Состав и управление главного энергетического комплекса двухвальной дизельной энергетической установки грузового судна
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет корабельной энергетики и автоматики
Кафедра энергетических установок, оборудования и защиты окружающей среды
КУРСОВАЯ РАБОТА
ТЕМА: «Состав и управление ГЭК двухвальной ДЭУ грузового судна»
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2010
РЕФЕРАТ
Целью курсовой работы является проектирование ГЭК двухвальной ДЭУ грузового судна.
В работе представлены:
- состав, назначение, принцип действия и функции основных элементов ГЭК ДЭУ грузового судна и судового дизеля;
- состав и задачи системы управления ГЭК судна, содержание действий по управлению судовыми дизелями;
- расчетно-аналитический выбор состава ГЭК ДЭУ судна, расчет отдельных эксплуатационных характеристик выбранного дизеля.
Определён оптимальный режим эксплуатации спроектированной СЭУ.
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СЭУ - судовая энергетическая установка.
ГЭК ДЭУ ГС - главный энергетический комплекс дизельной энергетической установки грузового судна.
ГД - главный двигатель.
ГП - главная передача.
ВФШ - винт фиксированного шага.
КШМ - кривошипно-шатунный механизм.
КВЛ - коленчатый вал.
МГР - механизм газораспределения.
ВМТ - верхняя мертвая точка.
НМТ - нижняя мертвая точка.
ОГ - отработавшие газы.
ФРМ - фундаментная рама.
ВОД - высокооборотные двигатели.
РВЛ - распределительный вал.
ТНВД - топливный насос высокого давления.
ГТН - газотурбинный наддув.
зп - кпд главной передачи.
Pe - номинальная мощность двигателя.
ne - номинальная частота вращения коленчатого вала.
be - удельный расход топлива.
b - удельный расход масла.
p - удельная мощность.
m - удельная масса.
зe - кпд главного двигателя.
зпк - кпд пропульсивного комплекса.
зпр - кпд движителя (пропульсивный).
pz - максимальное давление цикла.
pc - давление сжатия.
Tz - температура рабочего тела в точке z.
Tc - температура рабочего тела в точке c.
pн - давление надувочного воздуха.
S - ход поршня.
D - диаметр поршня.
ВВЕДЕНИЕ
Судовая энергетическая установка - сердце и кровеносная система судна. Сама идея корабля, как автономного технического комплекса, способного выполнять полезные функции в условиях агрессивной внешней среды, изначально подразумевает неизбежную энергозависимость, которая со временем только растет. Эволюция водного транспорта - это прогресс в сфере энергетики. В современном судостроении стоимость энергоустановки составляет до 40% стоимости судна и до 60% эксплуатационных расходов.
Без энергоустановки было бы невозможно движение современных судов в принципе, в особенности если учесть многообразие и масштабы возложенных на них функций. Даже пассивные водные средства (например, баржи) являются активными энергопотребителями. Эксплуатация судов требует выполнения множества технических процессов, причем, даже если таковые не автоматизированы, энергообеспечение так же остается определяющим фактором.
Кроме того суда, даже если они не пассажирские, являются местом проживания и работы экипажа.
Таким образом, потребность в механической, тепловой и электрической энергии объективна и значительна.
В данной курсовой работе будет рассмотрен главный энергетический комплекс судовой энергетической установки.
1. Главный энергетический комплекс дизельной энергоустановки грузового судна
1.1 Состав и общее назначение
Главный энергетический комплекс - часть судовой энергетической установки (СЭУ), обеспечивающая движение судна. Схема главного энергетического комплекса дизельной энергетической установки грузового судна (ГЭК ДЭУ ГС) представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема ГЭК ДЭУ грузового судна
В состав ГЭК ДЭУ ГС входят следующие элементы:
- главный двигатель (ГД);
- эластичная разобщительная муфта (2);
- главная передача (ГП);
- упорный и опорные подшипники (4 и 6);
- валопровод;
- движитель.
