Аксиально-поршневой насос (апн), (рис. 13 а,б).

На валу 1 приводного двигателя на шпонке сидит фланец, соединённый шарнирно 8 шатунами 3 с блоком цилиндров 7 с поршнями 6, который при работе насоса вращается. При отклонении оси блока от оси вала на угол а, поршни начинают совершать возвратно-поступательное движение в своих цилиндрах, обеспечивая перекачивание жидкости по каналам неподвижного распределительного диска 12 из области всасывания 4 в область нагнетания 5. Вращающийся блок цилиндров опирается на распределительный диск 12 с разделённой полостью, которая каналами 10 и 11 сообщается с полостями цилиндров блока. При работе насоса в зависимости от знака угла а наклона блока в полостях цилиндров будет происходит всасывание или нагнетание, при этом поток создаваемый насосом будет менять своё направление. Производительность насоса зависит от величины угла а наклона блока.

АПН по сравнению с РПН имеют более высокие значения объёмного и механического КПД, потребляют меньшее усилие для изменения угла наклонения оси блока, чем: для перемещения направляющего кольца.

Эксплуатация роторных насосов (пуск и работа насоса, неполадки в работе насоса).

Перед пуском насоса производят следующие операции:

1. осматривают насос и его привод;

2. насос заливают перекачиваемой жидкостью;

3. открывают приёмный и напорный клапаны на трубопроводе;

4. открывают арматуру на трубопроводах;

5. запускают приводной двигатель.

ВНИМАНИЕ! Пуск насоса при закрытом нагнетательном клапане категорически запрещён.

Во время работы насоса следят за показаниями вакуумметра на приёмном патрубке, манометра на нагнетательном патрубке; амперметра приводного электродвигателя, состоянием сальников и соединительной муфты.

Работа насоса.

1. Насос не засасывает жидкость:

2. не залит жидкостью;

3. закрыт приёмный клапан;

4. засорена сетка приёмного фильтра;

5. большой подсос воздуха.

Насос не обеспечивает напора и подачи:

1. подсос воздуха в приёмном трубопроводе или через сальник;

2. засорена сетка приёмного фильтра;

3. нарушена регулировка перепускного (предохранительного) клапана (при ослаблении его пружины жидкость перепускается из нагнетательной во всасывающую полость):

4. большие зазоры в радиальном и торцевых направлениях и в зацеплении;

Насос греется или потребляет завышенную мощность :

1. повышенное давление нагнетания;

2. имеются механические повреждения в роторе;

3. нарушены зазоры в зацеплении роторов.

Остановка насоса.

Остановить приводной двигатель. Закрыть напорный и приёмный клапаны.

3. Характеристики центробежного насоса. Регулирование подачи центробежного насоса

Графическое изображение взаимосвязи параметров насоса (Q и Н), называется характеристикой насоса. Характеристики строят в системе координат Q-Н;

Рассмотрим изображённые на графике (рис. 20) характеристики, при постоянной угловой

скорости (при постоянном числе оборотов приводного двигателя). Прямыми линиями изображены теоретические характеристики для колёс с разными профилями лопастей:

- радиального профиля;

- лопатками загнутыми вперёд;

- лопатками загнутыми назад.

Действительные характеристики (кривые 4, 5) учитывают потери напора, обусловленные гидравлическими сопротивлениями в насосе, будут иметь кривизну.

Характеристика трубопровода (кривая 6) показывает зависимость между напором, затрачиваемым на преодоление возникающих гидравлических сопротивлений и расходом жидкости, протекающей по трубопроводу. Линия характеристики трубопровода - парабола, так как зависимость между потерей напора и расходом квадратичная.

Ордината Нст - напор насоса при закрытом нагнетательном клапане (статический напор).

Ордината Н s - потенциальный полезный напор в конце трубопровода.

Точкой К, находящейся на пересечении характеристик насоса и трубопровода, обозначен рабочий режим, при котором расход жидкости по трубопроводу и подача насоса равны, когда весь напор, создаваемый насосом идёт на преодоление гидравлических сопротивлений трубопровода.

Анализируя работу насосной установки: во всех режимах её работы, делаем следующие выводы:

- если показатели её работы (Q и Н), находятся слева от рабочей точки К, то создаваемый насосом напор больше напора необходимого для преодоления гидравлических сопротивлений трубопровода, поэтому жидкость на выходе их трубопровода имеет избыточное давление;

- если: показатели её работы (Q и Н), находятся справа от рабочей точки К, то создаваемый насосом напор будет меньше возникающих гидравлических потерь в трубопроводе, т. е. данный насос не удовлетворяет работе на данный трубопровод

1. Лопатні насоси. Конструкція, принцип дії.

2. Які дії щодо підготовки до дії суднових допоміжних механізмів.

3. Куди повинен здійснюватися випуск холодагенту з апаратів через запобіжні клапани ?

