潜水热水机用于加热自然界海水淡水,加热到一定温度的工质水通过泵和脐带输送到潜水服中,为潜水员的水下供暖提供重要的保障。目前,我国使用的潜水热水机为电加热式,它具有绿色环保、便于运输等优点,但是电加热式潜水热水机同时具有加热慢,能源利用率低,不适用于电力受限的小型船只等缺点,该缺点一定程度上限制了我国潜水事业的发展。本文的高效燃油式潜水热水机以0#柴油为燃料,具有加热快、效率高、适用范围广等优点,弥补了电加式潜水热水机的不足。本文的主要内容有:(1)燃油式潜水热水机结构设计:对0#柴油的油质进行了分析研究,计算了不同温度下烟气焓值和生成物组份,通过热平衡计算,求出了燃油式潜水热水机的热效率和耗油量。根据已知条件对燃油式潜水热水机的整体结构进行了设计,并对各零部件进行了三维建模,开展了燃油式潜水热水机的火焰筒传热和对流面传热计算,对系统整体进行了总热平衡校核,对燃油式潜水热水机各重要部件进行了强度校核。(2)燃油式潜水热水机力学性能、热力学性能分析:对锅筒元件进行了弹性力学分析,运用逆解法求出了锅筒的变形量、等效应力和等效应变。利用Workbench软件对锅筒元件进行了静力学仿真,并将仿真结果与理论计算结果进行了对比,分析了造成仿真结果出现误差的原因,对比结果证实了模拟仿真的正确性和精确程度,并对燃油式潜水热水机的其他重要零部件进行了静力学仿真分析,验证了零部件的强度。对火焰筒和螺纹管的热场进行了仿真模拟。(3)火焰筒热结构耦合分析:对火焰筒进行了热结构耦合分析,通过与只受静力场作用的仿真云图对比,分析了温度场对火焰筒的影响,研究了在热结构耦合作用下,火焰筒整体总变形量,强度等的变化情况。(4)燃油式潜水热水机热效率分析:分析了燃油式潜水热水机的热效率,并且指出了影响燃油式潜水热水机热效率的相关因素,对影响热效率的主要因素进行了分析和数学建模,建立了送风量模型和螺纹管对流传热模型,建立了其相关因素与热效率之间的关系式。对影响燃油式潜水热水机热效率的其他相关因素进行了分析,并且提出了相关解决方案。本论文设计了燃油式潜水热水机的结构,对火焰筒和螺纹管的热场进行了分析研究,对火焰筒进行了热结构耦合研究,优化了螺纹管的主要功能参数。通过本文的研究,了解了热水机热场分布对热水机的作用,清楚了热结构耦合对火焰筒的影响,确立了燃油式潜水热水机热效率的影响因素。