Ayaklimat.ru

Климатическая техника
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лекция 1. ТЕМА: Введение. Судовая энергетическая установка

Лекция 1. ТЕМА: Введение. Судовая энергетическая установка

Введение. Современное развитие транспортного флота характеризуется созданием высокопроизводительных грузовых, буксирных и пассажирских судов; повышением их мощности и скорости хода; оборудованием высокоэффективными и экономичными механизмами, устройствами, системами, средствами автоматизации и механизации; стандартизацией и унификацией отдельных механизмов и судовых энергетических установок в целом.

С ростом грузоподъёмности и скорости хода судов увеличивается их энергооснащённость и мощность главных двигателей. В связи с этим судовые энергетические установки, затраты на которые составляют около 35% общей строительной стоимости судов, оказывают большое влияние на технико-эксплуатационные и экономические показатели флота. Большое значение в повышении эффективности работы морского транспорта имеет техническая эксплуатация флота; на неё приходится около 50% расходов, отнесённых на себестоимость перевозок грузов.

Классификация СЭУ. Судовая энергетическая установка представляет собой комплекс технических средств (тепловых двигателей, агрегатов, механизмов и систем), предназначенных для автономного обеспечения судна всеми видами энергии, необходимыми для его использования по назначению.

Судовые энергетические установки классифицируются как по роду используемого топлива (с органическим и ядерным топли­вом), так и по типу двигателя — двигатели внутреннего сгорания (ДВС), паротурбинные установки (ПТУ) и газотурбинные (ГТУ), а также комбинированные, состоящие из двигателей различных типов.

Состав СЭУ. В состав СЭУ входят главные и вспомогательные энергетические установки.

Главная энергетическая установка включает в себя главный двигатель, главную судовую передачу, валопровод и движитель. Эти элементы главной СЭУ составляют судовой машинно-движительный комплекс (МДК), энергия которого используется для движения судна, а на траулерах и для привода в действие валогенераторов.

Для работы главной СЭУ необходимы:

— непрерывная подача топлива и воздуха к главным двигателям;

— подача смазки к узлам трения двигателя, главной передачи и судового валопровода;

— постоянный отвод теплоты от деталей, работающих в зоне высоких ­ температур, масла, воспринимающего теплоту трения, охлаждаю­щих жидкостей, непосредственно соприкасающихся с горячими деталями двигателя и выпускными газами;

— специальные средства для запуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и отвода от них продуктов сгорания топлива.

Эти функции выполняют системы энергетической установки: топливная, масляная, охлаждения, сжатого воздуха и газовоздушная. Каждая из систем включает вспомогательные механизмы, обеспечива­ющие циркуляцию (перемещение) рабочих тел, емкости для их хране­ния, теплообменные аппараты, трубопроводы, арматуру, средства контроля и управления.

Для привода в действие вспомогательных механизмов нужна электрическая энергия, а для подогрева топлива — пар низких пара­метров. Источниками энергии для этих целей служат судовые электри­ческие станции (СЭС) и вспомогательные котельные установки (ВКУ).

Агрегаты СЭС и ВКУ со своими системами составляют вспомогатель­ные энергетические установки. Системы, обеспечивающие работу дизель-генераторов (ДГ), подобны системам главной СЭУ. Работу ВКУ обеспечивают топливная, конденсатно-питательная и газовоздушная системы.

Вспомогательные энергетические установки лишь формально считают вспомогательными. Они играют важную роль в обеспечении безопасности мореплавания, живучести судна и его функционировании по своему назначению. Вспомогательные энергетические установ­ки снабжают все потребители электроэнергией и паром низких пара­метров на судне, в том числе механизмы и оборудование систем главной энергетической установки.

Судовую энергетическую установку, как и само судно, собирают на верфи. Тепловые двигатели, паровые котлы, насосы, теплообменни­ки, средства управления и автоматики и множество других комплек­тующих изделий, даже находясь на складах судоверфи, еще не пред­ставляет собой судовой энергетической установки. Только смонтиро­ванное в энергетическом отсеке судна и надлежащим образом соеди­ненное между собой трубопроводами и электрическими кабелями оно обретает технические свойства судовой энергетической установки.

Судовая энергетическая установка состоит из комплекса оборудования (тепловых двигателей, механизмов, аппаратов, магистралей, систем), предназначенного для преобразования энергии топлива в механическую, электрическую и тепловую энергию и транспортировки её к потребителям.

