Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

ЛекціЯ № 2




Вступ

Класифікація корабельних енергетичних установок.

Пропульсивний комплекс корабля.

Енергетична установка корабля і її основні елементи.

Вступ

ЛекціЯ № 1

Тема: Вступна лекція.

 

1. Дисципліна «Корабельні енергетичні установки» і її значення в підготовці корабельних інженерів-механіків

Висновки та відповіді на запитання.

 

Навчально-матеріальне забезпечення: Кодоскоп, слайди. Схеми КГГТЕУ фрегату, корвету.

 

Навчальна література:

1. Кузнецов В.В. та ін. Корабельні газотурбінні енергетичні установки. ч.1 та 2. С.: 2003. С. 118 та 82.

2. Кирюхин. Устройство судовых газотурбинных установок. С.: 2003. С. 84.

3. Трофимивич Г.К. Корабельные газотурбинные энергетические установки.

4. Ребров Б.В. Корабельные газотурбинные энергетические установки. Ч.1. Л.: 1970., ст. 280 –283.

5. Дмитриев Г.П. Корабельные газотурбинные и дизель-газотурбинные энергетические установки. Л.: 1988, ч.1, ст. 8- 11, 19 – 24; 1990. ч.2. ч.1, ч.2, ст. 3 – 7.

6. Хуршудян Г.М та ін. Корабельные дизельные энергетические установки и основы их общего проектирования. Л.: 1980. С. 276.

 

Сучасний корабель – це складна інженерна споруда, що втілює колективний досвід багатьох поколінь моряків і кораблебудівників. Наука про корабель складалася століттями. Знання свого корабля потрібно офіцеру для того, щоб предметно виховувати в особового складу любов до корабля, щоб використовувати всі бойові можливості корабля в бою, успішно боротися за живучість при аварійному чи бойовому пошкодженні.

 

1. Дисципліна «Корабельні енергетичні установки» і її значення в підготовці корабельних інженерів-механіків

 

Дисципліна «Корабельні енергетичні установки» містить у собі матеріал що стосується корабельних енергетичних установок, корабельних рушіїв, корабельних газотурбінних енергетичних установок, корабельних дизельних і дизель-електричних енергетичних установок, аналізу енергетичних установок кораблів базових проектів.

Вивчення курсу забезпечується наступними видами занять:

- лекції 16 годин або 31%

- семінари 4 години або 8%

- практичні заняття 6 годин або 12%

- групові заняття 8 годин або 16%

- самостійні заняття 17 годин або 33%

Усього по дисципліні 51 година

Дисципліна «Корабельні енергетичні установки» складається із трьох розділів:

- корабельні енергетичні установки;

- корабельні рушії;

- корабельні газотурбінні, дизель-газотурбінні і дизельні енергетичні установки.

 

В розділі "Корабельні енергетичні установки" вивчаються: класифікація корабельних енергетичних установок, енергетична установка корабля і її основні елементи, пропульсивний комплекс корабля, умови роботи і основні тактико-технічні властивості корабельних енергетичних установок, валопровід корабля.

В розділі "Корабельні рушії" вивчаються: характеристики гребних гвинтів, робота гребних гвинтів на різних режимах, взаємодія гребного гвинта з корпусом корабля, узгодження роботи гребного гвинта і двигуна, особливості роботи інших видів гребних гвинтів.

В розділі «Корабельні газотурбінні, дизель-газотурбінні, дизельні і дизель-електричні енергетичні установки» вивчаються: загальна характеристика корабельних газотурбінних енергетичних установок і їх склад, експлуатаційні характеристики корабельних газотурбінних енергетичних установок, а також комбінованих дизель-газотурбінних енергетичних установок, в яких передбачена і не передбачена спільна робота основного і форсажного двигуна, загальна характеристика корабельних дизельних енергетичних установок і їх склад, особливості режимів роботи, які установилися у енергетичній установці дизельних підводних човнів, основні конструктивні схеми корабельних головних енергетичних установок та типи передач потужності, дизельні головні енергетичні установки з гвинтами регулюючого кроку, дизельні головні енергетичні установки з гідродинамічними передачами, пропульсивні установки з електропередачею. Керівна, експлуатаційна та звітна документація з питань експлуатації корабельних газотурбінних, дизель-газотурбінних і дизельних енергетичних установок. Правила її ведення.

В дисципліні «Корабельні енергетичні установки» на підставі проведеного аналізу газотурбінних, дизель-газотурбінних і дизельних енергетичних установок основних типів кораблів слухачі повинні отримати такі знання по всім напрямкам вивчаємої дисципліни, які були б міцною основою для освоєння питань експлуатації будь-яких корабельних енергетичних установок.

Після вивчення дисципліни «Корабельні енергетичні установки» слухачі повинні уміти на базі отриманих знань самостійно вивчити матеріал по будь-якому питанню, що стосується корабельних газотурбінних, дизель-газотурбінних, дизельних і дизель-електричних енергетичних установок.

Поточний контроль здійснюється:

- на лекціях (в залежності від складності і обсягу матеріалу) у вигляді контрольного опитування;

- при проведенні семінарів;

- при проведенні практичних занять.

