Министерство аграрной политики и продовольствия Украины

Керченский государственный морской технологический университет

Кафедра «Судовые энергетические установки»

Судовая энергетика

Методические указания по выполнению расчетно-графической работы для студентов дневной формы обучения, контрольной работы для студентов заочной формы обучения и выполнению расчета энергетического баланса при дипломном проектировании для студентов специальности

7.07010402 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

дневной и заочной форм обучения

Керчь, 2012

УДК 629.5.064

Автор: Хачиков С.В. ст. преподаватель кафедры СЭУ КГМТУ

Рецензент: Попов В.В. ст. преподаватель кафедры СЭУ КГМТУ

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры СЭУ КГМТУ,

протокол № 3 от 26.10.2012 г.

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации на заседании методической комиссии морского факультета КГМТУ,

протокол № 6 от 06.12.2012 г.

© Керченский государственный морской технологический университет

Содержание

1 Основные теоретические сведения_______________________________		4
	1.1 Общее уравнение теплового баланса_________________________	4
	1.2 Уравнение теплового баланса для судовой энергетической установки_______________________________________________	4
	1.3 Тепловой баланс ДВС_____________________________________	5
	1.4 Тепловой баланс котлов___________________________________	7
	1.5 Тепловой баланс теплообменных аппаратов__________________	9
	1.6 Тепловые балансы агрегатированного вспомогательного оборудования____________________________________________	11
	1.7 Понятие энергетического баланса___________________________	12
	1.8 Энергетический баланс СЭУ_______________________________	16
2 Порядок расчета______________________________________________		17
	2.1 Общий порядок расчета___________________________________	17
	2.2 Определение расчетного режима и коэффициентов загрузки оборудования ___________________________________________	17
	2.3 Расчет и выполнение графической части _____________________	17
Литература ____________________________________________________		42

1 Основные теоретические сведения

1. Общее уравнение теплового баланса

Тепловой баланс – это равенство между располагаемой теплотой и суммой полезной работы и потерь. Располагаемая теплота – это теплота, произведенная в результате сгорания топлива или полученная от внешнего источника энергии.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

_где

- располагаемая теплота;

- теплота, эквивалентная полезной работе;

- потери теплоты.

Тепловую эффективность работы оборудования принято оценивать коэффициентом полезного действия (КПД):

_e =

1.2 Уравнение теплового баланса для судовой энергетической установки

Потоки энергии в СЭУ имеют сложный ха­рактер, обусловленный на­личием нескольких видов энергии: химической энер­гии топлива, механической, электрической, тепловой — в виде энергии пара, горя­чей воды, выпускных газов, нагретого масла, потенци­альной сжатого воздуха или пара.

Для судовой энергетической установки с дизельной установкой, уравнение теплового баланса можно записать в виде:

где

- сумма химической теплоты, выделившаяся при сгорании топлива в главных и вспомогательных двигателях, парогенераторах, другом оборудовании;

- сумма эффективных мощностей главных двигателей, дизельгенераторов, котлов, другого оборудования, выраженная в мощностях потоков энергии;

- сумма потерь теплоты, раздельно для каждого вида потерь.

При расчете теплового баланса необходимо учесть использование вторичных источников энергии: теплоту и давление отработавших (выхлопных) газов, теплоту, отводимую от охлаждающего контура пресной воды самого дизеля и наддувочного компрессора и т.д. Например, сокращение паропроизводительности вспомогательных котлов за счет установки утилизационных котлов, или использование охлаждающей воды ДВС в водоопреснительных установках и т.д.

Судно в процессе эксплуатации имеет несколько режимов работы. Для промысловых судов основными режимами работы являются:

- ходовой режим перехода к месту промысла;

- работа на промысле;

- ходовой режим перехода от места промысла с продукцией;

- стоянка в порту;

- стоянка на рейде;

- аварийный режим;

- другие режимы.

На каждом из режимов двигатели и другое оборудование имеет разную загрузку. Так, для промысловых судов, если судно находится в ходовом режиме перехода к месту промысла, то главные двигатели работают в номинальном режиме, электростанция загружена на 20…30%, в случае установки утилизационных котлов – вспомогательные котлы практически без нагрузки, рефрижераторная установка загружена также мало. Если судно находится в ходовом режиме перехода от места промысла (с продукцией), то главные двигатели работают в номинальном или максимальном режиме, электростанция загружена на 30…40%, вспомогательные котлы загружены на 50…100 %, рефрижераторная установка загружена на 90…100%. То есть, в соответствии с загрузкой оборудования, для каждого режима работы судна существует свой тепловой баланс СЭУ.

Общий порядок расчета баланса и выбор расчетного режима работы судна изложен в разделе 2.

Если объектом дипломного проектирования является вспомогательное оборудование или механизм, то дополнительно к расчету общего теплового баланса СЭУ необходимо выполнить расчет теплового баланса указанного оборудования.