Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Судовые энергетические установки. Методические рекомендации

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

1 / 71 2 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

Министерство транспорта Российской Федерации

Московская государственная академия водного транспорта

Г.С. Акладная

Судовые энергетические установки

Альтаир - МГАВТ

Москва

2010

Акладная Галина Сергеевна

Судовые энергетические установки

Методические рекомендации

Компьютерная верстка: Шершакова Ирина

Подписано в печать _____. ______.2010

Формат 60x90/16. Объем 2,5 п. л.

Заказ № ______ Тираж экз.

Альтаир - МГА ВТ

117105 г. Москва, Новоданиловская набережная, д. 2, корп. 1

Министерство транспорта Российской Федерации

Московская государственная академия водного транспорта

Г.С. Акладная

Судовые энергетические установки

Методические рекомендации

Альтаир - МГАВТ

Москва

2010

Г.С. Акладная. Судовые энергетические установки. Методические рекомендации– М.: Альтаир-МГАВТ, 2010, 60 с.

Методические рекомендации предназначены для выполнения курсового

проекта по дисциплине «Судовые энергетические установки».

В методических рекомендациях рассматриваются вопросы выбора судовой

энергетической установки, типа и количества главных двигателей, движителей, способа реверсирования и типа главных передач, принципиальной тепловой схемы, основных ее параметров, способы обеспечения энергией вспомогательных механизмов и других потребителей. Рассматривается порядок разработки и методика проектирования дизельной энергетической установки судна. По согласованию с руководителем могут разраба-

тываться другие типы СЭУ.

Методические рекомендации могут быть использованы и в процессе дипломного проектирования.

Рассмотрены и рекомендованы для использования в учебном процес-

се на заседании кафедры «Судовые энергетические установки и автомати-

ка» (протокол № 1 от 30.08.2010 года). Рецензент – к.т.н., проф. В.С. Епифанов.

Издается по решению учебно-методического совета МГАВТ.

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие

учебно-методические материалы

ВВЕДЕНИЕ

Современное судно является сложным инженерно-техническим сооружением, включающим в себя последние достижения науки и техники. СЭУ является одним из важнейших комплексов этого сооружения, поскольку обеспечивает движение судна и снабжает всеми видами энергии, находящихся на нем потребителей. Выбор типа СЭУ представляет собой одну из наиболее ответственных задач при разработке проекта нового судна. Определение типа энергетической установки при проектировании судна предполагает выбор типа и количества движителей и главных двигателей, способа реверсирования и типа главных передач, принципиальной тепловой схемы, основных ее параметров, способа обеспечения энергией вспомогательных механизмов и др. потребителей, а также выбор метода обслуживания установки и степени ее автоматизации. При выборе СЭУ необходимо исходить из общих технико-экономических и эксплуатационных данных, к которым относятся:

 Тип и назначение судна;  Скорость хода судна на основных ходовых режимах;  Районы плавания судна, дальность плавания и автономность;  Определенные в первом приближении главные элементы судна , число и

тип движителей, требуемая мощность СЭУ;

 Ориентировочные данные, характеризующие режимы работы СЭУ на

ходу и на стоянке, среднегодовая продолжительность ходовых и стояночных режимов;

 Номенклатура и технические характеристики освоенного и намечаемого

к освоению основного оборудования СЭУ.

Цель и задачи курсового проектирования

Курсовой проект выполняется с целью закрепления теоретических знаний, полученных студентом в процессе обучения и приобретения навыков по обоснованию выбора, расчету и компоновке механизмов и оборудования судовой энергетической установки.

При работе над курсовым проектом студент должен помнить, что проект является его самостоятельной работой, и что он лично отвечает за принятые в проекте решения, правильность расчетов, качество выполнения проекта, соблюдение требований Правил Регистра, ГОСТов и т.п.

Поэтому в процессе всей работы над проектом студент должен приучатся защищать и доказывать правильность принятых им решений, а также анализировать свою работу и соблюдать сроки ее выполнения.

Большую помощь в выполнении проекта оказывает правильно выбранный прототип судна, который служит лишь для общей ориентировки и не может быть использован для простого копирования.

В качестве прототипа необходимо принимать современное судно, которое по своим основным характеристикам (назначению, водоизмещению, скорости хода и др.) близко к судну, указанному в задании на курсовой проект. На основании материалов прототипа в записке дается краткая характеристика этого судна и его энергетической установки: тип, район плавания, класс Регистра, габариты корпуса, водоизмещение, грузоподъемность или пассажировместимость, автономность состав главной и вспомогательных энергетических установок и т.п.

