1. Показатели судовой дизельной установки

Судовые дизельные энергетические установки характеризуют­ся большим разнообразием параметров. Для определения целесо­образности применения и перспектив развития большое значение имеют технико-экономические параметры, важнейшие из кото­рых — затраты на создание и эксплуатацию установок, а также отдельные их составляющие. Затраты зависят от типа судна и ус­ловий его эксплуатации, цен на топливо и масло, заработной пла­ты обслуживающего персонала и уровня его квалификации, тех­нических параметров установки и др.

Эффективность пропульсивной установки, т.е. ее экономич­ность, надежность, маневренность, зависит также от правильного выбора типа двигателя, передачи и параметров гребного винта и его привода.

1.1. Энергетические показатели

К основным абсолютным энергетическим показателям судо­вых дизелей относятся эффективная мощность N_e, кВт, индика­торная мощность Ni, кВт, номинальная n и минимально-устой­чивая, мин^-1 частоты вращения и др.

Эффективная мощность, замеренная на фланце отбора мощ­ности коленчатого вала (КВ) дизеля, определяется по формулам: для дизелей с прямой передачей мощности на гребной винт (ГВ), N_e= 1,046·10^-4 М_еп,

где М_е — крутящий момент на ГВ, Н · м, л — частота вращения, мин^-1;

• для дизелей, работающих на ГВ и имеющих индикаторный привод,

где Pi — среднее индикаторное давление, МПа;

F— площадь поршня, м²; S — ход поршня, м;

— число цилиндров; ƞM— механический КПД дизеля;

Z — коэффициент тактности дизеля, для двухтактных дизелей Z = 1, четырехтактных Z = 2;

• для дизелей, работающих на генератор переменного тока,

: =

где J_ф — фазовый ток генератора, А; U_ф — фазовое напряжение на зажимах генератора, В; т_ф — число фаз; ƞ_г — КПД генератора; cos ϕ — коэффициент мощности; W — мощность генератора, Вт;

• для дизелей, работающих на генератор постоянного тока,

= ,

где J— величина тока, A, U— напряжение на зажимах генератора,В.

Индикаторная мощность дизеля : Ni = .

К относительным энергетическим показателям можно отнести:

• Цилиндровую мощность: = .

• Поршневую мощность: Nn = .

• Среднее индикаторное давление: Pi = , Pi= ,

где V_s — рабочий объем цилиндра; L_i — эквивалентная работа за цикл; F_i — площадь индикаторной диаграммы, мм²; l— длина ин­дикаторной диаграммы, мм; т — масштаб индикатора, мм/МПа.

• Среднее эффективное давление : Ре = Piƞ_m

К абсолютным мощностным показателям СЭУ относятся суммар­ная мощность Σ ГД пропульсивной установки, суммарная мощ­ность ГЭУ, передаваемая валопроводам, а также суммарная мощ­ность подведенная к движетелям, и мощность N СЭС СЭС, кВт.

Для СЭУ с прямой передачей от ГД к движителю эффективная мощность ГЭУ и составляют:

= Σ = ƞвп, где ƞ_вп — КПД валопровода.

Для СЭУ с непрямой передачей

ƞп

где ƞп - КПД передачи от ГД к валопроводу.

Величина ƞп может иметь разные значения для многомашин­ных и многовальных установок.

Для судна в целом используют показатель буксировочной мощности или мощности полезной тяги,

= ƞвпƞ= ƞвпƞВƞК ,

где ƞ — пропульсивный коэффициент; ƞ_р — КПД гребного винта;

ƞк — коэффициент влияния корпуса судна на работу винта. Относительными мощностными показателями СЭУ являются энергонасыщенность судна.

α_N= /D или α_N = /D

где D — полное водоизмещение судна, по грузовой марке, т; относительная мощность СЭС

α_N=

Значения относительных мощностных показателей ЭУ для различных судов приведены в табл. 6.1, а для а_э — на рис. 6.1.

Используют в качестве мощностного показателя и степень электрификации судна кВт/ч, представляющую собой отношение мощности СЭС к водоизмещению судна: /D.

Таблица 6.1