Энергетическая установка универсального сухогрузного судна дедвейтом 42000 тонн и скоростью хода 20 узлов

Ведомость дипломного проекта
Введение
1 Расчет ходкости судна и буксировочной мощности
2.Обоснование выбора типа главного двигателя
3 Тепловой поверочный расчет рабочего процесса
4 Расчет мощности судовой электростанции
5 Расчет и комплектация основных систем судовой энергетической уста-
новки
6 Ремонт форсунки
7 Электронный регулятор температуры «Плайгер»
8 Охрана труда
9 Экономическое обоснование проекта
10 Заключение
11 Список использованной литературы
12 Приложение

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время одной из важных особенностей развития международных отношений является укрепление и расширение экономических связей.

В настоящее время одной из важных особенностей развития международных отношений является укрепление и расширение экономических связей. Каждый год увеличивается международный торговый оборот, в связи, с чем значительно возрастает роль всех видов транспорта.
Особое место занимает морской транспорт, на долю которого приходится примерно 80% мировых международных перевозок.
Увеличение тоннажа и скорости требует более мощных силовых установок, надежных, экономичных и простых в эксплуатации. Современная система технического обслуживания судов нацелена на решение таких приоритетных задач как: увеличение срока эксплуатации судов и их экономической эффективности, что в конечном итоге является основными показателями качества работы флота. В настоящее время основное предпочтение отдается дизельным двигателям.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Расчет ходкости и буксировочной мощности

1.1 Основные измерения судна прототипа
В качестве судна прототипа, выбираем т/х «Художник Федоровский», со следующими размерениями:
- длина судна Lо = 185,2 м
- ширина Во = 22,8 м
- осадка по летнюю грузовую марку То = 10,1 м
- водоизмещение в полном грузу ?о = 31980 т
- дедвейт DWо =24285 т
1.2 Масштабный множитель
, (1.1)
где DW = 42000 т – дедвейт проектируемого судна
1.3 Основные размерения проектируемого судна
Длина судна L = Lо ? = 185,2 · 1,2 = 222,3 м (1.2)
Ширина судна В = Во ? = 22,8 ·1,2 = 27,37м (1.3)
Осадка по летнюю грузовую марку Т = То ? = 10,1 · 1,2 = 12,12 м (1.4)
Водоизмещение в полном грузу ? =?о?3 =31980 ·1,23 =55308 т (1.5)
Дедвейт DW = 42000 т (1.6)
1.4 Основные физические постоянные, необходимые для выполнения расчетов
- массовая плотность морской воды при 4 °С и солености 3,25 %
? = 1025 кг/м3
- коэффициент кинематической вязкости морской воды при 4 °С
? = 1,61 · 10-6 м2/с
- ускорение силы тяжести
g = 9,81 м/с2
1.5 Определение коэффициента остаточного сопротивления ?r, буксировочного сопротивления R и буксировочной мощности Nб
1.5.1 По исходным данным подсчитываем
- отношение длины судна к ширине
. (1.7)
- отношение ширины судна к осадке
. (1.8)
- коэффициент общей полноты корпуса судна
. (1.9)
- смоченная поверхность корпуса судна по формуле В.А. Семеки
(1.10)
- объемное водоизмещение
(1.11)
- изменение положения центра величины
. (1.12)
- относительную длину судна
. (1.13)
Дальнейший расчет сводим в таблицу 1.1
1.5.2 Определение коэффициента остаточного сопротивления ?r, буксировочного сопротивления R и буксировочной мощности Nб
Таблица 1.1 - Определение буксировочного сопротивления и буксировочной мощности