Состав, содержание и объем курсового проекта

Выполнение курсовой проект состоит из следующих элементов:

 Титульный лист  Задание по курсовому проекту  Содержание  Расчетно – пояснительная записка (с разработкой вопросов, определяе-

мых заданием по курсовому проекту)

 Список использованной литературы  Графический материал

Титульный лист, содержание, список использованной литературы относится к элементам оформления расчетно – пояснительной записки. К ним предъявляются определенные требования.

На титульном листе пишется полное наименование темы курсового проекта, фамилия и инициалы студента, его подпись, фамилия и инициалы преподавателя, его подпись. Приводится полное название кафедры: « Судовые энергетические установки и автоматика ». Весь текстовый материал на титульном листе выполняется черной пастой чертежным шрифтом или печатается на компьютере.

В содержании перечисляются все разделы пояснительной записки с указанием их начальных страниц. Примером может служить содержание настоящих методических указаний.

Расчетно — пояснительная записка должна включать разделы согласно



 гд

eеу

еу

заданию на курсовое проектирование. Текстовая часть расчетно — пояснительной записки должна быть краткой,

содержать обоснование выбранных элементов СЭУ, схем, принятых коэффициентов и других величин. После записи формулы должна быть приведена расшифровка величин, входящих в нее с указанием их размерености. Затем в формулу подставляются числовые значения величин, проводятся необходимые промежуточные расчеты и записывается окончательный результат Расчетно – пояснительная записка сопровождается иллюстрациями, графиками, эскизами, диаграммами, схемами и т.д. Каждый раздел проекта должен иметь кратко изложенные выводы.

В список использованной литературы включается все источники, использованные студентом в процессе работы, с указанием автора, наименования, издательства, года издания, количества страниц. Графический материал проекта выполняется карандашом или на компь- ютере, как правило, на стандартных листах формата А4.

Принципиальные схемы систем СЭУ (топливной, масляной, охлаждения, сжатого воздуха) вычерчиваются без соблюдения масштаба и действительного пространственного расположения ее составных элементов. Схемы должны быть выполнены компактно, но без ущерба для ясности и удобства их чтения. На схеме должно быть наименьшее число изломов и пересечений, каждая система должна содержать все составные элементы и иметь стандартные условные обозначения трубопроводов, арматуры и приборов.

На каждой схеме должны быть указаны не только судовая часть системы, но и трубопроводы систем собственно двигателя с указанием навешенных на него механизмов и устройств, относящихся к данной системе.(см. приложение 6 и 7)

Определение эффективной мощности СЭУ

В качестве абсолютного показателя мощности СЭУ используют эффективную мощность главной энергетической установки, которую определяют как сумму эффективных мощностей главных двигателей

Мощность главной энергетической установки, подведенная к движителям, отличается от эффективной мощности

валопроводе. Движитель, создавая движущую силу (полную тягу) преобразует энергию главной энергетической установки в энергию движения судна. Эту движущую силу называют буксировочной мощностью

Кроме потерь мощности в передаче и валопроводе значительная часть энергии главной энергетической установки расходуется на перемещение масс воды при работе гребных винтов, на преодоление трения их лопастей и ступиц о воду. Указанные потери энергии оцениваются пропульсивным КПД.

на величину потерь в передаче и в

Учитывая все перечисленные потери, эффективная мощность главной

првпn

еу











вп



пр

20,115,1 





41,5

энергетической установки определяется по формуле:

; кВт

где:

- КПД передачи;

- КПД валопровода, учитывающий потери на трение в под-

шипниках линии вала;

- пропульсивный КПД, учитывающий КПД гребного винта, взаи-

модействие винта и корпуса и неравномерность поля скоростей набегающего на винт потока воды.

- коэффициент запаса мощности, для улучшения

эксплуатационных качеств СЭУ целесообразно принимать

Буксировочная мощность

, которую необходимо затратить на создание

упора, преодолевающего силы сопротивления определяют выражением:

; кВт

где: R – сила сопротивления движению судна, кН;

ν – заданная скорость движения судна; м/с;

Сопротивление R определяется опытным путем в исследовательских бас-

сейнах, а также аналитическими методами, применяемыми при расчетах ходкости судна. В курсовом проекте рекомендуется определение буксировочной мощности по формуле адмиралтейского коэффициента

; кВт

где: Д – водоизмещение судна, т;

V – скорость движения судна, м/с;

- адмиралтейский коэффициент;

Значение адмиралтейского коэффициента резко меняется для различных

типов судов в зависимости от их размеров и скорости. Поэтому использование данной формулы может дать удовлетворительные результаты лишь в случае использования прототипа с одинаковым числом Фруда.

