- •Введение
- •Преобразование энергии в энергетических установках
- •Классификация судов по типам сэу
- •Глава 1. История развития и современность судовых энергетических установок
- •Первые пароходы
- •Начало промышленного пароходостроения
- •Суда с паротурбинными установками (пту)
- •Суда с двигателями внутреннего сгорания (двс)
- •Суда с газотурбинными установками (гту)
- •Суда с ядерными энергетическими установками (яэу)
- •Глава 2. Термодинамика
- •Общая схема преобразования тепла в работу
- •Термодинамическое рабочее тело и его параметры
- •Уравнение состояния идеального газа
- •Термодинамический процесс, термодинамическая система координат. Графическое изображение состояния рабочего тела и термодинамических процессов
- •Равновесные и неравновесные процессы. Виды равновесных процессов
- •Законы идеального газа (газовые законы)
- •Теплоемкость
- •Первый закон термодинамики
- •Анализ термодинамических газовых процессов
- •Круговые процессы (циклы)
- •Запись первого закона термодинамики для прямых и обратных циклов
- •Величины, характеризующие прямые и обратные циклы
- •Цикл Карно
- •Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики
- •Глава 3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания (двс)
- •Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания
- •Основные определения двс
- •Классификация судовых двс
- •Маркировка
- •Принцип действия четырехтактного двигателя
- •Принцип действия двухтактного двигателя
- •- Выпускной клапан
- •Циклы поршневых двс
- •Наддув дизелей
- •Показатели работы двс
- •Конструктивное исполнение судовых двс
- •- Цилиндровая втулка; 5 - крышка цилиндра; 6 - блок-картер
- •Состав и свойства топлив, применяемых в двс
- •Смазочные материалы для двс
- •Глава 4. Паротурбинные, газотурбинные и ядерные энергетические установки. Судовые котлы
- •Принцип действия турбин
- •Паротурбинные установки (пту)
- •Газотурбинные установки (гту)
- •Ядерные энергетические установки (яэу)
- •Главные и вспомогательные котлы
- •Глава 5. Судовые системы
- •Система смазки
- •5. 2. Система охлаждения
- •Топливная система
- •Система сжатого воздуха
- •Система газовыпуска
- •Осушительная, балластная и противопожарная системы
- •Система вентиляции и кондиционирования воздуха
- •Система отопления
- •Глава 6. Передачи и валопровод 6.1. Передачи
- •Валопровод
- •Глава 7. Основы проектирования судовых энергетических установок
- •Общие требования и рекомендации
- •Расположение машинно-котельного отделения (мко) на судне и размещение в нем основного механического оборудования
- •Вопросы для итогового контроля
- •Масляная судовая система - назначение, принципиальная схема.
- •Судовая система охлаждения - назначение, принципиальная схема.
- •Система сжатого воздуха - назначение, принципиальная схема.
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Глава 1. История развития и современность судовых
- •Глава 2. Термодинамика 20
- •Глава 3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания (двс)... 48
Существующий
типоразмерный ряд двигателей внутреннего
сгорания позволяет выбрать источник
пропульсивной мощности для любого
судна или электростанции из двигателей
одного типа с различным числом цилиндров
и частотой вращения.
В России Первая
мировая (1914-1918 г.), Гражданская (1917-1922) и
Вторая мировая (1939-1945) войны практически
полностью разрушили промышленную
базу судостроения, и только в 50-х годах
XX в. на отечественных верфях
возобновилось строительство гражданского
морского флота.
Первые стальные
рыболовные паровые траулеры, построенные
на Адмиралтейском судостроительном
заводе в 50-х годах XX в., выгодно отличались
от своих предшественников. Это были
довольно крупные суда, предназначенные
для добычи донных видов рыб в Баренцевом
море. Дальнейшее освоение более удаленных
районов промысла потребовало увеличения
автономности и, соответственно,
применение более надежных способов
сохранения улова, в первую очередь -
замораживания.
В 1955 г. по техническому
заданию Минрыбхоза СССР в ГДР был
спроектирован и построен принципиально
новый траулер - большой морозильный
рыболовный траулер (БМРТ) типа «Пушкин»
с дизельной энергетической установкой.
В состав судовой энергетической
установки БМРТ ранней постройки входили:
малооборотный двухтактный тронковый
двигатель, вспомогательные
дизель-генераторы, вспомогательный
автоматизированный паровой агрегат,
системы и механизмы, обслуживающие
энергетическую установку.