1. Принцип действия центробежного насоса показан на рисунке ниже. Характерным признаком этих насосов является непрерывный поток жидкости. Рабочий орган насоса, ротор с лопатками, смонтирован на вращающемся валу насоса, который чаще всего подключается непосредственно к приводному электродвигателю. Лопатки вращающегося ротора передают энергию двигателя жидкости, протекающей через насос, создавая при этом давление, под воздействием которого жидкость идет от входа к выходу. Центробежные насосы повсеместно применяются в судовых энергетических установках. Они имеют различную конструкцию в зависимости от мощности. Так, мощность нагнетательных насосов для танкеров достигает нескольких тысяч тонн жидкости в час. Если для перекачиваемой жидкости (например, для воды в пожарных насосах или в питательных насосах парогенераторов) требуется более высокое давление, применяют многоступенчатые насосы. Принцип их действия состоит в том, что вода, достигшая определенного давления и покидающая первую ступень, течет ко всасывающему патрубку следующей ступени, где давление снова повышается.

Принцип действия центробежного насоса.

2. Принцип действия центробежного насоса показан на рисунке ниже. Характерным признаком этих насосов является непрерывный поток жидкости. Рабочий орган насоса, ротор с лопатками, смонтирован на вращающемся валу насоса, который чаще всего подключается непосредственно к приводному электродвигателю. Лопатки вращающегося ротора передают энергию двигателя жидкости, протекающей через насос, создавая при этом давление, под воздействием которого жидкость идет от входа к выходу. Центробежные насосы повсеместно применяются в судовых энергетических установках. Они имеют различную конструкцию в зависимости от мощности. Так, мощность нагнетательных насосов для танкеров достигает нескольких тысяч тонн жидкости в час. Если для перекачиваемой жидкости (например, для воды в пожарных насосах или в питательных насосах парогенераторов) требуется более высокое давление, применяют многоступенчатые насосы. Принцип их действия состоит в том, что вода, достигшая определенного давления и покидающая первую ступень, течет ко всасывающему патрубку следующей ступени, где давление снова повышается.

2. Произвести наружный осмотр механизма ( устройства ), убедиться в том, что пуску в ход ничего не препятствует, проверить наличие и исправность всех штатных контрольно-измерительных приборов, проверить положение клапанов, относящихся к системе, убедиться в плавности хода вала механизма.

3. Повинен здійснюватися в атмосферу. Гирло труби для випуску холодагенту має бути віднесене не менше, чим на 2 м від вікон, дверей і воздухоприемных отворів систем вентиляції і кондиціонування повітря і розташовано не менше, чим на 5 м вище за рівень землі. Випуск холодагенту не допускається направляти вниз, при цьому труба має бути захищена від скупчення атмосферних опадів.

1. Роторно – поршневий насос. Особливості конструкції.

2. Що входить в поняття – протипожежні системи?

3. Конструкція якірно – швартового улаштування. Ремонт гальмових стрічок.

1. Назначение, принцип действия, работа ( РПН ) радиально-поршневых и аксиально-поршневых насосов.

У роторно-поршневых насосов (РПН) цилиндры с поршнями составляют блок, вращающийся вокруг геометрического центра корпуса насоса. Поршни при вращении блоков совершают возвратно-поступательное движение. В зависимости от расположения цилиндров относительно оси блока насосы разделяются на радиально-поршневые и аксиально-поршневые. Радиально-поршневой насос (РПН), (простейшая схема рис. 11).

Рис. 11. Схема радиально-поршневого насоса.

Внутри цилиндрического корпуса 1 расположен звездообразный блок 2 цилиндров с поршнями (плунжерами) 4, которые могут совершать возвратно-поступательное движение. Поршни опираются на ползуны 3, которые при вращении ротора скользят по внутренней поверхности направляющего кольца (обоймы) 6, перемещаемого в поперечном направлении относительно корпуса насоса тягами 7. При этом создаётся эксцентриситет между осью ротора и кольца. Центральная неподвижная часть насоса имеет перемычку 5, отделяющую верхнюю полость насоса а от нижней б, которые соединены с полостями цилиндров ротора. При работе насоса ротор вращается с постоянным числом оборотов в неизменном направлении. Производительность (подача) насоса будет меняться в зависимости от положения обоймы в корпусе. «0» подачи соответствует концентричному расположению обоймы в корпусе, а неполная или полная подача зависит от величины эксцентриситета. В зависимости от положения обоймы (сдвинута вправо или влево) в корпусе, насосные полости а,б будут менять своё назначение, становясь всасывающей или нагнетательной, при этом поток создаваемый насосом в присоединённых к этим полостям трубах будет менять своё направление. Рабочая жидкость