Указанные виды энергии обеспечивают: движение судна с заданной скоростью; безопасность и надёжность плавания; работу механизмов машинного помещения, палубных механизмов и устройств; электрическое освещение; действие средств судовождения, управления механизмами, сигнализации и автоматики; общесудовые и бытовые нужды экипажа; выполнение различных производственных операций на транспортных судах, судах технического флота и специального назначения.

Требования к СЭУ.Судовая энергетическая установка должна удовлетворять следующим основным технико-экономическим и эксплуатационным требованиям:

– быть экономичной, т. е. строительная стоимость и эксплуатационные затраты на неё должны быть оптимальными;

– ГСЭУ должна обеспечивать заданную скорость хода судна, обладать достаточными маневренными качествами на всех режимах его движения и иметь высокий моторесурс;

– снабжать потребителей различными видами энергии и холодом при высокой экономичности процессов превращения тепловой энергии в механическую и электрическую;

– процессы управления и регулирования должны быть автоматизированы;

– быть надёжной, т.е. иметь оптимальную вероятность безотказной работы, требовать минимальное время на устранение неисправностей и сохранять работоспособность в аварийных ситуациях;

– при работе не оказывать вредного воздействия на обслуживающий персонал, пассажиров и не загрязнять окружающую среду;

– иметь малые габариты и массу.

В качестве главных и вспомогательных двигателей в ДЭУ применяются поршневые ДВС – дизели, работающие по открытому циклу.

Дизельные энергетические установки получили широкое распространение на судах различного назначения вследствие ряда положительных особенностей:

– возможности создания большого диапазона агрегатных мощностей на базе стандартных типоразмеров цилиндров;

– доступности использования различных типов передач;

– сравнительно высокой экономичности;

Читайте так же:
Установка встраиваемой техники люберцы

– относительной простоты автоматизации управления.

На транспортных судах новой постройки в качестве главных и вспомогательных двигателей устанавливают исключительно дизели.

На флоте в большинстве случаев в качестве главных применяют четырёхтактные дизели с наддувом, реверсивные среднеоборотные и нереверсивные повышенной оборотности.

В качестве вспомогательных обычно устанавливаются четырёхтактные дизели без наддува повышенной оборотности.

Широкому распространению дизелей в СЭУ способствует непрерывное улучшение их технико-экономических показателей путём совершенствования наддува и рабочего процесса, применения тяжёлых сортов топлива, использования двухконтурной системы охлаждения, повышения надёжности и моторесурса, автоматизации процессов управления, контроля и диагностирования.

Дальнейшее повышение экономичности судовых дизелей в основном должно происходить за счёт утилизации теплоты выпускных газов и охлаждающей дизель воды. Теплота, получаемая в утилизационном котле, работающем на выпускных газах, и охлаждающей дизель воды может быть использована в системе теплоснабжения судна или для получения искусственного холода. На теплоходах с большими агрегатными мощностями, работающих длительное время на постоянном режиме и потребляющих большое количество электроэнергии, пар, получаемый в утилизационных котлах, можно использовать в паровой турбине турбоэлектрогенератора.

Повышение экономичности ДЭУ тесно связано с увеличением уровня их надёжности и ресурса. Поэтому на перспективу предусматривается увеличение ресурса дизелей, приближение сроков службы дизеля к срокам службы судна, резкое увеличение сроков службы до первой переборки, сроков необслуживаемой работы, что позволит значительно снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Эффективное использование ДЭУ, надёжная их эксплуатация и высокая производительность труда обслуживающего персонала обеспечиваются комплексной автоматизацией установки.

6м 071300 — транспорт транспортная техника и технологии по дисциплине – «основы технологии производства и ремонта транспортной техники»

Технология капитального ремонта транспортной техники : мойка и очистка, разборка и сборка, дефектовка и диагностика , комплектовка и балансировка и т.д.

Формы организации технического обслуживания и ремонта (ТОР) транспортной техники : ТОР на предприятиях автовладельцев и авторемонтных предприятиях, ТОР на фирменных технических центрах и дилерских предприятиях

Рынок автосервисных услуг и его подсистемы: торговля , тюнинг, обеспечение технической эксплуатации и т.д. Состояние отечественного автосервиса

Система фирменного обслуживания транспортный техники, её задачи и структура: поставка техники, её предпродажная подготовка, гарантийное обслуживание и ремонт и т.д.

