сэу. Сэу курсач. Закрепления и обобщения теоретических

• Название: Закрепления и обобщения теоретических
• Дата: 28.03.2023
• Размер: 259.17 Kb.
• Имя файла: Сэу курсач.docx
• Тип: Документы; #1021572
• страница: 3 из 3

Расчёт валопровода

В основу формулы, принятой РРР для расчёта диаметра промежуточного вала, мм:

d_пр L* ³

Р* (1  к) п

 24,7 * ³

485* (1  0,46)

5,5

 125

где: L=24.7 для судов классов "М" и "О"
Р - номинальная мощность передаваемая промежуточным валом n - номинальная частота вращения
k=q*(d-1) - для установок с двигателями внутреннего сгорания q=0.4 - для четырёхтактных двигателей

d=2.15 для шести цилиндровых четырёхтактных двигателей
Диаметр гребного вала определяем по формуле d2=1.1*dпр+k*Dв=1,1*125+10*2,38=376 мм
где к=10 - для вала без облицовки. Dв - диаметр гребного винта

4. Расчёт систем энергетической установки

1. 
   Системы смазывания СЭУ
   

Масляные системы СЭУ предназначены для приема и перекачки масла внутри корпуса судна, непрерывной подачи к местам смазки регенерации эксплуатационных свойств масел путем их очистки, охлаждения, введения присадок по мере их срабатывания в процессе эксплуатации. В современных СЭУ используется обычно несколько различных сортов масла, поэтому на судне имеется ряд автономных систем смазки.

Масляная система СЭУ включает в себя трубопроводы приема, обработки и перекачки масла, лубрикаторную систему смазки цилиндров ДВС, ряд автономных контуров циркуляционной смазки.
Проточная лубрикаторная система смазки цилиндров ДВС имеет свою цистерну основного запаса цилиндрового масла, откуда оно самотеком поступает к плунжерным насосам (лубрикаторам), приводимым в действие от коленчатого вала ДВС. Подача масла в цилиндры осуществляется под давлением через отверстия, расположенные по всему периметру цилиндровых втулок в виде строго дозируемых капель. Масло подается в момент, когда отверстия для его ввода оказываются между поршневыми кольцами. Поступающее в цилиндры масло в конечном счете выгорает. Расход цилиндрового масла в современных ДВС составляет 0,6 … 2 г/(кВт • ч).

Смазка цилиндров тронковых ДВС относительно небольшой мощности осуществляется путем разбрызгивания находящегося в картере масла. При таком способе смазки цилиндров масло стареет значительно быстрее, а его расход оказывается много выше. Кроме того, при смазке цилиндров разбрызгиванием масло быстро загрязняется под воздействием высоких температур и частичных прорывов выпускных газов.

Циркуляционные системы смазки делят на напорные и гравитационные. В напорных системах подвод масла к местам смазки осуществляется под напором насоса, а в гравитационной — за счет статического напора масла, находящегося в гравитационной цистерне, размещаемой обычно в шахте МКО на 8 … 10 м выше мест смазки.

Напорно-циркуляционная система применяется для смазки подшипников коленчатых валов ДВС. Гравитационные системы характер¬ны для турбогенераторов, турбонагнетателей ДВС, главных зубчатых передач, гребных электродвигателей, дейдвудных подшипников с металлическими вкладышами.

Производительность нагнетательного масляного насоса:

^{Q 103} 47115810^3

Q  K ^M 1,3

 4,32 м³/ч

C
м M

M

 _M

 (t_2M

• 
  t_1M)
  

2,02 0,90(90 12)

где Км- 1,2….1,5 коэффициент запаса подачи;

Qм-количество теплоты , отбираемой маслом от трущихся пар двигателя кДж/ч;

См=2,02 кДж /(кг ⁰С) теплоемкость масла ; pм=0,89…. 0,91 – плотность масла; t_2M=45….70⁰С – МОД, СОД;

t_2M-температура масла за двигателем t_2M=90⁰С- ВОД; t_1M- температура масла перед двигателем, ⁰С;

Q_м  а_M

 g_e

 N_e

 Q^P

 0,09  0,257  485 42000  471158кДж/ч

H
где a_M=0,05….0,1 –доля тепла, отводимого маслом от всего количества теплоты . выделяемой при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.


H

H
Q ^P-удельная теплота сгорания топлива , кДж/кг; Q ^P-41000….43000 кДж/кг –дизельное топливо.


H
Q ^P=39500….40000 кДж/кг –моторное и газотурбинное топливо

g_e- удельный расход топлива кг/(кВт*ч) g_e=0,257 N_e- номинальная мощность двигателя, кВт

Для уменьшения температурных напряжений в деталях двигателя

t_2M-t_1M<15⁰C и обычно составляет t_2M-t_1M=6….12⁰С. Производительность откачивающего насоса должна быть на 25… 30% больше подачи нагнетательного насоса для осушения картера двигателя.

Q_MO=(1,25…1,3)Q_мн м³/ч.

