Эскизное проектирование и модернизация судовых энергетических установок. Часть I
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Судостроение. Судомоделирование
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 270
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-017736-6
ISBN-онлайн: 978-5-16-110406-4
DOI:
10.12737/1870699
Артикул: 777705.01.01
Доступ онлайн
от 328 ₽
В корзину
В первой части учебного пособия изложены положения по выбору судна-прототипа для эскизного проектирования энергетической установки на основе анализа функциональных особенностей и перспектив развития морского транспорта. Обобщены требования международных конвенций и национальных нормативных документов к экологической безопасности и энергоэффективности морских судов. Приведены сведения о технико-эксплуатационных характеристиках морских транспортных судов и технических средствах освоения континентального шельфа. Систематизированы направления модернизации энергетических установок морских транспортных судов.
Разработано в соответствии с требованиями Международной конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты 1978 года с учетом Манильских поправок 2010 года. Учитывает действующие национальные и международные нормативные документы по эскизному проектированию судовых энергетических установок и разработано на основе опыта подготовки судовых инженеров-механиков в Черноморском высшем военно-морском учищиле имени П.С. Нахимова.
Предназначено для студентов специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» уровня управления, стандарт компетентности A-III/2.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 629: Техника средств транспорта
- 6293: Наземные средства транспорта (кроме рельсовых)
- 6295: Водные средства транспорта. Плавучие средства
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 26.02.04: Монтаж и техническое обслуживание судовых машин и механизмов
- ВО - Бакалавриат
- 26.03.02: Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
серия основана в 2017 г.
ЧЕРНОМОРСКОЕ ВЫСШЕЕ
ВОЕННО-МОРСКОЕ УЧИЛИЩЕ
ИМЕНИ П.С. НАХИМОВА
А.Л. КИРЮХИН
С.В. МАКСИМОВ
С.И. ТОЛСТОЙ
ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И МОДЕРНИЗАЦИЯ
СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
УСТАНОВОК
ЧАСТЬ I
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДНА-ПРОТОТИПА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ЕГО МОДЕРНИЗАЦИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
znanium.com
Москва ИНФРА-М 2023
УДК 629.12-8(075.8)
ББК 39.45я73
К43
Рецензент:
Истомин В.И., доктор технических наук, профессор
Редактор:
Кузнецов В.В., кандидат технических наук, доцент
Кирюхин А.Л.
К43 Эскизное проектирование и модернизация судовых энергетических установок : учебное пособие. Часть 1. Общая характеристика судна-прототипа и выбор направления его модернизации / А.Л. Кирюхин, С.В. Максимов, С.И. Толстой. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 270 с. — (Военное образование).
ISBN 978-5-16-017736-6 (print)
ISBN 978-5-16-110406-4 (online)
В первой части учебного пособия изложены положения по выбору судна-прототипа для эскизного проектирования энергетической установки на основе анализа функциональных особенностей и перспектив развития морского транспорта. Обобщены требования международных конвенций и национальных нормативных документов к экологической безопасности и энергоэффективности морских судов. Приведены сведения о техникоэксплуатационных характеристиках морских транспортных судов и технических средствах освоения континентального шельфа. Систематизированы направления модернизации энергетических установок морских транспортных судов.
Разработано в соответствии с требованиями Международной конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты 1978 года с учетом Манильских поправок 2010 года. Учитывает действующие национальные и международные нормативные документы по эскизному проектированию судовых энергетических установок и разработано на основе опыта подготовки судовых инженеров-механиков в Черноморском высшем военно-морском учищиле имени П.С. Нахимова.
Предназначено для студентов специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» уровня управления, стандарт компетентности A-III/2.
