Последовательность выполнения.

СУДОМЕХАНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

Основы проектирования СЭУ

Методические указания

по выполнению практических работ

для студентов специальности 5.090256

“Монтаж и проектирование судовых машин и механизмов”

Переоформить

Керчь, 2013

Автор: Хачиков С.В., преподаватель специалист 1-й категории СМТ КГМТУ

Рецензент: Деусов В.Н., председатель цикловой комиссии судомеханических дисциплин судомеханического техникума КГМТУ

Методические указания рассмотрены и одобрены цикловой комиссией судомеханических дисциплин

Протокол №___ от ______________________2007 г.

Методические указания рассмотрены и одобрены методическим советом СМТ КГМТУ

Протокол №___ от ______________________2007 г.

Методические указания утверждены Ученым советом КГМТУ

Протокол №___ от ______________________

Вставить лист СОДЕРЖАНИЕ по методичке

ВВЕДЕНИЕ

Практическая работа соответствует проведению аналогичных расчетных работ на предприятиях, проектно-конструкторских бюро и НИИ базового Департамента.

Приступая к выполнению работ студент должен ознакомится с настоящим пособием и рекомендованной литературой. В данном пособии список литературы общий для всех работ. Если при изучении материала студент недостаточно понятные места, то ему необходимо обратится за помощью к преподавателю.

Оформление практических работ производится в отдельной тетради или на бланке А4 с одной стороны. Текст необходимо писать пастой синего или черного цвета без сокращений слов, кроме допускаемых ГОСТом. Допускается оформление работ на персональном компьютере. Описание, расчеты необходимо сопровождать рисунками, выкопировками и таблицами согласно заданию.

В отчете обязательно указываются наименование, цель работы методические указания и все другие разделы в соответствии с настоящим пособием.

Практические работы необходимо оформить и защитить в установленных преподавателем порядке и сроках.

Перед началом работ преподаватель проводит вводную беседу и проверку знаний студентом теоретического материала.

Исходные данные студент выбирает из данного методического пособия или согласовывает с преподавателем, исходя из тем курсовых проектов по смежным дисциплинам.

При выполнении работ студент должен соблюдать правила техники безопасности и правила санитарии и гигиены.

В том числе студент обязан:

- организовать свое рабочее место так, что бы все необходимое было под руками, а все лишние предметы были убраны;

- при проведении работы не отвлекаться и не отвлекать других;

- пользовать исправным счетным оборудованием, а в случае обнаружения неисправных вилок, розеток и т.п. немедленно сообщить преподавателю;

- следить за чистотой;

- не покидать рабочее место, не входить и не выходить из аудитории без разрешения преподавателя;

- не пользоваться мобильным телефоном во время занятий.

Практическая работа №1

Тема: Определение эффективной мощности СЭУ сухогруза.

Содержание работы:

1 Расчет буксировочной мощности по методу Э.Э. Папмеля.

2 Выбор принципиальной схемы передачи мощности.

3 Определение общего и пропульсивного КПД.

4 Определение эффективной мощности главных двигателей.

Исходные данные. Выписать из т аблицы 1

1.Тип судна Сухогруз.

2.Длина судна L = м.

3.Ширина судна B = м.

4.Осадка судна Т = м.

5.Водоизмещение D = т.

6.Скорость судна V_s = уз.

7.Число валов (винтов) Z =

8.Тип СЭУ дизельная

9.Район плавания

10.Тип передачи

11.Число двигателей i =

12. Автономность τ = час;

Порядок расчета

1 Расчет буксировочной мощности по методу Э.Э. Папмеля

1.1 Коэффициент полноты водоизмещения.

δ=D/(γxLxBxT)

где γ=1,025 – удельный вес морской воды, т/м³

1.2 Коэффициент остроты корпуса.

Ψ=10Βδ/L

1.3 Поправочный коэффициент на число винтов

х=1,0 при z=1

x=1,05 при z=2

x=1,075 при z=3

x=1,1 при z=4

1.4 Поправочный коэффициент на длину судна

λ=1 при L>100 м.

λ=0,7 + 0,3√(L/100) при L<100 м.