Производственно — техническая база технического обслуживания и ремонта транспортной техники. Станции технического обслуживания автомобилей и их классификация

Посты и поточные технологические линии технического обслуживания и ремонта транспортной техники их техническое оснащение и технологическое оборудование

Сущность и задачи технической диагностики машин. Прямые (контактные) и косвенные (диагностические) методы определения технического состояния транспортной техники

Методы диагностики технического состояния транспортной техники. Субъективные (органолептические) и объективные (инструментальные) методы диагностирования

Методы поиска неисправностей и отказов транспортной техники. Методика составления алгоритма поиска неисправностей

Общее (функциональное) и углубленное (локальное) техническое диагностирование автотранспорта Д-1 и Д-2,особенности их организации

Диагностика и техническое обслуживание системы смазки двигателя. Проверка частоты вращения ротора реактивной масляной центрифуги

Диагностика и техническое обслуживание системы охлаждения двигателя. Проверка и регулировка натяжения ремня вентилятора

Диагностика и техническое обслуживание систем пуска и электроснабжения автомобиля. Проверка уровня, плотности и заряженности АКБ

Диагностика и техническое обслуживание системы зажигания двигателя. Проверка и регулировка угла опережения зажигания

Диагностика и техническое обслуживание системы питания двигателя. Проверка и регулировка углов опережения подачи и впрыска дизельного топлива

Виды повреждения (дефектов) детали транспортной техники. Методы и технические средства дефектовки и контроля

Технология и технические средства ремонтного восстановления коленчатого вала и цилиндро-поршневой группы двигателя. Ремонтные размеры и их обоснование

Проверка и регулировка газораспределительного механизма двигателя. Технологический процесс притирки клапанов

Технология и технические средства ремонтного восстановления автомобильных шин. Методы балансировки шин

Проверка и регулировка углов установки управляемых колес автотранспортных средств

Диагностика и техническое обслуживание гидравлических и пневматических тормозных систем автомобиля

Лакокрасочные материалы и технологические процессы их нанесения на кузов легкового автомобиля

к.т.н. доцент Коныспай К.К

По дисциплине — «Механика жидкости и газа, гидропневмопривод»

1. Какие два коэффициента характеризуют вязкость жидкости?

2. Какие силы в гидравлике называются поверхностными?

3. Каким прибором можно определить вязкость жидкости?

4. Что относится к основным элементам потока?

5. Основное уравнение гидростатики

6. Какие виды потерь напора вы знаете?

7. Чему равно критическое число Рейнольдса?

8. Дайте определение насосу?

9. Дайте определение гидродвигателю?

10. Каково условное обозначение фильтра на гидравлической схеме гидропривода?

11. Каково условное обозначение предохранительного клапана на гидравлической схеме гидропривода?

12. По какой формуле определяют потери напора в местных сопротивлениях?

13. Какие два режима движения жидкости вы знаете?

14. Какой гидродвигатель мы называем гидромотором?

15. Какие потери мощности имеются в гидромашинах?

16. Укажите формулу для расчета мощности гидроцилиндра.

17. По какой формуле определяют мощность гидромотора.

18.Какие гидромашины называются “Регулируемыми гидромашинами”?

19. Покажите условное обозначение нерегулируемого насаса с реверсивным потоком.

20. Покажите условное обозначение регулируемого гидромотора с реверсивным потоком.

21.Что называется гидроприводом?

22. Покажите условное обозначение трехпозиционного четырех канального с электрическим управлением гидрораспределителя.

23. Покажите условное обозначение редукционного клапана.

24. Покажите условное обозначение двухпозиционнного четырехлинейнного с электрическим управлением гидрораспределителя.

25. Каково условное обозначение регулируемого дросселя.

26. Каково условное обозначение пневматического гидроаккумулятора.

27. Каково условное обозначение переливного клапана.

Читайте так же:
Техника установки эпидурального катетера

28. Дайте правильное определение пневмоприводу

29. Дайте правильное определение пневмомотору

30. Дайте правильное определение пневмоцилиндру

к.т.н. доцент Калмухамбетов Б.Е.

П о дисциплине — «Энергетические установки транспортной техники»

Газотурбинные и роторно-поршневые двигатели.

Расчет параметров впуска в двигателе внутреннего сгорание

Кривошипно-шатунный механизм. Назначение и устройство

Системы наддува и режимы работы двигателей. Газотурбинный наддув

Топливная аппаратура безиновых двигателей.

Расчет индикаторных показателей двигателя.

Рабочий процесс 4 х тактного карбюраторного двигателя.

Рабочий процесс 2 х тактного двигателя.

Топливный насос высокого давления.

Фазы (периоды) горения дизельного двигателя.

Декомпрессионый механизм. Назначение и конструкция.