Исходные и предварительно подсчитанные величины


Наименование расчетных величин Обозначение и формулы Размерность Числовые значения расчетных величин Примечание
1 2 3 4 5
1. Скорость хода Vs узлы 18 19 20 21 22
2. Скорость хода V = 0,514 Vs м/с 9,25 9,76 10,28 10,79 11,3
3. Квадрат скорости V2 м2/с2 85,60 95,37 105,68 116,51 127,87
4. Число Фруда
- 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24
5. Базовый коэффициент остаточного сопротивления - 1,1 1,22 1,41 1,96 2,5 рис. 7 [1]
6. Поправочный коэффициент - 0,92 0,92 0,94 0,93 0,94 рис. 7; 8 [1]
7. Поправка на влияние B/T - 0,719
0,719
0,708
0,708
0,707
рис. 9 [1]
8. Коэффициент остаточного сопротивления 0,74 0,84 0,97 1,33 1,72
9. Число Рейнольдса
- 12,77 13,48 14,19 14,9 15,61
10. Коэффициент трения пластины
- 1,523 1,514 1,504 1,495 1,487 рис. 2 [1]
11. Надбавка на шероховатость обшивки
- 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Табл. 2 [1]
12. Надбавка на выступающие части
- 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Табл. 3 [1]
13. Коэффициент буксировочного сопротивления
- 2,41 2,5 2,62 2,98 3,35
14. Буксировочное сопротивление
кН 964,2 1115,2 1296,4 1622,8 2004,9
15. Буксировочная мощность
кВт 8921 10891 13327 17517 22662

1.6 Определение оптимальных элементов гребного винта, потребной мощности главного двигателя (ГД) и частоты вращения гребного винта
1.6.1 Для дальнейшего расчета необходимо определить
- коэффициент попутного потока
. (1.14)
- коэффициент засасывания
t = 0,8W = 0,8 · 0,32 = 0,25. (1.15)
- значения буксировочного сопротивления и буксировочной мощности при
Vs = 20 узлов
R = 1296,4 кН
N? = 13327 кН
- количество гребных винтов
Zp = 1 – принимаем по прототипу;
- упор, развиваемый винтом
кН (1.16)
- расчетную скорость винта
м/с (1.17)
- предельно допустимый диаметр винта
м
- число лопастей гребного винта
Z = 4 – принято с прототипа;
- минимально допустимое значение дискового отношения винта
. (1.18)
принимаем значение .
- КПД валопровода
?в = 0,99 – т.к. машинное отделение расположено в корме;
- КПД передачи
?п = 1 – т.к. передача мощности от ГД к винту – прямая.
1.6.2 Определение оптимальных элементов гребного винта, потребной мощности ГД и частоты вращения гребного винта
Дальнейшие расчеты сводим в таблицу 1.2
Таблица 1.2 - Определение оптимальных элементов гребного винта, потребной мощности главного двигателя и частоты вращения гребного винта
Исходные и предварительно подсчитанные величины Vs = 20 узл.; V? = 7,03 м/с; Z? = 1; W = 0,32; t = 0,25; Z = 4; Dпред = 9,1 м; ? = 0,45; ?в = 0,99; ?п = 1; R =1296 кН; Р = 1734,7 кН; Nб = 13327 кВт;
? = 1025 т/м3
Наименование расчетных величин Обозначение и формулы Размерность Числовые значения расчетных величин Примечание
1 2 3 4 5
1. Диаметр винта D м 8,3 8,5 8,7 8,9 9,1
2. Коэффициент упора диаметра 1,419 1,453 1,487 1,522 1,556
3. Относительная поступь винта
- 0,61 0,62 0,63 0,65 0,66 рис. 20 [1]
4. КПД винта в свободной воде
- 0,637 0,64 0,641 0,65 0,66 рис. 20 [1]
5. КПД винта, работающего за корпусом судна
- 0,70 0,70 0,70 0,71 0,72
6. Шаговое отношение
- 0,92 0,94 0,96 0,98 0,99 рис. 20 [1]
7. Потребная мощность ГД
кВт 23454 23344 23308 22985 22637
8. Частота вращения гребного винта

