Судовая энергетическая установка обстановочного теплохода

Автор: Пользователь скрыл имя, 30 Марта 2013 в 18:31, курсовая работа

Описание работы

Для обслуживания знаков судоходной обстановки в носовой части установлен ручной кран грузоподъемностью 0,5 т и вылетом стрелы 3,2 м. Для перевозки речных буев РБ–14–55, хранения запасных частей и знаков судоходной обстановки используется грузовой трюм.
В данном дипломном проекте рассматривается замена энергетической установки на обстановочном теплоходе проекта 457. Произведен анализ соответствия замененного главного двигателя правилам Речного Регистра. Произведены механические и гидромеханические расчеты.

Содержание

Введение 5
1 Общая часть .6
1.1 Исходные данные .6
1.2 Основные данные .6
1.3 Анализ соответствия двигателя 3Д6 15/18 Правилам Речного Регистра .7
1.4 Общая характеристика двигателя .8
1.5 Системы, обслуживающие силовую установку .9
1.5.1Система охлаждения .9
1.5.1.1 Внутренний контур охлаждения .9
1.5.1.2 Наружный контур охлаждения .9
1.5.2 Система топливная . 10
1.5.3 Система масляная . 10
1.5.4 Система газоотвода . 11
1.6 Электрооборудование обстановочного теплохода . 12
1.6.1 Назначение электрооборудования . 12
1.6.2 Система пуска . 12
2 Технологический раздел . 13
2.1 Установка дизеля на судно . 13
2.2 Общие технические требования . 14
2.2.1 Материалы . 14
2.2.2 Изготовление сборочных единиц и деталей . 15
2.2.3 Крепежные детали . 15
2.2.4 Монтаж вспомогательных механизмов……………..…………………… 16
2.3 Определение основных показателей работы дизеля ………….………… 16
2.4 Определение расхода топлива, воздуха и отработавших газов…..……… 17.
2.5 Определение основных параметров…………………………………… …. 20
2.6 Построение индикаторной диаграммы……………………………………. 28
3 Исследовательский раздел…………………………………………………….30
3.1 Расчеты сопротивления воды движению судна…………………………… 30
3.2 Определение потребной мощности судовой силовой установки……… 33
3.3 Определение основных размеров главного двигателя…………………… 33
3.4 Расчет элементов гребного винта....................................................................34
4 Расчет экономии дизельного топлива в результате замены
энергетической установки……………………………………………………… 42
5 Экономический раздел………………………………………………………… 44
5.1 Экономический анализ модернизации СЭУ……………………………… 44
6 Охрана труда…………………………………………………………………… 47


6.1 Общая часть …………………………………………………………………47
6.2 Расчет местной вибрации ……………………………………………………………47
Список использованных источников………………………………………… .56

Работа содержит 1 файл

2пояснительная таня 3 раздел.doc

— 1.59 Мб (Скачать)

 

Относительная толщина лопасти на оси винта

 

. (3.4.5)

 

Условная толщина лопасти на оси винта

 

, (3.4.6)

 

мм мм.

 

Толщина лопасти у края определяется по формуле

 

, (3.4.7)

 

где   – максимальная относительная толщина на конце лопасти,

.

 

мм.

 

Принимаем мм.

Угол наклона образующей лопасти принят равным .

Сечения лопасти на относительных радиусах 0,3; 0,5; 0,7; 0,8 и 0,95 приведены в таблицах.

Обозначения, принятые в таблицах, приведены на схематическом профиле на рисунке 2.2.

 

Таблица 3.5 — Сечение лопасти на радиусе 0,3

Наименование

Величина

Значения

Входящая часть

0,2

0,4

0,6

0,8

0,980

0,930

0,850

, мм

24,5

23,3

21,3

17

0,2

, мм

0,5

1,5

2,5

Выходящая часть

0,960

0,868

0,500

, мм

24

21,7

18,5

12,5

, мм

0

0,5

 

Таблица 3.6 — Сечение лопасти на радиусе 0,5

Наименование

Величина

Значения

Входящая часть

0,2

0,4

0,6

0,8

0,970

 

0,760

 

, мм

19,4

18

15,2

12,2

Выходящая часть

0,965

0,850

0,684

0,460

, мм

19,3

17

13,7

9,2

 

 

 

 

 