2. Пожар на судах относится к самым опасным происшествиям, поэтому противопожарной защите уделяется очень большое внимание. В зависимости от типа и размеров современные суда оснащаются различными противопожарными приборами и системами. Наиболее широко противопожарная техника представлена на пассажирских судах, а также на танкерах, транспортирующих жидкие и легковоспламеняющиеся грузы. Судовые противопожарные системы можно разделить на водяные, паровые, газовые и пенные. В водяные противопожарные системы входят насосы большой производительности и высокого давления, которые подводят морскую воду к сети судовых пожарных трубопроводов. На трубопроводах в соответствующих местах находятся гидранты, к которым подключают пожарные рукава. Часто на судах, особенно на пассажирских, имеется еще и вторая система, так называемая оросительная. Она состоит из напорной цистерны, к которой подключается сеть трубопроводов. Концы этой сети снабжены оросительными насадками. В специальных защищенных помещениях находятся температурные сигнализаторы, реагирующие на повышение температуры. При возникновении пожара в помещении эти сигнализаторы показывают очаг пожара и автоматически включают соответствующий сектор сети трубопроводов. Сразу же из оросительной системы поступает распыленная вода, чтобы погасить пожар в момент его зарождения. Горение невозможно без кислорода, поэтому сразу же перекрывают подачу воздуха к очагу пожара. На этом основан принцип действия паровых и газовых противопожарных систем. После герметизации охваченного пламенем помещения туда подают негорючий углекислый газ. Так как углекислый газ тяжелее воздуха, он опускается и преграждает путь воздуху, имеющемуся, например, в грузовом трюме судна. Аналогично функционируют и пенные огнетушители, применяемые для тушения горящих жидкостей. На судах имеются также ручные водяные, пенные, углекислотно-снежные огнетушители, химические приборы, ящики с песком и асбестовые одеяла, предназначенные для тушения пожара в момент его зарождения. Кроме указанных выше температурных сигнализаторов на судах предусматривают также другие противопожарные сигнальные и контрольные системы. Один из способов их действия заключается в подсасывании воздуха из контролируемых помещений и подаче этого воздуха через детекторы. Если воздух содержит дым, автоматически включается тревожный сигнальный звонок. Для локализации пожара и предупреждения его распространения на пассажирских судах устанавливают противопожарные переборки. Они изготовлены из листовой стали и изолированы огнеупорными материалами. Кроме того, из огнеупорных материалов сделаны также двери во всех проходах, причем двери на всем судне можно закрывать с центрального поста, который обычно находится на командном мостике.

3. Якорная цепь состоит из отдельных звеньев; несколько соединенных между собой звеньев образуют смычку. Отдельные смычки соединяются при помощи соединительных звеньев. Якорь и якорная цепь соединяются друг с другом якорной скобой с вертлюгом, позволяющей цепи вращаться вокруг своей оси. Цепь проходит через углубление в борту у клюза для якоря, через стопор, препятствующий самопроизвольному вытраливанию цепи, и наматывается на цепную звездочку якорной лебедки. Другой конец якорной цепи находится в цепном ящике и прикрепляется к судну посредством скобы.

Носовое якорное устройство. 1 — якорная лебедка (брашпиль); 2 — стопор для якорной цепи; 3 — труба якорного клюза; 4 — якорь; 5 — якорная ниша; 6 — цепной ящик; 7 — устройство для крепления якорной цепи; 8 — цепная труба.

Якорное устройство, как правило, находится в носу судна. Там же устанавливается и якорная лебедка. Главной частью лебедки является цепная звездочка, позволяющая осуществлять поднятие якоря с цепью, причем при наматывании звенья цепи могут ложиться на цепную звездочку обеими сторонами. Кроме цепной звездочки якорная лебедка имеет еще швартовные барабаны (турачки) для наматывания швартовов. На судах старых типов якорные лебедки имели паровой привод. Сейчас применяют электрические или гидравлические приводы. К носовому якорному устройству относятся два якоря, расположенные по бортам судна. На некоторых судах монтируют также кормовые якорные устройства с одним или двумя якорями. Из-за ограниченной площади для размещения в качестве якорной лебедки используют в основном якорный шпиль. Он представляет собой возвышающийся над палубой барабан с вертикальной осью вращения. Барабан, служащий в качестве лебедки, имеет в нижней части цепную звездочку. Он приводится в движение электродвигателем, смонтированным в барабане или под палубой судна. Кормовое якорное устройство. 1 — цепная труба; 2 — якорный шпиль; 3 — стопор для якорной цепи; 4 — двигатель; 5 — цепной ящик; 6 — якорь; 7 — труба якорного клюза.

Ремонт ленточных тормозных лент заключается в основном в замене накладок Феррадо при помощи заклёпок, устанавливаемых «впотай» по отношению к к самой накладке. Замена тормозных лент производится при недопустимом износе толщины накладок согласно инструкции завода-изготовителя. В общем случае толщина накладок должна составлять 30% от новой, или же замена должна производиться в случае касания заклёпками металла тормозной ленты.

1 Принцип роботи кондиціонера.