 

 

2. Енергетична установка корабля і її основні елементи

Вся історія військового кораблебудування нерозривно пов'язана з пошуком найбільш ефективних джерел енергії забезпечення заданого ходу кораблів (суден). Тому формування сучасного вигляду Військово-морського флоту, розробка й будівництво перспективних кораблів і суден неможливі без розвитку корабельних енергетичних установок (КЕУ). Вибір типу й состава головної енергетичної установки (ГЕУ) - один з найважливіших етапів проектування корабля. Розвиток сучасної корабельної енергетиці іде по шляху створення потужних, економічних та надійних в експлуатації ГЕУ, які мають малі маси та габарити.

ЕУ сучасних кораблів, будучи складними різноманітними системами, можуть мати безліч комбінацій різних типів, розмірів і варіантів розташування устаткування, взаємозалежного безупинно здійснюваними процесами перетворення, передачі та перерозподіли різних видів енергії.

Можна виділити основні елементи (групи елементів), що входять до складу КЕУ та виконують у процесі їхньої роботи цілком певні та однакові функції.

Головна енергетична установка (ГЕУ), що забезпечує рух і маневрування корабля та складається з однієї або декількох автономних груп руху (АГР) – по числу встановлених на кораблі рушіїв (гребних гвинтів). У спеціальній літературі ГЕУ носить також назву пропульсивной установки.

До складу кожної АГР входять:

- головний двигун (або кілька двигунів) з обслуговуючими системами, механізмами та пристроями, включаючи пости управління та контролю. Головним двигуном (ГД) називають двигун, що забезпечує хід корабля, а установки, у складі яких АГР із декількома (двома i більше) однорідними ГД, що працюють на один рушій – багатомашинними;

- передача потужності від ГД до рушія – призначена для перетворення крутного моменту або енергії, а так само для об'єднання потужності декількох ГД, що працюють на один рушій. Забезпечуючи обертання рушія із заданою частотою, передачі потужності підрозділяються на механічні (зубчасті редуктори та мультиплікатори, сполучні та роз'єднувальні муфти), гідравлічні (гідромуфти та гідродинамічні перетворювачі крутного моменту - ГПМ), електричні (електропередачі за схемою електроруху) і комбіновані, що представляють собою сполучення передач різних типів (наприклад, ГПМ із зубчастим редуктором або мультиплікатором);

- валопровід з опорними та опорно-упорними підшипниками, гальмовим пристроєм, перебірковими та дейдвуднимі сальниками, що обслуговують системами та пристроями;

- рушій, що перетворить повідомлювану йому механічну енергію ГД у роботу сили упору (тяги), переданої корпусу корабля для забезпечення його руху. Найбільше широко застосовуються гвинти фіксованого (ВФК) і регульовані (ВРК) кроку;

Електроенергетична система корабля (ЕЕС), у яку входять технічні засоби одержання, розподіли та перетворення електричної енергії, з постами управління та контролю;

Допоміжна енергетична установка (ДЕУ), у яку входять допоміжні механізми та пристрої різного призначення в складі КЕУ: компресори, теплообмінники, допоміжні котли, насоси, первинні двигуни генераторів ЕЕС і ін.

 

3. Пропульсивний комплекс корабля

Пропульсивна установка та корпус корабля становлять пропульсивний комплекс корабля. При русі і маневруванні корабля основні елементи пропульсивного комплексу перебувають у постійній взаємодії. Це проявляється через взаємний вплив характеристик окремих елементів пропульсивного комплексу, у результаті чого забезпечуються задані параметри руху, формуються певні експлуатаційні характеристики установки та основні тактико-технічні елементи корабля (швидкість, витрата палива та інш.).

 

Рисунок 1. Пропульсивний комплекс корабля.
1 – корпус; 2 - гребний гвинт; 3 - дейдвудна труба; 4 - дейдвудне ущільнення «НЕПТУН»; 5 - гребний вал; 6 - опорний підшипник; 7 - механізм зміни кроку гребного гвинта; 8 - ГУП; 9 - гальмо валопроводу; 10 - кормовий проміжний вал; 11 - первинний перетворювач тахометра; 12 - перебірковий сальник; 13 - пристрій контактний щітковий; 14 - носової проміжний вал; 15 - ГД.

4. Класифікація корабельних енергетичних установок

Історично склалося, що ГЕУ класифікують по типу двигуна. К основним двигунам відносять:

- парові машини;

- парові турбіни;

- двигуни внутрішнього згорання;

- газові турбіни.

З початку 50-х років у корабельної енергетиці знайшли широке використання комбіновані ГЕУ, до складу яких входять різноманітні типи двигунів: ДВЗ і ГТД; парова турбіна і ГТД; ГТД і теплові елементи.

Ці двигуни по їх функціональному призначенню поділяються на:

- маршові двигуни, які призначені для забезпечення економічних бойових швидкостей (ЕБШ);

- форсажні двигуни, які призначені для забезпечення повних бойових швидкостей (ПБШ).

