Цель, структура курсовой работы, требования к содержанию

ФЕДЕРАЛЬНОЕ Государственное БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра судовых энергетических установок

 

Шаратов А.С., Попов В.В., Ениватов В.Н.

 

 

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

 

 

Методические указания

 

по выполнению курсовой работы

для студентов (курсантов) специальности 26.05.06

«Эксплуатация судовых энергетических установок»

очной (заочной) формы обучения

 

 

Керчь, 20___ г. *

УДК 629.5.016

Автор (составитель): Ениватов В.Н., канд. техн. наук, доцент кафедры СЭУ ФГБОУ ВО «КГМТУ» ____________

подпись

Попов В.В., преподаватель кафедры СЭУ ФГБОУ ВО «КГМТУ» _________

подпись

 

Шаратов А.С., ассистент кафедры СЭУ ФГБОУ ВО «КГМТУ» ___________

подпись

 

 

Рецензент: Горбенко А.Н., канд. техн. наук, доцент кафедры СЭУ ФГБОУ ВО «КГМТУ» ____________

подпись

 

 

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании

кафедры _СЭУ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № ___от__________20___ г.

Зав. кафедрой ____________ И.О. Фамилия

подпись

 

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации

на заседании методической комиссии МФ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № ___от_________20___ г.

 

 

Ó ФГБОУ ВО «КГМТУ», 20__ г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение___________________________________________________________
	Теоретическая часть __________________________________________
	Цель, структура курсовой работы, требования к содержанию________
	Методика расчетов и построения графиков________________________
	3.1 Исходные данные_________________________________________
	3.2 Пример расчета и построения паспортной диаграммы судна_____
	3.3 Пример расчета и построения номограммы для определения пропульсивного КПД и шкалы часового расхода топлива ГД________
Приложение А. Образец титульного листа__________________________
Приложение Б. Варианты для курсовой работы______________________
Приложение В. Образец содержания работы ________________________
Приложение Г. Характеристики гребных винтов _____________________
Приложение Д. Образец листа задания _____________________________
Приложение Е. Основные вопросы, выносимые на защиту работы _______
Список литературы_________________________________________________

Введение

 

Данная курсовая работа является частью курса «Техническая эксплуатация судовых энергетических установок» для студентов 5-го курса очной и 6-го курса заочной формы обучения, обучающихся в рамках образовательно-квалификационного уровня «Специалист» по специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок».

Учебной программой дисциплины «Техническая эксплуатация судовых энергетических установок» предусмотрено выполнение студентами заочного отделения курсовой работы, в которую составной частью входит изучение режимов работы дизеля с винтом, расчет и построение паспортной диаграммы сухогрузного судна. Основной целью этих работ служит углубление знаний и изучение построения паспортной диаграммы судна, режимной карты.

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 и экономичного режимов работы ГД.

В настоящих методических указаниях содержится материал, необходимый для выполнения указанных работ, расчетные методики и пример построения диаграммы. Однако приведенный ниже материал не заменяет рекомендуемой учебной и справочной литературы, а служит для облегчения работы с ней.

Работу необходимо выполнять в следующем порядке:

- усвоить суть способа выбора гребного винта для данного режима работы дизеля;

- изучить определение поля допустимых режимов работы дизеля с м винтом фиксированного шага;

- выполнить расчет и построение паспортной диаграммы сухогрузного судна с гребным винтом фиксированного шага;

- выполнить расчет и построение режимной карты судна с гребным винтом фиксированного шага;

- подготовиться к защите работы, ориентируясь на перечень вопросов в Приложении

 

Теоретическая часть

 

Для обеспечения длительной надежной работы двигателя в эксплуатационных условиях дизелестроительные фирмы рекомендуют при установке дизеля на судно иметь запас мощности в пределах 10... 15%, который в дальнейшем будет можно использовать при работе судна в условиях с повышенным сопротивлением корпуса из-за его обрастания, ухудшения погодных условий и других причин.

В этом случае гребной винт рассчитывается и подбирается таким образом, чтобы двигатель мог развивать номинальную частоту вращения КВ n_сн при пониженной мощности ГД, равной (0,85...0,9) N_ен, при работе судна с чистым корпусом и хороших погодных условиях [5].

Поэтому в результате обрастания корпуса и повышения его сопротивления движению можно использовать резерв мощности для поддержания необходимой скорости, обеспечивая режим работы дизеля на номинальной частоте вращения КВ п_сн, не переходя ограничительной характеристики по теплонапряженности.