2. Рівняння Д. Л.Ейлера. Основне рівняння відцентрових насосів..

3. Що треба зробити при появі в насосі ненормальних вібрацій,

шумів, нагріву підшипників, сальників?

1. Принцип действия судовой рефрижераторной установки показан на рисунке. Пары хладагента, имеющие низкие давление и температуру, всасываются компрессором и сжимаются до 0,6—0,8 МПа, при этом температура превысит температуру забортной воды, применяемой для охлаждения конденсатора. В конденсаторе тепло хладагента забирается протекающей забортной водой, за счет чего сжижаются пары хладагента при постоянных температуре и давлении. Жидкий хладагент после конденсатора попадает в расширительный клапан, где его давление снижается. Одновременно происходит резкое снижение температуры, и хладагент из жидкости превращается в пар с очень большим влагосодержанием. После выхода из расширительного клапана хладагент испаряется в испарителе и забирает из рефрижераторной камеры требующееся для этого тепло. Для обеспечения лучшей циркуляции воздуха, способствующей более интенсивному теплообмену, в испарительной камере устанавливают вентилятор. Он забирает воздух из рефрижераторной камеры и снова нагнетает туда воздух, охлажденный в испарительной камере. Как рефрижераторные, так и испарительные камеры должны быть хорошо изолированы, чтобы по возможности сократить потери тепла, возникающие из-за большого перепада между температурами камер и окружающей среды.

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

Компресор кондиціонера стискує фреон, що перетікає по трубках холодильного контура, і підтримує його рух. На вхід компресора з випарника поступає газоподібний фреон під низьким тиском в 3 - 5 атмосфер і температурою 10 - 20°С. Компресор стискує фреон до тиску 15 - 25 атмосфер, внаслідок чого фреон нагрівається до 70 - 90°З, після чого поступає в конденсатор.

2. . 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 (рис. ).

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

соответственно:

окружные скорости u₁ и u₂, направленные по касательным к входной и выходной окружностям лопастного колеса;

относительные скорости w₁ и w₂ направленные по касательной к поверхности профиля лопасти;

абсолютные скорости с₁ и с₂, 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 = Н t φηг

С учётом всех потерь КПД центробежного насоса составляет η н — 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" d ²

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

d – диаметр нагнетательного патрубка в дм

3. При появлении в работающем насосе ненормальних стуков, посторонних шумов, чрезмерном нагреве сальников, подшипников, при вибрации насоса нужно немедленно перейти на другой заменяющий насос, остановить дефектный насос, выяснить причину ненормальной работы и устранить её.

1. Схеми включення паралельної та послідовної роботи відцентрових

насосів.

2. Визначити послідовно дії щодо пуску компресора стислого повітря.

3. Назвіть увесь склад частин гідравлічної рульової машини.

1.

. Построение характеристик совместно работающих насосов.

Если один насос подаёт жидкость во всасывающий патрубок другого насоса, а последний нагнетает её в напорную магистраль, то такая работа насосов называется последовательной (рис. 226). При последовательном соединении центробежных насосов их суммарная характеристика 5 получается сложением ординат характеристик 1 и 2. Координаты точки А пересечения кривой 5 с характеристикой трубопровода 4 будут соответствовать суммарной подаче и развиваемому напору. Точки пересечения характеристики 1 и 2 насосов с характеристикой 4 трубопровода определяют параметры работы каждого из насосов в отдельности. Поэтому в общем случаe :

Q _v``` ≠ Qv + Q_v", Н₃ = Н₁+Н₂.

2. Перед пуском электрокомпрессора наполняют маслом все масленки системы смазки компрессора и регулируют их. Если компрессор имеет индивидуальную систему смазки под давлением, проверяют уровень масла в картере компрессора. В систему охлаждения подают воду, открывают клапаны продувания сепараторов, приоткрывают дроссельный клапан на стороне всасывания цилиндра низкого давления и открывают клапан на баллоне. После пуска электродвигателя клапаны продувания должны быть закрыты.Масло и воду из сепараторов компрессора следует спускать через каждые 20—30 мин работы, постепенно открывая клапаны продувания. Не рекомендуется открывать одновременно клапаны продувания различных ступеней компрессора. Температура отходящей охлаждающей воды должна быть не выше 50° С. Повышенная температура сжатого воздуха указывает на загрязнение воздушных холодильников или недостаточную подачу воды в систему охлаждения компрессора.При работе компрессора следят за его смазкой, охлаждением, распределением давления и температурой воздуха по ступеням, за отсутствием нагрева частей и стуков.Основными причинами неисправной работы компрессора являются неплотности клапанов и поршневых колец.Для проверки плотности ступени компрессора открывают клапан на баллоне и подают сжатый воздух из последнего в цилиндр высокого давления. Одновременное уменьшение давления воздуха в баллоне и повышение давления в ступенях указывает на неплотность соответствующей ступени компрессора.Способ проверки плотности поршневых колец зависит от конструкции компрессора. Уменьшение давления воздуха в баллонах и появление давления в ступени низкого давления указывают на неплотность поршневых колец цилиндра низкого давления компрессора, а проникновение сжатого воздуха в картер двигателя — на неплотность колец цилиндра высокого давления.