Построение индикаторной диаграммы. Двигатель внутреннего сгорание

Поршни и поршневые кольца. Поршневые пальцы в двигателе внутреннего сгорание

Шатуны. Назначение, конструкция и изготавливаемые материалы

Расчет теплового баланса двигателя.

Механизмы газораспределения. Назначение и принцип работы

Система охлаждения в двигателе внутреннего сгорание. Назначение и принцип работы

Система смазки в двигателе внутреннего сгорание. Классификация и схема систем смазки

Распределительный вал в двигателе внутреннего сгорание, его приводы

Фильтры грубой и тонкой в двигателе внутреннего сгорание

Пуск двигателей внутреннего сгорания. Назначение и принцип работы

Масляные насосы, маслоприемники в двигателе внутреннего сгорание

Насосы и вентиляторы системы жидкостного охлаждения в двигателе внутреннего сгорание

Рабочие процессы поршневых двигателей. Общие определения и понятия

Топливная аппаратура безиновых двигателей

Экономичность и КПД двигателя

Система топливоподачи в бензиновых двигателях. Общие понятия и определения

Мощность и экономичность энергетических установок. Индикаторная мощность двигателя

Топливный насос высокого давления

Механические потери в двигателе

Тепловой баланс двигателя

Индикаторная диаграмма. Среднее индикаторное давление

Теоретически необходимое количество воздуха. Коэффициент избытка воздуха

Рабочие процессы поршневых двигателей. Общие понятия и определения

Определение основных размеров двигателя

Основы процесса карбюратора

Ст.преп. Алипов К.С.,

Преп. Канажанов А.Е.

По дисциплине — «Надежность транспортной техники»

1. Что означает надежность транспортной техники,

основные показатели надежности.

2. Дайте определение безотказности изделия.

3. Показатели качества транспортной техники.

4 Случайные величины и их виды, основные показатели надежности.

5 Дайте определение долговечности изделия.

6 Перечислите факторы, влияющие на техническое состояние ТТ,

основные показатели надежности.

7 Дайте определение ремонтопригодности изделия

8 Категорий качества изделия

9 Построение гистрограммы плотности вероятности

10 Что такое сохраняемость изделия

11 Как определяется надежность элементов, соединенных последовательно

12 Блок схема отказа изделия

13 Как определяется середина и число интервала

14 Нормальный закон распределения надежности

15 Влияние силовых факторов на силовой узел машины

16 Вероятность безотказной работы

17 Какие эксплуатационные факторы влияют на техническое состояние ТТ

18 Классификация отказов изделия

19. Законы распределения случайной величины

20. Математическое ожидание и статическая дисперсия случайной величины

21 Что необходимо сделать по повышению надежности изделия

22 Для чего применяются критерии согласия

23 Приведите зависимость вероятности безотказной работы от времени

24 Экспоненциальный закон распределения надежности

25 График изменения потока отказов в зависимости от времени

26 Коэффициенты технического использования и технической готовности

27 Распределение Вейбулла

28 Какие задачи решают результаты сбора и обработки информации о надежности ТТ

Лекция 3: РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ПОРШНЕВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ

1. Основные понятия и определения. Цикл, такты и фазы газораспределения поршневых ДВС. Индикаторные диаграммы.

2. Процессы газообмена. Характеристика и параметры процессов газообмена.

3. Влияние различных факторов на процессы газообмена. Развития систем газообмена.

4. Процесс сжатия.

Основные понятия и определения. Цикл, такты и фазы газораспределения поршневых ДВС. Индикаторные диаграммы.

К основным понятиям и определениям двига­теля относятся:

мертвые точки — крайние положения поршня в цилиндре двигателя, в которых поршень изменяет направление своего дви­жения. Различают верхнюю мертвую точку (ВМТ) и нижнюю мерт­вую точку (НМТ);

• ход поршня — путь, проходимый поршнем от одной мертвой точки до другой;

рабочий цикл двигателя — совокупность процессов, при ко­торых тепловая энергия превращается в механическую работу;

такт — часть рабочего цикла, который происходит за один ход поршня;

объем камеры сгорания или объем сжатия — пространство над поршнем при нахождении поршня в верхней мертвой точке;

рабочий объем цилиндра — пространство, освобождаемое поршнем при движении от верхней к нижней мертвой точке;

полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра;

рабочий объем двигателя — сумма рабочих объемов всех ци­линдров двигателя, выраженная в литрах;

степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объ­ему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается рабочая смесь в цилиндре двигателя;

количество тактов, при которых происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу. Различают двигатели четырехтактные и двухтактные. Четырехтактным называется двигатель, у которого рабочий процесс совершается за четыре хода поршня (или за два оборота коленчатого вала). Двухтактным на­зывается двигатель, у которого рабочий процесс совершается за два хода поршня (или за один оборот коленчатого вала).

