Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Судовые вспомогательные системы и механизмы. Курс лекций
.pdf
4
2
D
F
0
2
240
nDDz
Q
при
n
n
n
3
0
240
nz
Q
D
DS
V
D
Q
4
2
нагн
нагн
V
Q
d
4
вс
вс
V
Q
d
4
1 2 5
4
3
6
,
= 40 80 = 2,5 2
при
при
Зная D и коэффициент можно найти ход поршня:
Принимается V
= 80 150 = 2 1,2
= 150 350 = 1,2 0,5
= 1,5 2 м/с;
нагн
Vвс = 0,7 2 м/с.
;
Клапаны поршневых насосов и их расчет
.
Назначение: для соединения и разобщения всасывающей и нагнетательной полости
насоса.
На судах применяют два типа клапанов:
- тарельчатые (в насосах с малой и средней подачей);
- кольцевые (в насосах с большой подачей).
Принципиальная схема.
а) тарельчатый клапан б) кольцевой клапан
1 — корпус клапанной коробки;
2 — седло клапана;
3 — тарелка;
4 — пружина;
5 — шток;
6 — кольцевой клапан.
Требования к клапанам:
1) работа без стука;
2) потери напора должны быть минимальными.
Эти требования противоречивы, поэтому клапаны рассчитывают.
51
Расчетная схема.
0
2
0
4
V
d
zVfzQ
КЛ
КЛКЛКЛ
0
2
4VzQ
d
КЛ
КЛ
КЛ
z
КЛ
f
0
V
0
V
0
V
КЛ
d
n
h
600500
max
Н
КЛ
Р
d
max
31,0
Н
КЛКЛ
ddD 6,1
3
4
3
10
32
Еh
zRР
d
КЛ
ВВПР
ПР
ПР
Р
В
R
В
z
КЛ
h
КЛЖПР
GРP
Ж
Р
2
2
22
КЛ
КЛ
ВКЛЖ
h
d
R
V
fР
КЛ
G
2
2,05,1 DG
КЛ
D
V
0
d
кл
h
max
D
В
d
пр
,
где:
клапана;
— скорость на входе в клапан.
для нагнетательных клапанов
для всасывающих клапанов
= 2 3м/с.
Расчет начинают для одного клапана. Если
увеличивают число клапанов.
Высота подъема клапана
где n — число двойных ходов в одну минуту.
Толщина клапана
где: P
— максимальное давление нагнетания,
max
— допускаемое напряжение.
— количество клапанов;
= 3 4м/с,
— площадь проходного сечения
получился больше 60мм, то
,
,
Диаметр тарелки клапана
Е — модуль Юнга.
где:
— давление жидкости на клапан,
— вес клапана,
Расчет пружины
где:
— сила давления на пружину;
— радиус витка пружины;
— число витков;
— высота подъема клапана;
52
2
2,05,1
6,05,019
5,2 D
d
GdD
R
КЛ
КЛКЛ
В
Напряжение пружины от кручения
200
10
16
2
6
КЛ
ВПР
КР
d
RР
V
P
1.
2.
P
V
P V P
V
4.
3.
Индикаторная диаграмма поршневого насоса
и определение неисправностей по ней
МПа
1 — нормальная работа насоса;
2 — слабые пружины на клапане;
3 — насос подсасывает воздух;
4 — негерметичные клапаны.
Насосные установки речных танкеров
и плавучих нефтестанций
Элементы насосной установки: насосный агрегат. Состоит из насоса и приводного
двигателя.
Насосный агрегат смонтирован на одной раме по определенной схеме с
использованием комплектующего оборудования.
В состав насосной установки входит:
1. насосы (два грузовых, один зачистной);
2. приводной двигатель (ДВС, электродвигатель и др.);
3. герметичные уплотнения (устанавливаются на валу между насосом и двигателем);
4. вентиляторы (30 воздухообменов за один час);
5. КИП и газоанализаторы.
53
Типы грузовых и зачистных насосов
в
Q
Q
поршн.
центр.
роторн.
В
N
H
H
HВ N
В
N
Грузовые насосы служат для работы с основным грузом, а зачистные — удаляют
остатки груза.
Различают:
1. насосы для перекачивания маловязких жидкостей — центробежные насосы;
2. насосы для перекачивания вязких жидкостей — объемные насосы (поршневые,
винтовые);
3. универсальные насосы — центробежные насосы с использованием дополнительных
устройств, улучшающих процесс всасывания и нагнетания.
В качестве зачистных насосов используются винтовые или поршневые.
