1. Гпк с гту 5500л. Бритиш Томпсон Хаустон обладает меньшей экономичностью чем гпк с гту 4 спгг gs-34. Коэффициент изменения к.П.Д. Равен:

2. Удельный расход топлива у гпк с гту 5500л.С. Больше, чем у гпк с гту 4 спгг gs-34

4 СПГГ GS-34. Коэффициент изменения удельного расхода топлива равен:

3. Удельная масса ГПК с ГТУ 4 СПГГ GS-34 меньше массы ГПК с ГТУ 5500л.с. Бритиш Томпсон Хаустон.

Коэффициент изменения удельной массы равен:

Окончательное суждение о преимуществах этих типов ГПК можно сделать после анализа энергетической, эксплуатационной и экономической эффективности.

3. Определение пропульсивной мощности и мощности гд.

В задании на КР заданы главные размерения судна, техническая скорость и коэффициент полного сопротивления движению судна. Располагая этими данными можно определить буксировочное сопротивление и буксировочную мощность.

Буксировочное сопротивление определяется по следующей формуле:

где кг/м³- плотность морской воды

Коэффициент общей полноты определяется по следующей формуле:

где м³

Площадь смоченной поверхности, которая определяется по формуле Семеки В.А. т.к. судно-прототип имеет :

м²

Скорость судна в задании в узлах, поэтому переведём узлы в м/с.

м/с

Полученные значения подставляем в формулу

Н =470,832 кН

Буксировочная мощность.

кВт

Пропульсивный КПД винта:

где =0,69- КПД винта в свободной воде,

=0,07- коэффициент засасывания,

=0,05- коэффициент попутного потока.

Определяем пропульсивную мощность (мощность подведенную к гребному валу)

кВт

Чтобы определить мощность на выходном фланце главного двигателя, необходимо учесть потери трения в подшипниках валопровода и в прямой передаче.

Эти потери оцениваются: =0.97…0.99 - КПД валопровода

=0,975…0,985 - КПД передачи

Принимаю: =0,98

=0,985.

Мощность главного двигателя:

кВт

Выводы:

На основании выполненных расчётов, заданного прототипа судна, принимаю решение:

1. Установить в качестве главного двигателя, газовую турбину 5500л.с. Бритиш Томпсон Хаустон с максимальной мощностью кВт;

2. Для обеспечения расчетной пропульсивной мощности установить две таких турбины, работающих на один гребной вал.

3. Коэффициент использования максимальной мощности α_ен = 0,934, при этом пропульсивная мощность будет:

кВт

4. Установка двух ДВС повышает надежность судна. При работе одного двигателя судно будет двигаться со скоростью:

Где - пропульсивная мощность при работе одной ГТУ,кВт;

= 7288,45 кВт – рассчитанная пропульсивная мощность;

- скорость судна при работе одной ГТУ, уз;

=21 уз – скорость судна согласно заданию.

уз.

4. Комплектация тепловой схемы главного пропульсивного комплекса (гпк).

Согласно заданию на курсовую работу задана газотурбинная установка. В состав ГТУ входят две ГТУ ….. ГТУ работают на гребной вал через зубчатую передачу.

Структурная схема ГПК показана на рис.1.

Рис.1 Структурная схема ГПК: 1-трехступенчатый редуктор; 2- газовая турбина низкого давления; 3- газовая турбина высокого давления; 4- компрессор низкого давления; 5- компрессор высокого давления; 6- камера горения (сгорания); 7- топливный насос – регулятор; 8- шестеренный масляный насос с приводом от двигателя; 9- автоматический распределитель топлива (АРТ); 10- шестеренный масляный насос редуктора; 11- воздухоохладитель; 12- регенератор.

На тепловой схеме главного пропульсивного комплекса (ГПК) должны быть показаны: топливная, масляная системы, система охлаждения.

Топливная система обеспечивает подачу топлива к газотурбинным двигателям, к приводам электрогенераторов, к вспомогательным паровым котлам.

Устройства и механизмы системы должны обеспечивать:

• прием топлива в цистерны запаса и откачку топлива из них

• перекачивание топлива из одной цистерны в другую, в отстойные и расходные цистерны;

• подготовку топлива к сжиганию (промывку, сепарирование, ввод присадок, фильтрование;

• подачу топлива к топливным насосам.

