 |
Основы гидравлического расчёта судовых систем
|
|
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «КГМТУ»)
Морской факультет
Кафедра «Судовые энергетические установки»
Эксплуатация судовых вспомогательных механизмов, систем и устройств
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок»
Керчь 2016
Составители: Попов В.В., преподаватель кафедры «Судовых энергетических установок» Керченского государственного морского технологического университета, судовой механик 3 разряда
Рецензенты: Горбенко А.Н., к.т.н., доцент кафедры СЭУ КГМТУ;
Данная методическая разработка рассмотрена и одобрена на заседании кафедры СЭУ КГМТУ
Протокол № от г.
Данная методическая разработка рассмотрена и одобрена на заседании методического совета морского факультета КГМТУ
Протокол № от г.
Данная методическая разработка утверждена ученым советом КГМТУ
Протокол № от г.
© Керченский государственный морской технологический университет
ВВЕДЕНИЕ
Учебной программой дисциплины «Эксплуатация судовых вспомогательных механизмов, систем и устройств» предусмотрено выполнение студентами контрольной работы, в которую составной частью входит изучение общесудовых систем. Основной целью этой работы служит углубление знаний по устройству общесудовых систем, работе, особенностям эксплуатации и управлению.
|
|
|
При изучение дисциплины «Эксплуатация судовых вспомогательных механизмов, систем и устройств» студенты - заочники руководствуются изложением вопросов лекций и практических занятий.
Контрольная работа состоит из двух заданий.
Задание 1
Описать назначение, состав, устройство, схемы и принцип работы судовых общесудовые систем. Выполнить расчёт судовых общесудовых систем.
Данные для расчётов выбрать из таблицы 1, по двум последним цифрам номера зачетной книжки:
Задание 1. Расчёт трубопровода
таблица 1а
| Предпос-ледняя цифра зачетной книжки | d1-2, мм | d2-3, мм | d3-4, мм | l4-5, м | ν, м2/с |
| 0 | 20 | 25 | 32 | 3 | 1·10-6 |
| 1 | 25 | 32 | 40 | 7 | 1,5·10-6 |
| 2 | 32 | 40 | 50 | 2 | 3·10-6 |
| 3 | 40 | 50 | 70 | 6 | 6·10-6 |
| 4 | 50 | 70 | 80 | 1 | 10·10-6 |
| 5 | 70 | 80 | 90 | 10 | 15·10-6 |
| 6 | 80 | 90 | 100 | 5 | 30·10-6 |
| 7 | 90 | 100 | 125 | 9 | 50·10-6 |
| 8 | 100 | 125 | 150 | 4 | 70·10-6 |
| 9 | 125 | 150 | 175 | 8 | 100·10-6 |
| Последняя цифра зачетной книжки | Q1-2, м3/ч | l1-2, м | l3-4, м | l2-3, м | z, м |
| 0 | 0,3 | 2 | 10 | 35 | 1,4 |
| 1 | 0,5 | 4 | 5 | 65 | 0,6 |
| 2 | 1 | 6 | 9 | 50 | 1,6 |
| 3 | 2 | 8 | 4 | 30 | 2 |
| 4 | 5 | 10 | 8 | 60 | 0,2 |
| 5 | 10 | 12 | 3 | 45 | 1 |
| 6 | 20 | 14 | 7 | 25 | 0,4 |
| 7 | 30 | 16 | 2 | 55 | 1,2 |
| 8 | 50 | 18 | 6 | 40 | 0,8 |
| 9 | 100 | 20 | 1 | 20 | 1,8 |
Задание 2. Система противопожарная водяная (водотушения)
таблица 1б
| Предпос-ледняя цифра зачетной книжки | d1-2, мм | d3-4, мм | d4-5, мм | Q1, м3/ч | Q2, м3/ч | Q3, м3/ч | z2-3, м | Нр, м вод. ст |
| 0 | 200 | 175 | 125 | 132 | 80 | 127 | 12 | 10 |
| 1 | 175 | 150 | 100 | 84 | 69 | 106 | 11 | 15 |
| 2 | 150 | 125 | 90 | 68 | 58 | 64 | 10 | 20 |
| 3 | 125 | 100 | 80 | 54 | 48 | 30 | 9 | 25 |
| 4 | 100 | 90 | 70 | 41 | 16 | 27 | 8 | 30 |
| 5 | 90 | 80 | 50 | 21 | 14 | 33 | 7 | 35 |
| 6 | 80 | 70 | 40 | 13 | 13 | 28 | 6 | 40 |
| 7 | 70 | 50 | 32 | 8 | 20 | 13 | 5 | 45 |
