身可能产生的危险，适合人员居住和生活，能完成各种特定的作业。而轮机正是产生机械能、热能、电能和其他形式的能以满足船舶这座“水上现代化城市”需要的能源中心或动力场。

根据系统科学的观点，轮机是一个动力机械类性质的系统工程，不能把轮机理解成在机舱中或甲板上机械设备的简单组合。由此，根据组成船舶轮机的各种系统、机械和设备所起作用的不同，可以将其分为以下几个部分：

1．主推进装置—推动船舶航行的系统。包括主机及附属系统、传动设备、轴系和推进器。主机发出动力，通过传动设备及轴系驱动推进器产生推力，使船舶克服阻力以某一航速航行。

2.辅助装置—产生各种能量供应船舶航行、作业和生活设施的需要。包括供全船使用的船舶电站、辅锅炉、液压泵站和压缩空气系统等。

3.确保船舶生命力和安全的设备，以保证船舶的抗沉性和安全性。包括舱底水系统、监视及灭火系统等。当船舶货舱或机舱进水或发生火灾时，及时发现并消灭险情，以保证船舶安全。

4．确保船舶工作能力的设备，包括锚机、舵机、装卸货设备以及满足船舶各种专用功

能的设备，这些设备能满足船舶正常的靠离港、装卸货物以及其它用途。

5．保证船上人员正常生活的设备，包括通风系统、空调系统、照明系统、生活水系统等。这些系统及设备能为船上人员提供舒适的生活条件和工作环境。

6．能够有效环保地处理船舶产生的各种垃圾的系统，包括油水分离系统、生活污水处理系统以及焚烧炉等。这些系统及设备能有效地处理船舶生活场所及工作场所所产生的各种污染物，保证船舶不会对大气及海洋产生污染。

船舶轮机的组成情况大体如上所述，但不能一概而论。随着船舶的大小、种类、用途、航线等情况不同将会有所变化。

正如语言有其源远流长的发展历史一样，轮机也有其发展的历史根源。1791年，英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程；1872年，德国人施托尔策设计了一台燃气轮机，并于1900～1904年进行了试验，但因始终未能脱开起动机独立运行而失败；1905年，法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机，但效率太低，因而未获得实用。1920年，德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机，其效率为13％、功率为370千瓦，按等容加热循环工作，但因等容加热循环以断续爆燃的方式加热，存在许多重大缺点而被人们放弃。

随着空气动力学的发展，人们掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点，解决了设计高效率轴流式压气机的问题，因而在30年代中期出现了效率达85％的轴流式压气机。与此同时，透平效率也有了提高。在高温材料方面，出现了能承受600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢，因而能采用较高的燃气初温，于是等压加热循环的燃气轮机终于得到成功的应用。1939年，在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机，效率达18%。同年，在德国制造的喷气式飞机试飞成功，从此燃气轮机进入了实用阶段，并开始迅速发展。随着高温材料的不断进展，以及透平采用冷却叶片并不断提高冷却效果，燃气初温逐步提高，使燃气轮机效率不断提高。单机功率也不断增大，在70年代中期出现了数种100兆瓦级的燃气轮机，最高能达到130兆瓦。

与此同时，燃气轮机的应用领域不断扩大。1941年瑞士制造的第一辆燃气轮机机车通过了试验；1947年，英国制造的第一艘装备燃气轮机的舰艇下水，它以1.86兆瓦的燃气轮机作加力动力；1950年，英国制成第一辆燃气轮机汽车。此后，燃气轮机在更多的部门中获得应用。

在燃气轮机获得广泛应用的同时，还出现了燃气轮机与其他热机相结合的复合装置。最早出现的是与活塞式内燃机相结合的装置；50～60年代，出现了以自由活塞发气机与燃气轮机组成的自由活塞燃气轮机装置，但由于笨重和系统较复杂，到70年代就停止了生产。此外，还发展了柴油机燃气轮机复合装置；另有一类利用燃气轮机排气热量供热(或蒸汽)的全能量系统，可有效地节约能源，已用于多种工业生产中。

站在历史的船头看未来，轮机将向提高效率、采用高温陶瓷材料、利用核能和发展燃煤技术的方向发展。提高效率的关键是提高燃气初温，即改进透平叶片的冷却技术，研制能耐更高温度的高温材料。其次是提高压缩比，研制级数更少而压缩比更高

的压气机，再次是提高各个部件的效率。

通过对《轮机概论》这门课程的学习，从轮机的含义到轮机的历史及发展趋势，进一步地了解了轮机这个专业的特点及相关内容，增加了轮机管理及热工基本知识、船舶柴油机动力装置、船舶推进装置、船舶辅助设备、船舶甲板机械、船舶通用系统、船舶电器设备各方面的知识。