В сучасної корабельній енергетиці використовуються все типи ЕУ:

- атомні енергетичні установки (АЕУ);

- дизельні енергетичні установки (ДЕУ);

- газотурбінні енергетичні установки (ГТЕУ);

- котлотурбінні енергетичні установки (КТЕУ);

- дизель-електричні енергетичні установки (ДЕЕУ);

- комбіновані енергетичні установки.

 

Термінологія КГТЕУ.

ГТД – це тепловий двигун ротативного типу в якому теплова енергія попередньо зжатого та нагрітого газу перетворюється в механічну енергію обертання ротора турбіни.

ГТД – агрегат, до складу якого входять слідуючи елементи:

- компресор, один чи декілька;

- камера згорання;

- газова турбіна, одна чи декілька.

ГТА – агрегат до складу якого входять:

- ГТД;

- Редуктор (ЗП).

ГТУ включає до себе:

- ГТД;

- ЗП;

- Валопровід;

- Системи, які їх обслуговують.

Роботу ГТД забезпечують системи:

- паливна;

- масляна;

- керування і захисту;

- охолодження;

- суфлірування;

- дренажна;

- пропарювання;

- протиобледеніння;

- протипожежна;

- стиснутого повітря і т.д.

КГТЕУ – включає до себе ГТУ, а також механізми та системи, які забезпечують кораблю необхідну швидкість, можливість маневрування, використання зброї, засобів боротьби за живучість та нормальні умови для екіпажу.

Практично до кінця 60 – років ГТД використовувались як форсажні у складі комбінованих ДГТЕУ та ПГТЕУ. З початку 70 – років с розвитком газотурбобудування в корабельний енергетиці знайшли застосування ГГТЕУ до складу якої входять 2 типа двигунів:

- маршовий ГТД потужністю 3000 – 6000 кВт.

- форсажний ГТД потужністю 15000 – 18500 кВт.

Корабельні ГГТЕУ в залежності від призначення та особливостей використання ГТД, які входять до складу, поділяються на 2 типа:

1 тип – відношення потужності МД та ФД менше 0,15 – 0,20 та сумісна робота ГТД не передбачена. МД та ФД працюють роздільно за рахунок підключення на гребний вал через загальний редуктор. При цьому МД забезпечує швидкість руху корабля 18 – 20 вузлів, а при роботі ФД – 30-32 вузла. Такі схеми в міжнародної класифікації називають COGOG (CO – комбінована, G – газотурбінна, D – дизельна, S – паротурбінна, А – «і» - сумісна робота, О – «або» – сумісна робота не передбачена).

 


Рис. 2. Схема КГТЕУ, де не передбачена сумісна робота МД та ФД.

2 тип – забезпечується як сумісна, так і роздільна робота ГТД, які входять до агрегату. Такі схеми називають GOGAG. Такі режими забезпечуються такими конструкторськими рішеннями:

А) В КГТЕУ входять ГТА в якому на загальну передачу працюють двигуни однакової потужності. Це установки типу М – 3. Потужність ГТД у таких ГТЕУ складає 15000 – 22000 кВт.

 

Рис. 3. Схема КГТЕУ с ГТД рівної потужності, працюючих на один вал.

Б) В КГТЕУ входить ГТА в якому головна ЗП забезпечує можливість як роздільної, так і сумісної роботи ГТД різної потужності. Це агрегати типу М – 5, М – 21, М – 7, М – 9, М – 15.

 
 


 

Рис. 4. Схема КГТЕУ с ГТД різної потужності, працюючих на один вал.

К комбіновані ДГТЕУ мають схеми двох типів:

- схеми, які не передбачають сумісну роботу ДВЗ та ГТД (CODOG),

- схеми, які передбачають як сумісну, так і роздільну роботу ГТД та ДВЗ (CODAG).

ГТД також знайшли застосування на КВП для обертання осьового компресора, який надає повітря під спідницю КВП та для обертання повітряного гвинта.

Газотурбінні установки класифікуються:

- За принципом здійснення процесу замикання циклу: відкритого, закритого і напівзакритого циклів;

- За принципом здійснення процесу горіння: при постійному тиску, при постійному об'єму і змішане горіння;

- По роду використовуваного палива:

- ГТУ, що працюють на органічному паливі;

- ГТУ, що використовують ядерне пальне;

- По використанню тепла газів, що відробили: з регенерацією, з утилізацією і без регенерації й утилізації;

- За принципом здійснення процесу стиску: одне-, двох- і триступінчастий стиск із проміжним охолодженням і без нього;

- За принципом здійснення процесу розширення – з одноступінчатим і багатоступінчастим розширенням із проміжним підігрівом і без нього.

 

Порівняльні характеристики різних типів ГЕУ корветів держав світу надані у Додатку А.

 

Висновки:

1. Дисципліна «Корабельні енергетичні установки» займає важливе значення в підготовці майбутніх інженер-механіків.

2. На сучасному етапі розвитку корабельні енергетичні установки відрізняються більшою розмаїтістю в конструктивних схемах, типах головних двигунів і рушіїв.

3. Пропульсивний комплекс корабля - сукупність елементів ГЕУ і корпуса корабля визначає тактико-технічні елементи корабля.

 

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 1157; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.052 сек.