Далеее исправить как в предидущих подпунктах

1.5. Относительная скорость v^I

v^I = v_s√(Ψ/L) = м/с

1.6. Коэффициент Папмеля определяем по диаграмме стр. 23 [1]

С =

1.7.Буксировочная мощность, кВт.

N_R=Dv_s³x√Ψ/(CLλ) = кВт

2. Выбираем принципиальную схему передачи мощности.

3. Общий КПД.

где:

КПД муфты. По табл. Стр. 16 [1]

КПД передачи. По табл. Стр. 16 [1]

КПД валопровода.

(0,96-0,99) верхний предел для подшипников качения

нижний предел для подшипников скольжения

- КПД винта

- коэффициент влияния корпуса.

= - пропульсивный КПД

для пассажирских судов = 0,5-0,6

для грузовых судов = 0,6-0,78

для буксиров, ледоколов, судов ледового плавания = 0,47-0,56

4. Определение эффективной суммарной мощности.

кВт.

где:

К =1,15-1,2-коэффициент запаса.

5. Определение эффективной суммарной мощности каждого двигателя.

N = кВт.

где i - число двигателей

6. На основании расчета мы выбираем двигатель марки с эффективной номинальной мощностью N_е =

частотой вращения n = об./мин.

расходом топлива g_e = кг/кВт.час.

расходом масла g_m = кг/кВт.час.

Контрольные вопросы: Исправить на Вопросы для самопроверки:

1 Какие методы применяются для определения необходимой мощности главных двигателей кроме метода Папмеля?

2 Какая схема пропульсивной установки применяется для крупнотоннажных танкеров?

3 Какая схема пропульсивной установки применяется для паромов?

4 Достоинства электрической передачи?

5 Недостатки прямой передачи?

Литература: стр. 13-15, 20 [1]

Таблица 1 - Исходные данные для практической работы №1

№ вар.	Тип судна	Главные размерения	Водоизмещение	Скор. хода	Число валов (винтов)	Передача	Число двигателей	Автоном-ность
L, м	B, М	T, м	D, т	V_s, узлы	Z
	Сухогруз		26.3	12.0		17.0		механич
	Танкер		28.0	12.0		16.5		механич
	Танкер		27.0	11.0		15.0		механич
	Сухогруз		20.9	10.0		16.5		электро
	Сухогруз		19.0	9.0		16.0		прямая
	Сухогруз		16.0	8.0		16.0		механич
	Танкер		21.0	10.0		16.0		механич
	Танкер		19.0	9.0		16.0		механич
	Танкер		17.0	8.0		17.0		механич
	Сухогруз		14.7	6.2		16.8		электро
	Танкер		20.6	10.0		16.2		механич
	Сухогруз			10.0		16.0		электро
	Сухогруз		19.5	9.2		17.0		механич
	Пассажирское		18.0	9.0		16.0		прямая
	Танкер		17.0	8.5		16.5		механич
	Сухогруз		15.0	7.5		18.5		механич
	Сухогруз		16.5	8.2		19.0		электро
	Пассажирское		25.5	12.0		18.0		электро
	Сухогруз		24.5	12.0		19.0		механич
	Танкер		23.0	11.0		18.0		механич
	Пассажирское		27.2	10.0		18.0		механич
	Сухогруз		27.0	10.0		16.0		прямая
	Танкер		30.5	10.0		20.0		механич
	Танкер		17.6	8.5		19.0		электро
	Сухогруз		17.3	8.5		18.0		прямая
	Сухогруз		18.2	9.0		18.0		механич
	Сухогруз		16.2	8.0		16.0		прямая
	Танкер		17.0	9.0		16.0		механич
	Танкер		16.5	8.2		16.5		электро
	Сухогруз		16.0	8.0		16.2		механич

Практическая работа №2.

Тема: Топливная система СДУ.

Цель занятий: изучение принципиальной схемы и освоение методики расчета топливной системы.

Содержание работы:

1. Принципиальная схема топливной системы.

2. Расчет емкости цистерн.

3. Расчет характеристик насосов и сепараторов.

