 |
Разработка рекомендаций по использованию энергетической установки
|
|
|
|
В курсовом проекте на основе расчета и анализа характеристик главных и вспомогательных двигателей и оценки энергетической эффективности необходимо обосновать область эксплуатационных режимов работы главных двигателей, установить наиболее экономичные режимы работы главных и вспомогательных двигателей и схему обеспечения судна теплом и электроэнергией в ходовом режиме.
Расчет ограничительных характеристик главных двигателей рационально выполнять в табличной форме (таблица 10).
Таблица 10
Расчет координат ограничительных характеристик судовых двигателей
| Наименование параметров, единица измерения | Численное значение | |||||
| ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Марка дизеля Номинальная эффективная мощность Рен, кВт Ном. частота вращения коленчатого вала nе, мин-1 Механический КПД на номинальном режиме η РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ | ||||||
| Доля ном. частоты вращения коленчатого вала Дол. частота вращения коленчатого вала n, мин-1 Адаптивная поправка к КПД Δη КООРДИНАТЫ ОГРАНИЧЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК (долевая мощность в кВт): внешней номинальной мощности Рв по тепловой напряженности (α – const) Pα по механической напряженности (Мкр – const) Рм КООРДИНАТЫ ВИНТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК (долевая мощность в кВт): облегченной Ро нормальной Рн швартовной Рш | 1,0 | 0,9 0,03 | 0,8 -0,07 | 0,7 -0,03 | 0,5 -0,01 | 0,3 -0,1 |
Координаты характеристик могут быть определены с помощью следующих зависимостей:
- внешней номинальной мощности
- ограничительной по тепловой напряженности
- ограничительной по механической напряженности
Pм=Рен·n/ne;
- винтовой облегченной
Ро=0,8·Рен· (n/ne)3;
- винтовой нормальной
Рн=Рен· (n/ne)3;
- винтовой швартовной
|
|
|
Рш=4,6·Ро 0,6 ·(n/ne)3;
где P0,6 – значение координаты внешней характеристики номинальной мощности при n=0,6·ne.
[C6]
Рис. 6. Пример обобщенных зависимостей мощности главного двигателя (кВт) от частоты вращения (об/мин) (
внешняя характеристика, 
Мкр=const, 
Pα=const, 
обычная винтовая характеристика, 
облегченная характеристика, 
швартовная характеристика).
Рис. 7. Пример размещения построения кривых: удельного расхода топлива, среднего эффективного расходадавления, часового расхода топлива и эффективного КПД по для винтовой и нагрузочной характеристик[1]е.
Обоснование эксплуатационных режимов работы главных двигателей
Для обоснования возможных режимов работы главных двигателей в эксплуатации необходимо по рассчитанным координатам построить ограничительные и винтовые характеристики на одном чертеже (рис.6). Совмещение характеристик позволяет установить область эксплуатационных, режимов работы главных двигателей, которая для судовых дизелей без наддува ограничивается:
- сверху: частью линий швартовной характеристики и ограничительной по механической напряженности (Мкр=const);
- справа: линией номинальной частоты вращения коленчатого вала;
- снизу: линией облегченной винтовой характеристики;
- слева: линией минимально-устойчивой частоты вращения коленчатого вала (обычно 0,3ne).
Для главных двигателей с наддувом обычно границей сверху принимается часть линий швартовной характеристики и ограничительной по тепловой напряженности (α=const).
Расчет изменения параметров главных двигателей
Расчет изменения параметров главных двигателей при работе их по винтовой характеристике рационально выполнять в табличной форме (таблица 11).
Таблица 11
Расчет параметров главных двигателей по винтовой характеристике
| Наименование параметров, единица измерения | Численное значение | |||||
| ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Марка дизеля Номинальная эффективная мощность Рен, кВт Ном. частота вращения коленчат. вала nе, мин-1 Удельный эф. Расход топлива be, кг/кВт·ч Низш. уд. теплота сгорания топлива Qн, кДж/кг Механический КПД на номинальном режиме η Внутренний диаметр цилиндра D, м Ход поршня S, м Число цилиндров z Тактность τт | ||||||
| РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ | ||||||
| Доля ном. частоты вращения коленчатого вала Дол. частота вращения коленчатого вала n, мин-1 Адаптивная поправка к КПД Δηд Мощность двигателя на режиме Рд, кВт Эффективный КПД на режиме ηд Удельный расход топлива bед, кг/кВт·ч Часовой расход топлива Вд, кг/ч Среднее эффективное давление рм, МПа | 1,0 | 0,9 0,03 | 0,8 -0,011 | 0,7 -0,03 | 0,5 -0,01 | 0,3 -0,1 |
Показатели главных двигателей на долевых режимах могут быть определены с помощью следующих зависимостей:
|
|
|
- долевая мощность
Рд=Рен· (n/ne)3
- эффективный КПД на режиме
- удельный расход топлива на режиме
bед=3600/(Qн·ηд);
- часовой расход топлива
Вд=bед·Рд;
- среднее эффективное давление на режиме
pм=0,24·Рд·τт/(π·D2·S·n·z)
По результатам расчетов необходимо построить графики изменения показателей главных двигателей при работе их по винтовой характеристике вида Рд=Рд(n), ηд=ηд(n), bед=bед(n), Вд=Вд(n), pм=pм(n), определить наиболее экономичный режим работы дизелей (режим с bед= bедmin) и значения параметров на этом режиме.
Расчет изменения параметров вспомогательных двигателей
Расчет изменения параметров дизель-генераторов при работе их по нагрузочной характеристике рационально выполнять в табличной форме (таблица 12).
Таблица 12
Расчет параметров вспомогательных двигателей по нагрузочной
характеристике
| Наименование параметров, единица измерения | Численное значение | |||||
| ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Марка дизеля Номинальная эффективная мощность Рен, кВт Ном. частота вращения коленчат. вала nе, мин-1 Удельный эф. расход топлива be, кг/кВт·ч Низш. уд. теплота сгорания топлива Qн, кДж/кг Механический КПД на номинальном режиме η Внутренний диаметр цилиндра D, м Ход поршня S, м Число цилиндров z Тактность τт | ||||||
| РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ | ||||||
| Доля номинальной эффективной мощности δ Мощность двигателя на режиме Ре, кВт Адаптивная поправка к КПД на дол. режиме Δηе Эффективный КПД на режиме ηе Удельный расход топлива bее, кг/кВт·ч Часовой расход топлива Вде, кг/ч Среднее эффективное давление рме, МПа | 1,0 | 0,9 0,01 | 0,8 0,04 | 0,7 0,01 | 0,5 -0,04 | 0,3 -0,15 |
Показатели вспомогательных двигателей на долевых режимах могут быть определены с помощью следующих зависимостей:
|
|
|
- долевая эффективная мощность
Ре= δ·Рен;
- эффективный КПД на долевом режиме
;
- удельный расход топлива на режиме
bее=3600/(Qн·ηе);
- часовой расход топлива
Вде=bее·Ре;
- среднее эффективное давление на режиме
рме=0,24·Ре· τт/(π·D2·S·nе·z).
По результатам расчетов необходимо построить графики изменения показателей вспомогательных двигателей при работе их по нагрузочной характеристике (ne=const) вида ηе=ηе(Ре), bее=bее(Ре), Вде=Вде(Ре), рме=рме(Ре), определить наиболее экономичный режим работы дизель-генератора (режим с bее=bееmin) и значения его параметров на этом режиме.
|
|
|
