
- •Введение
- •Преобразование энергии в энергетических установках
- •Классификация судов по типам сэу
- •Глава 1. История развития и современность судовых энергетических установок
- •Первые пароходы
- •Начало промышленного пароходостроения
- •Суда с паротурбинными установками (пту)
- •Суда с двигателями внутреннего сгорания (двс)
- •Суда с газотурбинными установками (гту)
- •Суда с ядерными энергетическими установками (яэу)
- •Глава 2. Термодинамика
- •Общая схема преобразования тепла в работу
- •Термодинамическое рабочее тело и его параметры
- •Уравнение состояния идеального газа
- •Термодинамический процесс, термодинамическая система координат. Графическое изображение состояния рабочего тела и термодинамических процессов
- •Равновесные и неравновесные процессы. Виды равновесных процессов
- •Законы идеального газа (газовые законы)
- •Теплоемкость
- •Первый закон термодинамики
- •Анализ термодинамических газовых процессов
- •Круговые процессы (циклы)
- •Запись первого закона термодинамики для прямых и обратных циклов
- •Величины, характеризующие прямые и обратные циклы
- •Цикл Карно
- •Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики
- •Глава 3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания (двс)
- •Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания
- •Основные определения двс
- •Классификация судовых двс
- •Маркировка
- •Принцип действия четырехтактного двигателя
- •Принцип действия двухтактного двигателя
- •- Выпускной клапан
- •Циклы поршневых двс
- •Наддув дизелей
- •Показатели работы двс
- •Конструктивное исполнение судовых двс
- •- Цилиндровая втулка; 5 - крышка цилиндра; 6 - блок-картер
- •Состав и свойства топлив, применяемых в двс
- •Смазочные материалы для двс
- •Глава 4. Паротурбинные, газотурбинные и ядерные энергетические установки. Судовые котлы
- •Принцип действия турбин
- •Паротурбинные установки (пту)
- •Газотурбинные установки (гту)
- •Ядерные энергетические установки (яэу)
- •Главные и вспомогательные котлы
- •Глава 5. Судовые системы
- •Система смазки
- •5. 2. Система охлаждения
- •Топливная система
- •Система сжатого воздуха
- •Система газовыпуска
- •Осушительная, балластная и противопожарная системы
- •Система вентиляции и кондиционирования воздуха
- •Система отопления
- •Глава 6. Передачи и валопровод 6.1. Передачи
- •Валопровод
- •Глава 7. Основы проектирования судовых энергетических установок
- •Общие требования и рекомендации
- •Расположение машинно-котельного отделения (мко) на судне и размещение в нем основного механического оборудования
- •Вопросы для итогового контроля
- •Масляная судовая система - назначение, принципиальная схема.
- •Судовая система охлаждения - назначение, принципиальная схема.
- •Система сжатого воздуха - назначение, принципиальная схема.
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Глава 1. История развития и современность судовых
- •Глава 2. Термодинамика 20
- •Глава 3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания (двс)... 48
В 1958 г. отечественное
судостроение начало строительство
крупной серии сухогрузных судов
типа «Ленинский комсомол», с главной
паротурбинной установкой мощностью
14000 кВт. Дальнейшим
развитием отечественных ПТУ явились
установки мощностью 22 000 кВт для
крупнотоннажных танкеров типа «Крым».
В настоящее время
паровые турбины используются в основном
в ядерных установках.
Первый промышленный
двигатель внутреннего сгорания был
сконструирован в 1860 году Ленуаром
(Франция). Это был двухтактный двигатель,
работавший на светильном газе с
воспламенением от электрической свечи.
Немецкий инженер Отто в 1876 году
создал четырехтактный газовый двигатель,
получивший широкое применение в
промышленности. Рудольф Дизель в 1896
году осуществил ДВС с воспламенением
от сжатия. Российский исследователь
Тринклер в 1904 году предложил цикл со
смешанным сгоранием.
Готтлиб Даймлер в
1885 году предложил использовать наддув,
т.е. принудительное нагнетание
воздуха в цилиндр двигателя.
Первый промышленный
дизель построен в 1899 году в С.-Петербурге
на заводе Нобеля, который в 1898 году
купил патент у Рудольфа Дизеля. На
заводе конструкция двигателя была
существенно переработана с целью
обеспечения его работы на сырой нефти.
В 1903 году в России построен первый в
мире теплоход - наливное трехвинтовое
судно с тремя отечественными ДВС. В
1904 году в Киеве построена первая в
мире электростанция. Существенный
вклад в развитие ДВС внесли отечественные
ученые Бриллинг, Мазинг, Стечкин,
Гриневецкий и др.