3. Общее представление о рулевом устройстве дает схема, показанная на рис. 3 Перо руля 1 при помощи фланца 2 соединено с баллером 9, имеющим опоры 3, способные принять на себя как массы баллера и пе­ра руля, так и горизонтальные силы, возникающие при перекладке руля. На голове 4 баллера закреплен рулевой привод 5, связанный с рулевой машиной 6. Нижняя часть баллера, соединяемая с пером руля,выходит из корпуса через гельмпортовую трубу 10. При помощи штурвала ручного управления 7 и передачи 8 осуществляется коман­да рулевой машине, воздействую­щей на рулевой привод, повора­чивающий руль.

Помимо соединения с баллером, перо руля закрепляют на элемен­тах конструкции кормовой части. На рис. 86 основными элемента­ми крепления являются петли 11 пера руля, штырь 12 и петля 13 рудерпоста 14. Цифрой 15 обозначена пятка ахтерштевня.

1. Вихрові насоси. Конструкція, принцип дії, обслуговування.

2. Яке призначення кермового приладу?Сили, діючі на руль.

3. Сепаратори палива та мастила. Конструкція, класифікація, принцип

дії. ПТЕ при роботі сепараторів.

1.

Вихревые насосы.

Вихревые насосы (рис. 1а) имеют цилиндрический корпус с всасывающим 4 и нагнетательным 2 патрубками, которые разделены перемычкой. Диск рабочего колеса имеет радиальные лопасти 1. При вращении колеса частичка жидкости под действием центробежной силы и вращения лопаток занимает последовательно положения А, B и D), двигаясь по спирали, каждый раз получая от колеса очередную порцию энергии. Она участвует одновременно в относительном движении со скоростью w окружном скоростью и и приобретает абсолютную скорость c, равную геометрической сумме составляющих скоростей. В результате жидкость приобретает вихревое движение в направлении вращения рабочего колеса, при этом давление её возрастает. У перемычки канал заканчивается, и жидкость из него вытесняется в нагнетательный патрубок.

Подача вихревого насоса Q = 0,5- F u, м3 с-1,

где: F- площадь поперечного сечения кольцевого канала, м2

u- окружная скорость жидкости на наружной кромке лопасти, мс-1.

Правила обслуживания вихревых насосов те же, что и для центробежных. Первоначальный пуск производится после заливки корпуса жидкостью, последующие этого не требуют. Вихревые насосы применяются для перекачивания жидкостей без механических примесей с температурой до 120°С и устанавливаются в системах, где напор достигает 250 м при небольших подачах. Недостатком вихревых насосов является низкий до 45% КПД.

2. С помощью рулевого устройства можно изменять направление движения судна или удерживать его на заданном курсе. В последнем случае задачей рулевого устройства является противодействие внешним силам, таким как ветер или течение, которые могут привести к отклонению судна от заданного курса. Рулевые устройства известны с момента возникновения первых плавучих средств. В древности рулевые устройства представляли собой большие распашные весла, укрепленные на корме, на одном борту или на обоих бортах судна. Во времена средневековья их стали заменять шарнирным рулем, который помещался на ахтерштевне в диаметральной плоскости судна. В таком виде он и сохранился до наших дней. . Во­дяной поток, набегающий на переложенный руль, образует с плоскостью руля или хордой профиля угол ά ,называемый углом атаки. На руль, установленный к вектору скорости V набегающего потока под некоторым углом атаки α, будет действовать гидродинамическая сила Р, расположенная в горизонтальной плоскости и приложенная в цент­ре давления . Разложив эту силу по поточным осям координат х — y, найдем подъемную силу Ру, направленную перпендикулярно к направлению скорости водяного потока, силу лобового сопротивления Рх, параллельную скорости. Кроме того для многих практических приложений силу Р дополнительно раскладывают по связанным осям координат t— nна нормальную силу Рп, перпендикулярную к хорде профиля руля, и на касательную силу Рt, направленную вдоль хорды профиля.

