Розрахунок судновоi енергетичноi установки

2 РОЗРАХУНОК СУДНОВОЇ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ

2.1 Визначення потужності і вибір типу головного двигуна

Вибір головного двигуна для транспортного судна визначається головним чином економічними міркуваннями, основними з яких є низька витрата дешевого палива й високий ресурс роботи. По паливній економічності дизелі в ряді інших теплових двигунів продовжують залишатися поза конкуренцією. Що стосується рідкого палива для дизелів, то за прогнозами сучасний стан проблеми не змінитися, принаймні, протягом найближчих 50-ти років. Додатковий оптимізм відносно стійкого положення дизелів на морському транспорті вселяє успішне впровадження дизельного палива природного газу, запаси якого істотно вище нафтових.

Дизелі в транспортної енергетиці по відомій принциповій причині забезпечують за інших рівних умов як мінімум в 1,5 рази менше питомої ефективної витрати палива з одночасно багаторазово більшим ресурсом у порівнянні з можливостями теплових двигунів інших видів. Поряд із цим дизелі в суднових умовах, як правило, забезпечують і кращі масо-габаритні показники. Стосовно до морського транспорту досить важливим фактором є висока природна пристосованість дизеля для забезпечення максимального пропульсивного коефіцієнту, особливо малообертового дизеля. У цей час більша частина морських транспортних суден обладнається саме малообертовими дизелями як головний двигун.

Можна відзначити, що у виробництві дизелів у цей час сильніше всього проявляється так звана глобалізація економіки, при якій світовий ринок насичується ліченим числом фірм. Зокрема малообертові дизелі (МОД) практично нарівно поставляються практично двома фірмами та їх лицензіантами. При цьому досягнута висока уніфікація й стандартизація вузлів і елементів дизеля практично у всьому необхідному діапазоні потужностей головного двигуна (від 2000 до 80000 кВт). Трохи більше число фірм представляє на ринок середньо обертові дизелі.

За останні 10…15 років головною тенденцією в розвитку суднових дизелів було збільшення агрегатної потужності за рахунок росту середнього ефективного тиску до 1,8 МПа й вище при обмеженні максимального тиску циклу на рівні 15...20 МПа при тиску наддування у двоступінчастому варіанті компресора до 0,4 МПа. У МОД ця тенденція доповнювалася прагненням знизити частоту обертання колінчатого вала до 60 об/хв. і нижче за рахунок збільшення основного конструкційного симплекса – відносини ходу поршня до діаметра циліндра S/D до 4. Відзначимо також у двотактних дизелях повна відмова від контурної й петлевої продувки й уніфікацію системи наддування. Таким чином, з огляду на тип і призначення судна, а також основні тенденції розвитку суднового дизелебудування, найбільш оптимальним типом головного двигуна для розглянутої СЕУ є малообертовий дизель, що працює безпосередньо на гвинт фіксованого кроку.

На практиці звичайно потужність пропульсивної установки визначають по емпіричних формулах [3], з яких найбільш сприйнятливої і зручної є формула адміралтейських коефіцієнтів, кВт:

де V – об'ємна водотоннажність судна, м3;

Ca – адміралтейський коефіцієнт, обумовлений по відповідних таблицях (для суден типу ро-ро Ca=420...720);

ηвл = 0,96...0,98 – ККД валопроводу;

ηпер= 0,97...0,99 – ККД передачі.

ν – швидкість ходу судна, вузли.

Об'ємна водотоннажність судна розраховується по вираженню:

де D – водотоннажність судна, тонн;