По опытным данным значения

составляют:

для больших пассажирских судов................................................ 270-340

для больших одновальных грузовых судов..................................600-650

для малых грузовых судов..............................................................200-300

для малых пассажирских судов......................................................150-200

Для предварительных расчетов можно принимать следующие значения пропульсивного КПД:

буксиры и траулеры.......................................................................0.30-0.55

торговые суда.................................................................................0.60-0.78

быстроходные лайнеры.................................................................0.55-0.70

пассажирские суда.........................................................................0.50-0.65

быстроходные катера.....................................................................0.55-0.70

КПД валопровода в зависимости от его конструкции, длины и способа пе-

редачи мощности от двигателя движителю колеблется в незначительных пределах: 0.97-0.98. КПД передачи зависит от ее типа и конструкции и составляет:

для одноступенчатых редукторов...........................................................0.97-0.98

для двухступенчатых редукторов...........................................................0.96-0.97

для реверс-редукторов.............................................................................0.94-0.95

для гидротрансформаторов.....................................................................0.87-0.89

для электропередачи постоянного тока... .............................................0.85-0.90

для электропередачи переменного тока.................................................0.90-0.94

В тех случаях, когда главный двигатель соединяется с гребным валом или редуктором гидравлической или электромагнитной муфтой, учитываются дополнительные потери в ней. КПД муфт составляет:

гидравлической.......................................................................................0.94-0.96

электромагнитной...................................................................................0.98

Выбор числа гребных валов

Выбор числа валов зависит от мощности установки, типа судна, его осадки, а также требований, предъявляемых к маневренности и живучести судна.

При выборе числа валов для транспортных судов в большинстве случаев предпочтение отдают одновальной установке с ВФШ. Такая установка мощностью до 25000 – 30000 кВт, как правило, обеспечивает достаточно высокий пропульсивный КПД, отличается простотой и удобством обслуживания, имеет минимальную массу, габариты и начальную стоимость. Однако с увеличение размеров и скорости хода транспортных судов наблюдается снижение их пропульсивных качеств. Это обусловлено как ухудшением работы гребного винта в неравномерном поле скоростей, так и значительным возрастанием коэффициента нагрузки одиночного ВФШ. Для сохранения величин пропульсивного КПД при увеличении размеров судов и мощности их ЭУ необходимо снижать частоту вращения ВФШ, что ведет к чрезмерному повышению его диаметра. В этом случае оказывается выгодным применение двух и даже трехвальных ЭУ, что одновременно обеспечивает повышение надежности ЭУ и маневренных качеств судна. Необходимость в многовальной установке возникает, когда требуется обеспечить судну высокие маневренные качества или повышенную живучесть энергетической установки, а также в случае мощности ЭУ свыше 30000 – 35000 кВт, которая не может быть эффективно переработана одним винтом из-за ограничения его диаметра. Хорошими маневренными свойствами должны обладать суда озерно – речного и прибрежного плавания, траулеры, буксиры, спасатели, ледоколы, па-

ромы, пассажирские суда. Поэтому для таких судов часто применяют многовальные дизельные установки, обычно двухвальные.

Важной задачей при проектировании многовальной установки является распределения мощности на каждый вал. В отличие от двухвальной, в трехвальной ЭУ мощность распределяется неравномерно, мощность среднего вала превышает мощность двигателей бортовых валов. При однотипных двигателях распределение мощности достигается путем изменения числа цилиндров.

Выбрав соответствующее число гребных валов, определяют мощность од-

ного главного двигателя: Nгд = Ne ∕ z, кВт, где z — число гребных валов

Выбор и обоснование типа СЭУ

Под выбором типа СЭУ при разработке проекта нового судна понимают:

 Выбор типа и количества главных двигателей и движителя;  Способа реверса и типа главных передач;  Параметров рабочего тела и принципиальной тепловой схемы;  Способа обеспечения электрической и тепловой энергией вспомога-

тельных механизмов систем ЭУ и общесудовых потребителей;

 Выбор системы управления установкой и степени автоматизации

управления;

Исходными данными для выбора типа СЭУ в общем случае являются:

 Тип и назначение судна;  Ориентировочная мощность главных двигателей на расчетных режи-

мах;

 Оптимальная частота вращения гребных винтов;  Район плавания, дальность плавания и автономность;  Ориентировочные расходы электрической и тепловой энергии на

общесудовые и технологические нужды на основных эксплуатационных режимах;

 Ориентировочные данные, характеризующие среднегодовые условия

использования судна (продолжительность ходовых и стояночных режимов);

 Основные требования к маневренным качествам судна

Для выбора и обоснования типа СЭУ необходимо:

 Дать краткое описание типа судна;  Указать основные требования, которыми должна отвечать СЭУ в со-

ответствии с условиями плавания, видом перевозимого груза, выполнения операции;

 Указать габариты и место расположения машинного отделения на

судне;

Затем произвести анализ различных типов СЭУ и выбрать оптимальный для данного судна вариант. Для этого необходимо рассмотреть отличительные особенности СЭУ судов различных типов и учесть влияние типа судна на состав и основные параметры СЭУ.

1 / 71 2 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]