Индикаторная диаграмма.Если термодинамические циклы изображают зависимость измене­ния абсолютного давления (р) от изменения удельного объема (υ), то действительные циклы изображаются как зависимости измене­ния давления (р) от изменения объема (V) (свернутая индикаторная диаграмма) или изменения давле­ния от угла поворота коленчатого вала (φ), которая называется развер­нутой индикаторной диаграммой.

Читайте так же:
Установка охранные системы для квартиры

Фазы газораспределения представляют собой периоды, выра­женные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно ВМТ и НМТ, в течение которых клапаны открыты.

Правильный выбор фаз улучшает очистку цилиндров от отработавших газов и наполнение свежим зарядом, а также уменьшает потери энергии на газообмен. На верхней рисунке показана круговая диаграмма фаз газо­распределения.

ВМТ

Фазы газораспределения выбирают с учетом особенностей двига­теля, его основных режимов работы и геометрических размеров впуск­ного тракта. Неизменные фазы газораспределения выбирают для наи­более важного диапазона скоростных режимов работы двигателя. Так, двигатели с высокой частотой вращения имеют более широкие диа­пазоны фаз газораспределения, чем малооборотные двигатели.

Для улучшения наполнения цилиндров свежим зарядом под­бирают определенное сочетание фаз газораспределения и геомет­рических размеров впускного тракта (в основном его длину), обес­печивая этим динамический наддув двигателя.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Конспект лекций по дисциплине «Судовые энергетические установки»

Судовая энергетическая установка (СЭУ) служит для сообщения хода судну, а также для обеспечения судовых потребителей необходимыми видами энергии (тепловой, электрической и пр.).

Судовые энергетические установки классифицируются как по роду используемого топлива (с органическим или ядерным топливом), так и по типу двигателя — двигатели внутреннего сгорания (ДВС), паротурбинные установки (ПТУ) и газотурбинные (ГТУ), а также комбинированные, состоящие из двигателей различных типов.
^ 1.2 История развития СЭУ

1.2.1 Век пара

История СЭУ начинается с веком пара. Подобно тому, как парус позволил в 10 раз уменьшить экипаж на судне, первые паровые машины позволили добиться того же, и на 100 лет завоевали море. В 1769 Джеймс Уатт получает патент на свое изобретение — двигател ь, рабочий ход которого обеспечивался не созданием разряжения, как на существующих с XVI века поршневых насосах, а избыточным давлением, подаваемым в цилиндр. Начало эпохи транспортного машиностроения относится к 1781 г., когда Уатт создает двигатель с вращающимся моментом на валу, на котором впервые применяются планетарный механизм преобразования поступательного движения, регулятор частоты вращения и водомерное стекло на котле.

В 1784 г. Уатт создает первый двигатель двойного действия с кр ивошипно-шатунным механизмом, который на долгие годы стал главной энергетической установкой морских паровых судов.

Практическая эксплуатация пароходов началась в США благодаря выдающемуся американскому инженеру и изобретателю Дж. Фитчу (John Fitchs, 1743-1798), создавшему первые в истории флота линейные паровые суда. В схеме своего первого парохода (1787 г.) Дж. Фитч применил паровую машину в качестве движителя весла, но уже на втором паровом судне (1788 г.) Дж. Фитч объединил три весла в круг, воссоздав в Новом Свете гребное колесо.

В 1796 г. Дж.Фитч строит паровой катер с гребным винтом «Collect» и начинает его испытания в Нью — Йоркской гавани, намного опередив свое время. К сожалению, несмотря на то, что он отработал на пробных рейсах более 1000 км, изобретение оказалось потерянным после смерти его автора.

Первый российский пароход «Елизавета» был построен на заводе Ч. Берда в С.-Петербурге на базе тихвинской речной баржи (длина 18,3 м, ширина 4,5 м, осадка 0,61 м, водоизмещение 30 т), на которую были установлены бортовые гребные колеса диаметром 2,4 м и шириной 1,2 м и балансирная паровая машина Уатта мощностью 4 л. с., что позволяло судну развивать скорость до 6 узлов. Первый официальный рейс пароход совершил 3 ноября 1815 г. из Петербурга в Кронштадт.

