Проверка вала на продольную устойчивость

Необходимость проверки вала на продольную устойчивость устанавливается в зависимости от его гибкости:

где l_max – длина пролета между опорами, м;

i – радиус инерции сечения вала,м

где F – площадь поперечного сечения, м².

l_max =3,1м

i= 0,250м

.

Т. к. l = 12,4 < 80 вал считается жесткими, и его расчет на продольную устойчивость не проводится.

 

 

5 Расчет потребной мощности и выбор состава судовой электростанции

Механизмы и оборудование, устанавливаемые на судне, входят в состав вспомогательной установки, систем энергетической установки и общесудовых систем. Энергия, потребляемая этими механизмами, как правило, электрическая, привод электрический или гидравлический.

Согласно Правилам Регистра выбирают род тока и величину напряжения в сети для всех групп потребителей, т.е. механизмов, обслуживающих ЭУ, судовые системы палубных механизмов и прочих потребителей. Род тока и напряжение могут быть едиными для всех потребителей, но могут быть различными для отдельных групп. В настоящее время на судах применяется в основном переменный ток. Величина напряжения регламентирована Правилами Регистра, которые разрешают применять на судах генераторы с номинальным напряжением при переменном токе 133, 230 и 400 в.

Судовая электростанция должна удовлетворять следующим требованиям:

- загрузка работающих генераторов должна составлять не менее 60-70% их номинальной мощности;

- число установленных генераторов должно быть минимальным и они должны быть однотипными;

- в каждом режиме (кроме аварийного) в резерве должно быть не менее одного генератора, способного заменить наибольший по мощности из работающих

Исходя из этого, оснащаем судовую электростанцию двумя генераторами, один из которых - резервный.

Для транспортных судов нашего класса с ДВС наибольшая мощность судовой электростанции в ходовом режиме считается по формуле

 

Nx = Nxo + a ^. Ne,

где Nхо - постоянная величина, зависящая от типа СЭУ и судна, Nхо = 40 кВт;

а - безразмерный коэффициент, а = 0,04;

Ne - суммарная мощность, Ne = 960 кВт

 

Nx = 40 + 0,04^.960 = 78,4 кВт

Для стояночных режимов среднюю нагрузку электростанции можно найти через водоизмещение или дедвейт:

 

Nc = Nco + b^.D,

где Nco - постоянная величина, Nco = 30 кВт;

b - размерный коэффициент, b = 0,002кВ/т;

D - дедвейт, D = 2600 т;

Nc = 30 + 0,002^.2600 = 35,2 кВт.

По мощности судовой электростанции в ходовом режиме (N_x=78,4 кВт) и в режиме стоянки (N_с=35,2 кВт) выбираем тип дизель - генератора из [1] Приложение 5.

В качестве основных дизель- генераторов выбираем два дизель- генератора ДГ-50. В качестве резервного дизель- генератора выбираем ДГ-50. В качестве стояночного используется ДГ-50. Основные характеристики дизель - генераторов представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Характеристики дизель - генераторов

Характеристика	ДГ-50 6Ч12/14
Мощность, кВт Двигателя Генератора
Тип дизеля	6Ч 12/14
Тип генератора	МСК 83-4
Частота вращения, об/мин
Масса, кг
Удельный расход масла, кг/кВт×ч	0,85
Удельный расход топлива, кг/кВт×ч	0,260
Род тока	3-х фазн., переменный
Напряжение, В	400/230
Габариты

 

Мощность аварийного дизель генератора принимается равной:

Принимаю в качестве аварийного дизель генератора:

-дизель генератор АДГ-12-С1 с номинальной мощностью 12кВт, напряжением 230В, частотой тока 50Гц.

 

 

6 Расчет теплоснабжения судна, выбор автономных и утилизационных котлов

 

Вспомогательные, утилизационные и комбинированные котельные установки предназначены для обеспечения теплом на стояночном и ходовом режимах вспомогательных потребителей СЭУ и общесудовых потребителей с ДУ и ГТУ - для отопления помещений, санитарно-бытовых нужд, для обеспечения работы главной энергетической установки (подогреватели топлива, масла и т.д.). Автономные котлы используют тот же сорт топлива, что и главные установки.

 

6.1 Расчет общего максимального потребления теплоты по всему судну на ходовом и стояночном режимах

 

Максимальное потребление теплоты в стояночном режиме.

,

где:

k_о = 0,7 5- коэффициент одновременности;

k_c = 1,1 - коэффициент запаса;

k_з = 0,7 - коэффициент загрузки потребителей на стояночном режиме;

Q_от =20000+10^.G (кДж/ч) - расход теплоты на отопление помещений для сухогруза;

G = 2491 т - грузоподъемность судна;

;

Q_сб = n_к (g_м + g_п) (кДж/ч) - расход теплоты на санитарно-бытовые нужды;

n_к = 10 чел - число членов экипажа;

g_м = 550 кДж/ч.чел - расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды;

g_п = 95 кДж/ч.чел - расход теплоты на приготовление питьевой кипяченой воды;

;

Q_т = 0,15^.(Qот + Qсб) (кДж/ч) -расход теплоты на технические нужды;

;

.

Максимальное потребление теплоты в ходовом режиме

,

 

где:

k_о = 0,9- коэффициент одновременности на ходовом режиме;

k_c = 1,1 - коэффициент запаса;

k_з = 0,7 - коэффициент загрузки потребителей на ходовом режиме;

.

Общее количество теплоты, которое может быть утилизовано

Q_ут = 0,85^.Ne^.q_г^.C_p^.(T_вх - T_ух)^.h_к (кДж/ч),

где:

Ne =960 кВт - эффективная мощность главного двигателя;

q_г = 6,5 кг/кВт^.ч - количество газов выходящих из двигателя;

C_p = 1,1 кДж/кг^.град - массовая теплоемкость газов;

T_вх = 760 К - температура газов на входе в котел;

T_yx = 460 К - температура уходящих газов за котлом;

h_к = 0,95 - коэффициент потери теплоты в окружающую среду;

.

Количество циркулирующей воды в утилизационном котле определяют по формуле:

D_k=Q_k/185, кг/ч

где Q_к-теплопроизводительность котла, кДж/ч

D_k=40931/185=221 кг/ч.

Поверхность нагрева водогрейного котла:

Н_к= Q_к/6500, м²

Н_к=40931/6500=6,3 м².

Количество циркулирующей воды в автономном котле определяют по формуле:

D_k=Q_k/185, кг/ч

где Q_к-теплопроизводительность котла, кДж/ч

D_k=34109/185=184 кг/ч.

Поверхность нагрева водогрейного автономного котла:

Н_к= Q_к/95000, м²

Н_к=34109/95000=0,36 м².

6.2 Выбор автономного и утилизационного котлов

Автономный котел выбираем по величине общего потребления теплоты на стояночном режиме .

.

Выбираем автономный водогрейный котел КВС 1,5.

Так как Q_ут >Q_åх, то утилизационный котёл выбирается по количеству теплоты потребляемой на ходовом режиме и по величине циркулирующей в нём воды: .

Выбираем утилизационный водогрейный газотрубный котел КАУ-1,7.