7 Выбор оборудования и систем сэу

7.1 Cистема сжатого воздуха

Система предназначена для пуска дизелей, продувки трубопроводов и поддержания постоянного давления в пневмоцистернах, обеспечения работы пневматических инструментов, механизмов, тифонов и т.д. Его вырабатывают компрессоры.

В соответствии с Правилами 7 на судне устанавливают два компрессора: навесной с приводом от ГД и автономный ручной или с приводом от электродвигателя.

Пуск дизеля проводят сжатым воздухом с давлением 2,5  3 МПа. Запас сжатого воздуха в баллонах должен быть не менее, чем на 6 пусков. Число баллонов не менее двух с равной емкостью.

Суммарная емкость баллонов

v^.Vs^.z^.n^.m^.Po

V_б =  (м³)

P - Pmin

где:

v = 6 м³/м³ - удельный расход воздуха на м³ объема цилиндра двигателя

3,14^.D_ц^2.S

V_s =  (м³) - рабочий объем цилиндра двигателя,

4

Dц=0,2 м - диаметр цилиндра двигателя,

S=0,28 м - ход поршня,

3,140,2^2.0,28

Vs =  = 0,009 (м³),

4

z=8 - число цилиндров двигателя,

n=1 - число двигателей,

m = 6 - число последовательных пусков,

Po = 0,1 Мпа - давление окружающей среды,

P = 3 Мпа - давление в баллонах,

P_min =1,2 Мпа - минимальное давление при котором возможен запуск ГД,

Принимаем два баллона для пуска главного двигателя ёмкостью по 0,2м³.

Объем тифонных баллонов

V_м^.t_c^.P_o

V =  (м³),

P_1t - P_2t

где:

V_м = 6 м³/мин - расход свободного воздуха тифоном,

_c = 10 мин - время подачи сигнала для пополнения баллона,

P_1t = 3 Мпа - начальное давление в тифонном баллоне

P_2t = 0,4 Мпа - минимальное давление в тифонном баллоне

.

Подача воздуха на вспомогательные механизмы производится из тифонных баллонов.

Подача компрессора

Подача компрессора определяется из условия заполнения пусковых баллонов в течение 1 часа от Pmin до рабочего давления.

, (м³/ч)

где:

- суммарный объем пусковых баллонов главных двигателей,

.

2. Система охлаждения

Система предназначена для охлаждения двигателей и отвода тепла от рабочих жидкостей: масла, воды, топлива и от продувочного воздуха.

Состав системы: насосы (обеспечивают циркуляцию воды в системе), охладители (для отвода тепла в воду), расширительные цистерны (для компенсации объема и удаления воздуха из системы), терморегуляторы (поддерживают температуру воды и охлаждающей жидкости), трубопроводы.

Тип системы охлаждения - двухконтурная замкнутая.

Подача насоса пресной воды

,

где:

коэффициент запаса подачи;

доля теплоты, отводимая пресной водой;

Q_н^р = 42700 кДж/кг - низшая теплота сгорания топлива;

плотность воды;

теплоемкость воды,

разность температур на входе и выходе из двигателя.

b_e = 0,184 кг/кВт^.ч - удельный расход топлива ГД

Ne = 1440 кВт - мощность ГД

.

Подача насоса забортной воды

,

где:

коэффициент запаса, учитывающий расход забортной воды на охлаждение компрессора;

доля теплоты, отводимая пресной водой,

доля теплоты отводимая с маслом,

теплоемкость забортной воды,

перепад температуры забортной воды,

.

Мощность, потребляемая насосом.

С целью унификации насосы пресной и забортной воды рекомендуется принимать с одинаковой подачей. Необходимый напор насосов должен быть не менее 0,25 МПа. Выбираем насосы с производительностью 100 м³/ч. Тогда мощность, потребляемая насосом, равна:

,

где:

коэффициент запаса мощности,

Q = 100 м³/ч - подача насоса;

H = 250 кПа - давление;

 = 0,55 - КПД насоса;

.

2. Система масла

Масляная система обеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям для уменьшения их трения и для отвода тепла, выделяющегося при трении. В состав оборудования входят расходные, циркуляционные масляные цистерны, насосы, сепараторы, цистерны отработанного масла, холодильники, фильтры, терморегуляторы и др. Тип системы смазки - с “мокрым” картером.

По назначению масляные насосы разделяются на перекачивающие, циркуляционные (нагнетательные и откачивающие) и прокачивающие. Выбор перекачивающего насоса производят исходя из необходимого времени перекачки требуемого объема масла.

Общее количество масла в картерах главных и вспомогательных двигателей

_, т,

где:

r_м=900 кг/м³ - плотность масла;

k_м=1,1 - коэффициент мёртвого запаса;

k=1 - количество ГД;

k₁=3 - количество ДГ50;

V=1^.N_e^.10^-3 - ёмкость маслосборника ГД;

V=1×1440^.10^-3=1,44 (м³);

N_e1=59 кВт - мощность ДГ50;

V₁ = 0,7^.N_e1^.10^-3 (м³) - ёмкость маслосборника ДГ50;

V₁=0,7×59×10^-3=0,04 (м³);

(т).

Подача перекачивающего насоса:

V

Q_v =  ^.K (м³/ч),



где:

V = 1,44 м³ - объем масла;

 = 1 ч - время перекачки

K = 1,18- коэффициент запаса

1,44

Q_v =  ^.1,18 = 1,67м³/ч

1

Количество отводимой теплоты:

,

где:

доля теплоты, отводимая с маслом

.

Подача циркуляционного насоса:

k^.Q_м

Q_v =  ,

^.c^.(T₂-Т₁)

где:

 = 850 кг/м³ - плотность масла,

c = 2 кДж/кг.К - теплоемкость масла,

k = 1,18 - коэффициент запаса по подаче,

(T₂-Т₁) = 10 ^оС - температурный перепад в масляном холодильнике,

.

Мощность, потребляемая насосом:

k_з^.Q_v^.H

N =  (кВт)

3600^. _н

H = 400 кПа - давление,

_н = 0,55 - КПД насоса,

Q_v = 157 м³/ч - подача насоса,

K_з = 1,2 - коэффициент запаса мощности,

.

Для очистки масла в систему включается сепаратор.

Объем сточно-циркуляционной цистерны:

Q_v

V_цц = 1,45^. ^.K_з (м³),

Z

где:

Q_v = 157 м³/ч - подача циркуляционного насоса,

Z = 15 -кратность циркуляции масла,

K_з = 1,06 - коэффициент, учитывающий мертвый запас

.

Объем цистерн сепарированного масла:

V_cм = 1,3 V (м³) - для одного ГД