Обоснование состава главной энергетической установки

2. Обоснование состава главной энергетической установки

Целью данного раздела является обоснование и выбор главных двигателей, а также выбор типа главной передачи.

Исходными данными при выборе главных двигателей являются:

 мощность главной энергетической установки судна;

 количество и частота вращения движителей.

Количество главных двигателей следует принимать равным числу их у судна, указанного в задании.

Требуемая мощность двигателей определяется делением суммарной мощности ЭУ на количество движителей или число главных двигателей судна:

кВт.

Для обоснования марки главного двигателя необходимо подобрать несколько дизелей, мощность которых близка к требуемой, и сравнить их с установленными на судне по комплексному параметру качества. В качестве главного двигателя судна следует принимать дизель, имеющий наибольшее значение комплексного параметра. При равных значениях комплексного параметра предпочтение отдаётся дизелю, который в составе ЭУ имеет больший КПД судового комплекса.

Расчёт комплексного параметра качества производим по формуле:

,

где  комплексный параметр качества дизеля;

 удельная мощность дизеля, кВт/м³;

 номинальная эффективная мощность дизеля, кВт;

 длина, ширина и высота дизеля в м;

 максимальное значение удельной мощности среди рассматриваемых дизелей, кВт/м³;

 удельная масса дизеля, кг/кВт;

 масса дизеля, кг;

 минимальное значение удельной массы среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт;

 удельный эффективный расход топлива дизеля, кг/(кВтч);

 минимальное значение удельного эффективного расхода топлива среди рассматриваемых дизелей, кг/(кВтч);

 ресурс дизеля до капитального ремонта, тыс. ч;

 максимальное значение ресурса среди рассматриваемых дизелей, тыс. ч;

 условный показатель рода топлива, используемого дизелем (для тяжёлого топлива – , для дизельного  );

 стоимость дизеля, определяемая по формуле:

;

 минимальное значение стоимости среди рассматриваемых дизелей;

 коэффициенты весомости.

При выборе двигателей транспортных судов следует принимать ; ; ; ; ; ; .

Сопоставление удобно производить в табличной форме (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Сопоставление параметров судовых дизелей

Параметры, единицы измерения	Значения
Производитель	SKL	Дизельпром	Румо
Заводская марка	8NVD36	6V396TC4	6Ч23/30L
Обозначение по ГОСТу	8ЧРН24/36	6ЧН16,5/18,5	6ЧН23/30
Исходные данные
эффективная мощность, кВт	294	330	330
частота вращения коленчатого вала, мин-1	500	1775	1000
реверсивность	да	нет	нет
род топлива	дизельное	дизельное	дизельное
удельный расход топлива, кг/(кВтч)	0,228	0,203	0,217
удельный расход масла, кг/(кВтч)	0,00163	0,0007	0,002
ресурс до капитального ремонта, тыс. ч	36	60	30
габаритные размеры, м: длина ширина высота	4,415 2,370 1,600	1,753 1,352 1,517	2,980 1,120 2,100
масса, кг	10200	2440	5000
Расчётные данные
удельная мощность, кВт/м3	17,6	91,8	47,1
удельная масса, кг/кВт	34,7	7,27	15,2
стоимость	753000	1550000	787000
Относительные
удельная мощность	0,191	1	0,513
удельная масса	0,21	1	0,48
удельный расход топлива	0,89	1	0,935
удельный расход масла	0,429	1	0,35
ресурс	0,6	1	0,5
род топлива	0	0	0
стоимость	1	0,485	0,957
КОМПЛЕКСНЫЙ ПАРАМЕТР КАЧЕСТВА	0,502	0,824	0,544
Тип главной передачи	прямая	РР	РР
КПД СУДОВОГО КОМПЛЕКСА	0,214	0,236	0,220

В качестве главного двигателя выбираем дизель 6ЧН16,5/18,5 производства ОАО Дизельпром.

В качестве главной передачи выбираем реверс-редуктор с передаточным отношением 3,55.

Обоснование эксплуатационных режимов работы главных двигателей СЭУ

Для обоснования области эксплуатационных режимов работы главных двигателей необходимо выполнить расчёт ограничительных характеристик главных двигателей (табл. 3.1).

Координаты характеристик могут быть определены с помощью следующих зависимостей.

Внешней номинальной мощности:

,

где – механический КПД двигателя на номинальном режиме;

– адаптивная поправка к КПД.

Ограничительной по тепловой напряжённости:

.

Ограничительной по механической напряжённости:

.

Винтовой облегчённой:

.

Винтовой нормальной:

.

Винтовой швартовной:

,

где – значение координаты внешней характеристики номинальной мощности при .

Таблица 3.1

Расчёт координат характеристик судовых дизелей

Параметры, единицы измерения	Значения
Исходные данные
марка дизеля	6ЧН16,5/18,5
номинальная эффективная мощность , кВт	330
номинальная частота вращения , мин-1	1775
механический КПД на номинальном режиме	0,86
РАСЧЁТНЫЕ ДАННЫЕ
доля номинальной частоты вращения	1	0,9	0,8	0,6	0,4	0,3
долевая частота вращения , мин-1	1775	1598	1420	1065	710	533
адаптивная поправка к КПД	0	0,02	0,01	-0,03	-0,08	-0,11

Продолжение табл. 3.1

Параметры, единицы измерения	Значения
ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
внешняя номинальной мощности , кВт	330	308	275	205	133	98
по тепловой напряжённости , кВт	330	286	242	154	66	22
по механической напряжённости , кВт	330	297	264	198	132	99
ВИНТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
облегчённая , кВт	264	192	135	57	17	7
нормальная , кВт	330	241	169	71	21	9
швартовная , кВт	941	686	482	203	60	25

Для обоснования возможных режимов работы главных двигателей в эксплуатации по рассчитанным координатам строятся ограничительные и винтовые характеристики на одном чертеже (рис. 1). Совмещение характеристик позволяет установить область эксплуатационных режимов работы главных двигателей, которая для судовых дизелей с наддувом ограничивается:

– сверху: частью линии швартовной характеристики и ограничительной по тепловой напряжённости;

– справа: линией номинальной частоты вращения коленчатого вала;

– снизу: линией облегченной винтовой характеристики;

– слева: линией минимально-устойчивой частоты вращения коленчатого вала.