с-1 1,39 1,33 1,28 1,22 1,17
мин-1 83,4 79,8 76,8 73,2 70,2
1.7 Проверка гребного винта на кавитацию
Определяем величину коэффициента запаса на кавитацию
(1.19)
где Ке = 0,28 (Ке = f (Z; ?p; Н/D)) – кавитационная характеристика, определяемая по рис. 26.
Полученное значение f обеспечивает отсутствие кавитации, т.к. минимальное значение коэффициента f, обеспечивающее отсутствие кавитации, равно примерно 1,3.
В ходе расчета движителя судна был принят к установке винт со следующими основными характеристиками:
- количество лопастей винта Z = 4
- диаметр винта D = 8,9 м
- относительная поступь ?р = 0,65
- шаговое отношение Н/D = 0,98
- КПД винта ?g = 0,71
- частота вращения гребного винта nm = 1,22 с-1
Для обеспечения судну заданной скорости хода 20 узлов необходим двигатель мощностью не менее 22985 кВт и частотой вращения 73,2 мин-1 (1с-1).
2 Обоснование выбора главного двигателя

Развитие мирового и отечественного флота идет по пути специализации судов, приспособления их к транспортировке разнообразных типов грузов, уменьшение времени стоянки, сокращение количества экипажа для снижения эксплуатационных расходов. В большинстве случаев эта роль отведена энергетическим установкам, поскольку от них определются расходы на горюче-смазочные материалы, обслуживание, ремонт и запчасти.
Тип ЭУ перспективных судов определяются следующими основными факторами: типами судов, которые, зависят от объемов и структуры перевозок, состояние мирового топливного баланса, который определяет возможность поставки флоту различных видов топлива, уровнем развития энергетики (как судовой, так и стационарной).
При выборе типа ЭУ судна учитывается такой показатель, энерговооруженность (отношение специфика ионной мощности к дедвейту судна).
Состояние мирового топливного баланса – второй фактор, влияющий на выбор типа ЭУ. В этом смысле показательными являются 70-е годы. Дефицит жидкого топлива привет к резкому росту цен, снизились скорости судов в эксплуатации и мощности ГД. Уменьшились мощности ГД строящихся судов. Прекратилось строительство судов с паротурбинными и газотурбинными установками. На многих судах, находившихся в эксплуатации, такие установки были заменены на дизельные, более экономичные.
Морской транспорт наиболее приспособлен к использованию жидкого топлива. Он может использовать менее качественные виды топлива, даже вязкие тяжелые мазуты. В принципе суда могут работать на газе и на угле. На высоковязких мазутах могут работать дизельные и паротурбинные установки. Газотурбинные двигатели используют в основном специальные газотурбинные сорта топлив (легкие) с малым содержанием ванадия во избежание сильной коррозии.
На газе способны работать все три типа установок: паротурбинные и газотурбинные, и дизельные . При работе на газе обеспечивается наиболее экологический выхлоп у дизелей. Вместе с тем широкому использованию газа на судах препятствует отсутствие инфраструктуры газонаполнительных станций и существенно большие размеры бункера (по сравнению с жидким топливом), что при прочих равных условиях уменьшат провозную способность судов. Работая на газе, дизели могут развивать мощность не более 70-75% спецификационной (на жидком топливе).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Емельянов Н.Ф. Расчет ходкости и гребного винта морского транспортного судна: Метод. указания к дипломному проектированию. –Владивосток: ДВВИМУ, 1984.– 70 с.
2. Возницкий И.В. Судовые дизели и их эксплуатация. – М.: Транспорт, 1986. – 239 с.
3. Лапшин В.И., Расчеты судовых дизелей. Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию.–Владивосток: ДВВИМУ, 1987. –46 с.
4. Камкин С.В. Системы судовых дизельных установок и их эксплуатация. – М.: В/О «Мортехинформреклама», 1985. – 56 с.
5. Камкин С.В. Дизельные силовые установки. Комплектация вспомогательными механизмами и оборудованием, утилизация тепла и определение КПД.– М.: В/О «Мортехинформ-реклама», 1984. – 62 с.
6. Слесаренко В.Н. Автоматизированные системы управления судовыми энергетическими установками. –Владивосток.: ДВГТУ, 2006. –338 с.
7. Седых В.И., Балякин О.К. Технология судоремонта.– Владивосток: МГУ им.
адм. Г.И.Невельского, 2008. –402 с.

Весь текст будет доступен после покупки