5. Определение основных характеристик энергетических систем ГПК……… .22
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
ИНЖИНЕРНАЯ ШКОЛА |
Кафедра судовой энергетики и автоматики
Ибе Сергей Владимирович
РАСЧЕТ СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ |
КУРСОВАЯ РАБОТА
Студент гр. 3438 __________________ (подпись) | |
Руководитель _____________ А.Г. Масютин | |
Регистрационный № ________ ___________ ___________________ подпись И.О.Фамилия « _____» ___________________ 20 г. | Оценка _________________________ ____________ ___________________ подпись И.О.Фамилия «_____» ________________ 20 г. |
г. Владивосток
2012
Содержание
1. Введение. Характеристика судна и его СЭУ.................................... ………...3
2. Технические, энергетические и экономические характеристики различных типов ГПК................................................................................................................ ………..8
3. Определение пропульсивной мощности и мощности ГД................. ………10
4. Комплектация тепловой схемы ГПК…………………………………………...12
5. Определение основных характеристик энергетических систем ГПК……… .22
6. Определение энергетической эффективности СЭУ........................... ………28
7. Определение эксплуатационной эффективности СЭУ……………………… .33
8. Расчёт экономической Эффективности СЭУ..................................... ………36
9.Техническое описание топливной системы ГТД……………………................41
10. Заключение....................................................................................... ………42
Графическая часть:
Функциональная тепловая схема ГПК – лист формата А1
Спецификация к тепловой схеме – лист формата А4
Принципиальная схема системы топливо подготовки – лист формата А1
Спецификация к системе топливо подготовки – лист формата А4
11.Список литературы........................................................................... ………55
1.Введение. Общая характеристика судна
За прототип к курсовому проекту был взят т/х «Михаил Стрекаловский».
Номер и автор проекта: 743, «Варновверфт», ГДР
Год и место постройки: 1981, ГДР, г. Вернемюнде
Тип судна: Однопалубное, с удлиненным ютом, надстройкой и МО в корме, с ледокольным носом и транцевой кормой.
Назначение: Перевозка навалочных грузов, руд, зерна и контейнеров.
Класс Регистра: КМ У Λ ˄ 1 А2
КМ - судно самоходное;
˄ 1- Одноотсечная непотопляемость
А2 - обьем автоматизации механической установки позволяет ее эксплуатацию одним оператором из центрального поста управления без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях.
У Л – самостоятельное плавание в Арктике в летне-осенний период навигации в легких ледовых условиях и замерзающих не арктических морях круглогодично.
Корпус
Количество палуб – 1 непрерывная
Количество водонепроницаемых переборк - 8.
Рис. 1. т/х «Михаил Стрекаловский»
I .Основные показатели судна:
· Длина наибольшая м
· Длина между перпендикулярами L┴┴, м – 154,88
· Ширины B, м – 22,86
· Осадка средняя Т , м – 9,88
· Водоизмещение D , т - 27340
· Дедвейт DW , т - 19252
· Скорость хода , уз – 15,29
· Район плавания - неограниченный
· Дальность плавания S, миль – 6000
· Экипаж, чел. – 38
· Общая вместимость трюма, твиндека и верхней палубы, м3 - 26219
II .Энергетическая установка:
· Дизель
· Тип главного пропульсивного двигателя –MAH K8Z70/120E
· Мощность, кВт – 8240
· Частота вращения вала, об/мин -140
· Удельный расход топлива, г/кВт·ч – 217.5
· Тип передачи на гребной вал – Прямая
· Валопровод состоит из гребного вала диаметром 599 мм, длиной 7920 мм без облицовки и промежуточного вала диаметром 470 мм и длинной 4900мм,
· Материал дейдвудного подшипника –Баббит;
· Движитель – один ВФШ со съемными 4-мя лопастями, сталь, диаметром 5150 мм, масса винта 18960 кг, частота вращения 140 об/мин;
· Электростанция: род тока – переменный трёхфазный, напряжение 380В. Напряжение сети освещения и отопления 220В.
Источниками электроэнергии являются четыре дизель-генератора марки 8VD36-24A- 1– мощностью 4 x 440 кВт и генератором SSED639 – 12v мощностью 4x400 кВт.
· Вспомогательная котельная установка содержит 2 паровые ФЭБ Дампфер-цеугебау, паропроизводительностью 1х2.5 т\ч, 1х4 т\ч пара с давлением 0,5-0,7 МПа.
Располагая данными судна-прототипа можно получить данные, которые можем использовать в последующих расчётах.
Такими данными являются:
· объёмное водоизмещение судна, м3
где т/ м3- плотность морской воды
· коэффициент общей полноты
· коэффициент относительного удлинения судна
· коэффициент – отношение ширины теоретической ватерлинии к осадке
· площадь смоченной поверхности, которая определяется по формуле Семеки В.А. т.к. судно-прототип имеет :
м2
· по формуле Лаппа оценим пропульсивный К.П.Д.
· определим мощность подведённую к гребному винту (валовая мощность).
кВт
Где - к.п.д. валопровода
– к.п.д. передачи, у судна-протатипа передача через трехступенчатый редуктор
· относительная мощность электростанции
где кВт – суммарная мощность электростанции.
кВт – валовая мощность пропульсивной установки
· относительная паропроизводительность вспомогательной котельной установки
кг/кВт
ч
где кг/ч
· провозоспособность судна – прототипа, это количество груза перевезенное на расстояние
S=3000 миль за эксплуатационный период суток, тонно-миль
где = 0,93…0,95 – коэффициент использования дедвейта;
узлов
=0,68 – коэффициент ходового времени
коэффициент потери скорости по гидрометеоусловиям – принимается по таблице 1
Таблица 1
Коэффициент потери скорости
Vs, уз | 10 | 11…12 | 13…14 | 15…16 | 17…18 | 19…20 | свыше 20 |
kv | 0,9 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,96 | 0,97 | 0,975 |
тонно-миль
2.Технические, энергетические и экономические характеристики различных типов ГПК.
В задании на курсовую работу в качестве ГПК указана одновальная ГТУ с ГТД двухкомпрессионный с промежуточным охлаждением воздуха, регенератором (с ГТУ 5500л.с. Бритиш Томпсон Хаустон).На судне-прототипе установлен ГПК с ГТУ 4 СПГГ GS-34
3.Оценим характеристики этих пропульсивных комплексов:
Характеристики | ГПК с ГТУ 4 СПГГ GS-34 | ГПК с ГТУ 5500л.с. Бритиш Томпсон Хаустон |
Мощность двигателя, кВт | 3680 | 4043 |
Частота вращения, об/ мин | 5500 | 3500 |
Удельный расход топлива, кг/кВт ч | 0,265 | 0,301 |
Удельная масса, кг/кВт | 37,8 | 42.29 |
КПД,% | 31,8 | 28 |
Анализируя приведённые в таблице характеристики, можно сделать следующие выводы:
1. ГПК с ГТУ 5500л. Бритиш Томпсон Хаустон обладает меньшей экономичностью чем ГПК с ГТУ 4 СПГГ GS-34. Коэффициент изменения к.п.д. равен: