Билет №16

1. Паралелограми швидкостей на робочому колесі відцентрового насоса.

2.Суднові системи, вимоги до них.

3. Для чого на суднах вживаються холодильні устаткування?

4. Вимоги Конвенції СОЛАС – 74 до аварійного пожежного насосу.

1. При вращении лопастного колеса вокруг оси О с угловой скоростью ω (омега), вследствие силового воздействия лопастного колеса на жидкость, каждая её частица двигаясь в межлопастном пространстве, совершает сложное движение. Параллелограммы скоростей на рабочем колесе изображены на схеме.

Параллелограммы скоростей на рабочем колес

При входе на лопасть и выходе с лопасти, каждая частица жидкости приобретает соответственно:

1. Окружные скорости U₁ и U₂, направленные по касательным к входной и
выходной окружностям лопастного колеса.

2. Относительные скорости W₁ и W₂, направленные по касательной к поверхности профиля лопасти.

3. Абсолютные скорости C₁ и C₂, получаемые в результате геометрического сложения U1,

W₁ и U₂, W₂ и направленные под углом α ₁ и α ₂ к соответствующим окружным скоростям.

Так как насос представляет собой механизм, преобразующий механическую энергию привода, в энергию (напор), сообщающую движение жидкости в межлопастном пространстве колеса, то теоретическую её величину (напор), полученную при работе насоса, можно определить по формуле Эйлера:

C ₂ U₂ соs α ₂ – C ₁ U₁ соs α ₁

Н t ∞ = __________________________

g

В виду того, что у центробежного насоса отсутствует направляющий аппарат при входе жидкости на лопасти, во избежание больших гидравлических потерь от ударов жидкости о лопасти, и уменьшения потерь напора, вход жидкости на колесо делают радиальным (направление абсолютной скорости С₁ - радиальное). При этом α ₁ = 90, тогда соs 90 - 0, следовательно, произведение C ₁ U₁ соs α ₁ = 0. Таким образом, основное уравнение напора центробежного насоса, или уравнение Эйлера примет вид:

Н t ∞ = C ₂ U₂ соs α ₂ / g

В действительном насосе имеется конечное число лопастей и потери напора вследствие завихрений частиц жидкости учитываются коэффициентом φ (фи), а гидравлические сопротивления учитываются гидравлическим КПД - ηг, тогда действительный напор примет вид: Нд = Нt φηг

С учётом всех потерь КПД центробежного насоса составляет ηн 0.46-0,80.

В эксплуатационных условиях напор центробежного насоса определяется по эмпирической формуле и зависит от числа оборотов приводного двигателя и диаметра лопастного колеса:

Нн = к'* n ₂* D₂,

где: к'- опытный безразмерный коэффициент

к' = (1-5) 104

n - частота вращения рабочего колеса, об/мин.

D - наружный диаметр колеса, м.

Подачу насоса лс -1 ориентировочно определяют по диаметру н нагнетательного патрубка:

Qн = k" d₂

где: k" - для диаметра патрубка до 100 мм - 13-48, более 100 мм – 20-25

d – диаметр нагнетательного патрубка в дм.

2. Для обеспечения нормальной и безопасной работы судна, а также для создания соответствующих условий пребывания на нем людей служат судовые системы.
Под судовой системой понимается сеть трубопроводов с механизмами, аппаратами и приборами, выполняющая на судне определенные функции. С помощью судовых систем осуществляются: прием и удаление водяного балласта, борьба с пожарами, осушение отсеков судна от скапливающейся в них воды, снабжение пассажиров и экипажа питьевой и мытьевой водой, удаление нечистот и загрязненной воды, поддержание необходимых параметров (кондиций) воздуха в помещениях. Некоторые суда, как, например, танкеры, ледоколы, рефрижераторы и др., в связи со специфическими условиями эксплуатации оборудуют специальными системами. Так, танкеры оснащают системами, предназначенными для приема и выкачки жидкого груза, его подогрева в целях облегчения перекачки, мытья танков и их зачистки от остатков нефтепродуктов. Большое число функций, выполняемых судовыми системами, обусловливают многообразие их конструктивных форм и используемого механического оборудования. В состав судовых систем входят: трубопроводы, состоящие из соединенных между собой отдельных труб и арматуры (задвижек, клапанов, кранов), которая служит для включения или выключения системы и ее участков, а также для различных регулировок и переключений; механизмы (насосы, вентиляторы, компрессоры), сообщающие механическую энергию протекающей через них среде и обеспечивающие перемещение последней по трубопроводам; сосуды (цистерны, баллоны и др.) для хранения той или иной среды; различные аппараты (подогреватели, охладители, испарители и др.), служащие для изменения состояния среды; средства управления системой и контроля за ее работой.
Из перечисленных механизмов и аппаратов в каждой данной судовой системе могут быть лишь некоторые из них. Это зависит от назначения системы и характера выполняемых ею функций.
Кроме систем общесудового назначения, на судне имеются системы, которые обслуживают судовую энергетическую установку. На дизельных судах эти системы снабжают главные и вспомогательные двигатели топливом, маслом, охлаждающей водой и сжатым воздухом. Системы судовых энергетических установок рассматривают в курсе, посвященном этим установкам.