Емкость маслосборной цистерны

^VMC

 К<sub>С

</sub> ^Qмо

Z

 1,25  ^5,6  3,5 м³ 20

где Кс-=1.2…1,3 –коэффициент учитывающий мертвый запас масла и увеличения объема масла при нагреве .Z- кратность циркуляции масла. Z=10…30

Объем сточной цистерны отработавшего масла


V

ст

МС
^м  0,6  _V  n 0,6  3.5 1  2,1м³

где n=1,0 –число смен масла за период автономного плавания; Объем расходной цистерны


p мс
V ^м=(1.1…1.5)*V = 1.4*3,5=4.9 м³;

Объем запасной цистерны


V^м 1.1 ^Gм  1,1 ⁷⁵⁰  0,9

кг/м³

M
^з910

G-запас масла G_M=(0,02….0,06)*G_т=0,05*15=0.75т

Поверхность охлаждения масленого холодильника

^Fмх

_ Q_м

3,6  k t<sub>cp

</sub> 471158

3,6  300  59

 7,4 м³

Где k=290…460-коэффициент теплопередачи от масла к стенкам трубок холодильника , Вт/(м^{2 0}С)

cp
t-средняя температура масла и воды, ⁰С;

t  t

t₁  t₂

t ^1M2M^{3 3}  59С

^ср 2 2

где t₁₃ – температура забортной воды перед холодильником. Принимается в зависимости от бассейна плавания,t₁₃=27⁰C-для судов смешанного плавания; t₂₃ = 40…45 ºС – температура забортной воды за холодильником.

Производительность насоса забортной воды для прокачки масляного холодильника.

_{ } Q 10^3

_M

 10 м³/ч

C
^QНЗ

^KЗ    (t  t )


В

В
2З 1З

где К_З=1,3…1,5- коэффициент запаса подачи воды;

Св=4,19 кДж /(кг ⁰С) теплоемкость пресной речной воды ; Св=3,98 кДж /(кг ⁰С) теплоемкость морской воды ; ρв=1,02 т/м³– плотность морской воды;

ρв=1т/м³ – плотность речной воды; Производительность масляного сепаратора:



Q
m _V_МС


t
мс

С

_ 23,5 _{ 0,7} 10

м³/ч

где m=1,5…3,5- кратность очистки масла;

t_c=8…12- время работы сепаратора в сутки , час;
5.2. Топливные системы СЭУ
Топливные системы предназначены для приема, хранения, перекачивания, очистки, подогрева и подачи топлива к двигателям и котлам, а также для передачи топлива на берег или на другие суда.
В связи с обширностью выполняемых функций топливная система подразделяют на ряд самостоятельных подсистем (трубопроводов). Кроме того, часто в СЭУ используют несколько сортов топлива и в этом случае предусматривают самостоятельные трубопроводы для каждого из видов топлива, например дизельного, тяжелого, котельного. Все это усложняет систему.
Топливо, применяемое в судовых дизелях делятся на два класса - дистиллятные и тяжёлые. Дистиллятные сорта топлива: к их числу относятся дизельное летнее(Л)Ю ГОСТ 305-82.

Они имеют малую вязкость, а поэтому не требуют предварительного подогрева, используются в высокооборотных, среднеоборотных дизелях и в отдельных случаях в малооборотных дизелях на режимах пуска и

маневрирования, а так же как добавка к тяжёлому топливу при необходимости понижения его вязкости.

3. 
   Система сжатого воздуха
   

Системы сжатого воздуха предназначены для получения, транспортировки внутри корпуса судна и хранения воздуха в специальных воздухохранителях. Сжатый воздух применяется на промысловых судах для запуска и реверсирования ДВС, продувания кингстонов, фильтров, балластных цистерн, питания средств автоматики, пневмоцистерн пресной и забортной воды санитарных систем, привода в действие переносного пневматического инструмента, подачи сигналов тифоном. На промысловых судах сжатый воздух используется и на промыслово-технологические нужды.
Системы сжатого воздуха в зависимости от рабочего давления сжатого воздуха подразделяют на системы низкого давления (до 1 МПа), среднего давления (до 3 МПа) и высокого давления (свыше 5,0 МПа). На промысловых судах системы высокого давления не встречаются. Для запуска главных и вспомогательных ДВС использует­ся сжатый воздух при рабочем давлении 2,5… 3,0 МПа. Для других потребителей достаточно давления воздуха 0,5… 0,7 МПа.
Системы сжатого воздуха включают в себя воздушные компрессо­ры, воздухоохранители, вохдухоохлодители, редукционные клапа­ны и средства автоматики, обеспечивающие включение компрессора в случае падения давления в воздухохранителях до заданного предела.
Согласно правилам РРР воздух для пуска ГД должен храниться в двух баллонах одинаковой вместимости. Запас пускового воздуха на судне также определён правилами РРР, в соответствии с которыми требуется, чтобы он был достаточным для 12 последовательных пусков (попеременно на передний и задний ход) каждого реверсивного ГД. Для пуска нереверсивных ГД запас воздуха должен быть достаточным для 6 пусков двигателя наибольшей мощности, а при наличии более двух двигателей - для трёх пусков каждого двигателя. Для ДГ допускается применять один баллон, вместимость которого должна быть такой, чтобы обеспечить 6 последовательных пусков одного двигателя. Если ДГ расположен на разных бортах судна, ставят по одному баллону на каждый борт. Между собой баллоны соединяют трубопроводом.

