- •А.А. Иванченко, а.М. Хандов Судовые энергетические установки Санкт-Петербург
- •Приложение 17. Основные показатели элементов муфт………………………..90
- •Общие положения
- •1.1. Учебные цели и задачи проекта
- •1.2. Выбор темы курсового проектирования
- •Структура, объём и содержание курсового проекта.
- •Выполнение и защита курсового проекта
- •2. Порядок выполнения курсового проекта
- •2.1. Оглавление
- •2.2. Введение
- •2.3. Анализ показателей судна и его энергетической установки
- •2.4. Обоснование состава главной энергетической установки
- •2.5. Выбор редуктора
- •2.6. Определение параметров согласованного гребного винта [12]
- •2.7. Расчет вспомогательной котельной установки
- •2.8. Расчет систем энергетической установки
- •2.9. Расчет нагрузки на судовую электростанцию и выбор дизель-генератора
- •Выбор источников тока
- •Проектирование судового валопровода
- •Определение положения центра тяжести машинного отделения
- •2.12. Разработка рекомендаций по использованию энергетической установки
- •2.13. Сопоставление показателей энергетических установок судна и проекта
- •2.14. Выводы
- •2.15. Библиографический список
- •3. Указания к оформлению курсового проекта
- •3.1. Порядок оформления пояснительной записки
- •3.2. Графическая часть
- •3.3. Форма задания на курсовой проект
- •Основные показатели резино-кордовых элементов муфт
- •Судовые энергетические установки
2.4. Обоснование состава главной энергетической установки
Целью данного раздела является обоснование и выбор главных двигателей.
Исходными данными при выборе главных двигателей являются:
мощность главной энергетической установки судна Ру ;
количество и частота вращения движителей nд .
Количество главных двигателей следует принимать равным числу их у судна, указанного в задании.
Требуемая мощность двигателей Рт определяется делением суммарной
мощности ЭУ на количество движителей или число главных двигателей судна.
Выбор марки дизелей производится из каталогов и справочников, а также из приложений настоящего пособия по их номинальной эффективной мощности. При выборе следует учитывать необходимость резерва мощности в пределах 10-20 % на компенсацию ухудшения технического состояния и отличие реальных условий эксплуатации от условий заводских стендовых испытаний. При этом следует ориентироваться на двигатели отечественного производства, отдавая предпочтение четырехтактным дизелям, имеющим меньшие удельные расходы топлива, масла и больший ресурс по сравнению с двухтактными аналогами. На судах небольшого водоизмещения и скоростных судах в качестве главных двигателей следует использовать высокооборотные дизели возможно меньшей массы и габаритов с достаточным уровнем надежности. При равных или близких значениях показателей экономичности и надежности приоритет следует отдавать дизелям, способным работать на более дешевых сортах топлива, в частности, на моторном. Некоторые марки судовых дизелей и их основные показатели приведены в приложении 7, а также в каталогах [9] и альбомах оборудования речного флота [10].
Предметом рассмотрения курсового проекта (первым вариантом задания) является достижение энергетической эффективности судовой энергетической установки, которая заключается в минимизации расхода топлив и масел, стоимости двигателя, утилизации теплоты двигателя, увеличении его ресурса, уменьшении площади, занимаемой им в машинном отделении.
В этом случае для обоснования марки главного двигателя необходимо в соответствии с указанными выше рекомендациями подобрать 2-3 двигателя разных марок, мощность которых близка (в диапазоне (110÷120%)Рт ) к требуемой, и сравнить их с установленными на судне по комплексному параметру качества.