3. Современные морские суда являются местом постоянной работы и жительства членов экипажей и продолжительного пребывания пассажиров. Поэтому в жилых, служебных, пассажирских и общественных помещениях этих судов в любых районах плавания, в любое время года и при любых метеорологических условиях должен поддерживаться благоприятный для людей микроклимат, т. е. совокупность состава и параметров состояния воздуха, а также тепловых излучений в ограниченных пространствах помещений. Микроклимат в судовых помещениях обеспечивается с помощью систем комфортного кондиционирования воздуха и соответствующей изоляции помещений, температура внутренней поверхности которых не должна существенно (более чем на 2° С) отличаться от температуры воздуха в этих помещениях.

Судовая рефрижераторная установка.
1 — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — расширительный клапан; 4 — испаритель; 5 — вентилятор; о — рефрижераторная камера; 7 — помещение испарительной установки.

Системы комфортного кондиционирования предназначены для очистки и тепловлажностной обработки воздуха, подаваемого в помещения. При этом в помещении должны быть обеспечены определенные, наперед заданные кондиции, т. е. параметры состава и состояния воздуха: его чистота, достаточный процент содержания кислорода, температура, относительная влажность и подвижность (скорость перемещения). Эти заданные кондиции воздуха и определяют так называемые комфортные условия для людей.

В различных районах плавания судов в разное время года температура наружного (атмосферного) воздуха может достигать самых больших (до 40—45°С) и самых низких (до —50°С) значений. Температура забортной воды при этом может изменяться в широких пределах: от +35°С до —2°С, а содержание влаги в 1 кг воздуха —от 24—26 до 0,1—0,5 г. В таких условиях плавания судна существенно изменяется и интенсивность солнечной радиации. Если учесть, что суда представляют собой большие металлические сооружения с высоким коэффициентом теплопроводности, то становится ясно, насколько велико влияние внешних условий на формирование микроклимата в судовых помещениях. К тому же, на судне достаточно много внутренних объектов тепло- и влаго-выделений.

Все это требует от судовой системы комфортного кондиционирования воздуха большой гибкости (маневренности) в работе. В теплых районах (или в летнее время) она должна обеспечивать отвод из помещений соответствующих тепло- и влагоизбытков, а в холодных районах (или в зимнее время) — компенсировать тепло-потери и отводить избыточную влагу, выделяемую в основном людьми, а также некоторым оборудованием. В летнее время года наружный воздух перед подачей в помещения обычно требуется охлаждать и осушать, а в зимнее — подогревать и увлажнять (хотя наружный воздух в зимнее время и имеет высокую относительную влажность — до 80—90%, он содержит очень небольшое количество влаги, не более 1—3 г на 1 кг воздуха).

Подогрев и увлажнение воздуха осуществляют, как правило, водяным паром или водой, а его охлаждение и осушение — с помощью холодильных машин. Таким образом, холодильные машины являются неотъемлемой частью судовых установок комфортного кондиционирования воздуха (в дальнейшем для краткости будем опускать слово «комфортное»).

Кроме того, холодильные машины используются почти на всех судах морского и речного флота для сохранения запаса провизии, а также на промысловых, производственных и транспортных рефрижераторных судах для обработки и хранения скоропортящихся грузов (такую функцию холодильных машин принято называть рефрижерацией). В посление годы холодильные машины стали применять для осушения воздуха в трюмах сухогрузных и танках нефтеналивных судов. Это предотвращает порчу гигроскопических грузов (муки, зерна, хлопка, табака и пр.), повреждение перевозимого на судах оборудования, механизмов и значительно уменьшает коррозию внутренних металлических частей корпуса и оборудования судов. Такая обработка воздуха трюмов и танков обычно называется техническим кондиционированием.

Первый опыт применения на судах «машинного» охлаждения относится к 70—80-м годам прошлого столетия, когда почти одновременно были созданы и начали распространяться парокомпрес-сорные аммиачные, углекислотные и сернистоангидридные, воздушные и абсорбционные холодильные машины. Так, в 1876 г. французским инженером-изобретателем Шарлем Телье впервые успешно был применен «машинный» холод на пароходе «Фригори-фик» для перевозки охлажденного мяса из Буэнос-Айреса в Руан. В 1877 г. пароход «Парагвай», оборудованный абсорбционной холодильной установкой, доставил мороженое мясо из Южной Америки в Гавр, причем мясо было заморожено на этом же судне в специальных камерах. Вслед за этим были осуществлены удачные рейсы с мясом из Австралии в Англию, в частности на пароходе «Стратлевен», оборудованном воздушной холодильной машиной. К 1930 г. мировой морской рефрижераторный флот состоял уже из 1100 судов общей грузовместимостью 1,5 млн. условных тонн.

Дата добавления: 2014-12-27