Все указанные силы на пере руля определяются следующими выра­жжениями:

Подъемная сила

P_У = С_У * ρv²/ 2 F

коэффициент подъемной силы

С_У = P_У / ρv² / 2 F

коэффициент нормальной силы

C_n = Pn / ρv² / 2 F

C_n = С_У cos α + C_x sin α

касательная сила

P_t = P_x cos α - P_у sin α Момент всех сил, действующих на перо относительно передней кромки руля

М = P_n* xd

где хd— отстояние центра давления (ЦД) от передней кромки руля. Этот же момент в коэффициентном написании

M = С m / ρv² /2*F_b

где С m — коэффициент момента относительно передней кромки руля;

С m = M / ρv² /2 ^*F_b

момент сил относительно оси баллера

M_б = P_n (xd – x_б )

х _б— отстояние оси баллера от передней кромки руля,

в коэффициентном написании

M_б = С m_б* ρv² /2*F_b

откуда коэффициент момента на баллере руля -

С m_б = M_б / ρv² /2*F_b = P_n (xd – x_б ) / ρv² /2*F_b

Окончательно

С m_б = С m – С _n* x_б / b

коэффициент центра давления

C_d = xd / b

3. Очистку топлива и смазочных масел наряду с фильтрацией осуществляют с помощью следующих способов: — гравитационно-седиментационного, т. е. отстаивания более тяжелых, чем вода, примесей в цистернах; — центрифугированием в сепараторах. Сепараторы предназначены для устранения примесей, более тяжелых, чем очищаемая жидкость. Их действие основано на возникающей при этом центробежной силе. Принцип действия судового сепаратора для очистки топлива и смазочного масла показан на рисунке ниже. При протекании загрязненного масла через цистерну все примеси, более тяжелые, чем вода (механические примеси, пыль, металлические частицы и т. д.), осаждаются на дне цистерны. При этом масло очищается с помощью силы тяготения. Процесс очистки проходит довольно долго и зависит от ускорения свободного падения. Для ускорения очистки масла от воды и твердых примесей ускорение свободного падения заменяется значительно большим центробежным ускорением за счет большой частоты вращения.

Принцип действия сепаратора: а — общий вид; b-е — фазы сепарации. 1 — тарельчатая крышка; 2 — тарелка; 3 — барабан; 4 — вертикальный вал; 5 — электродвигатель.

Сепараторы являются важными элементами судовых энергетических установок. Они служат для очистки смазочных масел и топлива для двигателей и парогенераторов. На новых судах сепараторные установки полностью автоматизированы.

1. Які механізми звуться судновими допоміжними?

2. Вимоги Регістра до рульових машин. ПТЕ при роботі рульової машини.

3. Трюмно-баластна система. Призначення. Обслуговування.

1. насосы, вентиляторы, компрессоры, гидроприводы, рулевые устройства, палубные механизмы, якорные, швартовные, грузоподъёмные устройства, теплообменные аппараты, конденсационные установки, испарительные и опреснительные установки, подогреватели, охладители, деаэраторы, сепараторы.

2. По Правила Регистра рулевое устройство судна должно иметь 2 привода — основной и запасный, причем основной ру­левой привод должен быть, как правило, механическим. Основной ру­левой привод должен обеспечивать при полной скорости переднего хо­да перекладку руля (поворотной насадки) на угол от 35° одного борта до 35° другого борта за время не более 30 с. Основной привод может быть ручным, если указанные углы и время перекладки руля и пово­ротной насадки обеспечиваются одним.человеком при усилии на руко­ятке штурвала не более 118 Н и частоте вращения штурвала не более 25 об/мин за одну полную перекладку.

Запасный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля и поворотной насадки с борта на борт при скорости переднего хода суд­на, равной 80 % наибольшей. При этом время перекладки на угол от 20° одного борта до 20° другого борта не должно превышать 60 с. За­пасный рулевой привод может быть ручным, если приведенные требо­вания выполняются при усилии на рукоятке штурвала не более 157 Н одного работающего и частоте вращения штурвала не более 25 об/мин за одну полную перекладку. Переход с основного рулевого шода на запасный должен осуществляться по возможности немедленно, но не более чем за10 с. Запасный рулевой привод должен быть независимым от основного и по возможности воздействовать непосредственно на баллер руля,

В рулевых устройствах должны быть ограничители поворота руля поворотной насадки. На судах классов «М» и «О» для исключения про­дольного поворачивания руля и поворотной насадки, отсоединенных рулевой машины, должно быть установлено фиксирующее устройство.

Руль следует размещать под корпусом судна так, чтобы можно было ко снять его для ремонта и выполнять монтажные работы. Располо­жив руля и поворотной насадки должно исключать возможность их повреждения вследствие удара о грунт при плавании судна с наибольшим расчетным дифферентом на корму.

Требования к рулевым устройствам морских судов содержатся в правилах Регистра. Согласно правилам перекладка руля или адки должна осуществляться основным приводом при .максимальной скорости хода судна с 35е одного борта на 30° другого борта за время не более 28 с. При действии запасного рулевого привода рулевое устройство должно обеспечивать перекладку руля с 20° одного борта 20° другого борта при скорости переднего хода, равной половине максимальной скорости судна, но не менее 7 уз за время не более 60 с.

В остальном общие требования к рулевым устройствам морских судов и судов внутреннего плавания мало чем отличаются между собой,

3. Изолированный балласт — это забортная вода, принятая в изолиро­ванные балластные танки, имеющие автономную систему выкачки и отдель­ные, только для этой цели насосы, сбрасывается за борт без ограничения.