Таблица 3.7 — Сечение лопасти на радиусе 0,7

Наименование

Величина

Значения

Входящая часть

0,2

0,4

0,6

0,8

0,970

0,890

0,770

0,600

, мм

15,5

14,2

12,3

9,6

Выходящая часть

0,965

0,860

0,720

0,520

, мм

15,4

13,8

11,5

80,3

 

Таблица 3.8 — Сечение лопасти на радиусе 0,8

Наименование

Величина

Значения

Входящая часть

0,2

0,4

0,6

0,8

0,970

 

0,788

0,620

, мм

12,6

12,0

10,1

8,1

Выходящая часть

0,965

0,870

0,730

0,540

, мм

12,5

11,3

9,5

7,0

 

Таблица 3.9 — Сечение лопасти на радиусе 0,95

Наименование

Величина

Значения

Входящая часть

0,2

0,4

0,6

0,8

0,970

0,930

0,840

0,720

, мм

8,7

8,4

7,6

6,5

Выходящая часть

 

0,870

0,755

0,600

, мм

8,5

7,8

6,8

5,4


 

Толщина лопасти S, мм спрямленного цилиндрического сечения должна быть не менее определяемой по формуле

 

, (3.4.8)

где    –  коэффициент зависимости радиуса расчетного поперечного         

         сечения и шарового отношения ;

         –  коэффициент зависящий от ледового усилия, ;

 –  мощность на гребном валу, кВт, кВт;

 –  коэффициент центробежных напряжений в зависимости от

радиуса поперечного  сечения;

–  уклон лопасти, мм;

–  диаметр гребного винта, м;

 –  частота вращения гребного винта, с-1;

 –  число лопастей, ;

 –  ширина спрямленного цилиндрического сечения лопасти, м;

– временное сопротивление материала лопасти.

Толщина лопастей проверяется в двух поперечных сечениях на радиусах и .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2 – Схематический профиль лопасти

 

Расчет толщины лопасти в требуемых сечениях представлен в таблице 3.10.

 

Таблица 3.10 — Расчет толщин лопасти в сечениях

, мм

, мм

, мм

, мм

0,25

96

0,232

26

109,5

21,8

0,6

210

0,282

18

67

12,1


 

Из расчета следует, что принятая толщина лопасти больше допускаемой Правилами.

В результате расчета получены следующие основные конструктивные элементы гребного винта:

  • Диаметр D = 0,7 м.
  • Число лопастей Z = 4.
  • Шаг H = 700 мм.
  • Шаговое отношение H/D = 1,0.
  • Дисковое отношение Θ = 0,7.

  Расчетная скорость U = 19,5 км/ч (4,9 м/с).

       4 РАСЧЕТ ЭКОНОМИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

В  РЕЗУЛЬТАТЕ ЗАМЕНЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

         УСТАНОВКИ 

            

Об экономичности работы двигателя судят по расходу им топлива. Часовой расход топлива, отнесенный к эффективной мощности двигателя, есть удельный расход топлива. Удельный расход топлива достаточно точно отражает экономичность работы двигателя, потому что теплота сгорания дизельного топлива различных марок колеблется в небольших пределах. Основные экономические показатели вынесены в таблицу 4.1.

               Таблица 4.1 – Основные показатели дизелей К 161–2 и 3Д6

Расход топлива

Марка дизеля

К 161–2

3Д6

Удельный расход топлива g ,  г/кВт · ч (г/л. с · ч)

265 (195)

223 (164)

Мощность на фланце РРП N , кВт    (л. с)

66,2 (90)

66,2 (90)

Расход топлива за 1 час работы G , л

17,54

14,76

Расход топлива за месяц ( 10 суток), л

1178,7

991,9

Расход топлива за навигацию (около 7 месяцев), л

8250,8

6943,1


 

       Считаем,  что с фланца реверс – редукторной  передачи (РРП) двигателя 3Д6 будем  снимать необходимую для теплохода  мощность             N = 66,2 кВт (90 л. с), которая обеспечит заданную скорость хода как и двигатель К 161–2.