Топливная система состоит из цистерн для хранения запасов топлива, отстойных и расходных цистерн, топливных насосов, сепараторов, подогревателей, трубопроводов с запарной и регулирующей арматурой, контрольно-измерительных приборов и автоматических устройств. Схема топливной системы ГТУ показана на рис.2 (а,б,в).

Рис. 2а. Приемно-перекачивающая и расходно-остаточная топливная система: 1- приемная втулка; 2- фильтр; 3- цистерна суточного запаса топлива (диптанк); 4- колонка указательная с плоским стеклом; 5- гусек воздушной трубы; 6- цистерны запаса топлива, расположенные в междудонном пространстве ( в составе корпуса судна); 7- гусек воздушно-измерительной трубы; 8- сетка приемная без клапана; 9- шестеренные электронасосы для перекачки топлива; 10- сдвоенный топливный фильтр; 11- отстойные расходные цистерны; 12- цистерны сбора нефтеостатков; 13- к насосу для удаления нефтеостатоков; 14- к топливным сепараторам.

Рис. 2б. Система топливоподготовки: 1- топливо от перекачивающего электронасоса; 2- отстойно - расходные цистерны; 3- слив нефтесодержащих вод в цистерну сбора нефтеостатков; 4- топливо на второй сепаратор; 5- сепаратор топлива; 6- отсепарированное топливо от второго сепаротора; 7- расходные топливные цистерны; 8- к топливоподкачивающему насосу.

Рис. 2в. Расходная топливная система ГТД: 1- топливо из расходно-отстойной цистерны; 2- расходные топливные цистерны; 3- топливо ко второму топливному насосу; 4- топливо от второго топливного насоса; 5- топливный насос; 6- сдвоенный топливный фильтр тонкой очистки; 7- автоматический электромагнитный клапан подачи топлива к пусковым форсункам ГТД; 8- электромагнитный клапан подачи топлива к ГТД; 9- стоп-кран с электропневмоприводом ( при нарушении режима работы двигателя прекращает подачу топлива к форсункам камеры сгорания и топливо сливается в расходные цистерны); 10- автоматический распределитель топлива; 11- топливный насос-регулятор; 12- пусковой двигатель (стартер); 13- ГТД компановочной схемы 1ТК, 1СТ.

Масляная система ГТД обеспечивает отвод тепла трения от подшипниковых узлов, зубчатых приводных передач. Схема масляной системы ГТД показана рис.3.

Рис.3. Схема масляной системы ГТД: 1- ГТД; 2- масляный насос с приводом от двигателя; 3- маслобак; 4- магнитный фильтр; 5- автономный электромасляный шестеренный насос; 6- палубная втулка для приема масла; 7- приемный фильтр; 8- запасная масляная цистерна; 9- масляный сепаратор; 10- масло подогреватель; 11- терморегулирующий клапан; 12- маслоохладитель; 13- в цистерну грязного масла; 14- отстой в цистерну грязного масла.

Масляная система редуктора подает масло на смазку зубчатого зацепления и подшипников скольжения. Схема масляной системы редуктора показана на рис.4.

Рис.4 Масляная система редуктора ГТУ: 1- двухступенчатый редуктор; 2- гл. упорный пошипник (ГУП); 3- фильтр;4- масляная циркуляционная цистерна; 5- приемная сетка; 6- электромагнитный клапан; 7- приводной масляный насос; 8- электромасляный насос; 9- терморегулирующий клапан; 10- маслоохладитель; 11 – маслоподогреватель; 12- сдвоенный масляный фильтр; 13- повод забортной воды из системы охлаждения; 14- отвод воды; 15- подвод пара к маслоподогревателю; 16- отвод конденсата в цистерну грязных конденсатов; 17- сепаратор.

Система охлаждения забортной водой.

Забортная вода из системы подается в масло- и воздухоохладители, на опреснительные установки в систему охлаждения вспомогательных двигателей (дизельгенераторов, газотурбогенераторов), на охлаждение масла в подшипниках валопровода. Схема системы охлаждения показана на рис. 5.

