Файл: Эксплуатация корабельных двигателей внутреннего сгорания лекции..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 0
12. Нагрузка двигателей при циркуляции корабля
Во время циркуляции корабля нагрузка на двигатели уве
личивается. Увеличение нагрузки происходит неравномерно. Двигатель, расположенный ближе к центру циркуляции, на гружается больше, чем двигатель, расположенный с внешней стороны циркуляции. Общее увеличение нагрузки двигателей
и неравномерность распределения нагрузки объясняется
несколькими факторами. Во-первых, увеличивается сопротив
ление корпуса за счет перекладки рулей. Во-вторых, корпус корабля во время циркуляции устанавливается под некоторым углом дрейфа к встречному потоку воды, что увеличивает его сопротивление. Это видно на рис. 4.31, где на схеме
d <с d
сО
Рис. 4.31. Схема циркуляции корабля
циркуляции корабля показаны: траектория движения корабля
155
(ТД), \7 - вектор скорости корабля, jb - угол между
диаметральной плоскостью и вектором скорости.В-третьих,
во время циркуляции корабля попутный поток перераспреде ляется, он смещается в сторону винта, расположенного внутри циркуляции. Винт, расположенный ближе к внешней стороне циркуляции, работает как бы в свободной воде, а винт, расположенный ближе к внутренней стороне цирку
ляции, - в потоке воды, увлекаемой корпусом корабля в
направлении движения корабля. Скорость встречного потока
данного винта меньше скорости корабля, относительная
поступь его меньше относительной поступи внешнего винта.
Упор и момент этого гребного винта будут больше. На
рис. 4.ВТ показана также область попутного потока во
время |
циркуляции. |
|
|
|
|
|
|
|
На рис.4.32 пока |
|
|
|
|
заны: I - нормальная |
|
|
|
|
винтовая характери |
|
|
|
|
стика корабля; 2 - |
|
|
|
|
винтовая характеристи |
|
|
|
|
ка внешнего винта; |
|
|
|
|
3 - осредненная вин |
|
|
|
|
товая характеристика |
|
|
|
|
для режима циркуляции |
|
|
|
|
4 - винтовая характе |
|
|
|
|
ристика внутреннего |
|
|
|
|
винта двухвальной |
|
|
|
|
установки; 5 - внеш |
|
|
|
|
няя характеристика |
|
|
|
|
двигателя; 6 - огра |
|
|
|
|
ничительная харак |
|
|
|
|
теристика. Крутизна |
20 |
АО |
60 |
80 n2 nt i00 |
винтовых характерн |
е е . |
4.32. |
Винтовые |
характеристи- |
стик в0 Еремя ^ РКУ- |
ки во |
время циркуляции ко- |
ляции корабля будет |
||
|
|
рабля |
|
определяться углом |
[56
перекладки пера руля и скоростью корабля. Из схемы видно,
что полное число оборотов двигателя во время циркуляции
необходимо уменьшать. Причем уменьшение оборотов двига
теля, расположенного с внутренней стороны циркуляции,
'должно быть большим.
13.Изменение нагрузки двигателя в процессе
эксплуатации
Со временем в процессе эксплуатации двигателей и ко
рабля изменяется как располагаемая мощность двигателя,
так и потребная мощность для обеспечения заданной, проект ной скорости хода. Располагаемая мощность двигателя изме
няется, как правило, в сторону уменьшения, потребная мощ
ность двигателя - в сторону увеличения.
Уменьшение располагаемой мощности двигателя вызывает
следующие причины:
а) увеличение рабочих зазоров из-за износа двига теля, что приводит к уменьшению механического к. п. д., циклового заряда воздуха и вызывает снижение индикатор ного к. п. д.;
б) изменение параметров регулирования: угла опере
жения подачи топлива, фаз газораспределения и т. д., что
также вызывает снижение индикаторного к. п. д.; в) изменение параметров топливного насоса вследствие
износа двигателя: давления впрыска, давления подъема
иглы форсунки, запаса хода плунжера, проходного сечения распиливающих отверстий, а также засорение распылителей,
приводящее к нарушению качества распиливания топлива и
смесеобразования и вызывающее уменьшение индикаторного к. п. д.;
г) снижение производительности агрегатов наддува
и продувки, что приводит к уменьшению коэффициента избыт ка воздуха и индикаторного к. п. д.;
157
д) отложения накипи и нагара, приводящие к возра
станию тепловой напряженности двигателя.