При размещении ГД в двух помещениях, разделённых водонепроницаемой переборкой, в каждом из них устанавливают не менее чем по одному баллону на разных бортах и по одному главному компрессору.

Сжатый воздух на судне расходуется не только для пуска двигателей, но и для других нужд, поэтому если он забирается из баллонов пускового воздуха, то их вместимость должна быть соответственно увеличена. Например, при использовании сжатого воздуха для подачи звукового сигнала с помощью тифона, необходимо увеличить вместимость пусковых баллонов на количество воздуха, требующегося для непрерывной работы тифона в течении 8 минут у буксиров и 6 минут у других судов.

Баллоны пускового воздуха представляют собой крупногабаритные цилиндрические ёмкости. Их обычно устанавливают в МП по бортам в районе платформы с уклоном в корму для скопления конденсата в местах расположения клапанов продувания. Каждый баллон должен быть оснащён манометром, предохранительным клапаном и другой арматурой.

Запас сжатого воздуха пополняется с помощью главных компрессоров, которых должно быть не менее двух(один резервный), и одного первичного компрессора с автономным двигателем. Последний позволяет создать необходимый запас сжатого воздуха для запуска ДГ, а затем может быть запущен один из электрокомпрессоров. Компрессорная станция может иметь в своё составе и подкачивающий электрокомпрессор меньшей подачи по сравнению с основным, который позволяет пополнять расход сжатого воздуха при меньших затратах электроэнергии.

Согласно правилам РРР подача каждого главного компрессора должна быть такой, что бы обеспечить заполнение пусковых баллонов ГД в течение 1 часа, начиная от давления, при котором возможен последний пуск или манёвр, до начального давления.

3. 
   Система газовыпуска
   

Система газовыпуска обеспечивает наиболее рациональный отвод отра- ботавших газов.
Под рациональным отводом понимается такая организация газовыпуска, которая способствует максимальному использованию энергии рабочего тела как в двигателе, так и вне его. Система может состоять из выпускных коллекторов, утилизационных газовых турбин, утилизационных котлов, глушителей шума, трубопроводов.
В утилизационных газовых турбинах и утилизационных котлах исполь- зуются в качестве рабочего тела отработавшие газы из цилиндров двигателя внутреннего сгорания.
Система газовыхлопа включает также компенсаторы температурных расширений, устройства для крепления трубопроводов, изоляцию и некоторые другие элементы.

Поскольку выходящие из двигателей и котлов газы отличаются высокой температурой и токсичностью, к системе газоотвода предъявляются прежде всего требования высокой надежности и пожаробезопасности, а также минимального аэродинамического сопротивления, технологичности, ремонтопригодности, простоты и удобства в обслуживании.
При установке утилизационный котлов, в которых помимо охлаждения газов обеспечивается глушение шума и искрогашение, автономные глушители и искрогасители не применяются.
Газоотводные трубопроводы двигателей изготавливают из стальных труб стандартных размеров по ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 10704-76. Трубы соединяются между собой с помощью фланцев с паронитовыми прокладками и размещаются ближе к стенкам шахты МКО. Горизонтальные участки обычно отсутствуют.
С целью компенсации температурных удлинений и снижения шума и вибрации включены в газоход компенсаторы.
Крепление труб произведено с помощью жестких опор и упругих пружинных подвесок.
Все трубопроводы изолированы асбестом и совелитом. Слой изоляции обеспечивает температуру на поверхности изоляции, не превышающую 45°С.

5. Технико-экономические показатели

Тепловая экономичность СЭУ оценивается по её КПД - _y

_{ } (3600* P_ey) _

3600* 485
 0.39

H

y
^y(B* Q^P)

106 * 42300

где Реу - мощность главных, вспомогательных дизелей и котлоагрегатов Ву - часовой расход топлива этими механизмами, кг/ч


Q

Н
^Р - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг

КПД судового комплекса _ск

определяется

_ск _е*_п*_ред*_пр 0,4 * 0,97 * 0,98* 0,53  0,20
Коэффициент полезного действия судового комплекса водоизмещающих судов находится в пределах _ск=0,18...0,26

Заключение

Курсовой проект имеет цель закрепления и обобщения теоретических знаний, полученных студентами при изучении дисциплины «Судовые энергетические установки», дать практические навыки проектирования судовой энергетической установки на стадии эскизного проекта для заданного типа судна. Курсовой проект включает в себя пояснительную записку с расчетами, обосновывающими выбор основных механизмов машинного отделения, чертежей, схем и графиков.

Список использованной литературы

1. 
   Конаков Г.А., Васильев Б.В. "Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота"
   

2. 
   Беспалов В.И., Варечкин Ю.В., Садеков М.Х. "Судовые энергетические установки: Методические указания."
   

3. 
   "Справочники по серийным транспортным судам." Том 1-8.
   

4. 
   Руководство по расчёту и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания.
   

5. 
   Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания (Речной Регистр РФ)
   

6. 
   Хряпченко А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные котлы: Учебное пособие.