Материал: Kursovaya_seu_Ugulava

- остальная длина гребного вала;

-интенсивность нагрузки вала собственной массой пролета вала длиной ,кНм;

- плотность стали;

;

- интенсивность нагрузки вала собственной массой пролета вала длиной , кНм;

,

где - диаметр винта;

- дисковое отношение;

;

;

- экваториальный момент инерции сечения вала относительно его оси, м⁴;

;

- модуль упругости материала вала;

Критическая частота вращения вала должна быть больше ее номинального значения :

,

Условие критической частоты вращения выполняется.

Устройство и элементы валопровода показаны на чертеже КП-НГТУ-26.03.02-(17-КС-1)-09-2020.

Спецификация к чертежу дана в приложении.

4.6 Проверка вала на продольную устойчивость

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

где – максимальная длина пролета между опорами, м;

– радиус инерции сечения вала, м:

,

где F – площадь поперечного сечения, м².

,

.

.

Так как  < = 80, рассчитывать вал на продольную устойчивость не требуется.

5 Выбор вспомогательных механизмов, оборудования и устройств систем сэу

5.1 Выбор Судовой электростанции

По Правилам [1] допускается применение как переменного, так и постоянного тока. Исходя из условия наименьших потерь тока, принимаем род тока - переменный с частотой 50 Гц.

Исходя из требований Регистра, и данных по устанавливаемому оборудованию принимаем переменный ток с линейным напряжением 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;

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

Произведем расчет потребной мощности судовой электростанции (СЭС):

а) в ходовом режиме:

,

где - для ДУ транспортных судов принимается от 20 до 50 кВт. Принимаем ;

- коэффициент, для большинства транспортных судов лежит в пределах 0,03... 0,055. Принимаем ;

- суммарная эффективная мощность ГД;

.

б) в стояночном режиме:

где - для транспортных судов она составляет 15...30 кВт. Принимаем 25 кВт;

- коэффициент, зависящий от типа судна, для танкеров принимается от 0,015…0,02. Принимаем 0,02;

– дедвейт судна;

.

По мощности судовой электростанции в ходовом режиме ( ) и в режиме стоянки ( ) выбираем тип дизель - генератора из каталогов.

В качестве одного основного и одного резервного дизель - генератора выбираем судовой дизель-генератор G275QS / G275QBVO5.

Основные технические характеристики дизель – генератора, приведены в таблице 5.1.1, внешний вид показан на рисунке 3.1.1.

Таблица 5.1.1 – Основные технические характеристики ДГ

Рисунок 5.1.1 – характеристики двигателя ДГ

Рисунок 5.1.2 - Судовой дизель-генератор G275QS / G275QBVO5

Мощность аварийного дизель-генератора принимается равной:

; .

В качестве аварийного дизель-генератора, располагающегося на главной палубе, принимаем дизель-генератор G33QS. Основные технические характеристики дизель – генератора, приведены в таблице 5.1.2 и его вид на рисунке 5.1.2.

Рисунок 5.1.3 – Судовой аварийный дизель-генератор G335QS

Таблица 5.1.2 – Основные технические характеристики G33QS

Рисунок 5.1.4 – характеристики двигателя аварийного ДГ

При выходе из строя аварийного дизель-генератора, в качестве аварийных источников тока используются аккумуляторные батареи.

Потребная ёмкость аккумуляторных батарей определяется по формуле:

, Aч,

где v = 12 В - напряжение на клеммах;

t = 3 ч - потребное время работы аккумуляторов;

k₁ = 0,9 - коэффициент, учитывающий саморазряд;

= Вт – мощность аварийного дизель-генератора;

k₂ = 0,85 - коэффициент, учитывающий снижение ёмкости за время кратковременных разрядов.

= 9,2 кАч.

5.2 Выбор системы теплоснабжения

Вспомогательные автономные, утилизационные и комбинированные котельные установки служат для обеспечения горячей водой или паром низких параметров на стояночных и ходовых режимах различных судовых потребителей. Выбор типа котла зависит от назначения судна, типа и мощности главных двигателей, принятой степени утилизации теплоты уходящих газов, потребной паро- или теплопроизводительности, параметров вырабатываемого теплоносителя (температуры и давления пара или температуры горячей воды). В общем случае суммарное количество теплоты на судовые нужды складывается из расхо­дов теплоты на отопление помещений, санитарно-бытовые нужды, подог­рев масла, топлива, а на танкерах, кроме того, на подогрев груза и воды для мытья танков.

Расчет выполняется в определенном порядке. Выбирают и обосновы­вают схему теплоснабжения судна (возможны варианты с применением в качестве теплоносителя пара или горя­чей воды). При выборе типа котла можно руководствоваться опытом эксплуатации построенных судов, а также следующими соображениями. Обычно на судах морского флота независимо от типа судна и СЭУ, а также на всех танкерах, где имеется большое количество различных потребителей теплоты и пара, целесообразно устанавливать паровые котлы. Для подогрева груза на танкерах устанавливают специальные автономные паровые котлы. Автономные котлы должны использовать тот же сорт топлива, что и главные двигатели.

Для проектируемого судна принимаем автономные паровые котлы.

Суммарное количество теплоты определяется по формуле:

, кВт

где поток теплоты на отопление помещений.

потребный поток теплоты на санитарно-бытовые нужды;

потребный поток теплоты на подогрев топлива.

потребный поток теплоты для подогрева высоковязких нефтепродуктов.

На транспортных сухогрузных судах мощностью выше 220 кВт, для покрытия потребностей в потоке теплоты в ходовых режимах, устанавливают утилизационные котлы, использующие теплоту выпускных газов главных двигателей. В таком случае для покрытия потребности в теплоте на режимах стоянок необходимо предусмотреть установку автономного котла.

Для автономных котлов используем тот же сорт топлива, что и для главных двигателей. В котельной установке предусматриваем раздельное использование автономных и утилизационных котлов или их блокировку для совместной работы.

В первом приближении производим упрощенный расчет Q_от, кВт, основанный на эмпирических зависимостях потока теплоты на отопление помещений от основных характеристик судна. Эти зависимости имеют следующий вид:

Для танкеров:

Q_от=23,3+0,012G_с,

где G_с = 2837,0 - грузоподъ­емность судна, т;

;

Потребный поток теплоты на санитарно-бытовые нужды, кВт:

Q_сб ⁼ (z_п+ z_к)(q_вм + q_вп),

где z_п - количество пас­сажиров на судне принимается равное 0 чел., т.к. судно является транспортным;

z_к - количество членов команды, равное 14 чел.;

q_вм - расход теплоты на приготовление горячей мытьевой воды в еди­ницу времени на одного человека, который на буксирах-толкачах и грузовых судах составляет 0,50...0,75 кВт/чел. Принимаем q_вм=0,6 кВт;