Дальнейшее развитие
БМРТ шло по пути роста тягово-скоростных
характеристик промысловых механизмов,
совершенствования технологического
комплекса, улучшение условий труда
и отдыха экипажа. Эти новые требования
были реализованы на траулерах типа
«Прометей», «Пулковский меридиан»,
«Иван Бочков».
Анализ опыта
эксплуатации новых отечественных и
зарубежных траулеров показал, что
наиболее эффективной энергетической
установкой рыбопромыслового судна
является дизель-редукторная установка
на базе средне- и высокооборотных
дизелей.
В 1892 г. капитан-лейтенант
Павел Дмитриевич Кузьминский, до 1884 г.
инженер-механик российского военного
флота, строит и испытывает на р. Неве
речной катер с первой ГТУ. Двигатель
Кузьминского представлял собой
оригинальный ГТД (газотурбинный
двигатель) с турбиной радиального типа,
у которой горение в камере сгорания
происходило при постоянном давлении.
Эта конструкция, называемая сегодня
турбиной Юнгстрема, была построена (но
не запатентована) на 14 лет раньше турбины
братьев Юнгстрем (Швеция, 1906 г.).
Первым шагом
становления газотурбинной энергетики
XX в. стал патент немецкого
инженера-изобретателя Г. Вальтера от
18 октября 1925 г. под названием
«Осуществление термодинамического
цикла, например, в газовой турбине
Суда с газотурбинными установками (гту)
при изотермическом
сжатии горючих смесей», заложивший
основу технологий производства
парогазовых турбин подводных лодок
Вальтера и турбогазовых топливных
насосов ракет Фау-2/А4.
На втором этапе
(1939-1947 гг.), вплоть до появления первых
ГТУ на морском флоте, история становления
газотурбинной энергетики непосредственно
связана с развитием реактивной авиации.
1947 г. Первые в XX
в. успешные испытания прототипа ГТУ
были проведены на переоборудованном
британском торпедном катере MGB
2009, что позволило при том же объеме
и весе почти вдвое увеличить мощность
СЭУ и довести максимальную скорость
хода до 40 узлов.
1949 г. Газовые турбины
мощностью в 4500 л.с. впервые устанавливаются
на тепловозах тихоокеанской линии США,
а в 1950 г. фирма «Крайслер» начинает
эксперименты по их применению в
автомобилестроении. Первый автомобильный
газотурбинный двигатель был установлен
на серийном автомобиле Плимут в 1954 г.
1952 г. В СССР на
торпедном катере проекта 183 устанавливается
первая для СССР морская газотурбинная
установка УГТУ-1 (мощность 4000 л.с.,
моторесурс 100 ч, расход топлива 410
г/л.с.ч) с авиационным турбовинтовым
двигателем.
Результаты опытной
эксплуатации первых ГТУ выявили ряд
серьезных проблем, связанных с применением
более тяжелых, чем авиационный керосин,
сортов топлива; с необходимостью
использовать материалы, коррозионностойкие
в среде морского воздуха и продуктов
сгорания тяжелого топлива; с обеспечением
ударостойкости и т.д. Решение указанных
проблем потребовало создания специальных
корабельных ГТД, что в условиях
восстановления промышленности и
судостроения, основательно разрушенных
в ходе Второй мировой войны, потребовало
значительного времени.
В период с 1946 по
1960 гг. постепенно создаются корабельные
газотурбинные двигатели и агрегаты,
ставшие основой ГТУ первого поколения,
у которых единичная мощность
(относительно авиационных ГТД) возросла
в десятки раз, удельный расход топлива
снижен почти вдвое, а моторесурс
увеличен на порядок.
г. На Кировском
заводе (Ленинград) создается газотурбинная
установка ГТУ-20, использованная на
первом гражданском газотурбоходе
«Парижская коммуна».
г. На вооружение
ВМФ СССР принимается большой
противолодочный корабль (БПК) проекта
61 с газотурбинной СЭУ М-3 (72 000 л.с.) серии
«Комсомолец Украины». В состав силовой
установки входила двухвальная ГТУ с
двумя автономными главными
газотурбозубчатыми агрегатами мощностью
по 36 000 л.с. Срок службы каждого двигателя
- 3000 ч, из которых на 100 % мощности
- 100 ч, на 80 % - 200 ч и на мощности
50-60 % - 2700 ч.
1965-1966 гг. Начинается
создание морских ГТУ второго поколения,
у которых экономичность СЭУ была
доведена до 220-240 г/л.с.ч, а срок службы
до 18 000-20 000 ч.