Подача грузовых насосов: для малых танкеров время грузовой операции — 3–5ч., для
средних — 5–7ч., для больших танкеров — 7–9ч.
Производительность зачистного насоса от 5% до 40% от производительности
грузового насоса и зависит от формы корпуса судна.
Насосные установки нефтяных станций
Насосные установки нефтяных станций служат для транспортировки светлых и темных
нефтепродуктов из несамоходных нефтяных барж на береговые станции или другие суда.
Нефтяные станции представляют собой понтон с дизель-генераторами и насосами.
Особенности работы центробежных насосов на вязких жидкостях
Сравнительные характеристики различных типов насосов.
Центробежные насосы используют как универсальные, внося дополнительные
конструктивные изменения в насос.
Заводы-изготовители снабжают паспорта центробежных насосов характеристиками для
работы на воде. Актуален метод пересчета характеристики насоса с воды на вязкую
жидкость.
Снижение напора связано с увеличением трения жидкости как в поверхностном слое,
так и в объеме перекачиваемой жидкости.
Гидравлический КПД уменьшается, объемный немного увеличивается.
Увеличение мощности происходит из-за увеличения механических потерь.
Насосы используются с коэффициентом быстроходности не более 70.
Существуют методы пересчета работы насоса на вязкой жидкости.
54
Метод Суханова
2
2
2
Dn
H
k
5
2
3
Dng
N
m
ВОДЫ
k
k
k
ВОДЫ
m
m
m
ВОДЫ
2
ReR
m’
k’
’
m’
’
k’
Re
Были введены следующие коэффициенты:
Коэффициент напора
Коэффициент мощности
Относительный коэффициент напора
Относительный коэффициент мощности
Относительная величина КПД
1. рассчитывают величину числа
Рейнольдса
2. по известной величине Re определяют
относительные коэффициенты. Дальше
пересчитывают величины напора, мощности, и по
характеристикам насоса получают
характеристики работы на вязкой жидкости.
Конструктивные мероприятия, улучшающие работу насоса на вязких жидкостях
1. увеличивают угол
до 600 и увеличивают ширину колеса. Это приводит к
2Л
уменьшению диаметра на выходе и снижению дискового трения.
2. уменьшают ширину уплотнительных колец.
3. используют колеса полуоткрытого и открытого типа. Подача при той же мощности
увеличивается на 30%.
4. используют дополнительные уплотнительные кольца на диаметре на выходе. Это
приводит к задерживанию жидкости в зазорах между колесом и корпусом, ее нагреву,
снижению вязкости и, следовательно, снижению трения.
5. для обеспечения бескавитационной работы используют центробежные насосы с
дополнительным осевым или струйным насосом.
55
Судовые вентиляторы
g
V
РРРP
ВЫХ
ДИНСТ
2
2
Судовым вентилятором называется машина с рабочим органом в виде лопастного колеса и
предназначенная для перемещения газа или воздуха при потерях давления не более 15кПа.
Колеса радиальных вентиляторов
С параллельными дисками
z = 40 60
лопасти загнуты вперед
применяется на низких давлениях.
С наклонным передним диском
z = 10 14
используется как вентилятор высокого и среднего давления
скорость на выходе до 80м/с.
Открытое колесо
предназначен для перекачивания воздуха
с механическими примесями
скорость на выходе до 100м/с.
Параметры работы вентилятора
Подача Q , напор H , КПД
Статическое давление
56
Давление Р
22
UF
Q
Q
2
2
U
P
P
2
2
2
U
P
P
СТ
СТ
3
22
UF
N
N
2
F
ALL
01
0
L
НВР
Т
ttС
Q
L
3600
2
Р
Рст
N
ст
Р
дин
Р
дин
Рст
Р
N
ст
Q
Статический КПД
ст
Характеристики вентилятора
Для серийно изготовляемых вентиляторов используют безразмерные характеристики
путем введения следующих коэффициентов:
,
где
— площадь боковой поверхности диска рабочего колеса.
Система судовой вентиляции
Система судовой вентиляции служит для:
1. удаления загрязненного воздуха и замены его свежим;
2. снижения температуры в помещении и предотвращения попадания загрязненного воздуха.
Вентиляция подразделяется на естественную и принудительную.
Пример расчета системы вентиляции
Расчет ведется по двум показателям:
1) количество приточного воздуха
[м3/ч],
где:
— количество воздуха на одного человека;
A — количество людей.