В 1820 г. в России работало пятнадцать судов данного типа с паровыми машинами от 12 до 32 л.с.

В 1836 г. русский академик Борис Семенович Якоби создает первый в мире электроход – катер с гребными колесами, которые вращал электродвигатель, питавшийся от батареи гальванических элементов, однако скорость судна в силу малой эффективности колесного движителя и низкой энергоемкости первых аккумуляторов составила менее 1,5 узла. Гребной винт был изобретен только в следующем году и получил признание на флоте лишь через 7 лет, а практически пригодные для электродвижения аккумуляторы появились только в 70-х годах XIX века.

Самым большим колесным пароходом в истории флота стал «Великий восток» («Great Eastern»), заложенный в Англии в 1854 и спущенный на воду в 1859, через год после смерти его создателя И. К. Брунеля. Длина судна составляла — 680 ft/207 м, ширина — 83 ft/25 м, осадка — 58 ft/18 м, высота надводной части — 28 ft/8,5 м, водоизмещение — 24000 т. Первоначальная сметная стоимость судна составляла £500 000, но заказчик — компания «Австралийские линии», потребовала снизить ее до £377 000. Судно строилось для грузоперевозок между Австралией и Великобританией и позволяло обеспечить транспортировку 4000 человек без захода в порты для пополнения запасов угля, продовольствия и воды.

В состав силовой установки входили четыре паровых двигателя с цилиндрами диаметром 74 дюйма/187 см и ходом поршня 14 ft/426 см. Общая поверхность нагрева паровых котлов составляла 44000 кв.ft/

4100 кв.м. В качестве ходового привода использовались гребные колеса диаметром 56 ft/57 м. При этом, в качестве резервного способа движения судна использовался гребной винт. Средняя скорость парохода при номинальной мощности СЭУ 10 000 л.с./7360 кВт составляла 16,5 узлов (30 км/час).
^ 1.2.2 Гребной винт

Читайте так же:
Визитки установка бытовой техники

В Европе действие винта в жидкости было впервые изучено известным механиком древности — Архимедом (287-212 гг. до н.э.), а применить его в качестве судового движителя впервые предложил в 1681 г. доктор Р. Гук (Dr. Hooke, 1635-1703). Теоретическая база для расчета гребных винтов создана петербургскими академиками Д. Бернули (1752 г.) и Л. Эйлером (1764 г.), но востребованной она оказалась только после появления относительно быстроходных паровых машин.

Патент на первый гребной винт получил Джозеф Брамах (Joseph Bramah, UK) 9 мая 1785 г., но первая работающая конструкция винта была реализована в США на одно- и двухвинтовых паровых баркасах, построенных американцем Джоном Стевенсом (John Stevens) в 1804 и 1805 гг.

В Европе первый судовой кормовой гребной винт был спроектирован и установлен инженером из Богемии И. Ресселем (Joseph Ressel) в 1829 г. на п/х «Циветта» (Civetta) водоизмещением 48 т. На испытаниях, проведенных в Триесте, судно развило скорость 6 узлов, но ввиду несовершенства двигателя и активного противодействия морской администрации дальнейшие опыты не производились.

Начало практического применения винтов положили шведский инженер Джон Эриксон (John Ericsson) и английский фермер Ф. П. Смит (F.P.Smith). Оба получили в 1836 г. патенты на суда с винтовым движителем. Оба в 1837 г. построили в Англии небольшие паровые буксиры для Лондонского порта: Смит — 6-сильный буксир водоизмещением 6 т. и винтом Архимеда, а Эриксон — вдвое более мощный пароход, «Francis B. Ogden» (40×8 ft, 15 т.), оснащенный двухпропеллерным винтом с противоположным вращением лопастей.

На ходовых испытаниях судно Эриксона развило не очень большую скорость — всего 10 узлов, но самые удивительные результаты были получены при буксировке парусных судов по Темзе. Маленький пароход с 12-сильной машиной обеспечил буксировку 140-тонной шхуны со скоростью 7 узлов, а большого американского пакетбота «Toronto» (250 т.) со скоростью 5 узлов. В судостроении появилось понятие полезный упор движителя, который для винтов в десятки раз превышал эффективность колесного привода. Демонстрация очевидной эффективности гребного винта положила конец активному противоборству сторонников парусного и парового флотов, а 1838 г. считается концом эры парусного флота.
^ 1.2.3 Первые ПЛ

В 1846 г. доктор Проспер Пейерн построил во Франции первую подводную лодку с механическим приводом винта (паровой машиной), разработанным в 1795 г. его соотечественником Арманом Мезьером. В оригинальной энергетической установке лодки, названной «Гидростат», пар к машине поступал от котла, в герметически закрытой топке которого сжигалось специально приготовленное топливо – спрессованные брикеты смеси селитры с углем, выделявшие при горении необходимый кислород. Одновременно в топку подавалась вода. Водяной пар и продукты сгорания топлива направлялись в паровую машину, откуда, после выполнения работы, отводились за борт через невозвратный клапан. Ненадежность и трудная управляемость системы не позволили применить это изобретение для практических целей.

