4 Выбор оборудования и устройств сэу

4.1 Система сжатого воздуха

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

В соответствии с “Правилами” устанавливаю на судне два компрессора: автономный с приводом от электродвигателя.

Пуск дизеля проводят сжатым воздухом с давлением 2,5  3 МПа. Запас сжатого воздуха в баллонах для пуска главного двигателя должен быть не менее чем на 12 пусков на передний и задний ход. Число баллонов не менее двух с равной емкостью. Для пуска вспомогательных двигателей должен быть предусмотрен хотя бы один баллон вместимостью достаточной для выполнения 8 пусков двигателя большей мощности. Для работы тифона и на хозяйственные нужды воздух берется из баллонов для пуска главного двигателя, в связи, с чем емкость главных баллонов следует увеличить. Трубы выполнены из стали Ст 20, горячекатанные, бесшовные. Арматура выполнена из бронзы.

Определяем емкость пусковых баллонов из условия 12 пусков двигателя. Суммарная емкость определяется по формуле:

м³

где: v = 9 м³/м³ – удельный расход воздуха на 1 м³ объема цилиндра двигателя;

V_s - рабочий объем цилиндра двигателя, м³;

м³

D_ц = 0,25 м – диаметр цилиндра двигателя;

S= 0,34 м – ход поршня;

z = 8 – число цилиндров двигателя;

n = 2 – число двигателей;

m = 12 – число последовательных пусков;

P_o = 0,1 Мпа – давление окружающей среды;

P = 3 Мпа – давление в баллонах для СОД;

P_min = 1,5 Мпа – минимальное давление при котором возможен запуск СОД.

. Выбираем стандартный объем пускового баллона 1м³

Объем тифонных баллонов:

м³

где: V_м = 3 м³/мин – расход свободного воздуха тифоном;

_c = 10 мин – время подачи сигнала для пополнения баллона;

P_1Т = 3 МПа – начальное давление в тифонном баллоне;

P_2Т = 0,5 МПа – минимальное давление в тифонном баллоне.

Стандартный объем тифонных баллонов 1,3 м³

Подача воздуха на вспомогательные механизмы производится из тифонных баллонов.

Суммарный объем баллонов для пуска главного двигателя принимается равным:

V_∑=1.84м³

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

Q_k = V_Σ^.(P-P_min)/(Р₀*t), м³/ч

где: V_Σ=1.84 м³ - суммарный объем пусковых баллонов главных двигателей,

Q_k =1.84^.(3 –1.5)/(0.1*1)= 27.6 м³/ч=28м³/ч

4.2 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, приемные кингстоны.

Подача насоса внутреннего контура определяется по формуле:

где: к_з = 1,25 – коэффициент запаса подачи;

а_в = 0,35*0,2=0,1 – доля теплоты, отводимая пресной водой;

b_e = 0,211 кг/кВт^.ч – удельный расход топлива ГД;

Ne = 700 кВт –мощность ГД;

= 42000 кДж – низшая теплота сгорания топлива;

 = 1000 кг/м³ – плотность воды;

с_в = 4.19 кДж/кг^.град – теплоемкость пресной воды;

t_вп = 10 ^оС – разность температур на входе и выходе из двигателя.

Подача насоса забортной воды определяется по формуле:

где: = 1,4 - коэффициент запаса, учитывающий расход забортной воды на охлаждение компрессора;

а_м = 0,04 - доля теплоты, отводимая с маслом;

C_вз = 4,2 кДж/кг·град - теплоемкость забортной воды;

t_вз = 15 ^оС - перепад температуры забортной воды.

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

где: =1,2 - коэффициент запаса мощности,

Q = 25 м³/ч - подача насоса;

H = 250 КПа - напор;

 = 0,6 - к.п.д. насоса.

Поверхность охлаждения холодильника системы охлаждения:

где: к= 1400 кДж/м^2.ч^.оС - общий коэффициент теплопередачи для холодильников без турбулизаторов,

Dtср - средняя разность температур,

Dtср = ( t_п’ - t₃’) / (t_п’’ - t₃’’)=(90-5)/(80 -50)=17^оС

t_п’=90^оС - температура пресной (внутренний контур) воды на входе из двигателя;

t_п’’=80 ^оС -температура пресной (внутренний контур) воды на выходе;

t₃’=5 ^оС - температура забортной воды на входе ;

t₃’’=50 ^оС - температура забортной воды на выходе.