УДК 629.12-8(075.8)
ББК 39.45я73
Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium
ISBN 978-5-16-017736-6 (print)
ISBN 978-5-16-110406-4 (online)
© Черноморское высшее военно-морское училище имени П.С. Нахимова, 2022
Г Л А В А 1
ВЫБОР СУДНА-ПРОТОТИПА ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОМУ НАЗНАЧЕНИЮ
1.1. Функциональные особенности судов
Судно - это сложное плавучее инженерное сооружение с водонепроницаемым корпусом, предназначенное для перевозки грузов и пассажиров, для водного промысла, добычи полезных ископаемых, проведения научных исследований, для военных целей [1].
Для того чтобы систематизировать существующее многообразие судов, их разделяют по определенным классификационным признакам на группы в зависимости от выполняемых функций, конструктивных и технологических особенностей, принципов обеспечения движения (рис. 1.1). Главным признаком, по которому классифицируют суда, является их назначение. Согласно последнему все гражданские суда делятся на транспортные, промысловые, служебно-вспомогательные и суда технического флота.
Ведущая роль в составе флота принадлежит транспортным судам, которые осуществляют основную производственную функцию морского транспорта. Их доля в составе основных производственных фондов флота составляет примерно 90%.
Транспортные суда - это коммерческие суда, которые используются для перевозки грузов и пассажиров. По видам перевозок транспортные суда подразделяются на линейные, которые обеспечивают перевозку на определенных направлениях и имеют стойкий грузопоток, и трамповые суда, которые не связаны с постоянными районами плавания, портами погрузки и назначения и не ограничены определенным видом груза.
В зависимости от рода перевозок транспортные суда подразделяют на следующие виды:
- сухогрузные - перевозят сухие грузы (штучные, насыпные, наволочные и т. д.);
- наливные - перевозят нефть, нефтепродукты и другие жидкие грузы без тары;
- комбинированные - перевозят жидкие и сухие грузы;
- пассажирские и грузопассажирские - перевозят пассажиров, багаж, почту и различные грузы.
Современные суда На органическом топливе По типу главного двигателя Моторные Гребные Теплоход — Паротурбоход — Газотурбоход По типу движителя По материалу корпуса — Металлические Неметаллические На ядерном топливе Стальные Деревянные Атомоход _ Из легких сплавов Композитные Пластиковые Пинтовые Железобетонные _ С крыльчатым движителем — | С водометным движителем — С воздушным винтом Колесные С роторным движителем — Парусные Гребные Лрмоцементные - __ По количеству корпусов — Однокорпусные — Двухкорпусныс — Многокорпусные | Рисунок 1.1 - Классификация судов: СПК, СВП - суда на подводных крыльях и воздушной подушке
В настоящее время мировой гражданский флот насчитывает более 95 тыс. с годовой динамикой роста около 3% [2]. В структуре мирового флота 43% (по валовому тоннажу) приходится на балкеры, 23% - на танкеры для перевозки нефти и нефтепродуктов и 5% - на танкеры-газовозы, 14% - на контейнеровозы, 7% - на прочие грузовые суда и 8% - на негрузовые суда (включая оффшорную технику, круизные лайнеры, пассажирские паромы, буксиры, земснаряды и др.). Типовые характеристики морских транспортных судов приведены в Приложении А, а технических средств освоения континентального шельфа - в Приложении Б.
Наибольшую группу в транспортном флоте составляют сухогрузные суда. На их долю по дедвейту приходится примерно 60%, а по количеству судов - около 75% всего транспортного флота.
Более 50% сухогрузного флота как по количеству, так и по дедвейту - суда универсального назначения, предназначенные для перевозки штучных (генеральных) грузов, а также контейнеров, навалочных грузов, и колесной техники. Эти суда составляют основу «трампового» флота, для них характерны объемные грузовые трюмы, которые занимают основную часть судна, и одна-две палубы. Грузоподъемность универсальных сухогрузных судов составляет от 2 до 25 тыс. тонн, скорость - 14 ... 20 узлов, энергетическая установка - дизельная. Универсальность таких судов по роду перевозимого груза обеспечит их существование ещё длительное время, но потребность в новых судах этого типа будет неуклонно снижаться [3].