4. Расчет подогревателей топлива.

Исходные данные: мощность и удельный расход топлива ГД по Пр №1:

N_е= кВт; g_е= (Пр.№1); τ = час; автономность (по зад.)

Последовательность выполнения.

1. Принципиальная схема топливной системы.

2. Расчет емкости цистерн.

2.1. Основного запаса тяжелого топлива.

V =К = (м )

где:

К =1,05…1,07-коэффициент, учитывающий неиспользованный объем;

К =1,1…1,15-коэффициент, учитывающий мертвый запас;

= 830…900 ()- плотность топлива, по выбранному двигателю

i - количество главных двигателей (по заданию).

2.2. Основного запаса легкого топлива.

Принимается 15% от запаса тяжелого топлива.

V =0,15V = (м )

2.3. Аварийного запаса из условия обеспечения работы главных двигателей в

течении суток.

= (м )

2.4. Расходно-отстойной тяжелого и легкого топлива.

2.4.1. Тяжелого топлива принимается равным расходу топлива за 12 час.(две штуки).

= (м )

2.4.2. Легкого топлива принимается равным расходу топлива за 8 час.(две штуки).

= (м )

2.5. Грязного топлива и масла.

v =(0,1-0,3) = (м ).

2.6.Сбора протечек топлива.

= (м ).

2.7. Сбора отходов сепарации.

Q (м ).

Где:Q -суммарная производительность сепараторов топлива () из пункта 3.8.

3. Расчет характеристик насосов и сепараторов.

3.1.Производительность топливоперекачивающего насоса тяжелого топлива.

Должна обеспечить перекачку не менее суточного расхода топлива за

(1 2) часа принято = час.

= (м³/час).

3.2.Производительность топливоперекачивающего насоса легкого топлива.

Должно обеспечить перекачку 4 часового расхода за (0,2 0,5) часа. Принято ч.

= (м³/час).

Где: часа.

3.3. Давление, развиваемое насосом.

Принимается в пределах.

МПа. Принято МПа.

3.4.Мощность привода насоса.

= (кВт).

Где:

(1,1-1,15)-коэффициент запаса мощности; Принято

-к.п.д. насоса. Принято

3.5. Производительность топливоподкачивающего насоса должна в раза превышать часовой расход топлива двигателя. Принято.

= (.

3.6. Давление, развиваемое насосом – зависит от типа двигателя.

МПа для МОД.

МПа для СОД.

3.7. Мощность привода.

= (кВт).

3.8. Суммарная производительность сепараторов топлива.

По правилам Регистра на судах неограниченного района плавания должно устанавливаться не менее 2 сепараторов суммарная производительность которых, должна обеспечить сепарацию суточного расхода топлива за часов.

3.9. Емкость ресивера-деаэратора.

= (м .

4. Расчет подогревателей топлива.

Количество тепла необходимого для нагрева топлива.

t₂-t₁)=

где:

-теплоемкость топлива, ; Принято ____.

t -температура топлива на входе в подогреватель, ;

Принято _____.

-температура топлива на выходе из подогревателя, ;

Принято _____.

4.2.Поверхность подогревателя.

= (м ).

где:

-запас поверхности; Принято.

k= (1000 1400)-коэффициент теплопередачи, ; Принято.

-температурный напор., С ;

t - температура насыщения греющего пара., С .

По правилам Регистра для подогревателя топлива разрешается использовать сухой насыщенный пар давлением не более 1МПа. Принимаем давление пара

Р=(0,5 0,7) МПа., по нему из таблицы см. Приложение № 1 ’’ Параметры насыщенного водяного пара по давлениям’’ определяем t = _____.

4.3. Расход пара на подогреватели.

где:

= - удельная энтальпия пара на входе в подогреватель,

см. Приложение №1

= - удельная энтальпия пара на выходе из подогревателя

см. Приложение №1

- к.п.д. подогревателя. Принято.

Контрольные вопросы:

1 Назначение топливной системы.

2 Состав оборудования топливной системы.

3 Методы подготовки топлива на судне.

4 Методы утилизации отходов эксплуатации системы.