Первое достаточно
крупное дизельное судно - самоходная
нефтеналивная баржа «Вандал» - было
построено в России (1903 г.) для перевозки
каспийской нефти в Санкт-Петербург.
Корпус был изготовлен на Сормовском
заводе, двигатели установлены на
заводе «Людвиг Нобель» в С.-Петербурге
(с 1920 г. - «Русский дизель»).
В 1904 г. была построена
нефтеналивная самоходная баржа «Сармат»
с приводом гребного электродвигателя
на винт. Состав СЭУ: два четырехцилиндровых
дизеля мощностью по 132,5 кВт и частотой
вращения 240 об/мин. Коммерческое
использование теплоходов показало,
что их энергетические установки являются
значительно более экономичными, чем у
пароходов.
Краткая хронология
развития судового двигателестроения:
1905 г. Построен первый
относительно мощный двухтактный
реверсивный дизель фирмы «Зульцер»,
установленный на швейцарское озерное
сухогрузное судно в 1906 г. Характеристика
СЭУ: двигатель - двухтактный
четырехцилиндровый реверсивный,
диаметр цилиндров 175 мм, ход поршня 250
мм, мощность 66 кВт при частоте вращения
375 об/мин.
Суда с двигателями внутреннего сгорания (двс)
г. C.-Петербургский
завод «Людвиг Нобель» приступает к
постройке для военного флота
четырехтактных трехцилиндровых
быстроходных дизелей типа Д мощностью
по 88,5 кВт при частоте вращения 400 об/мин.
Первые машины устанавливаются на
подводной лодке Балтийского флота
«Минога».
г. На Коломенском
заводе построен первый танкер класса
река-море «Дело», длиной 108,4 м и дедвейтом
4200 т. Состав СЭУ: два четырехтактных
четырехцилиндровых нереверсивных
дизеля мощностью по 340 кВт.
1910 г. Регистр Ллойда
присваивает класс первому морскому
нефтяному танкеру с дизельной
энергетической установкой «Вулкан».
1912 г. В Копенгагене
строится первый океанский теплоход
(«Зеландия») с четырехтактными
реверсивными дизельными двигателями
фирмы «Бурмейстер и Вайн». Состав СЭУ:
два четырехтактных восьмицилиндровых
дизеля мощностью 932 кВт, 140 об/мин.
1912 г. В Гамбурге
строится первый океанский теплоход
(«Монте Пене- до») с двухтактным
реверсивным дизельным двигателем фирмы
«Зулцер». Состав СЭУ: два двухтактных
шестицилиндровых
дизеля мощностью 1250 кВт, 160 об/мин.
Высокая энергетическая
эффективность судовых двигателей
внутреннего сгорания обусловила их
массовое внедрение на флоте, но главный
результат их изобретения связан с
формированием нового класса военных
кораблей - подводных лодок,
представляющих серьезную опасность
для всех без исключения типов надводных
судов.
Поворотным моментом
в становлении судового дизелестроения
стала дата 22 сентября 1914 г., когда
вблизи от побережья Голландии немецкая
дизельная подводная лодка U-9
водоизмещением 600 т и с командой в 28
человек за 1 час 15 минут потопила
Британские крейсера «Абукир», «Кресси»
и «Хог» (суммарным водоизмещением 36
тыс. т, с 1459 моряками на борту). Подводный
флот и дизелестроение становятся
фактором национальной безопасности
промышленных стран мира, а задача
разработки энергетических установок
для подводных лодок становится
приоритетной для всех ведущих
морских держав.
Существенное
увеличение грузоподъемности судов с
дизельными двигателями привело к
тому, что суда с паровыми турбинами
оказались эффективными только при
сочетании достаточно большой мощности
и дедвейта судна, что было характерно
только для линейных кораблей военного
флота и гражданских пассажирских
судов.
Выполнение всех
известных к этому времени критериев
выбора типа СЭУ, в сочетании с
физико-химической безопасностью
применяемого топлива, способствовало
массовому внедрению ДВС на флоте, а
владельцы торговых и рыболовных судов
начали постепенно переходить на
использование более эффективных
тепловых машин, получивших
название «дизельный двигатель», или
«дизель». В настоящее время дизели
занимают доминирующее положение на
флоте и, вероятно, сохранят его и в
обозримом будущем.
Современные дизели
работают на тяжелых, т.е. более дешевых
сортах топлива, имеют достаточно
низкий расход топлива, а с учетом
утилизации тепловых потерь КПД
достаточно мощных
малооборотных дизелей (МОД) может
доходить до 55 %.