2.1. Обоснование состава главной энергетической установки

Целью данного раздела является обоснование и выбор главных двигателей.

Исходными данными при выборе главных двигателей являются:

• мощность главной энергетической установки судна Р_у ;

• количество и частота вращения движителей n_д .

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

Требуемая мощность двигателей Р_т определяется делением суммарной

мощности ЭУ на количество движителей или число главных двигателей судна, в нашем случае один движитель и один двигатель с прямой передачей.

Вторым вариантом задания на курсовое проектирование могут выступать требования об изменении скорости движения или тягового усилия. В этих случаях требуемая мощность главной энергетической установки определяется на основе гидродинамического расчета [1] или приближенно по формулам адмиралтейских коэффициентов:

Р_ут=Р_у·R_tт·V_т/(R_t·V), кВт – для буксиров

или

Р_ут=Р_у· (V_т/V)^3,25, кВт, - для остальных видов водоизмещающих судов

где Р_ут и Р_у – требуемая и существующая номинальная эффективная мощность главной энергетической установки судна, кВт;

R_tт и R_t – требуемое и существующее тяговое усилие, кН;

V_т и V – требуемая и существующая скорость движения судна с составом или в полном грузу, км/ч;

Для обоснования марки главного двигателя необходимо в соответс­твии с указанными выше рекомендациями подобрать 2-3 двигателя разных марок, мощность которых близка к требуемой в диапазоне (100÷120%)Р_т , и сравнить их с установленными на судне по комплексному параметру качества:

,

где К_о – комплексный параметр качества дизеля;

p=P_e/(l·s·h) – удельная мощность дизеля, кВт/м³ ;

Р_е – номинальная эффективная мощность дизеля, кВт;

l, s и h – длина, ширина и высота дизеля в м;

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

m=M/P_e – удельная масса дизеля, кг/кВт;

M – масса дизеля, кг;

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

b_o – удельный эффективный расход топлива дизеля, кг/кВт·ч;

b_omin – минимальное значение удельного эффективного расхода топлива среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт·ч;

b – удельный эффективный расход масла дизеля, кг/кВт·ч;

b_min – минимальное значение удельного эффективного расхода масла среди рассматриваемых дизелей, кг/кВт·ч;

r - ресурс дизеля до капитального ремонта, тыс. ч.;

r_max – максимальное значение ресурса среди рассматриваемых дизелей, тыс. ч.;

j – условный показатель рода топлива, используемого дизелем (для тяжелого топлива j-1, а для легкого (дизельного) – j-0);

C=0,77*[(P_e^0,87*r^0,48)/(b_e^1,58*b^0,23)] – стоимость дизеля;

С_min – минимальное значение стоимости среди рассматриваемых дизелей;

a_i (i=1÷7) – коэффициенты весомости основных параметров, принимаемые в зависимости от типа судна (Σa_i=1). При выборе двигателей для крупных транспортных судов можно принимать a₁=0,1; а₂=0,12; а₃=0,24; а₄=0,14; а₅=0,19; а₆=0,14; а₇=0,07. Сопоставление производят в табличной форме.

Таблица 4

Сопоставление параметров судовых дизелей

Наименование параметров, единица измерения	Производитель и марка дизеля
	Штатный ГД	Вариант 1	Вариант 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Номинальная эффективная мощность, кВт Ном. Частота вращения коленчатого вала, мин-1 Реверсивность Род топлива Удельный эффективный расход топлива, кг/кВт·ч Ресурс до капитального ремонта, ч	2970 520 0 Дизель 0,185 140000	3540 1000 0 Дизель 0,207 159000	3300 1000 0 Дизель 0,183 171000

Продолжение таблицы 4

Габаритные размеры, м: длина х ширина х высота Масса, кг РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ Удельная мощность, кВт/м3 Удельная масса, кг/кВт Стоимость ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ: Удельная мощность, кДж/т Удельная масса, т/м3 Удельный расход топлива, кг/кВт*ч Удельный расход масла Ресурс Род топлива КОМПЛЕКСНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА Тип главной передачи КПД СУДОВОГО КОМПЛЕКСА

6,233х2,36х Х3,49 20000 116,9 8,9 148,5 2,183 0,185 14650 0 РРП 26,7%

4,885х1,78х х2,941 25000 140 7 141,6 0,977 0,207 19800 0 РРП 38%

3,355х1,665х х2,29 10300 258 3 320 0,805 0,183 21000 0 РРП 43%

1. Реверсивному дизелю присваивается 1, а нереверсивному – 0;

2. Для дизеля, работающего на моторном и дизельном топливе, присваивается 1, а только на дизельном топливе – 0.

В качестве главного двигателя судна следует выбирать дизель, имеющий наибольшее значение комплексного параметра. При равных значениях К_о предпочтение отдается дизелю, который в составе главной ЭУ имеет больший КПД судового комплекса η_ск.

В пояснительной записке приводится мотивированный выбор марки главных двигателей с указанием характеристик основных систем, навешенных механизмов, степени автоматизации и перечня поставляемого с дизелями оборудования (холодильников, пусковых баллонов и т.п.).