Литература: стр. 25-28, [1].

Практическая работа №3.

Тема: Масляная система СДУ.

Цель занятий: изучение принципиальной схемы и освоение методики расчета масляной системы.

Содержание работы:

1. Принятие принципиальная схема масляной системы.

2. Расчет характеристик насосов.

3. Расчет маслоохладителя.

4. Расчет емкости цистерн.

Исходные данные:

Удельный расход масла ГД: g = (Пр.р.1)

Последовательность выполнения.

1. Принципиальная схема масляной системы.

2. Расчет характеристик насосов.

2.1. Количество теплоты, отводимой маслом от объекта смазки.

Формулу просчитываем три раза, задавшись нижеприведенными данными:

- доля тепла отводимого маслом; Принято.

- механический к.п.д. двигателя; Принято.

- механический к.п.д. редуктора; Принято.

- к.п.д. валопровода; Принято.

Определяем суммарное количество теплоты отводимое маслом от трех различных объектов:

2.2. Дополнительное количество тепла, отводимое в случае масляного охлаждения поршней (для МОД и СОД)

где:

а - доля тепла отводимого от поршня; Принято.

Q - низшая теплота сгорания топлива;

2.3. Суммарное количество тепла, отводимого маслом.

= ( - для МОД и СОД.

= ( - для ВОД.

2.4. Производительность главного масляного насоса.

где:

-коэффициент запаса производительности; Принято.

- теплоемкость масла, Принято.

- плотность масла, Принято.

- повышение температуры масла в системе, ; Принято .

2.5. Давление насоса главного масляного:

МПа для МОД;

МПа для СОД и ВОД;

Принято

2.6. Мощность привода насоса.

= (кВт)

где:

- коэффициент запаса мощности; Принято.

-к.п.д. шестеренчатого насоса;

(производительность до 100 ;

- к.п.д. винтового насоса

(производительность более 100

Принято

2.7. Производительность маслоперекачивающего насоса.

Принимается в (1,5 2,0) раза больше, чем главного масляного. Принято.

2.8. Давление, развиваемое маслооткачивающим насосом.

МПа. Принято.

2.9. Мощность привода насоса.

= (кВт)

3. Расчет маслоохладителя.

Поверхность охлаждения маслоохладителя.

= (м ).

где:

- запас поверхности; Принято.

К= (1500 2500)-коэффициент теплопередачи; Принято.

- температурный напор, ;

-температура масла на входе в двигатель, ; Принято ____.

-температура масла на выходе из двигателя, ;

= 10…15 ^оС

-температура забортной воды на выходе из холодильника масла,

- температура забортной воды на входе в холодильник масла, ;

Принимается для судов неограниченного района плавания, для

других-среднегодовая фактическая за бортом;

4. Расчет емкости цистерн.

4.1. Объем сточноциркуляционной цистерны.

где:

- для МОД.

- для СОД.

- для ВОД.

-кратность циркуляции Принято.

4.2.Емкость цистерны основного запаса.

где:

1- количество смен масла за рейс;(целое число).

час для МОД;

час для ВОД сухой картер.

час для СОД.

час ВОД мокрый картер.

-автономность (часы);

удельный расход масла ;

Контрольные вопросы:

1 Назначение масляной системы.

2 Состав оборудования масляной системы.

3 Методы подготовки масла на судне.

4 Методы утилизации отходов эксплуатации системы.

Литература: стр. 28-32, [1].

Практическая работа №4.

Тема: Система охлаждения СДУ.

Цель работы: изучение принципиальной схемы и освоение методики расчета системы охлаждения.

Содержание работы:

1. Принципиальная схема системы охлаждения.

2. Расчет характеристик насосов и охладителей системы пресной воды.

3. Расчет характеристик насосов системы забортной воды.

Исходные данные: Из пр.р.№1.

Последовательность выполнения:

1.Принципиальная схема системы охлаждения.

2. Расчет характеристик насосов и охладителей системы пресной воды.

2.1. Количество тепла, отводимого пресной водой.

где:

для МОД - доля тепла отводимого пресной водой;

для СОД и ВОД – доля тепла отводимого пресной водой;

2.2. Производительность насоса пресной воды.

