Эксплуатация судовых энергетических установок

Вид работы:

Контрольная работа
Предмет:

Физика
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

105,98 Кб
Опубликовано:

2014-03-11

Скачать контрольную работу Читать текст online Посмотреть все контрольные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Эксплуатация судовых энергетических установок

Введение

Данная работа является частью курса «Техническая эксплуатация судовых энергетических установок». Работа предназначена для систематизации знаний и приобретения практических инженерных навыков, требуемых от судовых механиков уровня управления в области эксплуатации СЭУ, связанной с определением допустимых режимов работы пропульсивного комплекса, выбором параметров длительного экономичного режимов работы ГД.

Промежуточным результатом проектирования является паспортная диаграмма судна, на основе которой рассчитывается и достраивается режимная карта.

Расчёт и построение графиков

Исходные данные

Размерения корпуса судна:

Длинна судна между перпендикулярами L=170,86 м;

Ширина судна по миделю В=21,87 м;

Осадка по грузовую марку Тг=9,0 м;

Гидродинамические характеристики гребного винта:

Диаметр винта Dв=6,05 м;

Шаг винта Н=5,75 м;

Число лопастей Z=4;

Дисковое отношение θ=0,55 м;

Водоизмещение судна в грузу Vг=30700т;

Скорость полного хода νr=16 узл;

Эффективная мощность ГД на полном ходу Ne=10000 КВт;

Частота вращения вала ne=1,78 c-1;

Передача мощности от ГД к гребному валу прямая;

КПД линии валопровода ηвл=0,98.

Расчет и построение паспортной диаграммы судна

Коэффициент полноты корпуса судна определяем по формуле:

где V - объемное водоизмещение судна в грузу, м3.

где ρ - плотность морской воды, ρ = 1025 кг/м3. Тогда

Принимаем за базовый номинальный режим работы пропульсивного комплекса по исходным паспортным данным. Определяем коэффициент попутного потока ω и засасывания t по формулам:

Вычисляем величину относительной поступи гребного винта на принятом номинальном режиме:

Сводим расчет паспортной диаграммы в табл. 1.

Задаемся несколькими значениями λр, при этом одно значение λр берем больше λрн, а два значения меньше λрн: λр1 = 0,45; λр2 = 0,50; λр3 = 0,55; λр4 = 0,60.

По кривым действия гребного винта определяем безразмерный коэффициенты упора k1 и момента k2 для каждой выбранной величины λр.

Затем задаемся четырьмя значениями частоты вращения вала nс, начиная от nс = 0,7 nсн до величин nс полного хода nспх = nсн, nc1 = 1,25; nc2 = 1,48; nс3 = 1,60; nc4 = 1,78 сÎ1.

Вычисления v, Ре, Ne согласно методическим указаниям и форму лам данного раздела сводим в таблице 1.

Таблица 1 - Расчет построения паспортной диаграммы

Определяемая величина

Способ определения

Постоянные величины

Пс сÎ1

Относительная поступь λр

0,45

0,50

0,55

0,60

Безразмерный коэффициент упора k1

По кривым действия гребного винта

Безразмерный коэффициент упора k2

По кривым действия гребного винта

Скорость судна v, узл

λрc1nc

Полезная тяга гребного винта Pe,кН

k1 c2 nc2

Эффективная мощность главного двигателя Ne, кВт

K2 c3 nc3

постоянных частотах вращения гребного винта пс = const, (приложение рис. 1).

На паспортной диаграмме Ne = f3 (ν, пс) наносим положение ограничительных характеристик для работы главного двигателя по механической напряженности, а на графике Ре = f2 (ν,пс) строим границу предельной тяги, достижимой при данных гребного винта, и ГД для соответствующей скорости хода судна.

Определяем допустимый номинальный крутящий момент:

Мен = Ne /2¶ nc =10000/2*3,14*1,78=894 кНм.

Для построения ограничительной характеристики на диаграмме Ne = f3(v, nc) требуется определить два значения Ne для разных пс при Мен = const, т.к. зависимость Ne при Мен = const прямая линия АВ.

Первую точку А берем для номинального режима Nен = 10000 кВт и nсн = 1,78сÎ1. Находим вторую точку В при nс3 =1,6 сÎ1, для чего вычисляем Nеб при Мен = const.

еб =2¶ nс3 Мен=2*3,14*1,6*894=8983 кВт.

При работе двигателя в режиме так называемого «легкого» винта (на пример, при меньших осадках судна), когда λр, > λрн = 0,56, ограничительной характеристикой служит зависимость изменения Ne при постоянной номинальной частоте вращения псн = const (на диаграмме линия nсн = 1,78 сÎ1 правее точки А).