Чистый балласт - это забортная вода, принятая в изолированные бал­ластные танки или тщательно вымытые грузовые танки, выкачиваемая за борт через общую балластную систему, общими балластными насосами, вне особых районов, на ходу судна, за 12 мильной зоной.

Нефтезагрязненный балласт - это забортная вода, принятая в грузо­вые танки, и выкачиваемая за борт через общую балластную систему общими батластными насосам», вне особых районов за 50 мильной зоной через от­стойный танк, под контролем САЗРИУС.

Балластная система

Данная система служит для придания судну необходимых море­ходных и эксплуатационных качеств изменением осадки, крена и дифферента Балластными системами, используемыми для изменения осадки, оборудуют оборудуют суда внутреннего и смешанного плава­ния (река—море). Прием балласта (перед выходом в море) приводит к увеличению осадки,- что в свою очередь повышает остойчивость судна и снижает ветровую нагрузку, улучшая управляемость. Балластировку на буксирных судах применяют также в целях сохранения наивыгоднейшей (расчетной) осадки, изменяющейся но­мере расхода запасов топлива, и обеспечения работы движителя с максимальным к. п. д. Балластной системой оборудуют нефтеналив­ные суда.

В группу балластных систем входят креновые и дифферентные системы. Креновые системы служат для устранения или компенсации кренящих моментов, возникающих от несимметрично расположен­ных грузов относительно диаметральной плоскости судка. Эти сис­темы характерны главным образом для специальных судов.

Дифферентными системами оборудуют грузовые и ледокольные суда. Дифферент в корму, который создается у грузовых судов при плавании порожнем, снижает устойчивость их на курсе и затрудняет управляемость. Нежелательный дифферент устраняют, принимая воду в носовые балластные цистерны.

Креново-дифферентная система является неотъемлемой частью нефтеналивных судов, на которых ее используют для придания крена и дифферента, необходимых при погрузке и выгрузке нефте­продуктов.

Балластная система состоит из цистерн (отсеков) для водяного балласта; насосов и трубопроводов для его приема и выкачки; измери­тельных труб или других средств для контроля количеста принятого балласта; воздушных труб для обеспечения входа воздуха в бал­ластные цистерны и выхода из них. Балластные цистерны стремятся располагать возможно ниже, что способствует повышению остойчивости судна и облегчает их наполнение (при расположении цистерн ниже ватерлинии они могут быть наполнены самотеком) К балластной системе предъявляют следующие основные требования: она должна обеспечивать заполнение и опорожнение любой одной цистерны или одновременно нескольких или всех цистерн, а также при необходимости перекачку балласта из одной цистерны в другую; устройство ее должно исключать возможность попадания воды из-за борта, так и из балластных цистерн в другие цис­терны и отсеки.

Для размещения балластных цистерн обычно используют форпик и ахтерпик, на судах с двойным дном — отсеки междудонного пространства. Типовая схема балластной системы показана на рисунке. Для облегчения всасывания приемники на трубах изготовляют в виде раструбов. Сетки и грязевые коробки на приемных трубах из балластных танков не устанавливают.

1. Дайте поняття явищу кавітації, корозії та ерозії. Засоби боротьби з кавітацією.

2. Поясніть роботу насоса при розташуванні його нижче рівня перекачуємої рідини.

3. Пуріфікація та кларіфікація.

Рис. 1

Взаимосвязь эрозионого рельефа (а) со скоростью изнашивания материала втулки (б) и с кинетической кривой общего изнашивания (в)

1 – скорость изнашивания за счет механического фактора;

2 – скорость изнашивания от водородного охрупчивания;

3 – скорость коррозионного изнашивания.

Р ис.2 а – Распределение импульсов давления при ультразвуковой кавитации ( кГц, А=22мкм);

б –зависимость интенсивности эрозии стали от числа раковин на поверхности образцов, испытанных на дисковой установке и МСВ