где:

- коэффициент запаса производительности; Принято

- теплоемкость пресной воды; Принято

- перепад температур пресной воды; Принято

- плотность пресной воды; Принято

2.3. Давление насоса пресной воды.

МПа. Принято

2.4. Мощность привода насоса.

(кВт).

где:

- запас мощности; Принято

- к.п.д. центробежных насосов; Принято

2.5. Поверхность охлаждения водяного охладителя.

(м ).

где:

- запас поверхности; Принято

k= (3500 4500) -коэффициент теплопередачи от воды к воде. Принято

- температурный напор; Принято

2.6. Объем расширительной цистерны.

Принимается (0,18 0,25) м на 1000 кВт , и должен быть предусмотрен свободный объем 30 40%.

(м ).

3. Расчет характеристик насосов системы забортной воды.

3.1. Количества тепла отводимое в холодильниках надувочного воздуха.

где:

L - Количество воздуха теоретически необходимое для сгорания 1кг топлива;

С - теплоемкость воздуха;

- температурный перепад надувочного воздуха; Принято

- суммарный коэффициент избытка воздуха; Принято

=(3,0 3,8)- 2 - тактные МОД;

- 4 - тактные МОД;

- 2 - тактные СОД;

- 4 - тактные СОД;

- 4 - тактные ВОД;

3.2. Суммарное количество тепла отводимого забортной водой.

где:

Все данные по этой формуле из П.р.№3 (пункт 2.3.).

3.3. Производительность насоса забортной воды.

где:

К - коэффициент запаса производительности; Принято

- теплоемкость забортной воды;

- плотность забортной воды;

- перепад температур забортной воды; Принято

3.4. Давление насоса забортной воды.

МПа. Принято

3.5. Мощность привода насоса забортной воды.

(кВт).

3.6. Повышение температуры в маслоохладителе.

( С).

3.7. Повышение температуры в водяном охладителе.

( С).

3.8. Повышение температуры в охладителях воздуха.

( С).

3.9.Температура забортной воды на выходе из системы (проверка).

(45) С.

При невыполнении уменьшить и пересчитать с пункта 3.3.

Контрольные вопросы:

1 Назначение системы охлаждения пресной водой.

2 Состав оборудования системы охлаждения пресной водой.

3 Назначение системы охлаждения забортногй водой.

4 Состав оборудования системы охлаждения забортной водой.

5 Как производится пополнение запасов пресной воды на судне?

Литература: стр. 28-35, [1].

Практическая работа №5.

Тема: Система сжатого воздуха и газовыпускная система.

Цель работы: изучение принципиальных схем и освоение методики расчета систем сжатого воздуха и газовыпуска.

Содержание работы.

1. Принципиальная схема системы сжатого воздуха.

2. Расчет системы сжатого воздуха.

3. Принципиальная схема газовыпускной системы.

4. Расчет газовыпускной системы.

Исходные данные: Из Пр.р.№1.

Последовательность расчетов.

1. Принципиальная схема система сжатого воздуха.

2.Расчет системы сжатого воздуха.

2.1.Суммарный рабочий объем двигателя.

(м ).

где:

Д- (м)-диаметр цилиндра двигателя;

S (м) - ход поршня;

m- Количество цилиндров;

2.2.Количество свободного воздуха для обеспечения требуемого числа пусков.

(м ).

где:

-число последовательных пусков двигателя;

- для реверсивных главных;

- для нереверсивных главных, для вспомогательных;

- при числе двигателей от двух и более;

- расход пускового воздуха, удельный;

i- число двигателей;

2.3.Суммарная емкость пусковых баллонов.

(м ).

где:

Р МПа для МОД и СОД;

Р МПа для ВОД;

Р - рабочее давление в баллонах;

Р МПа- минимальное пусковое давление воздуха в баллонах;

Р 0,1 МПа- атмосферное давление;

2.4.По правилам Регистра должно быть предусмотрено не менее двух компрессоров, каждый должен обеспечить заполнение пусковых баллонов от Р до Р в течении 1 часа.