54. Обобщенная диаграмма взаимодействия элементов пропульсивного комплекса.

Для более глубокого рассмотрения режимов работы ГД в составе СПК и определении его влияния на его элементы и комплекса в целом, на поле допустимых режимов наносят кривые относительно поступательной скорости судна.

V = const, она позволяет связать каждый режим ГД со скоростью судна, являющимся выходным параметром СПК. Полученные обобщающие диаграммы взаимодействия элементов СПК применимы для анализа, установившегося прямолинейного движения судна ВФШ. Каждая точка в поле допустимых режимов соответствует определенной мощности ГД, частоте вращения ГД и скорости судна во всем диапазоне возможных ходовых режимов. Она позволяет при минимальной исходной информации проанализировать эксплуатационные режимы или описания закономерностей связей элементов СПК на основе относительных значений скоростей:

V = V / V_o, = n / n_o, N = N / N_o с использованием относительного коэффициента упора и момента

K₁ = K₁ / K_o, K₂ = K₂ / K_o относительно значения поступи , .

О – обозначает величины соответствующие исходным, базовому режиму полного хода судна в грузу при исходном состоянии корпуса и винта и нормальных условий плавания, глубина под килем не менее 7 осадок, волнение и сила ветра не менее 3 баллов.

При постоянстве этих условий и малой поступи = 1, пропульсивного коэффициента и КПД передачи , режимные изменения соответствует пропорциональности скорости и n (частота вращения) V = n, / = 1.

Равенство относительных значений постоянны и базовые характеристики корпуса, гребного винта и ГД записываются в виде: = = V = 1; _{е ГД} = = = = ,

= = = = .

При сопротивлении корпуса, отличающегося от исходного имеем режим с новыми соотношениями скорости (V) и частоты вращения (n). Для новых значений поступь 1 и пропульсивного коэффициента .

Автомодельные характеристики будут:

M_{e ГД} = / = ; ;

; ; ; ;

Дополнительные величины: коэффициент сопротивления K = K / K_o; ;

Обобщенная диаграмма дает графическое представление о взаимодействии гребного винта и ГД при различных сопротивления корпуса судна.

; удобно для решения эксплуатационных задач по анализу и выбору режимов работы ГЭУ и судна.

Располагаем двумя данными относительно параметров ; , на диаграмме можно найти точку ‘’a” рабочего режима, определить и соответствующее ей абсолютные значения. .

Движение по винтовой характеристике можно использовать для оценки изменения скорости хода при изменении частоты вращения в пределах ограничения по N_{e доп} и n_доп .

55. КПД СЭУ.

Затраты энергии вспомогательного двигателя.

G_yQ_ну = G_гдQ_нгд + G_вдQ_нвд + G_вкQ_нвк

Общие затраты энергии на установку представлены произведением расхода топлива на установку.

Определяется суммой расхода энергии на главные и вспомогательные потребители. Соответственно расход топлива на установку равно G_y = G_гд + G_вд + G_вк с введением относительных величин расхода топлива на ГД: X = ВДГ: Y = Котел: Z =

Сумма долевых расходов топлива X + Y + Z = 1, а расчетная теплота сгорания условной смеси топлива: Q_ну = XQ_нгд + YQ_нвд + ZQ_нвк.

Произведения XQ_нгд / Q_ну, YQ_нвд / Q_ну, ZQ_нвк / Q_ну соответствуют долевым расходам энергии, а их сумма равна единице XQ_нгд / Q_ну + YQ_нвд / Q_ну + ZQ_нвк / Q_ну =1.

При незначительном различии в теплоте сгорания используемых сортов топлива 2 – 3 % значения Q_нгд, Q_нвд, Q_нвк можно принять одинаковыми и равными, например Q_н = 42000 кДж/кг, международный стандарт ISO, тогда долевые расходы топлива (X, Y, Z) будут выражать и долевые затраты энергии на главные и вспомогательные потребители. В оценке КПД соответственно ЭУ энергетический баланс замыкается в контуре МКО, без учета преобразований энергии на гребном винте и влиянии внешней среды, при работе судна без затрат энергии на обслуживание груза, полезная транспортная энергия определяется мощностью N_В подведенной к гребному винту, тогда КПД ЭУ равен отношению мощности на винте к общим затратам на всю установку.

с учетом эффективного КПД ГД (3600-секунд в часе)

, а долевые расходы энергии на ГД “x”, то исходные выражения преобразуется =

Сомножители правой части отражают потери:

1. реальные теплотехнические (в ГД в охлажденную среду (q_охл)) с уходящими газами q_газ и на преодоление внутренних сопротивлений, учитывающих механический КПД ).

2. В главной передаче = (потери валопровода q_вп, редуктора q_ред и в муфте q_муф).

= 1 – (q_вп + q_ред + q_муф)

3. Условные в виде относительных затрат энергии на ВДГ и ВПК

X = 1- (Y + Z).