本论文选择的是质子交换膜燃料电池(PEMFC),其阴阳极反应式如下:

阳极:

阴极:             

选这个燃料电池主要因为它相较于其他燃料电池有下面几个优势:

    (1)工作温度低,启动快,能量密度高,寿命较长

(2)能量转换效率极高,在电极反应过程中,直接把化学能转化为电能,卡诺循环对其没有影响。

(3)可以实现零污染、零排放,水是其唯一的产物,高效节能,是环保型燃料电池。

(4)燃料电池内部结构简单,整个是如方形的形状,维修、拆卸以及保养都比较方便。

2。6  氢燃料电池推进的优点

相较于其他用柴油机或者其他电池推进的游艇,采用氢燃料电池推进有以下几个优点:

(1)氢燃料电池游艇续航时间较长,大约是传统游艇的1。5倍左右,大大提高了续航性能。

(2)氢燃料电池游艇节能环保,选的质子交换膜燃料电池可以实现零排放。

(3)氢燃料电池游艇充电时间较短,一般充氢只需要三到五分钟,而其他化学电池游艇大约需要几小时甚至十几小时,这样大大保证了游艇在短时间内可以快速充电完毕。

(4)氢燃料电池游艇明显减轻了游艇的负载,保证游艇的平衡性能较好,而且氢燃料电池,寿命较长,从长远角度看,氢燃料电池游艇有很高的性价比。

2。7  本章小结

游艇电力推进装置是整个游艇的动力核心,它主要依靠螺旋桨、推进电机以及传动轴系配合工作,使得船舶在各种工况下都能保证正常航行。 

游艇电力推进装置主要是一套可以发出各种能量,然后通过装置可以进行能量循环与转化的装置。传动轴系,推进电机所发出的能量,被推进器(一般为螺旋桨)转化为推动游艇行进的推力,从而使得船舶航行。所以,推进装置设备缺一不可,它们相辅相成,整个推进系统有船舶“心脏”之称。

在本论文中,整个推进系统较为简单,造价较低,维修方便,主要是通过燃料电池的化学反应,再将化学能转化为电能,传递给推进电机带动螺旋桨工作。

第三章 游艇结构布置与机桨匹配设计

通过对氢燃料电池游艇的推进原理的认识,本章主要研究以下内容:

(1)对游艇各层的舱室进行布置,作出布置示意图。

(2)对游艇推进系统的螺旋桨进行设计计算,完成对螺旋桨的空泡、强度校核以及其重量和惯性矩的计算。

(3)根据螺旋桨选择合适的推进电机型号。

3。1  游艇结构布置

3。1。1  游艇参数确定

通过查阅D29商务艇相关参数,确定游艇参数如下:

长:11。26m 宽:4。25m

吃水:0。8m 最大容纳量:8人

船重:2800kg

3。1。2  游艇结构布置

本游艇分为三层,各层之间以隔舱板隔开,各类设施较为完善。

游艇最底层为底舱,是推进系统放置处,不设有舱室。主要是推进电机、燃料电池模块、燃料箱、传动轴系以及螺旋桨。

中间层为豪华休息室,高达2m,设置有盥洗室,卫生间,卧室,餐厅,厨房。各个舱室有其不同功能。餐厅可兼顾与当休息室使用。

最高层为甲板,最前面为驾驶舱,驾驶舱设有独立床位,独立卫生间,以供航海使用。甲板中央设有会议室[12-14]。

游艇的侧剖图如图3。1所示:

图3。1游艇中纵剖图

游艇第一层横剖图如图3。2所示:

图3。2游艇底舱布置图

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