В качестве главного двигателя чаще всего применяется дизель. В качестве главной передачи чаще всего используется редукторная. Валопровод в общем случае состоит из промежуточного вала (5), гребного вала (8), дейдвудного устройства (7), валы опираются на опорные и монтажные подшипники (6), валы соединяются фланцевыми соединениями или съемными фланцевыми полумуфтами. В качестве движителя чаще всего используется гребной винт фиксированного шага (ВФШ) (9).
1.2 Функции основных элементов
В ГД химическая энергия топлива преобразуется механическую энергию (в некоторое её количество) с промежуточным преобразованием в тепловую.
В ГП механическая энергия, произведенная ГД, преобразуется в энергию необходимого качества. В частности, производится стабилизация частоты вращения, преобразование её в оптимальную частоту работы движителя. Так же ГП может использоваться для деления или суммирования мощности одного или нескольких ГД. В случае отсутствия в дизеле режима реверса, этот режим реализуется в ГП. Итоговой функцией ГП является передача мощности ГД движителям.
Упорный подшипник служит для передачи упора, создаваемого движителями, на корпус судна. В общем случае может быть встроен в ГП.
Соединение ГД и ГП производится эластичной разобщительной муфтой. Эластичная часть муфты защищает ГП от резких изменений крутящего момента дизеля и демпфирующих крутильных колебаний. Соединительно-разобщительная (сцепная) часть служит для отключения ГД от ГП. Сцепная часть муфты устанавливается, например, при прямой передаче для разделения ГД и винта, в ряде других случаев.
Валопровод служит для передачи крутящего момента с выхода ГП на движитель. Частью валопровода является дейдвудное устройство, функцией которого в частности является обеспечение герметичности выходного отверстия валопровода в корме. В общем случае валопровод состоит из нескольких промежуточных валов, гребного вала; валопровод в любом случае массивное устройство, требующее опор. Таким образом передача крутящего момента на движитель осуществляется с неизбежными потерями. Так же валопровод передает упор, создаваемый движителем, на упорный подшипник.
Движитель, в ГЭК СЭУ ГС жестко закрепленный на выходном фланце гребного вала, служит для создания упора (в водную среду) и полезной тяги. Физические особенности водной среды, в частности отличных друг от друга морской и речной, ограничивают диапазон эффективных рабочих частот вращения гребного винта. В ГЭК ДЭУ ГС обычно используется винт фиксированного шага.
2. Выбор и обоснование состава ГЭК, расчет характеристик
В соответствии с заданием проектируется ГЭК двухвальной ДЭУ грузового судна со следующими параметрами (см. приложение А):
,
где nд - оптимальная частота вращения винтов, об/мин,
PПК - мощность главного энергетического комплекса, кВт.
В ГЭК грузовых судов с ДЭУ обычно используют в качестве движителя винты фиксированного шага, в качестве ГП редукторную передачу (реверсивную или нереверсивную). Предполагаю отсутствие реверсивного режима в ГД, тогда ГП реверсивная.
Подбираю судовой дизель. Требуемая мощность двигателя:
где РТ - требуемая мощность дизеля, кВт,
х - количество дизелей,
зП - КПД главной передачи.
Подбираю судовые дизеля с мощностью максимально близкой к требуемой. Провожу анализ их технических параметров, итоги анализа приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Сравнение параметров судовых дизелей
|
№ |
Параметр |
Марка дизеля |
|||
|
8НВД48А-2У |
6ЧН26/26 |
6ЧН22/24 |
|||
|
1 |
Номинальная мощность, Ре, кВт |
970 |
990 |
975 |
<...
Другие файлы:
Обоснование режима работы судовой энергетической установки Проектирование дизельной установки для лесовоза пр. 1590П Проектирование дизельной установки для лесовоза пр. 1590П Расчет судовой энергетической установки Проект модернизации энергетической установки буксирного судна с целью повышения его тягового усилия |
© 2006-2015 Студенческий сайт ТНУ им. В.И.Вернадского, TNU.in.UA