Такие известные дизелестроительные фирмы как «Sulzer», «МАN В&W» устанавливают ограничительные характеристики по теплонапряженности, которые можно определить по следующим апроксисмирующим зависимостям:

¾ фирма «Sulzer»

а) в диапазоне частот вращения КВ п = (0,95...1,00) п _н — при этом мощность N_е = n / n_сн · N_ен, далее

б) п = (0,95... 1,04) n_сн — мощность N_е = N_ен;

в) п = (0,95... 0,96) n_сн — мощность N_е = [0,62+(n / n_сн -0,8) 2,2] N_ен;

п_max = 1,04 n_сн

¾ фирма «МАN В&W»

а) п = (0,96...1,00) n_сн — мощность N_е = n / n_сн · N_ен.

б) п = (0,80... 0,96) n_сн — мощность N_е = [0,66+(n / n_сн -0,8) 1,875] N_ен;

в) п = (1,00... 1,04) n_сн — мощность N_е = N_ен; п_max = 1,04 n_сн

Как видно, эти зависимости для определения ограничительных характеристик обеих фирм мало отличаются друг от друга. Впрочем, как и аналогичные зависимости других дизелестроительных заводов.

Рассмотрим поле допустимых длительных режимов работы, рекомен­дуемым фирмой «МАN В&W» (рис. 1), для дизеля с облегченным ГВ, где ограничительные характеристики построены по выше приведенным зависимостям.

Расчетная винтовая характеристика при движении чистого корпуса судна с осадкой по грузовую марку представлена кривой 2. Облегченный ГВ для этой винтовой характеристики рассчитывается таким образом, чтобы при номинальной частоте вращения КВ двигатель мог развивать 89% номинальной мощности (точка D).

На рис. 1 показана также утяжеленная винтовая характеристика — кривая 1, которая соответствует работе судна с увеличенным сопротивлени­ем его движению.

В процессе постепенного утяжеления ГВ, двигатель имеет возможность работать при номинальной частоте вращения КВ п_сн, переходя от точки D кточке А, с соответствующим увеличением мощности вплоть до ее номиналь­ного значения N_ен в точке А.

 

80 85 90 95 100 n_е / n_сн %

1 — номинальная винтовая характеристика;

2 — винтовая характеристика для рекомендуемого облегченного гребного винта;

3 — ограничительная характеристика по теплонапряженности;

4 — ограничительная регуляторная характеристика,

5 — перегрузочная ограничительная характеристика,

АВ — ограничительная характеристика по механической напряженности;

точка Е — длительный эксплуатационный режим работы (Continuous Service Output).

Рисунок 1 - поле допустимых режимов работы

малооборотного длинноходового дизеля «МАN В&W»

 

При дальнейшем утяжелении винтовой характеристики мощность дви­гателя должна быть снижена (уменьшена подача топлива), чтобы не перейти ограничительный режим по тепломеханической напряженности (линия АВ при М_ен = соnst и кривая 3).

При чистом корпусе и хороших погодных условиях двигатель, работая на облегченный ГВ, может развить номинальную мощность только при час­тоте вращения КВ, равной 104% от номинальной (точка С). Для облегченной винтовой характеристики (правее расчетной кривой 2), например, при пере­ходе судна в балласте, режим работы двигателя ограничивается предельной регуляторной характеристикой 4 при частоте вращения КВ п = 1,04 п_сн.

В результате, область допустимых длительных режимов работы двига­теля, работающего на облегченный ГВ, лежит в пределах:

■справа ограничивается предельной регуляторной характеристикой 4 при частоте вращения коленвала п = 1,04 п_сн.;

■сверху — величиной номинальной мощности двигателя N_ен;

■слева — ограничительной характеристикой по тепломеханической напряженности — линия АВ и кривая 3.

В эксплуатационных условиях фирма «МАN В&W» рекомендует держать щадящий режим работы двигателя при частоте вращения КВ п =0,95 п_сн с развиваемой мощностью N_е = 0,85 N_ен (Continuous Service Output), ( на рис. 1 и 3 — точка Е).

Перейдем к определению поля допустимых длительных режимов рабо­ты двигателя на паспортной диаграмме судна (рис. 2).

■

1 — винтовая характеристика для рекомендуемого облегченного гребного винта;

2 — утяжеленная винтовая характеристика,

3 — ограничительная характеристика по теплонапряженности;

4 — ограничительная характеристика длительной минимальной мощности;

Аb — ограничительная характеристика по механической напряженности;

АС — ограничительная характеристика по номинальной мощности;

5 — ограничительная регуляторная характеристика.

