4 Выбор оборудования и устройств сэу

4.1 Система сжатого воздуха

Система предназначена для пуска дизелей, продувки трубопроводов и поддержания постоянного давления в пневмоцистернах, обеспечения работы пневматических инструментов, механизмов, тифонов и т.д.

В соответствии с “Правилами” устанавливаю на судне два компрессора: автономный с приводом от электродвигателя.

Пуск дизеля проводят сжатым воздухом с давлением 2,5  3 МПа. Запас сжатого воздуха в баллонах для пуска главного двигателя должен быть не менее чем на 6 пусков. Число баллонов не менее двух с равной емкостью. Для пуска вспомогательных двигателей должен быть предусмотрен хотя бы один баллон вместимостью достаточной для выполнения 6 пусков вспомогательного двигателя большей мощности. Трубы выполнены из стали Ст 20, горячекатанные, бесшовные. Арматура выполнена из бронзы.

Определяем емкость пусковых баллонов главного двигателя из условия 6 пусков двигателя. Суммарная емкость определяется по формуле:

м³

где: v = 9 м³/м³ – удельный расход воздуха на 1 м³ объема цилиндра двигателя;

V_s - рабочий объем цилиндра двигателя, м³;

м³

D_ц = 0,25 м – диаметр цилиндра двигателя;

S= 0,34 м – ход поршня;

z = 8 – число цилиндров двигателя;

n = 2 – число двигателей;

m = 6 – число последовательных пусков;

P_o = 0,1 Мпа – давление окружающей среды;

P = 3 Мпа – давление в баллонах для СОД;

P_min = 1,5 Мпа – минимальное давление при котором возможен запуск СОД.

. Выбираем стандартный объем пускового баллона 0,5м³

Объем тифонных баллонов:

м³

где: V_м = 3 м³/мин – расход свободного воздуха тифоном;

_c = 10 мин – время подачи сигнала для пополнения баллона;

P_1Т = 3 МПа – начальное давление в тифонном баллоне;

P_2Т = 0,5 МПа – минимальное давление в тифонном баллоне.

Стандартный объем тифонных баллонов 1,3 м³

Подача воздуха на вспомогательные механизмы производится из баллонов, объем которых считается следующим образом:

м³

где: v = 9 м³/м³ – удельный расход воздуха на 1 м³ объема цилиндра двигателя;

V_s - рабочий объем цилиндра двигателя, м³;

м³

D_ц = 0,106 м – диаметр цилиндра двигателя;

S= 0,127 м – ход поршня;

z = 6 – число цилиндров двигателя;

n = 2 – число дизель - генераторов;

m = 6 – число последовательных пусков;

P_o = 0,1 Мпа – давление окружающей среды;

P = 3 Мпа – давление в баллонах для СОД;

P_min = 1,5 Мпа – минимальное давление при котором возможен запуск СОД.

. Выбираем стандартный объем пускового баллона 0,025м³

Суммарный объем баллонов принимается равным:

V_∑=1+1,3+0,05=2,35м³

Подача компрессоров определяется из условия заполнения баллонов в течение 1 часа от P_min до рабочего давления.

Q_k = V_Σ^.(P-P_min)/(Р₀*t), м³/ч

где: V_Σ=2,35 м³ - суммарный объем баллонов главных двигателей, вспомогательных двигателей и тифона.

Q_k =2,35^.(3 –1.5)/(0.1*1)= 35,25 м³/ч=36м³/ч

4.2 Система охлаждения

Система предназначена для охлаждения двигателей и отвода тепла от рабочих жидкостей: масла, воды, топлива и от продувочного воздуха.

Состав системы: насосы (обеспечивают циркуляцию воды в системе), охладители (для отвода тепла в воду), расширительные цистерны (для компенсации объема и удаления воздуха из системы), терморегуляторы (поддерживают температуру воды и охлаждающей жидкости), трубопроводы, приемные кингстоны.

Подача насоса внутреннего контура определяется по формуле:

где: к_з = 1,25 – коэффициент запаса подачи;

а_в = 0,35*0,2=0,07 – доля теплоты, отводимая пресной водой;

b_e = 0,211 кг/кВт^.ч – удельный расход топлива ГД;

Ne = 700 кВт –мощность ГД;

= 42000 кДж – низшая теплота сгорания топлива;

 = 1000 кг/м³ – плотность воды;

с_в = 4.19 кДж/кг^.град – теплоемкость пресной воды;

t_вп = 10 ^оС – разность температур на входе и выходе из двигателя.

Подача насоса забортной воды определяется по формуле:

где: = 1,4 - коэффициент запаса, учитывающий расход забортной воды на охлаждение компрессора;

а_м = 0,04 - доля теплоты, отводимая с маслом;

C_вз = 4,2 кДж/кг·град - теплоемкость забортной воды;

t_вз = 15 ^оС - перепад температуры забортной воды.

С целью унификации насосы пресной и забортной воды рекомендуется принимать с одинаковой производительностью. Необходимый напор насосов должен быть не менее 0,25 МПа. Выбираем насосы с производительностью 25 м³/ч. Тогда мощность, потребляемая насосом, равна:

где: =1,2 - коэффициент запаса мощности,

Q = 25 м³/ч - подача насоса;

H = 250 КПа - напор;

 = 0,6 - к.п.д. насоса.

Поверхность охлаждения холодильника системы охлаждения:

где: к= 1400 кДж/м^2.ч^.оС - общий коэффициент теплопередачи для холодильников без турбулизаторов,

Dtср - средняя разность температур,

Dtср = ( t_п’ - t₃’) / (t_п’’ - t₃’’)=(90-5)/(80 -50)=17^оС

t_п’=90^оС - температура пресной (внутренний контур) воды на входе из двигателя;

t_п’’=80 ^оС -температура пресной (внутренний контур) воды на выходе;

t₃’=5 ^оС - температура забортной воды на входе ;

t₃’’=50 ^оС - температура забортной воды на выходе.