Вторым вариантом задания на курсовое проектирование могут выступать требования об изменении скорости движения или тягового усилия. В этих случаях требуемая мощность главной энергетической установки определяется на основе гидродинамического расчета [1] или приближенно по формулам адмиралтейских коэффициентов:
Рут=Ру·Rtт·Vт/(Rt·V), кВт – для буксиров
или
Рут=Ру· (Vт/V)3,25, кВт, - для остальных видов водоизмещающих судов
где Рут и Ру – требуемая и существующая номинальная эффективная мощность главной энергетической установки судна, кВт;
Rtт и Rt – требуемое и существующее тяговое усилие, кН;
Vт и V – требуемая и существующая скорость движения судна с составом или в полном грузу, км/ч;
Для обоснования марки главного двигателя необходимо в соответствии с указанными выше рекомендациями подобрать 2-3 двигателя разных марок, мощность которых близка к требуемой в диапазоне 100÷120%Рт , и сравнить их с установленными на судне по комплексному параметру качества:
,
где Ко – комплексный параметр качества дизеля;
p=Pe/(l·s·h) – удельная мощность дизеля, кВт/м3 ;
Ре – номинальная эффективная мощность дизеля, кВт;
l, s и h – длина, ширина и высота дизеля в м;
Рmax – максимальное значение удельной мощности среди рассматриваемых дизелей, кВт/м3 ;
m=M/Pe – удельная масса дизеля, кг/кВт;
M – масса дизеля, кг;
mmin - минимальное значение удельной массы среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт;
bo – удельный эффективный расход топлива дизеля, кг/кВт·ч;
bomin – минимальное значение удельного эффективного расхода топлива среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт·ч;
b – удельный эффективный расход масла дизеля, кг/кВт·ч;
bmin – минимальное значение удельного эффективного расхода масла среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт·ч;
r - ресурс дизеля до капитального ремонта, тыс. ч.;
rmax – максимальное значение ресурса среди рассматриваемых дизелей, тыс. ч.;
j – условный показатель рода топлива, используемого дизелем (для тяжелого топлива j-1, а для легкого (дизельного) – j-0);
C=0,77*[(Pe0,87*r0,48)/(be1,58*b0,23)] – стоимость дизеля;
Сmin – минимальное значение стоимости среди рассматриваемых дизелей;
ai (i=1÷7) – коэффициенты весомости основных параметров, принимаемые в зависимости от типа судна (Σai=1). При выборе двигателей для крупных транспортных судов можно принимать a1=0,1; а2=0,12; а3=0,24; а4=0,14; а5=0,19; а6=0,14; а7=0,07. Сопоставление производят в табличной форме.
Таблица 4
Сопоставление параметров судовых дизелей
Наименование параметров, единица измерения |
Производитель и марка дизеля | ||
Штатный ГД |
Вариант 1 |
Вариант 2 | |
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Номинальная эффективная мощность, кВт Ном. Частота вращения коленчатого вала, мин-1 Реверсивность Род топлива Удельный эффективный расход топлива, кг/кВт·ч Ресурс до капитального ремонта, тыс.ч |
|
|
|
Продолжение таблицы 4
Габаритные размеры, м: длина х ширина х высота Масса, кг РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ Удельная мощность, кВт/м3 Удельная масса, кг/кВт Стоимость ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ: Удельная мощность Удельная масса Удельный расход топлива Удельный расход масла Ресурс Род топлива Стоимость КОМПЛЕКСНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА Тип главной передачи КПД СУДОВОГО КОМПЛЕКСА |
|
|
|
Реверсивному дизелю присваивается 1, а нереверсивному – 0;
Для дизеля, работающего на моторном и дизельном топливе, присваивается 1, а только на дизельном топливе – 0.
В качестве главного двигателя судна следует выбирать дизель, имеющий наибольшее значение комплексного параметра. При равных значениях Ко предпочтение отдается дизелю, который в составе главной ЭУ имеет больший КПД судового комплекса ηск.
В пояснительной записке приводится мотивированный выбор марки главных двигателей с указанием характеристик основных систем, навешенных механизмов, степени автоматизации и перечня поставляемого с дизелями оборудования (холодильников, пусковых баллонов и т.п.).