| 8 | 50 | 40 | 25 | 5 | 8 | 8 | 4 | 50 |
| 9 | 40 | 32 | 20 | 3 | 5 | 5 | 3 | 55 |
продолжение таблицы 1б
| Последняя цифра зачетной книжки | z1-2, м | z4-5, м | l1-2, м | l2-3, м | l3-4, м | l4-5, м | ν, м2/с |
| 0 | 0,2 | 18 | 1 | 13 | 21 | 28 | 1,5·10-6 |
| 1 | 0,4 | 13,5 | 3,5 | 10 | 16 | 31 | 1,45·10-6 |
| 2 | 0,6 | 15 | 1,5 | 7 | 19 | 26 | 1,4·10-6 |
| 3 | 0,8 | 13,5 | 4 | 14 | 24 | 34 | 1,35·10-6 |
| 4 | 1,0 | 12 | 2 | 11 | 22 | 29 | 1,3·10-6 |
| 5 | 1,2 | 10,5 | 4,5 | 8 | 17 | 32 | 1,25·10-6 |
| 6 | 1,4 | 9 | 2,5 | 15 | 20 | 35 | 1,2·10-6 |
| 7 | 1,6 | 7,5 | 5 | 12 | 25 | 27 | 1,15·10-6 |
| 8 | 1,8 | 6 | 3 | 9 | 23 | 30 | 1,1·10-6 |
| 9 | 2 | 4,5 | 5,5 | 6 | 18 | 33 | 1,05·10-6 |
|
|
|
Задание 3. Система парового отопления
таблица 1в
| Предпос-ледняя цифра зачетной книжки | F, м2 | V, м3 | tг, оС | iп, кДж/кг |
| 0 | 50 | 350 | 100 | 2676 |
| 1 | 100 | 1000 | 111 | 2694 |
| 2 | 150 | 1800 | 120 | 2707 |
| 3 | 200 | 2800 | 127 | 2717 |
| 4 | 250 | 3750 | 133 | 2726 |
| 5 | 300 | 5100 | 138 | 2733 |
| 6 | 350 | 6300 | 143 | 2739 |
| 7 | 400 | 8000 | 147 | 2744 |
| 8 | 450 | 9500 | 151 | 2749 |
| 9 | 500 | 11000 | 155 | 2753 |
продолжение таблицы 1в
| Последняя цифра зачетной книжки | tп, оС | tн, оС | Kс, Вт/(м2·оС) | Kг, Вт/(м2· оС) | n 1/ч |
| 0 | 22 | 15 | 1·10-3 | 10,5·10-3 | 1 |
| 1 | 25 | 16 | 3·10-3 | 8·10-3 | 2 |
| 2 | 30 | 17 | 4,5·10-3 | 10·10-3 | 3 |
| 3 | 24 | 18 | 1,5·10-3 | 7,5·10-3 | 4 |
| 4 | 28 | 19 | 3,5·10-3 | 9,5·10-3 | 5 |
| 5 | 35 | 20 | 5·10-3 | 7·10-3 | 6 |
| 6 | 29 | 21 | 2·10-3 | 9·10-3 | 7 |
| 7 | 33 | 22 | 4·10-3 | 6,5·10-3 | 8 |
| 8 | 36 | 23 | 5,5·10-3 | 8,5·10-3 | 9 |
| 9 | 31 | 24 | 2,5·10-3 | 6·10-3 | 10 |
Задание 4. Система вентиляции
таблица 1г
| Предпос-ледняя цифра зачетной книжки | Q, Вт | L1-2, м3/ч | d1-2, мм | d2-4, мм | d4-6, мм | d6-8, мм | l2-3, м | l4-5, м | l6-7, м |
| 0 | 100·103 | 1000 | 175 | 150 | 250 | 100 | 5 | 10 | 3,75 |
| 1 | 90·103 | 1500 | 200 | 175 | 150 | 125 | 5,5 | 13,5 | 6,25 |
| 2 | 80·103 | 2000 | 225 | 200 | 175 | 150 | 6 | 12 | 4,25 |
| 3 | 70·103 | 2500 | 250 | 225 | 200 | 175 | 6,5 | 10,5 | 6,75 |
| 4 | 60·103 | 3000 | 275 | 250 | 225 | 200 | 7 | 14 | 4,75 |
| 5 | 50·103 | 3500 | 300 | 225 | 250 | 225 | 7,5 | 12,5 | 7,25 |
| 6 | 40·103 | 4000 | 325 | 300 | 275 | 250 | 8 | 11 | 5,25 |
| 7 | 30·103 | 4500 | 350 | 325 | 300 | 275 | 8,5 | 14,5 | 7,75 |
| 8 | 20·103 | 5000 | 375 | 350 | 325 | 300 | 9 | 13 | 5,75 |
| 9 | 10·103 | 5500 | 400 | 375 | 350 | 275 | 9,5 | 11,5 | 8,25 |
продолжение таблицы 1г
| Послед-няя цифра зачетной книжки | ∆t, оС | d2-3, мм | d4-5, мм | d6-7, мм | l1-2, м | l2-4, м | l4-6, м | l6-8, м |
| 0 | 5 | 300 | 100 | 280 | 10 | 1 | 0,5 | 4 |
| 1 | 7 | 250 | 140 | 260 | 22 | 1,75 | 3 | 1 |
| 2 | 9 | 200 | 180 | 240 | 28 | 2,5 | 1 | 8 |
| 3 | 11 | 150 | 220 | 220 | 12 | 1,5 | 3,5 | 5 |
| 4 | 13 | 100 | 260 | 200 | 24 | 3,25 | 1,5 | 2 |
| 5 | 15 | 150 | 300 | 180 | 14 | 2,25 | 4 | 6 |
| 6 | 17 | 200 | 340 | 160 | 26 | 3 | 2 | 9 |
| 7 | 19 | 250 | 380 | 140 | 16 | 1,25 | 4,5 | 3 |
| 8 | 21 | 300 | 420 | 120 | 18 | 2 | 2,5 | 7 |
| 9 | 23 | 350 | 460 | 100 | 20 | 2,75 | 5 | 10 |
Задание 5. Система кондиционирования воздуха
таблица 1д