Потребная мощность для обеспечения заданной скорости
хода корабля увеличивается по мере постепенного утяжеления винтовой характеристики за счет:
а) увеличения шероховатости и обрастания подводной
части корпуса корабля; б) увеличения шероховатости, обрастания лопастей
и изменения геометрии гребного винта.
Если при проектировании энергетической установки не
было предусмотрено запаса мощности, то с течением време
ни корабль будет не в состоянии развивать полную скорость
хода и на режимах, близких к полным, двигатель будет пе
регружен. Считается, что для морей умеренного пояса
сопротивление корпуса корабля в результате обрастания
корпуса возрастает на 0,25$ в сутки.
Изменение водоизмещения корабля в сторону увеличения
также вызывает возрастание нагрузки двигателей. Это изме
нение можно оценить по методу адмиралтейских коэффициен тов:
(4.27)
Для приведения технических характеристик корпуса и двигателя к первоначальным производятся плавно-предупре дительные осмотры и ремонты двигателей и линии вала. Корабль проходит периодическое докование или подъем на
стенку для очистки и покраски корпуса, очистки и проверки геометрии гребных винтов. Строгое выполнение сроков и высокое качество выполнения НПО и ПНР является гарантией
получения проектной мощности двигателя и проектной ско рости хода корабля, обеспечивает длительную и надежную
работу двигателей в течение установленного ресурса.
158
Вопросы для повторения
1.От каких факторов зависит нагрузка двигателя, ра ботающего на привод гребных винтов? Стр. 130.
2.Как изменяются коэффициенты упора и момента греб
ного винта при изменении относительной поступи?
Стр. 131.
3.Какие причины могут вызвать изменение относитель
ной поступи гребного винта в корабельных условиях?
Стр. 131.
4.Как будет нагружаться двигатель при работе, если
корабль закреплен на швартовах? Стр.133.
5.В чем отличие нагрузки двигателей без наддува и
снаддувом при работе на швартовах? Стр.133-134.
6.В чем особенности нагрузки двигателя при букси ровке и при плавании во льдах? Стр. 134.
7.Как определяются предельно допустимые обороты
двигателя при буксировке корабля или трала или при пла вании во льдах? Стр. 135.
8.Каковы особенности нагрузки двигателя при плава
нии корабля на мелководье? Стр. 135.
9.Какие режимы работы главных двигателей называют парциальными? Стр.136.
10.Покажите на графике особенности нагрузки двигате лей, работающих при парциальном использовании гребных
винтов в многовальной установке и при парциальном исполь
зовании двигателей в многомоторной установке. Стр.137-139.
11.В чем особенность нагрузки двигателей, работающих на винты регулируемого шага? Стр. 139.
12.Для каких типов кораблей применяются винты регу
лируемого шага? Стр.139.
13.Покажите на графике возможность использования главных двигателей, работающих на винты, для получения электроэнергии. Стр. 14I.
159
14.Почему при пуске существует вероятность перегруз
ки двигателя? Стр. 142.
15.Какие меры необходимо принять для предотвращения
перегрузки двигателя при пуске? Стр. 143.
16.Охарактеризуйте нагрузку двигателя при страгива-
нии с места и при разгоне корабля. Как необходимо вести
разгон корабля, чтобы нагрузка главных двигателей не превышала допустимую? Стр.144.
17.Покажите по графику, как изменяется нагрузка двигателей при реверсировании гребных винтов. Как необ
ходимо проводить реверсирование гребных винтов, чтобы
не перегрузить двигатель? Стр. 148.
18.В чем особенность нагрузки двигателя при плава
нии в штормовую погоду? Стр. 151.
19.Чем вызывается увеличение нагрузки главных дви гателей в штормовых условиях плавания? Стр. 151.
20.На каких оборотах должны работать главные дви гатели в штормовых условиях и от каких факторов зависит выбор допустимых оборотов? Стр. 152-153.
21.Почему увеличивается общая средняя нагрузка глав
ных двигателей во время циркуляции корабля? Стр. 155.
22.Почему во время циркуляции двигатели правого и
левого бортов нагружаются неравномерно? Стр. 156.
23.Как необходимо проводить циркуляцию корабля (по ворот), чтобы не перегружать двигатели? Стр. 157.
24.Как изменяется нагрузка двигателя с течением вре мени эксплуатации? Стр. 157
25.Какие мероприятия должен проводить личный состав
для приведения характеристик главных двигателей и характе
ристик корпуса корабля к их проектным, исходным видам?
Стр. 158.
1.60
Ли т е р а т у р а
1.Брук М.А. Инженерные основы эксплуатации корабель ных дизелей. Воениздат, 1968.
2.Брук М.А., Рихтер А.А. Режимы работы судовых дизе лей. Изд. Судостроение, 1963.
3.Васильев-Южин Р.М. Характеристики корабельных
двигателей внутреннего сгорания. Изд. ВМФ, 1963.
4.Возницкий И.В. Техническая эксплуатация двигате
лей промысловых судов. Изд. "Пищевая промышленность",
1969.
5.Бурышкин Л.П. Техническая эксплуатация двигателей внутреннего сгорания. Изд. "Транспорт", 1969.
6.Гиттис В.Ю. и др. Теоретические основы эксплуата ции судовых дизелей. Изд. "Транспорт", 1965.
7.Петровский Н.В. Режимы работы судовых двигателей.
Изд. "Морской транспорт", 1953.
8.Правила эксплуатации судовых дизелей. ПЗСД-57.
1957.
161
Г л а в а |
У |
ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ НА РАБОТУ КОРАБЕЛЬНЫХ ДВС
§I. Зависимость мощности, экономичности и
напряженности дизеля от внешних условий
I.Внешние условия
Двигатели проектируются для эксплуатации при вполне определенных внешних условиях.
Под внешними условиями в дальнейшем будут иметься
ввиду следующие факторы.
1.Факторы, относящиеся к атмосферным или климатиче ским условиям.
Величины нормальных (стандартных) атмосферных условий
обычно [7] принимаются равными:
- барометрическое давление р 0 = 760 мм ртутного
столба или 1,033 кгс/см2 (1,013 бар);
- температура воздуха перед компрессором t 0= 20°С
( Т0'= 293 К);
-относительная влажность воздуха ц> =0,7;
-температура воды перед воздухоохладителем tw =20°С (Tw = 293 К).
Если двигатель специально предназначен для работы в тропиках, техническими условиями на его поставку могут
быть предусмотрены иные |
значения У 0 и tw . |
|
|
2. Давление воздуха |
перед компрессором |
2 газа |
|
за турбиной |
р 2 , обусловленные конструктивными особенно |
||
стями установки, условиями эксплуатации или другими |
|||
специальными |
причинами. |
|
|
Допустимые значения давлений перед компрессором р'
и гаэа за турбиной рг} при которых гарантируется получение расчетной мощности и безопасная эксплуатация дизеля, 162
отдельно оговариваются в технических условиях на поставку
изависят от типа энергоустановки, особенностей дизеля
испецифики условий эксплуатации.
Подробнее остановимся на величинах, характеризующих влажность воздуха.
Общепринято степень насыщения воздуха парами воды
оценивать с помощью критерия, именуемого относительной
влажностью и представляющего собой отношение парциального давления водяных паров в воздухе р Нг0 к парциальному дав
лению насыщения для данной температуры воздуха:
|
Рнго |
|
|
(5.1) |
||
|
Ф = Рн,о |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
Зависимость давления насыщения от температуры воздуха |
||||||
представляется в виде таблиц а,20 |
~| |
|
|
|
||
или графиков (рис. 5.1). |
0,18 |
Рн*0 knvU |
|
|
||
Парциальное давление |
Чо) |
|
||||
|
|
|
|
|||
водяных паров p„i0 определя |
0,16 |
|
|
|
||
|
|
ор |
|
|||
ется с помощью спефальных |
|
|
|
|
||
таблиц по разности показаний |
|
|
|
|
|
|
сухого и влажного термомет- |
|
|
|
|
|
|
ров психрометра. |
|
0,10 |
|
|
|
|
Парциальное давление |
|
|
/ц |
|||
(объемная доля) сухого воз |
0,08 |
|
|
|||
духа, необходимого для |
|
|
W |
|||
|
|
|
||||
дальнейших расчетов, пред |
Орб |
|
|
4 2 |
||
ставляет собой разность |
0pk |
|
|
|||
атмосферного давления и |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
парциального давления водя |
0,02 |
|
|
' Г |
||
ных паров: |
|
|
|
|
"■""I: |
°С |
Ро=Ро-Рнго . |
(5.2) |
|
Ю |
20 30 |
М) 50 |
60 |
|
|
|||||
|
|
Рис. |
5.1. |
Зависимость ри 0 |
||
|
|
от |
t и ц> |
воздуха |
* |
|
163