Файл: Соловьев Е.М. Судовые энергетические установки, вспомогательные и промысловые механизмы учеб. пособие.pdf

лировка агрегатов при большом количестве СПГГ; низкая эконо­ мичность и меньший к. и. д. по сравнению с дизельными установ­ ками; потребность в увеличении на 10—20% площади машинного отделения, так как каждый СПГГ размещают отдельно.

Методические указания к гл. IV

Изучая данную тему, нужно обратить внимание на особенности рабочего процесса в двигателях, причем уяснить, что рабочий процесс (цикл) может быть осуществлен двояким способом: за четыре хода поршня — тогда двигатель на­ зывается четырехтактным и за два хода поршня — тогда он называется двух­ тактными. При этом следует учесть, что двухтактный принцип обеспечивает по­ вышение цилиндровой мощности двигателя без увеличения размеров цилиндра и частоты вращения.

При сравнительном анализе двигателей обратить внимание на то, что ди­ зельная установка ■— самая экономичная из тепловых.

Переходя к изучению основ конструкции, необходимо запомнить название отдельных частей ДВС, их назначение, взаимодействие, а также особенности конструктивных форм. Изучение устройств деталей двигателя по литературным источникам следует подкреплять их осмотром на судах и судоремонтных пред­ приятиях.

При рассмотрении систем двигателя необходимо четко уяснить назначение и сущность действия каждого элемента системы.

Для штурманского состава промысловых судов большое значение имеет ясное понимание режимов работы главного двигателя при различных условиях эксплуатации судна. Следует отчетливо представлять, что у двигателей внут­ реннего сгорания нельзя допустить частоту вращения ниже 30% номинальной, так как при более низкой частоте вращения работа двигателя становится не­ устойчивой, ухудшаются условия распыливания и сгЬрания топлива. Это при наличии ВФШ ухудшает маневренные качества судна.

Необходимо знать, что перегрузка двигателей внутреннего сгорания недопу­ стима. Она сопровождается не только повышением температуры газов, но и возникновением больших тепловых напряжений в таких деталях, как поршни, рабочие втулки и крышки цилиндров.

Всегда следует руководствоваться правилом, что переход от одного скоро­ стного режима к другому нужно осуществлять по возможности постепенно. При маневрировании судном с ВФШ судоводитель должен помнить, что каж­ дый реверс сопровождается пуском двигателя, а за каждый пуск двигатель изнашивается так же, как за 6—8 ч непрерывной работы.

При сравнении различных типов судовых энергетических установок необхо­ димо уяснить, что наиболее широкое распространение получили: на малотоннаж­ ных судах — дизельные установки с реверсредукторной передачей; на средне- и крупнотоннажных судах — дизельные с непосредственной передачей на гребной винт. Дизель-редукторные двухмашинные установки характерны только для РТМ («Тропик», «Атлантик»), Дизель-электрические установки нашли примене­ ние на некоторых производственных рефрижераторах.

Большинство указанных установок снабжено винтами регулируемого шага. В настоящее время ВРШ является наиболее распространенным типом движи­ теля. Практически в настоящее время добывающий флот пополняется только су­ дами с ВРШ. При изучении материала о ВРШ следует четко усвоить, что глав­ ным преимуществом винта регулируемого шага является возможность работы двигателя на номинальном режиме, независимо от режима работы судна (сво­ бодный ход, буксировка, движение против ветра и т. д.) путем выбора соот­ ветствующего шага винта. ВРШ улучшает маневренные качества судов, упро­ щает дистанционное управление, обеспечивает повышенную тягу, увеличивает

124

Р А З Д Е Л Т Р Е Т И Й

СУДОВЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ И ПРОМЫСЛОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

ГЛАВА V

СУДОВЫЕ НАСОСЫ

§ 17. Общие сведения о судовых насосах

Схема и принцип действия насосной установки. Насосами на­ зываются механизмы, служащие для перекачивания (перемеще­ ния) жидкости; при этом в большинстве случаев перемещение жидкости связано с ее подъемом на некоторую высоту. Подъем и всякое другое перемещение жидкости происходит по трубам, при­ соединенным к насосу; эти трубы образуют трубопровод данного насоса. На трубопроводе устанавливают фильтры для очистки пе­ рекачиваемой жидкости. Все это в совокупности образует насос­ ную установку.

Принципиальная схема насосной установки показана на рис. 64. При движении поршня 1 насоса вверх в рабочей полости цилиндра создается разрежение, под действием которого открывается вса­ сывающий клапан 2. Так как давление над перекачиваемой жид­ костью в расходной цистерне равно атмосферному (ра), а давле­ ние в полости насоса меньше атмосферного, то под действием дав­ ления ра жидкость будет подниматься по всасывающему трубопро­ воду и заполнять рабочую полость насоса. Происходит процесс всасывания жидкости в насос.

При движении поршня насоса вниз всасывающий клапан под давлением, создаваемым поршнем в рабочей полости, закрывается, нагнетательный клапан 3 под действием того же давления подни­ мается и открывает доступ жидкости в нагнетательный трубопро­ вод, а оттуда через фильтр 4 в приемную цистерну 5,— происходит процесс нагнетания жидкости насосом в напорный трубопровод.