Рисунок 2 - ограничительные характеристики

на паспортной диаграмме судна

Кривая 1 представляет расчетную винтовую характеристику при движении судна в полном грузу. Режим работы двигателя на номинальной частоте вращения КВ п_сн и величине эффективной мощности N_е = 0,89 N_ен показан в точке D.

Точка С характеризует режим работы двигателя на номинальной мощ­ности N_ен при частоте вращения КВ п = 1,04 п_сн, что является допустимым согласно инструкции по эксплуатации двигателя. При этом работа ГВ с постоянной относительной поступью λ_р1 даст увеличение скорости хода v пропорционально частоте его вращения, т.е. скорость в точке С будет на 4% больше, чем в точке D v _С = 1,04 v_D.

На паспортной диаграмме видно, что поддержание постоянной номинальной частоты вращения КВ при переходе к более тяжелой винтовой, характеристике (кривая 2, точка А) потребует увеличения мощности двигателя до номинальной N_ен и приведет к снижению скорости хода до величины v _А, вследствие уменьшения относительной поступи λ_р1 до λ_р2 соответственно увеличения безразмерного коэффициента момента ГВ (коэффициента мощности) k₂.

В любом случае переход к более «тяжелой» винтовой характеристике, несмотря на поддержание постоянной частоты вращения ГВ/КВ или постоянной номинальной мощности двигателя N_ен = соnst, сопровождается снижением скорости хода судна (участки DА или СА на рис. 2).

Точка В на ограничительной характеристике определяется по значению частоты вращения КВ п = 0,96 п_сн и величине мощности N_е при М_ен = соnst.

Здесь же нанесена ограничительная характеристика 4 минимально допустимой длительной мощности N_{е min} = 0,5 N_ен.

 

 

Цель, структура курсовой работы, требования к содержанию

 

Методика предлагаемой работы применяется для получения режимной карты нагрузок главной силовой установки для наиболее распрастраненной на мировом флоте, наиболее простой и эффективной для транспортных судов модели пропульсивного комплекса. Она состоит из одного низкооборотистого двухтактного дизеля с прямой передачей на винт фиксированного шага.

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

Курсовая работа, предоставляемая студентом для проверки должна содержать пояснительную записку с соответствующим титульным листом дополненную двумя листами графической части.

Курсовую работу выполняют на листах А4 оформленных согласно требованиям ЕСКД. Работа должна содержать:

1. Титульный лист согласно примеру в приложении А

2. Введение, в котором поясняются цели и задачи раскрытые студентом, при выполнении курсовой работы.

3. Листа задания, заполняемого на основании последней цифры зачетной книжки, в соответствии с таблицей заданий (приложение Б).

4. Расчетной части согласно варианту задания, снабженного паспортной диаграммой судна выполненной на листе А4 миллиметровки.

5. Информационного листа – характеристик гребного винта выбранным студентом на основании исходных данных

6. Списка использованной литературы.

7. Графической части, состоящий из 1 листа формата А1, на который выносится режимная карта. Допускается нанесение сетки для режимной карты методом печати. Построения выполняются в карандаше.

Курсовая работа сдается на кафедру СЭУ для регистрации и последующей проверки преподавателем.

После проверки преподавателем курсовой работы студент должен подготовиться к защите отчета, ориентируясь на перечень вопросов в Приложении Д.

Представленная методика показана на примере конкретных исходных данных, взятых из паспортных характеристик реального судна.

Расчеты должны выполняться в единицах измерения СИ. Следует помнить, что в большинстве расчетных формул предполагается использование стандартных единиц измерения.

В ходе изложения материала необходимо делать ссылки на использованные литературные источники. Ссылка делается путем указания в квадратных скобках номера источника согласно списку литературы. Например, [1] или [3, с.24-26]. Построение диаграммы необходимо выполнить на миллиметровой бумаге формата А4.

Отчет о работе оформляется в соответствии с требованиями ЕСКД на стандартных листах бумаги формата А4, пронумерованных и сшитых. Первый лист оформляется как титульный лист. На всех последующих листах изображается рамка и штамп. Для каждого этапа работы дают четко сформулированный нумерованный заголовок. Расчет необходимо сопровождать пояснительным текстом, достаточным для понимания работы. В ходе изложения материала необходимо делать ссылки на использованные литературные источники. Ссылка делается путем указания в квадратных скобках номера источника согласно списку литературы. Например, [1] или [3, с.24-26]. Построение диаграммы необходимо выполнить на миллиметровой бумаге формата А4.

Расчет рекомендуется писать в такой форме: сначала без всяких алгебраических преобразований пишут в цифрах; после этого пишется результат вычисления и его единица измерения. Несоблюдение указанного правила затрудняет чтение и проверку расчета и, кроме того, может привести к ошибке.