1. Характерным признаком этих насосов является непрерывный поток жидкости. Рабочий орган насоса, ротор с лопатками, смонтирован на вращающемся валу насоса, который чаще всего подключается непосредственно к приводному электродвигателю. Лопатки вращающегося ротора передают энергию двигателя жидкости, протекающей через насос, создавая при этом давление, под воздействием которого жидкость идет от входа к выходу. Центробежные насосы повсеместно применяются в судовых энергетических установках. Они имеют различную конструкцию в зависимости от мощности. Так, мощность нагнетательных насосов для танкеров достигает нескольких тысяч тонн жидкости в час. Если для перекачиваемой жидкости (например, для воды в пожарных насосах или в питательных насосах парогенераторов) требуется более высокое давление, применяют многоступенчатые насосы. Принцип их действия состоит в том, что вода, достигшая определенного давления и покидающая первую ступень, течет ко всасывающему патрубку следующей ступени, где давление снова повышается.Если при работе центробежного насоса давление во всасывающей полости падает ниже давления вскипания перекачиваемой жидкости при данной температуре, то появляющиеся паровые пузыри вместе с потоком жидкости попадают в область высокого давления нагнетания и там мгновенно конденсируются. При этом образуются пустоты (каверны), в которые устремляется жидкость, создавая гидравлические удары, шум и вибрацию насоса. Подача и КПД насоса значительно снижаются. В областях пониженного давления помимо паров из жидкости выделяются растворённые в ней газы и воздух. Поверхности деталей насоса подвергаются эрозии и коррозии от воздействия воздуха и газов. Это явление при работе центробежного насоса называется кавитацией. Развитию кавитации способствуют острые кромки и шероховатость стенок, резкие повороты потока.Для предотвращения кавитации давление во всасывающем тракте должно быть больше давления насыщенного пара перекачиваемой жидкости. Кроме того, не следует превышать высоту всасывания насоса, не перекачивать жидкость с высокой температурой, своевременно устранять подсос воздуха во всасывающем трубопроводе.кавитационная эрозия и кавитационно-эрозионное изнашивание материалов. Все термины взаимосвязаны и характеризуют сложный процесс разрушения поверхности материалов. Более общим является термин «эрозия»; так как он характеризует эрозию под воздействием одно, двух- и трехфазных жидких сред (вода, вода с пузырьками, вода с пузырьками и твердыми частицами). Термин «кавитационно-эрозионное» изнашивание принято употреблять в связи с известной классификацией разновидностей изнашивания в трибологии. В связи с этим все результаты исследований в работе, названные эрозией, в равной степени относятся к условиям воздействия на материалы жидких сред любой неоднородности. Под термином структурно-энергетическая модель эрозии подразумеваются результаты моделирования поведения как жидких, так и твердых сред с учетом их структуры и энергоемкости, обусловленнной переносом энергии в обеих средах волнами деформаций.

2. Насос может быть расположен ниже уровня перекачиваемой жидкости или выше его.

Рассмотрим уравнение жидкости перекачиваемой насосом и найдём уравнение напора всасывания насосной установки, расположенной ниже уровня перекачиваемой жидкости (рис. 2 а).

Выбрав плоскость сравнения (о-о) и применяя уравнение Д. Бернулли для свободной поверхности моря (б-б) и сечения трубопровода на линии всасывания в насосе (в-в), можем записать:

(Z_a +Z_в+Zn) + P_б/γ +V _б²/ 2g = (Z + Z) + P_в /γ + V _в²/2g + h_п , (1)

где h_п - потери напора во всасывающем трубопроводе на рассматриваемом участке.

Так как давление на поверхности моря P_б равно атмосферному Pа, то заменив в уравнении Р_б на Ра, а также сделав сокращения и перегруппировку членов в левой и правой частях, перепишем уравнение (1) в следующем виде:

Z_п + P_б /γ = Ра/γ + V_a²/2g (1 - V _б²/ V_a²) + h_п (2)

Так как скорость жидкости на поверхности моря равна нулю, а во всасывающем трубопроводе несравненно больше V_в >> V_б, тогда выражение в скобках станет равным единице, и уравнение (2) относительно P_в/γ можно записать в таком виде:

P_в/γ = Ра/γ + Z_п – (V_в²/2g + h_п) (3)

Из уравнения (3) можно сделать вывод, что напор всасывания у насоса распложенного ниже уровня перекачиваемой жидкости, будет увеличен на величину создающую подпор при работе насоса.

3. Процесс пурификации. В результате центробежного разделения двух жидкостей, таких как топливо и вода, образуется цилиндри­ческая поверхность раздела между ними. Расположение этой по­верхности раздела внутри барабана имеет очень большое значе­ние для нормальной эффективной работы сепаратора. Устойчивое требуемое расположение поверхности раздела фаз поддержи­вается посредством применения регулировочных шайб или грави­тационных дисков (тарелок) соответствующего диаметра, уста­навливаемых на выпускном канале из сепаратора. Эти кольца и шайбы различного диаметра имеются в наличии для каждого сепаратора, чтобы можно было подобрать шайбу или кольцо соответствующего размера в зависимости от плотности сепарируе­мого топлива. Чем меньше плотность сепарируемого топлива, тем больше должен быть внутренний диаметр регулирующей шайбы.

Процесс кларификации. Его применяют для очистки топлива, которое мало содержит или совсем не содержит воду. При этом удаляемые из топлива примеси скапливаются в грязевой камере, расположенной на периферии барабана. Барабан кларификатора имеет только одно выпускное отверстие (рис. 8.2). Гравитацион­ные диски здесь не применяют, так как поверхность раздела жидких фаз не образуется.

Поэтому барабан работает с максималь­ной разделяющей способностью, так как топливо подвергается воздействию максимальной цент­робежной силы.