126

жидкости в приемной цистерне называется в ы с о т о й н а г н е т а - н и я. Сумма высот всасывания и нагнетания является высотой подъема жидкости:

h = /ів -j- /ін.

Известно, что нормальное атмосферное давление ра =98 кН/м2 (одна физическая атмосфера) соответствует высоте водяного столба 10,34 м. Поэтому теоретически наибольшая возможная вы­ сота всасывания любого насоса составляет около 10 м (см. рис. 2).

вообще делает перекачку невозможной.

Поскольку высота всасывания у насосов ограничена, их стре­ мятся располагать как можно ближе к уровню перекачиваемой жидкости, а там, где возможно, устанавливают насосы ниже уровня приема. При этом обеспечиваются наиболее благоприятные условия работы насоса — с подпором.

Высота нагнетания hn теоретически не ограничена и зависит от давления, создаваемого насосом. Чем больше давление нагнетания, тем на большую высоту может быть поднята жидкость. Давление же нагнетания зависит от мощности двигателя, приводящего насос в действие.

Рассмотрим основные параметры насосов, характеризующие их особенности.

Р а з в и в а е м ы й н а п о р Н — давление, которое должен соз­ давать насос, чтобы он мог транспортировать жидкость по трубо­ проводу от места приема к месту подачи при заданной производи­ тельности. Единицей измерения служит килоньютон на квадратный метр (кН/м2), или метр водяного столба (м вод. ст.).

127

Напор, создаваемый насосом, должен обеспечивать транспор­ тировку жидкости на заданную высоту при заданной производи­ тельности с учетом всех потерь на преодоление различных сопро­ тивлений и на трение в трубопроводах.

П р о и з в о д и т е л ь н о с т ь Q — количество жидкости, перека­ чиваемое насосом в единицу времени при заданном давлении (на­ поре). Единицы измерения объемной производительности: -м3/с, м3/ч, л/с; массовой производительности — кг/с, т/ч, кг/ч.

П о т р е б л я е м а я м о щ н о с т ь N — мощность, необходимая для работы насоса с расчетной производительностью при задан­ ном напоре. С учетом к. п. д. самого насоса эта мощность состав­

Классификация судовых насосов. Существует два принципа классификации судовых насосов.

По принципу действия и конструктивному исполнению судовые насосы подразделяют на объемные, лопастные и струйные.

О б ъ е м н ы м и называются насосы, перекачивающие жидкость определенными объемами или порциями. В свою очередь объем­ ные насосы делятся на поршневые и ротационные. У поршневых насосов рабочим органом является поршень, движущийся воз­ вратно-поступательно, у ротационных — вращающийся ротор, ко­ торый при вращении вытесняет жидкость. Ротор может быть установлен в корпусе эксцентрично, выполнен фигурным; ротором

энергия сообщается перекачиваемой жидкости вращающимися ло­ пастями. В зависимости от характера движения жидкости лопаст­ ные насосы подразделяются на центробежные, вихревые и осевые (пропеллерные).

С т р у й н ы м и называются насосы, использующие в работе энергию струи воды или пара, вытекающих с большой скоростью из сопла. В зависимости от рабочего тела струйные насосы под­ разделяются на водоструйные и пароструйные.

По назначению судовые насосы подразделяются на насосы, обслуживающие энергетическую установку, и насосы, обслужи­ вающие судовые системы. К первой группе относятся охлаждаю­ щие, масляные, масло- и топливоперекачивающие, топливные, ко­ тельные, питательные, циркуляционные, мокровоздушные и другие насосы, действие которых неразрывно связано с работой энергети­ ческой установки ' (двигателя внутреннего сгорания, парового котла, паровой или газовой турбины и др.). Вторая группа вклю­ чает насосы общесудового назначения, действие которых непо­ средственно не связано с энергетической установкой, однако на-

128

личие их на судне обязательно, так как они необходимы для ра­ боты судовых систем.

К насосам общесудового назначения относятся балластные трюмоосушительные, пожарные и санитарные.

В зависимости от наличия специальных систем — водоопресни­ тельной, фановой, пенотушения, холодильных установок и т. д.— на судах устанавливают насосы, обслуживающие указанные си­ стемы и аппараты.

§ 18. Устройство судовых насосов

Поршневые насосы. Устройство поршневого насоса показано на рис. 65. Насос состоит из цилиндра 11, поршня 6 и клапанов всасывающего 1 и нагнетательного 3, размещенных в коробке 2.

Рис. 65. Схема поршневого приводного насоса простого дей­ ствия.

Поршень приводится в движение кривошипно-шатунным механиз­ мом. Кривошип 9, приводимый во вращение коленчатым валом двигателя или электродвигателем, действуя через шатун 10, пол­ зун 8 и шток 7, заставляет поршень 6 совершать возвратно-посту­

пательное движение в цилиндре.

Поршневой насос, рассматриваемый на рис. 65, является на­ сосом п р о с т о г о д е й с т в и я . Такой насос подает жидкость