Состав и характеристики пропульсивного комплекса.

НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ СЭУ

Основные определенияСЭУ

Судовой энергетической установкойназывается комплекс технических средств для обеспечения движения судна с необходимой скоростью, выработки-механической, тепловой, электрической энергии, и обеспечения этими видами энергии всех потребителей для безопасного и эффективного функционирования судна в соответствии с его типом и назначением.

В состав СЭУ входят:

Главная энергетическая установка(ГЭУ)—комплекс технических средств для обеспечения поступательного движения судна и его маневрирования, а также обеспечения всеми видами энергии потребителей судна на ходу;

вспомогательная энергетическая установка(ВЭУ) - комплекс техниче­ских средств для обеспечения судна всеми необходимыми видами сред и энер­гии, обеспечения заданного функционирования ГЭУ и общесудовых потреби­телей, не связанных с движением судна;

электроэнергетическая система(ЭЭС) - комплекс источников электро­энергии и распределительных устройств, обеспечивающих все потребно

Судовые главные энергетические установки по типу главного двигателя могут быть классифицированы как дизельные; газотурбинные; паротурбин­ные; ядерные; комбинированные.

Состав и характеристики пропульсивного комплекса.

Как было отмечено, главной энергетической установкой (ГЭУ) считается та часть СЭУ, которая обеспечивает движение судна. ГЭУ называют также пропульсивной установкой (пропульсивным комплексом).

В состав пропульсивной установки (ПУ) включены машины и механизмы, с помощью которых механическая энергия вырабатывается, передается движителю (например, гребному винту) и преобразуется им в упор. Часто на движение судна расходуется более 90% всей вырабатываемой энергии СЭУ.

· Основными элементами пропульсивной установки являются: главные двигатели, главная передача, валопровод, гребной винт и корпус судна.

· Судовой валопровод служит для передачи мощности от главных двигателей к движителям и для передачи упора движителей на корпус судна.

· Судовой движитель преобразует подводимую к нему механическую энергию главных двигателей в упор и полезную тягу, которые передаются через главный упорный подшипник на корпус, что обеспечивает движение судна с заданной скоростью.

На морских теплоходах (т.е. судах с дизельной ЭУ) в качестве движителя наиболее широко применяются гребные винты фиксированного и регулируемого шага.

Главный двигатель, соединенный через передачу и валопровод с гребным винтом, работает а гидродинамическом комплексе:

винт

корпус

двигатель

Все эти элементы пропульсивной установки взаимосвязаны. Поэтому от каждого из них зависят мореходные качества судна и в итоге его технико-экономические показатели.

Элементы пропульсивного комплекса характеризуются в работе следующими показателями:

-главный двигатель – крутящим моментом, мощностью, частотой вращения вала;

-главная передача – моментом, мощностью, частотой вращения ведущего и ведомого валов;

-гребной винт – упором, вращающим моментом, частотой вращения, скоростью поступающей на лопасти воды;

-корпус судна – сопротивлением воды и воздуха его движению, скоростью судна.

В частности, корпус должен иметь такие обводы подводной части, при которых сопротивление движению судна было бы наименьшим. Однако сопротивление движению судна увеличивается по мере загрязнения корпуса при обрастании водорослями, морской травой и рачками. Этому способствует разрушение слоя краски и эрозия металла корпуса.

Со временем загрязняется и поверхность винта, что также увеличивает сопротивление движению судна.

Сопротивление может также увеличиваться из-за волнения водной поверхности, направления течения (особенно встречное и боковое) и ветра. При ходе судна против лобовой волны сопротивление может увеличиваться более чем на 50…100% от полного сопротивления при тихой погоде.

Работа главного двигателя отличается большим диапазон эксплуатационных нагрузок. Это связано с систематическим изменением условий плавания судна из-за метеорологической обстановки, характера выполняемого задания (ход в грузу, в балласте, буксировка воза, траление, работа на швартовых и т.п.), а также от технического состояния корпуса судна.

Таким образом, работа главных дизелей происходит в различных условиях и связана со значительным изменением их показателей: мощности, экономичности, тепловой и механической напряженности и др. Совокупность значений этих показателей характеризует режим работы двигателя.

Изучение взаимодействия элементов ПК основывается на совместном рассмотрении их характеристик. Учитывая, что решение задачи в общем слу­чае связано с большими трудностями (особенно для неустановившихся режи­мов), поэтому обычно рассматриваются частные случаи, т.е. конкретные ре­жимы .

При эксплуатации ПК отличительная особенность ГД заключается в том, что он работает в широком диапазоне изменения нагрузок и частоты враще­ния. Оценка степени его загрузки и определение допустимой продолжительно­сти работы (при конкретном режиме) основываются на использовании града­ции мощностей.

Оценка мощностных, экономических и других показателей работы ГД (на различных режимах работы) осуществляется с использованием эксплуатаци­онных характеристик применительно как для собственно ГД, так и потребите­лям энергии.

Первые обусловлены конструктивными особенностями ГД, а вторые зависят от конструктивных особенностей потребителя энергии (кор­пуса судна и ГВ)и от режима плавания. Винтовая характеристика ГД пред­ставляется как зависимость мощности от частоты вращения вала, нагруженно­го ГВ. Вид винтовой характеристики определяется рядом факторов, в частно­сти: типом и конструктивными особенностями ГВ; обводами корпуса судна; гидродинамическими условиями работы ГВ (состояние моря, осадка, глубина под килем, направление потока воды, обтекающего ГВ). Вследствие этого ГВ в процессе работы в составе ПК создаёт поле характеристик.

Существует и такое понятие как движительный комплекс, включающий в свой состав те же элементы. Другими словами, су­ществуют различные названия комплекса, но в принципе их сущность остаётся одинаковой, так как в любом случае этот комплекс имеет одно и то же назна­чение, а именно, обеспечение движения судна с заданной скоростью, хотя ка­ждый отдельно взятый элемент имеет своё (индивидуальное) назначение . Например, ГД преобразует тепловую энергию, образовавшуюся при сгорании топлива, в механическую. Валопровод обеспечивает передачу этой энергии от ГД к движителю (в частности, ГВ), а он, в свою очередь, преобразует её в энергию движения судна. При этом совершенство гидродинамического ком­плекса определяется значением пропульсивного КПД.