| Предпос-ледняя цифра зачетной книжки | F, м2 | qч, Вт | tк, оС | Послед-няя цифра зачетной книжки | tп, оС; | tмко, оС | Qоб, Вт | n |
| 0 | 100 | 190 | 8 | 0 | 20 | 42 | 1000 | 10 |
| 1 | 125 | 180 | 11 | 1 | 25 | 37 | 2000 | 9 |
| 2 | 150 | 170 | 14 | 2 | 21 | 44 | 3000 | 8 |
| 3 | 175 | 160 | 7 | 3 | 26 | 39 | 4000 | 7 |
| 4 | 200 | 150 | 10 | 4 | 22 | 41 | 5000 | 6 |
| 5 | 225 | 140 | 13 | 5 | 27 | 36 | 6000 | 5 |
| 6 | 250 | 130 | 6 | 6 | 23 | 43 | 7000 | 4 |
| 7 | 300 | 120 | 9 | 7 | 28 | 38 | 8000 | 3 |
| 8 | 350 | 110 | 12 | 8 | 24 | 40 | 9000 | 2 |
| 9 | 400 | 100 | 5 | 9 | 29 | 35 | 10000 | 1 |
Расчетно-пояснительная записка контрольной работы выполняется на стандартных листах писчей бумаги формата А4 (210х297 мм), пронумерованных и сшитых, с титульным листом. На каждом листе изображается рамка и штамп. Там где это необходимо в контрольной работе приводятся схемы, графики, таблицы и пояснение к ним.
|
|
|
Расчёт трубопровода
Основы гидравлического расчёта судовых систем
При перемещении жидкости или газа по трубопроводу (в дальнейшем под жидкостью будем понимать и газы) возникает сопротивление потоку, создаваемое трубопроводом. Это сопротивление вызывается двумя причинами: трением жидкости о стенки трубопровода и образованием завихрений потока в местах прохода его через стыки труб, арматуру и прочие препятствия. На преодоление сопротивления движению жидкости расходуется энергия потока, выражающаяся потерей давления, создаваемого насосом или вентилятором. Эти потери давления возрастают с увеличением скорости потока жидкости. Большие потери давления в конечном счете приводят к значительному уменьшению количества протекающей в единицу времени через трубопровод жидкости, т. е. к снижению ее расхода. Основной задачей гидравлического расчета судовой системы должно быть определение полного сопротивления трубопровода и сравнение его с давлением, развиваемым насосом. Причем в первую очередь важно проверить достаточность давления всасывания насоса на преодоление сопротивления трубопровода, присоединяемого к всасывающему патрубку насоса. На основе гидравлического расчета определяют внутренние диаметры трубопроводов, расход и скорость в них жидкости.
Если необходимо определить давление на преодоление гидравлических сопротивлений в трубопроводе, расход жидкости и диаметр трубопровода, задачу называют прямой и, наоборот, когда располагаемое давление в системе задано, а требуется определить давление в концевых точках трубопровода (у потребителей), задачу называют обратной. Достоверность гидравлического расчета зависит от качества монтажа фланцев (штуцеров), прокладок и чистоты сварных швов труб, вызывающих дополнительное сопротивление потоку жидкости. На практике гидравлический расчет часто выполняют как проверочный. В этом случае вначале обычно намечают схему трубопровода и выбирают диаметры его труб с учетом допустимых скоростей движения жидкости, а затем уже определяют сопротивления трубопровода. Насколько полным или приближенным должен быть гидравлический расчет, устанавливают в каждом случае отдельно для проектируемой конкретной системы. Рекомендуемый объем расчета будет приведен при рассмотрении отдельных судовых систем в следующем разделе.
|
|
|
|
|
|