                   Расход топлива за 1 час работы  двигателя 3Д6 составит

                   

                                   G = gN                                                                     (4.1)       

                             

                              G = 223 · 66,2 = 14762 г/час 14,76 кг/ч

 

              Расход топлива за 1 час  работы  двигателя  К 161–2 составит

       

                              G = gN                                                                (4.2)                                                                                          

 

                       G = 265 · 66,2 = 17543 г/час 17,54 кг/ч

          В месяц теплоход находится  в навигации 10 дней по 8 часов в сутки, продолжительность навигации 7 месяцев. Итого двигатель теплохода отрабатывает за навигацию Т :

                                Т = 7 · 10 · 8 = 560 ч

                  Двигатель 3Д6 расходует топлива за время навигации Т :

 

                                                                                  (4.3)               

 

                     кг = 6943,1 л

 

      Двигатель К 161–2 расходует топлива за это же время навигации Т:

 

                                                                         (4.4)      

 

                           9822,4 кг = 8250,8 л

 

         Тогда, экономия топлива составит

 

                           кг

 

    Стоимость 1 кг дизельного топлива составляет 6070 р. Тогда, в  денежном выражении это составит

                             

                              6070  · 1556,8  = 9449776 р.

 

 

  5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

            5.1 Экономический анализ модернизации СЭУ

 

Важнейшим фактором повышения эффективности судоремонтного производства является его специализация.

В Республике Беларусь на флоте преимущественно эксплуатируются однотипные дизеля ряда 3Д6 (6ЧСП15/18) и 3Д12 (12ЧСП15/18).

Для капитального ремонта этих дизелей имеются специализированные предприятия такие как «Пинский судостроительно-ремонтный завод», «Борисовский 140-ой ремонтный завод», а капитальный ремонт дизеля типа К1612 (6ЧСП12/14), которые выпускают Дизелестроительный завод им.       С. М. Кирова производится в г. Токмак, Запорожская область, Украина.

Основные показатели данных дизелей представлены в таблице 5.1

 

Таблица 5.1 Основные показатели дизелей

Наименование показателей

Марка дизеля

К161–2

ЗД6

Удельный расход топлива г/(кВт · ч) (г/(л. С · ч))

265 (190)

223 (164)

Расход топлива в % к дизелю К1612

100

90

Мощность на фланце РРП, кВт (л. с)

66,2 (90)

66,2 (90)

Ресурс до первого капитального ремонта, ч

18000

18000

Стоимость дизеля на апрель 2011 года, бел. р.

26300000

33800000

Стоимость капитального ремонта, бел. р.

17700000

7800000

Расход топлива за 1 час работы G , л

 

                17,54

 

                 14,76

Расход топлива за месяц ( 10 суток), л

1178,7

991,9

Расход топлива за навигацию (около 7 месяцев), л

8250,8

6943,1


 

Как видно из таблицы 5.1, стоимость капитального ремонта дизелей 3Д6 7800000 р., а К161–2 соответственно 17700000 бел. р, а моторесурс до первого капитального ремонта одинаков, но целесообразно использовать дизель 3Д6. При установке двигателя 3Д6 на теплоход проекта №457 скорость судна на тихой воде увеличилась до 19,5 км/ч, согласно гидромеханическим расчетам, позволит более оперативно производить обслуживание оборудования в навигационный период.

Об экономичности работы двигателя судят по расходу им топлива. Часовой расход топлива, отнесенный к эффективной мощности двигателя, есть удельный расход топлива. Удельный расход топлива достаточно точно отражает экономичность работы двигателя, потому что теплота сгорания дизельного топлива различных марок колеблется в небольших пределах.

     Считаем,  что с фланца реверс – редукторной  передачи (РРП) двигателя 3Д6 будем снимать необходимую для теплохода мощность          N = 66,2 кВт (90 л. с), которая обеспечит заданную скорость хода как и двигатель К 161–2.

       Расход  топлива за 1 час работы двигателя  3Д6 составит

                   

                                 G = gN                                                                  (5.1.1)         

                              

                      G = 223 · 66,2 = 14762 г/час 14,76 кг/ч

 

        Расход топлива за 1 час  работы  двигателя  К 161–2 составит

       

                                G = gN                                                                   (5.1.2)                                                                                          

 

                           G = 265 · 66,2 = 17543 г/час 17,54 кг/ч

    

   В месяц теплоход  находится в навигации 10 дней  по 8 часов  в сутки, продолжительность навигации 7 месяцев. Итого двигатель теплохода отрабатывает за навигацию Т :

                              

                             Т = 7 · 10 · 8 = 560 ч

                 

Двигатель 3Д6 расходует топлива за время навигации Т :

 

                                                                                      (5.1.3)               

 

                     кг = 6943,1 л

 

      Двигатель К 161–2 расходует топлива за это же время навигации Т:

Информация о работе Судовая энергетическая установка обстановочного теплохода