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船舶机械原理与设计 内容简介 本书系统阐述了现代船舶动力装置、机械设备的设计、计算、运行与维护等方面的基本原理与工程应用。全书内容涵盖船舶动力系统的各个关键组成部分，旨在为船舶工程、海洋工程相关专业的学生及从事船舶设计、建造、管理和维修的工程师提供全面、深入的技术参考。 第一部分：船舶动力系统基础 本部分首先介绍了船舶动力系统的基本构成、分类及其在不同类型船舶中的应用特点。重点讲解了船舶动力系统设计的原则、性能评估指标以及能源效率的优化策略。 船舶动力系统概述： 探讨了机械推进、电力推进和混合动力系统的发展历程与技术现状。详细分析了不同动力系统的优缺点，以及在特定航运场景下的适用性。 船舶主要设备布局与管路系统： 讲解了主机、辅机、传动装置、冷却系统、润滑系统等核心设备的合理布置原则，确保船舶安全性和可维护性。对复杂的管路系统（如燃油系统、淡水系统、压载水系统）的设计规范、管材选择及布置要求进行了详细说明。 第二部分：船舶主机原理与结构 本部分深入剖析了船舶最核心的动力来源——船用主机的设计与工作原理，主要聚焦于现代船用中速和低速柴油机。 船用柴油机热力学基础： 复习和深化了往复式内燃机的工作循环理论，重点讨论了如何适应船舶工况（如变负荷、长时间运行）的优化技术。 柴油机结构与性能分析： 详细介绍了船用柴油机的主要运动部件（曲柄连杆机构、配气机构）的结构特点、受力分析及材料选择。阐述了柴油机性能参数（如比油耗、扭矩特性）的测试与标定方法。 增压技术与排放控制： 深入探讨了涡轮增压系统的原理与应用，包括高压、中压增压器的匹配计算。结合日益严格的环保法规，详细讲解了船用主机低排放技术（如SCR、EGR）的设计与集成方案。 第三部分：船舶传动与推进装置 本部分集中研究如何将主机产生的动力有效地传递给螺旋桨，并最终转化为推进船舶前进的推力。 齿轮箱与联轴器： 阐述了船用减速齿轮箱的设计要求、齿轮强度计算（弯曲强度和接触强度）及润滑技术。分析了不同类型的联轴器（弹性联轴器、刚性联轴器）在吸收振动和补偿不对中方面的应用。 轴系设计与校中： 详细介绍了船舶轴系的组成（惰性轴、中轴、推力轴）及材料选择标准。重点讲解了轴系强度校核（扭转强度、弯曲强度）和精确校中技术，确保轴系平稳、可靠运行。 螺旋桨原理与选型： 从流体力学角度分析了螺旋桨的工作特性，包括空泡的产生与抑制。系统介绍了各种类型的螺旋桨（固定螺距、可调螺距）的设计计算方法，以及如何根据船型、航速和主机特性进行匹配选型。 第四部分：船用辅助机械与系统 本部分涵盖了维持船舶正常运行必不可少的各类辅助机械设备及其配套系统。 船用泵与压缩机： 详细介绍了离心泵、往复泵在燃油、冷却水、压载水、消防系统中的应用原理与选型计算。探讨了空压机、制冷压缩机的工作原理、性能参数与维护要点。 船舶热交换器： 重点研究了各种船用冷却器（如海水冷却器、淡水冷却器）和加热器（如燃油加热器）的设计原理、传热计算及防腐蚀措施。分析了不同结构（管式、板式）换热器的适用场合。 起重设备与系泊机械： 介绍了船用起货机、绞缆机、起锚机的液压或电力驱动原理、设计载荷计算及其安全操作规范。 第五部分：船舶动力系统集成与控制 本部分关注现代船舶动力系统的智能化、自动化趋势，探讨监控、诊断与遥控技术在船舶工程中的应用。 船舶能源管理与监控系统（SEMS）： 阐述了集成化监控系统的架构设计，包括数据采集、故障诊断和性能趋势分析。讨论了如何通过实时数据优化燃料消耗。 动力系统自动化控制： 介绍了主/辅机调速系统、保护系统及自动负荷分配控制逻辑。重点分析了自动起动、停机顺序的实现与可靠性设计。 振动与噪声控制： 分析了机械振动和噪声的产生源及传播途径。讲解了隔振基础设计、声屏障设计以及主动降噪技术在船舶工程中的应用，以提高船员舒适度和船舶隐蔽性。 第六部分：船舶维护、安全与规范 本部分强调船舶全生命周期的管理理念，聚焦于设备维护、可靠性工程以及遵循国际海事法规。 可靠性与寿命周期管理（RCM）： 讲解了如何运用可靠性工程方法对关键设备进行故障模式与影响分析（FMEA）。制定科学的预防性维护计划和状态监测策略。 船级社规范与国际法规： 系统梳理了IMO、SOLAS等国际公约对船用机械设备提出的强制性要求，特别是关于防火、防爆、安全阀设置及压力容器设计的规范。 腐蚀与防护： 探讨了海水、高温高盐环境对船舶机械设备的腐蚀机理。介绍了阴极保护、涂层保护及材料替代等多种有效的防腐蚀技术。 本书内容结构严谨，理论分析与工程实例紧密结合，图表丰富，有助于读者建立完整的船舶动力系统认知框架，提升解决实际工程问题的能力。
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