Рис.5. Схема системы охлаждения забортной водой: 1- бортовой кингстонный ящик; 2- приемный кингстон; 3- днищевой кингстонный ящик; 4- приемная решетка; 5- насосы центробежные; 6- вода на охлаждение ДГ; 7- вода в маслоохладители; 8- вода в охладители масла подшипников валопровода; 9-вода к ОУ; 10 –пар на продувку приемной решетки; 12- слив воды на продувку приемной решетки; 13- отливной кингсон.

Согласно заданию на КР предусмотрено использование тепловой энергии отработавших газов ГТД в комбинированном котле.

Комбинированный котел располагают в выхлопном газоходе главного двигателя.

Схема комбинированного котла показана на рис.6.

Рис.6. Схема комбинированного котла: 1- пароводяной коллектор-сепаратор; 2- потолочный дырчатый щит; 3- пароперегреватель; 4- конвективно-испарительная поверхность; 5- опускные трубы; 6- водяной коллектор; 7- пароперегреватель со стороны газовой части; 8- патрубок подвода уходящих газов; 9- устройство сажеобдува; 10- водяной коллектор утилизационной части; 11- испарительная секция; 12- трубы экрана; 13- стенка каркаса разделяющая котел на топливную и газовую часть.

Рис.7. Опреснительная установка: 1- пар от вспомогательного котла; 2- пар от утилизационного котла; 3- забортная вода из системы охлаждения; 4- водоподогреватель; 5- испаритель; 6- сепаратор; 7- эжектор рассола; 8- конденсатор; 9- пароструйный эжектор; 10- электроконденсатный центробежный насос; 11- солемеры; 12- удаление дистиллята с повышенной соленостью; 13- цистерна дистиллята; 14- слив дистиллята с повышенной соленостью в трюм; 15- дистиллятный центробежный электронасос; 16- дистиллят в теплый ящик; 17- отливной кингстон; 18- приемный кингстонный ящик; 19- приемный кингстон; 20- насос забортной воды.

Рис.8. Дизель-генераторная установка: 1- расширительный бак пресной воды; 2- расходная топливная цистерна; 3- расходная масляная цистерна; 4- сдвоенный масляный фильтр; 5- топливный фильтр; 6- спуск отстоя топлива в цистерну грязного топлива; 7- спуск отстоя в цистерну грязного масла; 8- подача топлива из запасной цистерны; 9- подача масла из запасной цистерны; 10- пусковой и подкачивающий агрегат топлива (11) и масла (12); 13- ДВС с приводными механизмами; (14-шестеренный масляный нагнетательный насос; 15- шестеренный топливоподкачивающий насос; 16 – центробежный насос пресной охлаждающей воды; 17- центробежный охлаждающий насос забортной воды; 18- шестеренный маслооткачивающий насос); 19- электрогенератор переменного тока; 20- охладитель пресной воды; 21- приемный кингстон; 22 – кингстонный ящик; 23- отливной кингстон; 24- масляный фильтр; 25- маслоохладитель.

Рис. 9. Компрессорная станция и система сжатого воздуха: 1- поршневой электрокомпрессор с приводными центробежным насосом охлаждения пресной водой (2) шестеренным масляным насосом (3); 4- масляный фильтр; 5- маслоохладитель; 6- масляная цистерна компрессора; 7- расширительная цистерна пресной воды; 8- водоохладитель; 9- масловлагоотделитель; 10- блок осушки воздуха; 11- баллоны воздуха высокого давления; 12- баллон воздуха высокого давления для системы управления ГТУ; 13- воздух в систему управления ГТУ; 14- редукционный клапан низкого давления; 15- баллон воздуха низкого давления; 16- воздух низкого давления на хозяйственно-бытовые нужды; 17- редукционный клапан среднего давления; 18- влагомаслоотделитель; 19- баллон воздуха среднего давления; 20- воздушный клапан с дистанционным управлением; 21- тифон.

Соединив энергетическими связями элементы, показанные на рис. 1-9, мы получим тепловую схему главной пропульсивной установки в условиях графических обозначениях.