В 1879 г. была построена подводная лодка с паровым котлом, рассчитанным на рабочее давление 10 кгс/кв.см и работавшим на пониженном давлении при надводном ходе. Перед погружением котел форсировался, и давление поднималось до рабочего. Затем горение прекращалось, и паровая машина продолжала работать за счет оставшегося в паросборнике котла пара. На испытаниях выяснилось, что запаса пара хватало на 12 миль плавания под водой. Лодка была признана непригодной для боевого применения из-за малой скорости, ограниченной дальности плавания в подводном положении и чрезмерной сложности перехода из надводного в подводное положение, требующего изменения режима работы парового котла.

В 1873-1877 гг. в России был разработан прототип свинцово-кислотного аккумулятора, который запатентовал французский ученый К. Фор, и по заказу Французского флота в 1884 г. организовал его промышленное производство. На флоте появился электропривод.

В 1888 г. во Франции был построен опытный образец полнофункциональной подводной лодки «Жимнот» водоизмещением 31 т. В качестве двигателя (единого для надводного и подводного хода) на ней был применен электромотор мощностью 50 л. с. с питанием от аккумуляторной батареи массой 9,5 т, что составило почти 30% от водоизмещения корабля.

На испытаниях, начавшихся в 1889 г., лодка показала в подводном положении скорость от 5 до 7 узлов при дальности плавания от 65 до 45 миль.
1.2.4 Броненосцы

Почти сразу после Крымской войны Англия, Франция и Германия приняли программы строительства броненосного флота, но только британская промышленность, имевшая опыт строительства SS Great Britain, была готова приступить к постройке полностью железных боевых судов.

В 1859 г. был заложен первый полностью железный батарейный винтовой броненосец «Уорриер» («Warrior» — воин), по современной классификации — фрегат, спущенный на воду в 1861 г. Англичане считают, что именно «Уорриер» был первым судном, обладающим основными характеристиками броненосных кораблей. Машинное и котельное отделение обслуживали 66 кочегаров и машинистов, 10 инженеров и два старших механика. За рейс в котельном отделении вручную перекидывали 850 т. угля и 50 т. золы. Это была грязная работа в тяжелых условиях — постоянная качка, угольная пыль, температура до 45°C. Именно эти факторы привели к тому, что работа кочегаров и машинистов оплачивалась на 50 % выше, чем у палубных матросов, а поиск более совершенных ЭУ для флота надолго стал приоритетом военного и гражданского судостроения.

Читайте так же:
Установки сжигания мусора бытовые

^ 1.2.5 Паровая турбина

Кардинальное повышение эффективности судовых энергетических установок было связано не с совершенствованием паровых двигателей, а с изобретением турбин, позволивших не только поднять к.п.д. СЭУ, но и на порядок уменьшить массогабаритные характеристики судового двигателя.

Термин турбина происходит от французкого слова — turbine, пришедшего из латинского turbo — вихрь, вращение с большой скоростью.

В 1882 г. шведский инженер Карл Густав Патрик де Лаваль (Carl Gustav Patric de Laval, 1845 -1913) создал первую импульсную паровую турбину, в 1883 г. построил и использовал морскую реверсивную турбину, запатентованную в 1883 г., частота вращения которой достигала 42 000 оборотов в минуту. Главная заслуга Лаваля в разработке паровых турбин заключалась в том, что конструкция его сопла позволила примерно в 5 раз увеличить возможность использования потенциальной энергии струи пара, повысив скорость его истечения c 800 ft/с (244 м/c) до 4000 ft/c (1220 м/c), но, несмотря на это, одноступенчатые паровые турбины не позволяли дать однозначного заключения об их преимуществе перед паровыми машинами.

Промышленное использование паровых турбин стало возможным лишь после того, как сэр Чалз А. Парсонс (Sir Charles Algernon Parsons, 1854-1931) создал в 1884 первую многоступенчатую паровую турбину мощностью 10 л.с. (18 000 об/мин). Турбины Парсонса использовались для привода электрогенераторов, мощность которых на первом этапе развития электроэнергетики составляла от 1 до 75 кВт.