2) количество воздуха, необходимого для поддержания заданной температуры
,
57
где:
Т
Q
..РАДСОЛНОГРОСВ
ЛЮДЕЙ
Т
QQQQQ
Р
С
В
t
Н
t
1
L
2
L
LQ
ВЕНТ
V
L
d
ПОМ
4
V
V
V
LМ
РPP
ВЕНТОГРПОМ
QQQ
НВiiОГР
ttFRQ
i
R
i
F
НВРПОМВЕНТ
ttCnVQ
3600
1
— суммарный теплоприток
— теплоемкость наружного воздуха;
— плотность наружного воздуха;
По результатам расчета
— температура внутри помещения;
— температура наружного воздуха.
и
выбирают максимальное значение, а затем определяют
суммарное количество теплоты, которую нужно отвести.
3) определяют диаметр воздуховода
,
где: V — скорость движения воздуха
для магистрали принимается
для отростков
на входе в помещение
= 5 8м/с
= 1 2м/с.
= 10 15м/с
4) по диаметру и длине воздуховодов определяют сопротивления
5) по величине сопротивления определяют давление вентилятора.
Система отопления
Система отопления предназначена для поддержания заданной температуры воздуха в
помещении.
Типы систем отопления
1. водяная;
2. паровая;
3. воздушная;
4. электрическая.
Основы расчета системы отопления
1. определяются потери теплоты в отдельном помещении
,
где:
— коэффициент теплопередачи i-той поверхности;
— площадь, через которую теряется теплота.
,
58
где:
ПОМ
V
Р
C
ВСРГРГРПОМГР
ttFRQQ
ГР
F
ГР
R
ГР
R
СР
t
2
ХОЛГОР
СР
ttt
ВСРГР
ГР
ГР
ttR
Q
F
1
f
F
nГР
f
ПОТРЕБЛОБЩ
QQ
ОБЩВК
QQ 2,1
СИСТВК
VV 4,0
VttC
Q
d
ГP 0
4
МТР
hhh
— объем помещения;
n— количество обмена воздуха в один час;
— теплоемкость.
Для поддержания заданной температуры в помещении необходимо соблюдение
следующего условия:
,
где:
— общая площадь грелок (нагревательных элементов);
— коэффициент теплопередачи грелки
= 8 10Вт/м3К;
— средняя температура грелки;
.
2. определяют количество грелок
,
где
— площадь грелки, которая задается.
3. определяют общие потери теплоты
4. определяют теплопроизводительность вспомогательного котла
5. определяют объем воды котла
6. определяют диаметр трубопроводов системы отопления
где: V— расчетная скорость движения воды,
V= 0,2м/с для естественной циркуляции
V= 0,3 – 1,2м/с
7. затем определяют потери в трубопроводе
и по величине потерь определяют напор циркуляционного насоса.
59
Санитарная система
3
10
20
A
q
mQ
P
ЗАПСТАНЦ
ЗАП
m
ЗАП
m
ЗАП
m
P
q
3
..
10
20
2
A
q
kV
P
HЦН
H
k
H
k
H
k
3
1..
10
20
A
q
V
P
ЦЗ
1
1
1
3
2..
10...1,1
nn
РPPЦЗ
AqAqAqV
2
2
2
2
Санитарная система служит для снабжения экипажа и пассажиров питьевой водой и
удаления сточных и фекальных вод.
К санитарным системам относятся:
1. система водоснабжения (системы питьевой, мытьевой и забортной воды);
2. сточная;
3. фекальная;
4. система шпигат.
В состав системы водоснабжения входят станции подготовки питьевой воды. Они
бывают трех типов:
1) хлораторная;
2) с бактерицидными лампами;
3) озонаторы.
Основы расчета станции приготовления питьевой воды
1. производительность станции
где:
— коэффициент запаса,
=1,1 1,05 — для пассажирских судов
1,3 — для грузовых судов.
— расчетный расход воды на 1 человека в сутки;
A— число членов экипажа или пассажиров;
20 — время работы станции в сутки.
2. объем накопительной цистерны
где:
судов,
— коэффициент неравномерности потребления,
=3 — для грузовых судов
= 2 — для пассажирских
2 — число часов пикового расхода.
3. объем запасной цистерны
где
пассажирских судов,
— время прохождения загрязненных участков пути,
= 50 часов для остальных судов.
4. объем запасной цистерны при отсутствии станции подготовки питьевой воды
=
= 10 часов для
,
где
сутки для скоростных судов,
- время потребления запаса воды,
= 3 суток для остальных судов.
= 2 суток для пассажирских судов,
= 1
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]