Создание специализированных типов судов обусловлено специфическими транспортными характеристиками груза и наличием достаточно больших и устойчивых грузопотоков. К специализированным сухогрузным судам принадлежат контейнеровозы, лесовозы, рефрижераторные суда, лихтеровозы, суда с горизонтальной грузообработкой, суда для перевозки навалочных и насыпных грузов - углерудовозы и балкеры. Последние, ввиду значительности объемов перевозок (до 30% общего объема грузов - свыше 2 млрд тонн), обеспечивают преобладающую часть морского транспорта сухих грузов.
Основные характеристики отечественных универсальных и специализированных сухогрузных судов приведены в таблицах 1.1, 1.2, 1.3. Это относительно тихоходные суда, их скорость составляет 12 ... 19 узлов, энергетическая установка - дизельная.
Таблица 1.1 — Основные характеристики судов для перевалки генеральных грузов
Тип и название судов
Характери- т/х «Капи- т/х «По- т/х «Ан- т/х «Шен- т/х «Ар- т/х «Бе- т/х т/х «Варне- т/х «Вы- т/х
стика судна тан Куш- венец» дижан» курск» хангельск лорецк» «Вавчу- мюнде» борг» «Абру-
наренко» га» ка»
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Г. м3 22040 6681 6659 6738 12740 20340 2265 18560 17900 885
ДИ', т 15735 4150 4296 4375 8290 14480 1357 12050 12295 538
L, м 155,9 96 95,81 95,81 130,3 147,83 65,6 140,1 140 44,7
В. м 21.78 14.6 14.4 14.43 17.68 21.19 13 21.8 20 8.2
Т, м 9.64 6.56 6.58 6.58 7.83 9.67 3 8.84 8.91 3.25
Винт, тип ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ
Ds, м 5,8 3,8 4,48 3,76 5 5,9 1,8 5,2 5,2 1,65
п, об/мин 115 185 105 185 115 110 286 140 130 300
V,, уз. 19 13,5 13,5 14,1 14,4 18 10,3 18,54 15,8 9,9
Передача Прямая Прямая ЗП Прямая Прямая Прямая ЗП Прямая Прямая Прямая
2ГД 1x9940 1 2390 2 920 1 2390 1x4640 1x9270 2x530 1 8240 1x5900 1 290
2вг х 1x284 1 17
шт х кВт
Тип ГД МАИ 8SV МАН МАН 684- 6VD26/ МАН МАН 4ДР30/
BM3-B&W K6Z57/ 55UA K6Z57/ К7Я78/ 140 VT2BF- 20AL-1 K8Z70/ K9Z70/ 50-3
80А 80С 180 120Е 120А5
«ГД, об/мин 115 185 333 185 115 110 1000 140 130 300
£егд, 0,2244 0,2176 0,22445 0,2258 0,1768 0,22576 0,2176 0,2176 0,2149 0,3427
кг/(кВт-ч)
Окончание таблицы 1.1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Тип ДГ 2xBW-525-
6ЧН 25/34 6NVD 5DV136 5DV136 MAHGGV- МТВН-40; 64- 8VD36/ 3 8NVD36; 4410.5/
36А 33 2xBW-325- 18/22 24 А-1 1 6NVD36 13,2
МВТН-40
^дг^^дг^гд, 2x313;