В 1893 г. Ч. Парсонс основал компанию морских паровых турбин («Marine Steam Turbine Company») и предложил Британскому Адмиралтейству построить турбоход. Первый турбоход «Турбиния» — длина 104 ft/37.8 м, максимальная ширина 9 ft/3.2м, водоизмещение 44,5 т., был заложен 2 августа 1894 г.

В 1896 турбоход был спущен на воду, и начались ходовые испытания. На первых испытаниях теплоход показал скорость всего 20 узлов при мощности турбины около 2000 л.с., что потребовало пересмотра сложившихся представлений к проектированию корпуса и винта, выработанных для пароходов.

Энергетические установки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К.И.САТПАЕВА Институт промышленной инженерии Кафедра «Подъемно-транспортные машины и гидравлика»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
по дисциплине «Энергетические установки транспортной техники» для студентов бакалавриата по специальности 5В071300 «Транспорт, транспортная техника и технологии»Алматы 2012

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Энергетические установки транспортной техники» для студентов КазНТУ имени К.И.Сатпаева по специальности 5В071300 – «Транспорт, транспортная техника и технологии» Составитель – Алипов К.С. – старший преподаватель

Аннотация Дисциплина «Энергетические установки транспортной техники» относится к циклу общепрофессиональных дисциплин. УМКпо дисциплине составлен в соответствии с Государственным общеобразовательным стандартом высшего профессионального образования и соответствует правилам разработки. Включает в себя все необходимые разделы: формулировку цели и задач дисциплины, ее назначение и связь с другими дисциплинами в системе инженерной подготовки бакалавра, минимум необходимых знаний, умений и навыков по дисциплине. Основныетемы для теоретического изучения на лекционных занятиях, перечень и задания по практическим занятиям, вопросы для СРС и СРСП, список необходимой литературы по разделам и модулям Содержание лекционного материала представлено в объеме, максимально полно отражающем учебную программу дисциплины. В каждой лекции выделены основные термины, понятия и систематизирован материал таким образом, чтобы егоусвоение происходило на основе опорных схем, таблиц, рисунков или же общих понятий. Задания к практическим занятиям включают методические рекомендации к выполнению и порядок расчета. Задания к проведению лабораторных работ включают методику выполнения, перечень необходимых материалов и приборов для выполнения работы, теоретическое введение, порядок выполнения работы. Комплекты тестовых вопросов длятекущего, рубежного и экзаменационного тестирования позволяют студентам размышлять над сущностью вопроса. Для самостоятельного изучения бакалаврами основных терминов и понятий дисциплины «Энергетические установки транспортной техники», составлен глоссарий дисциплины. Определения, встречающиеся в разделах дисциплины, приведены в порядке их употребления при изложении содержания дисциплины.

© Казахскийнациональный Технический Университет имени К.И.Сатпаева, 2012
2

1. УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ — SYLLABUS 1.1 Данные о преподавателях: Преподаватель, ведущий занятия: Алипов Куанышкали Сагидоллиевич, старший преподаватель. Контактная информация 257-70-46 (7046) Время пребывания на кафедре: ИМС ауд.304 согласно расписания. 1.2 Данные о дисциплине: Название «Энергетические установки транспортной техники»Количество кредитов 3 Место проведения КазНТУ Таблица 1 – Выписка из учебного плана
Академические часы в неделю Курс Семестр Кредиты Лаб. Практ. Лекции занятия Занятия СРО Форма СРОП Всего контроля

1.3 Пререквизиты Предшествующие дисциплины, как высшая математика, основы молекулярной физики и термодинамики, теплотехника, агрегатные состояния и фазовыепереходы из курса общей физики и другие необходимые для изучения данной дисциплины – Энергетические установки транспортной техники. 1.4 Постреквизиты Дисциплина «Энергетические установки транспортной техники» является базовой для изучения основных специальных и профильных дисциплин по специальности «Транспорт, транспортная техника и технологии»: Технические основы машиностроения; Подъемно-транспортые машины;Конструкция автомобилей; Расчет и конструирование автомобилей; Технология диагностирования и эксплуатации автомобилей; Технология монтажа, эксплуатации и обслуживания транспортной техники. 1.5 Краткое описание дисциплины «Энергетические установки транспортной техники» являются одной из дисциплин государственного компонента, необходимой для подготовки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector