外部环境温度变化对船舶的影响分析

引言

温度作为常用的物理属性在人们的日常生活中经常被提及和使用,例如空气温度、水的温度、人体温度等,涉及生活的方方面面,温度的数值在生产生活中起着特别重要的作用,是一项十分重要的参数。远洋船舶经常跨多纬度、多经度长距离行驶,因此在行驶过程中经常遇到气温反复变换或温差变化较大的情况,为此,研究外部环境温度变化对船舶的影响就变得至关重要。本文将对船舶易受环境温度影响的方面及处理方法进行简要分析。

1制冷方面

科技的进步改变着人们的生活,制冷设备的诞生使得人们的生活环境变得更加舒适,食物的保存期限变得更长、口感更佳。当制冷设备应用到船舶上时,原本环境恶劣的海上生活也变得多姿多彩起来。

1.1环境温度上升对制冷方面的影响

（1）制冷效果。环境温度的上升会使压缩机（图1）的负荷上升,满负荷时温度的上升还会让制冷效果下降。

图1冰机压缩机

处理方法:减少房间、库房与外界的热交换,做好冷库保温。

（2）冷凝效果。环境温度的上升往往伴随着海水温度的上升,进而导致冷凝器冷凝效果变差,压缩机排气温度上升,有可能导致排气压力高而报警停机:同时制冷效果也会下降。

处理方法:清洁冷凝器,提升热交换效果,将冷却水进口阀开大并关小冷却水出口阀。

（3）媒水压力。在封闭的媒水系统中,由于制冷效果下降,制冷量达不到要求,媒水温度会上升,温度的上升会导致水中的小气泡汇聚。

处理方法:定期对管路进行放气处理,并定期补水保持管路压力在正常范围内。

1.2环境温度下降对制冷方面的影响

（1）制冷、冷凝效果。环境温度的下降会使得压缩机的负荷下降,制冷效果提升。环境温度的上升往往伴随着海水温度的下降,进而使得冷凝器冷凝效果提升,制冷剂过冷,有可能导致吸气压力降低。

处理方法:关小冷却水进口阀,开大冷却水出口阀。

（2）媒水压力。在封闭的媒水系统中,由于制冷效果提升,媒水温度会有所下降,媒水压力也就随之下降。

处理方法:需对媒水进行补水。

2管系方面

船舶管系对于船舶来说就如同血管之于人体,其为船舶输送各种需要的流体,如燃油、滑油、饮水、洗涤水、压载水、舱底水、压缩空气等,保证船舶的动力装置正常运行,为船员提供生活保障。管路系统由机械设备、阀件、管路、仪表附件等组成。由于远洋船舶一般船体较大,因此各种管系距离较长,在面对温度变化时热胀冷缩幅度较大,对管系的安全影响会变大。

2.1环境温度上升对管系方面的影响

（1）海水管路。海水温度的上升会加剧海水对管路的腐蚀,造成管路出现砂眼,同时可能会导致管路进气,影响设备运行安全性。

处理方法:加强对管线的安全巡视,在管路出现砂眼时及时堵漏,并对管路进行放气处理。

（2）连接附件。管路的连接方式一般分为法兰连接（图2）、螺纹连接、焊接连接、加布胶管连接。环境温度的上升会使管路产生一定量的膨胀,在连接处易产生应力集中,影响连接密封性。

处理方法:在环境温度上升时加强对管路连接处的检查,同时可在管路中增加一段波纹管,消减膨胀影响,避免连接处产生泄漏。

图2管路法兰

2.2环境温度下降对管系方面的影响

（1）水管路:当环境温度下降到冰点以下时暴露在外的管路内部容易结冰,影响液体流通效果,严重时会造成管路堵塞或胀裂管路。

处理方法:对暴露在外的管路进行保温处理,在管路不使用时可将管路中的水泄放掉。

（2）连接附件。环境温度的下降会使管路产生一定量的收缩,在连接处易产生应力集中,影响连接密封性。

处理方法:在环境温度下降时加强对管路连接处的检查,同时可在管路中增加一段波纹管,消减膨胀影响,避免连接处产生泄漏。法兰连接时也可对法兰螺栓进行紧固。

3液压系统方面

液压系统的分类有以下几种:按照液压回路的基本构成,可以把液压传动系统分为开式系统和闭式系统:按照液压系统的主要功能,可以分为传动系统和控制系统:按照实现速度控制的方式,可以分为阀控制和泵控制:按照换向阀中位状态,可以分为开中位和闭中位。

3.1环境温度上升对液压系统方面的影响

（1）液压油油箱油位。当环境温度上升时液压油会发生膨胀,体积增大,可能造成油箱溢流。

处理方法:在加注液压油时切忌加满,留出膨胀空间。

（2）液压油管路（图3）。环境温度的上升将使得油温升高,液压油的黏性下降,造成管路泄漏增加,导致场地污染。

处理方法:加强通风,并及时清理泄漏的液压油。

（3）传动比。环境温度的上升会使得油温升高,液压油发生膨胀,密度降低,在大负载工作情况下将导致传动比不稳定且精度下降。

处理方法:加强通风,降低油温。

3.2环境温度下降对液压系统方面的影响

（1）液压油油箱油位。当环境温度下降时,液压油会发生收缩,体积减小,可能造成油箱低液位。

图3液压油管路

处理方法:向油箱内添加适量的液压油。

（2）能耗。环境温度的下降会使得油温下降,液压油的黏性提高,流通受阻,效率下降,能耗提升。

处理方法:减少空气流动,通过加热装置提高环境温度。

4船体方面

古代人们利用木材建造船舶,随着科学技术的发展,人们渐渐开始用钢铁来建造船舶,并且船体越建越大。由于材料的热胀冷缩特性,体积越大、长度越长的物体,在热胀冷缩的情况下形变越大,现代远洋货轮排水量都较大,因此受温度影响较大。

4.1环境温度上升对船体方面的影响

（1）凝水。当船舶驶入高温海域时,环境温度上升,湿热的空气进入船内,遇冷会产生大量的凝水,例如液舱舱壁、饮水管路、冷媒水管路（图4）等处,如不及时清理,这些凝水会加剧船体的腐蚀,危害船体结构,影响船舶安全。

图4船舶冷媒水管路

处理方法:随手关闭船舶对外水密门,减少湿热空气进入船内。及时清理凝水,对低温管路做好保温措施。

（2）受力。环境温度上升会使得材料（图5）发生一定量的膨胀,船体内应力也会发生变化,船体强度薄弱点易发生变形。

处理方法:对局部结构进行加强处理。

4.2环境温度下降对船体方面的影响

(1）凝水。当船舶驶入低温海域时,环境温度下降,冷空气进入船内与船内热空气汇合,形成凝水,易对船体造成腐蚀,并影响人员行走安全。

处理方法:及时清理凝水并随手关闭对外水密门,减少冷空气进入。

(2）受力。环境温度下降会使得材料发生一定量的收缩,船体内应力也会发生变化,船体强度薄弱点易发生变形。

处理方法:对局部结构进行加强处理。

5结语

本文对船舶易受温度影响的方面进行了分析介绍,并就如何降低温度对这些方面的影响提出了解决方案,为今后此类问题的处理提供了参考。