шт* кВт/ 3x330 3-220 3 180 3 180 3x180 2x166 3x110 4 440 3 290; 1 220 2 39
(об/мин)
п ДГ, 500 500 500 500 510 500 750 500 500 1500
(об/мин)
Тип 1Д6С- W4V12/ 6VD21/ 15-
АДГ/Уедг, 150М/110 18,8/33 2/99
кВт
В К, тип КВВА WK43/5 WK32/5 WK32/5 «Рапид» AQ-3 КВА- ESH2,5 «Вагнер» КОВ-8/1
2,5/5 1/5М
гвк^Д, т/ч 1x2,5 1 1,6 1x0,5 1x0,5 1x0,65 1x1,8 1x1 1 2,5 1 2,5 1 0,81
Рк, МПа 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,7 0,5 0,8 0,8 0,5
УК, тип КУП-660- Ла-Монт Ла-Монт Ла-Монт Ла-Монт КУПЗО Ла-Монт Ла-Монт
50/7
2укхДук, т/ч 1x4,5 2-0,3 2x0,3 2x0,3 1x1,8 2x0,225 1 2,5 1 1,3
Р, МПа 0,85 0,6 0,5 0,5 0,7 0,55 0,8 0,8
ОУ, тип ИВСЗ 1/А УУА-5 «Комби» «Комби» «Атлас Д2У
AFG-5»
ZVK О, т/сут 1x10 15 1x5 1x5 1x5 1x21 1x2,5 1 20 1 12
Экипаж 60 34 36 36 38 43 18 33 50 17
Таблица 1.2 — Основные характеристики контейнерных судов
Тип и название судов
т/х т/х т/х т/х
Характери- т/х «Иван «Алек- т/х «Гро- «Иван «Капи- «Капи- т/х «Сест- т/х «Ху- т/х «Тар- т/х
стика судна Котлярев- сандр деково» Чер- тан тан рорец» дожник ту» «Фрицис
ский» Фадеев» ных» Бака- Саха- Сарьян» Гайлис»
нов» ров»
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Г, м3 24285 11640 9220 8078 19730 10020 9826 22740 2178 1416,5
ДИ'. т 15203 6283 5822 3133 14051 5720 6010 14720 1324 772
L, м 165,18 118,19 115 113 140 119 119 157,24 67 52
В. м 21.25 19.24 16.7 16.7 21 17.3 17.3 25.4 11.3 10.1
Т, м 9,8 7,48 5,77 5,99 8,74 6,92 6,91 9,22 4 3,68
Винт, тип ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ ВРШ ВФШ ВФШ ВРШ
Db, м 5.75 4.5 4.5 4.2 4.94 4.5 4.5 6 2.8 1.96
п, об/мин 115 140 135 170 150 140 135 122 158 428
V,, уз. 17,8 16,2 15 14,5 15 16 15,2 19,3 10,7 11,8
Передача Прямая Прямая Прямая Прямая Прямая Прямая Прямая Прямая ЗП Прямая
%гд Х-М?гд 1 8832 1 4490 1 4010 1 3830 1 7290 1 4490 1 4050 1 12810 1 736 1 970
%вг х 1 128
шт х кВт
Тип ГД B&W BW- BW- Зульцер BW- Цегель-
BW-874VT 5ДКРН 562VT2BF 9ДКРН 6RND6 5ДКРН ский Зульцер 8LD315A 8NVD48
2BF 160 62/140-3 -140 50/110 8 62/140- 5SRD68 6RND90 FT A-2U
3
Игд, об/мин 115 140 135 170 150 140 135 122 400 428
£егд, 0,22576 0,21964 072149 0,2176 0,22848 0,2149 0,21624 0,208 0,2312 0,2176
кг/(кВт-ч)
Окончание таблицы 1.2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Тип ДГ 2 BW- 1 6NVD26-
725МТВН- 8ЧН 2 5ВАН22; Зульцер 6ЧН25/ 64Н25/ 6NVD- 2;
40; 1 BW- 25/34-2 1 ЗВН 22 6425/34 5AL25/30 34 34 8VD36 24 1 4NVD26-
325МТВН- 2
