随着经济全球化的发展,世界各国之间的对外贸易日益增多,船舶是目前国际贸易的主要运输方式之一,具有适合远距离、大运量运输的特点。但是航运在为世界经济发挥作用的同时也带来了相应的能耗问题和环境问题。因此,对于船舶节能方向开展深入研究十分必要,充分回收利用相关的余热能量。温差发电技术一种具有结构简单、可靠性高、无运动部件等优点的热电转换技术,对低品位热源的余热回收具有重大意义。本文针对柴油机排烟余热回收利用,基于温差发电技术和脉动热管高效传热技术,开展相关研究,主要完成工作如下:(1)根据WP2.1D18E2柴油机的排烟参数设计脉动热管式温差发电系统;(2)结合所设计的系统,建立温差发电系统理论模型,计算温差发电系统的柴油机的排烟参数和冷源温度分别对温差发电装置热电输出性能参数的影响;(3)根据理论设计模型搭建实验台。开展实验研究柴油机工作负载、冷源温度分别温差发电装置的输出功率和热电转换效率的影响,将实验结果与理论计算进行对比分析。结果表明:(1)随着排烟流量和排烟温度的提高,温差发电系统输出功率和热电转换效率显著提高;(2)随着冷源温度的升高,温差发电系统的发电性能逐渐降低。冷源温度每增加5℃C,系统的输出性能平均降低4.27%。热电转换性能平均降低2.2%。(3)与普通铜管的传热相比,脉动热管的高效传热极大地提高了温差发电系统装置的发电性能。(4)随着柴油机工作负载从空载至15kW变化,系统的输出功率和热电转换效率大幅度显著提高。柴油机的工作负载每增加3kW,系统的最大输出性能平均提高92%,热电效率性能提高39%。(5)本文所设计的脉动热管温差发电装置,在冷源温度为20℃C,3组热电模块的最大输出功率为49.86W,热电转换效率为5.62%。