С графика Ne = f3(v, nc) положение ограничительных характеристик (точки А и В) переносим на диаграмму изменения Ре = f2(v,nc) получаем точки А' и В' соответственно, через которые проходит граница достижимой полезной тяги, а также границей служит линия изменения Ре при достижении псн. Расчет и построение номограммы для определения пропульсивного КПД и шкалы часового расхода топлива ГД. На оси абсцисс в левой части диаграммы наносим шкалу для определения буксировочной мощности Nб в пределах возможной работы СПУ, для чего определяем:

б min при v = 10 узл. и Ре = 400 кН; Nб min =0,515х400х10 = 2060 кВт; Nб max при v = 17 узл. и Pe = 800 кН, Nб max = 0,515х800х17 = 7004 кВт.

Проводим расчет для заполнения табл. 2, взяв два значения: Ре = 400 кН и Ре = 800 кН.

Таблица 2 - Расчет N6 = f(Pе) при v = const

v, узл	Ре = 400 кН Ре1x0,515x v = Nб1, кВт	Ре = 800 кН Pe2x0,515xv = Nб2, кВт
10 11 12 13 14 15 16 17	400х0,515х10=2060 400х0,515х11=2266 400х0,515х12=2472 400х0,515х13=2678 400х0,515х14=2884 400х0,515х15=3090 400х0,515х16=3296 400х0,515х17=3502	800х0,515х10=4120 800х0,515х11=4532 800х0,515х12=4944 800х0,515х13=5356 800х0,515х14=5768 800х0,515х15=6180 800х0,515х16=6592 800х0,515х17=7004

По данным табл. 2 строим в III квадранте диаграммы (рис. 2) график изменения Nб в зависимости от Ре при разных значениях v. Взяв два значения Nel = 4000 кВт и Ne2 = 9000 кВт и учитывая прямую передачу мощности от ГД к ГВ без редуктора, заполняем табл. 3.

Таблица 3 - Расчет N6 = f(Nе) при η = const

η	Ne1 = 4000 кВт η Ne1 ηвл = N61,кВт	Ne2 = 9000 кВт η Ne2 ηвл = N62,кВт
0,5 0,6 0,7 0,8	0,5.4000.0,98=1960 0,6.4000.0,98=2352 0,7.4000.0,98=2744 0,8.4000.0,98=3136	0,5.9000.0,98=4410 0,6.9000.0,98=5292 0,7.9000.0,98=6174 0,8.9000.0,98=7056

По данным табл. 3 строим график изменения буксировочной мощности N6 от Ne при разных значениях η (IV квадрант паспортной диаграммы, рис. 2).

Для построения диаграммы часового расхода топлива Вч на ГД при различных значениях эффективного КПД двигателя ηе в зависимости от величины развиваемой ГД эффективной мощности Ne выбираем из паспорт ных данных ГД или из результатов теплотехническихиспытаний величину удельного расхода топлива bе = 0,170 кг/кВт·ч, принимаем значение теплоты сгорания топлива Qнр = 42000 кДж/кг.

Определяем эффективный КПД двигателя по формуле.

Взяв два значения Nel= 6000 кВт и Ne2 = 10000 кВт, заполняем табл. 4

судно двигатель винт топливо

Таблица 4 - Расчет часового расхода топлива

ηе	Ne1 = 6000 кВт 3600 Ne1 / ηе Qн = B1	Nе2 =10000 кВт 3600 Ne2 / ηе Qн= B2
0,5 0,49 0,48	3600х6000/0,50х42000=1029 3600х6000/0,49х4200=1050 3600х600/0,48х42000=1071	3600х10000/0,50х42000=1714 3600х10000/0,49х42000=1749 3600х1 0000/0,48х42000=1786

Литература

1. Методические указания к курсовому проектированию “Расчет и построение режимной карты пропульсивной установки судна” Радченко О.П., Попов В.В., КГМТУ, Керчь, 2010 г.

2. Взаимодействие элементов судового пропульсивного комплекса: Учебное пособие / Под ред. В.П. Мануйлова. - М.: ЦРИА «Морфлот», 1982.-48 с.

. Завьялов А.А., Небесное ВВ. Расчет и построение паспортной диаграммы пропульсивной установки судна с ВРШ // Судовые энергетические установки: науч.-техн. сб. - 2003. - Вып. 8. -Одесса: ОНМА. -С.100-103.

. Завьялов А.А., Небесное В.В, Тяговые возможности транспортного судна при буксировке //Судовые энергетические установки: науч.-техн. сб. - 2003. - Вып. 9. - Одесса: ОНМА. - С. 69-73.

Эксплуатация судовых энергетических установок

Эксплуатация судовых энергетических установок

Похожие работы на - Эксплуатация судовых энергетических установок