40
Zffr хЛ'др/игд, 2 438; 2 ■ 220; 1 116;
шт* кВт/ 1 188 3 440 1 88 3 ■ 220 3 ■ 545 3 330 3x330 4 440 2 110 1 77
(об/мин)
идг, 500 500 500 550 750 500 500 500 750 750
(об/мин)
Тип 1Д6С- 6415/18/ 1ДБС- 6VD21/15- Jmc- 2NZD9/
АДГ/We дг, 150М/110 110 150М/110 2/99 130/18 12/18,4
кВт
В К, тип КАВ- VX3/V1 КВВА VX525A10 КАВ2,5 КАВ- ESH2,5 Ла-Монт
1.6/7 1.5/5 1.6/5
ЯвкХД, т/ч 1 1,5 1 1,6 1 2,4 1 1,5 1 2,5 1 -2,5 1 1,6 1 2,5 1 0,65
Рк, Мпа 0,7 0,75 0,7 0,5 0,5 0,7 0,5 0,8 0,5
УК, тип КУП- LA102/II- КУП CU525F- КУП150/8 КУП90/5 AKSR- Ла-Монт
150/8 0-10 110/5,5 02 2,0-26/20
2укхДук, т/ч 1 1,2 1 1,8 1 1,2 1 1,3 1 1,9 1 1,8 1 1 1 2,5 1 0,2
Л МПа 0,7 0,5 0,7 0,55 0,5 0,7 0,5 0,8 0,5
ОУ, тип Compact ДВ-Л WY-11 ИВС-1 W4125 Д-ЗУ ДЗ-Л SEA25P
Р-14 №64
ZyK^Q, 1 15 15 16 13 1 12,5 1 5 1 5 1 20
т/сут
Экипаж 55 37 40 34 40 31 31 43 26 9
Таблица 1.3 — Основные характеристики балкеров и ролкеров
Тип и название судов
т/х т/х «Ин- т/х
Характери- т/х т/х т/х «Со- т/х «Иван женер т/х «Инже- т/х «Магни- «Скуль- т/х
стика судна «Юлиус «Совф- ветский «Акаде- Скури- Ма- нер Нечи- тогорск» птор «Хейн-
Фучик» рахт» худож- мик дин» чульский» паренко» (ролкер) Конен- ланд»
(лихтер) ник Туполев (ролкер) (ролкер) (ролкер) ков» (ролкер)
(ролкер)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Г. м3 60262 54884 31949 8290 10620 10213 9756 37502 29170 2726
т 37850 44470 24354 4200 4614 6128 5306 22691 17970 1455
L, м 210.4 200 171.6 107.2 127.34 110 113.4 190.64 165 70.8
В. м 35.04 27.5 14.15 19.4 19.23 19.2 19.22 31.4 28.2 12.89
Т, м 11 11.784 10.1 5.75 6.62 7.02 6.6 9.7 9.64 4.17
Винт, тип ВРШ ВФШ ВФШ ВРШ ВФШ ВРШ ВРШ ВРШ ВРШ ВРШ
Ds, м 5.5 6.25 5.7 3.9 4.5 3.7 3.7 6 5.6 2.57
п, об/мин 148.5 119 122 185 144 200 200 130 140 300
V,, уз. 17.1 14.5 15.3 16.85 16.9 16.8 16.2 21.6 18.5 11.8
Передача ЗП Прямая Прямая ЗП Прямая ЗП ЗП ЗП ЗП ЗП
2ГД 4x7650 1x10600 1x8830 1x6700 1x4930 1 5890 1 5890 1 9053 1 7654 1 1550
2вг х 1x640 1 640 1 640 1 2200 1 1200
шт х кВт
Тип ГД «Вяртси- «СЕМТ-
ля- «Зуль- «Зуль- Пил- BW- «Пил- «Пилстик» «Зуль-
Пиль- цер» 9RD цер» стик» 5ДКРН стик» 16PC2V2- BW- цер» BW
стик» 76 6RND 76 14РС-2- 62/140-3 16PC2.2V- 400 18U50HU 16ZVB 16V23HU
16PC25V 5V 400 40/48
400
«ГД, об/мин 520 119 122 520 144 520 520 450 530 800
£егд, 0,2149 0,2108 0,20808 0,2055 0,222 0,2176 0,2176 0,215 0,22576 0,2244
кг/(кВт-ч)
Доступ онлайн
от 328 ₽
В корзину