МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГОИ РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ОМСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА (ФИЛИАЛ)ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
Контрольная работа.
По дисциплине: Основы экологической безопасностисудовой энергетики.
На тему: Построение зависимостичасового расхода топлива от скорости вращения коленчатого вала
РУКОВОДИТЕЛ:
Савельев С.В.
СТУДЕНТ: заочная СМ-31-
ОМСК 2010 г.
Содержание
Введение
1. Построение нагрузочной характеристики дизеля с газотурбинным наддувом
2. Построение винтовой характеристики дизеля сгазотурбинным наддувом
2.1 Построение зависимости эффективной мощности от скоростивращения коленчатого вала
3. Построение зависимости часового расхода топлива от скорости вращения коленчатого вала
Заключение
Библиографический список
Введение
Конъюнктура транспортного рынка требуетдоставки грузов по двум главным критериям: по скорости доставки и по стоимости доставки,один из этих критериев является доминирующим.
На автомобильном, железнодорожноми авиационном транспорте увеличение скорости перевозки ведет к уменьшению затратна доставку грузов и пассажиров. Иначе обстоит дело на морском и речном флоте.
При увеличении скорости судна резковозрастает сопротивление воды движению судна, что ведет к большому расходу топлива.Уменьшение скорости судна ведет к увеличению сроков доставки груза и неэкономичнойработе главных двигателей. Однако при этом возникает экономия топлива за рейс.
Иногда в морской практике встречаютсяслучаи, когда в результате воздействия форс-мажорных обстоятельствнельзя останавливать главные дизели, несмотря на неисправность.
Большинство неисправностей дизеля(за исключением неисправностей топливоподкачивающего насоса, циркуляционной маслянойсистемы и системы охлаждения) ведут к следующим не спецификационным режимам работыдизеля:
1. отключение цилиндра
2. отключение турбокомпрессора
3. отключение охладителя надувочного воздуха
На этих режимах необходимо снижатьскорость вращения коленчатого вала дизеля.
Таким образом, цель курсового проектированиядвоякая
1. расчет экономической скорости теплохода
2. расчет допустимой скорости вращения коленчатого вала неисправного дизеля
Исходные данные:
Рейс Салехард — Ханты-Мансийск; путь-870км, следуем против течения
Скорость течения реки 4,5 />;
Проект судна 800/1000 финн, скоростьт/х 19,5 км/час (при следовании вверх 15км/час);
Неисправность левого дизеля: отключенТКР;
Неисправность правого дизеля: исправен.
Данные по дизелям с наддувом:
Обозначение по ГОСТ 6 ЧРН24/36;
Заводская маркировка 6NVD36A-IU;
Номинальная частота вращения />;
Номинальная эффективная мощность/>;
Степень сжатия />;
Номинальный часовой расход топлива/>;
Максимальное давление сгорания />;
Номинальное избыточное давление наддува/>;
Средняя скорость поршня />.
1. Построение нагрузочной характеристики дизеля с газотурбиннымнаддувом
Эта зависимость носит линейный характер,поэтому для ее построения необходимо всего две точки. Первая точка известна — номинальныйрасход топлива дизелем при номинальной скорости вращения и номинальной мощности.Вторая точка представляет собой расход топлива на холостом ходу при номинальнойчастоте вращения. Для ее определения следует найти мощность механических потерь,которая зависит только от скорости вращения.
Среднее давление механических потерь
/> (1)
где /> - средняяскорость поршня, />,
/> - диаметр цилиндра,/>.
отсюда />
Мощность механических потерь
/> (2)
где /> - диаметрцилиндра,0.24 />,
/> - ход поршня, 0.36/>,
/> - число цилиндров,6/>,
/> - номинальная скоростьвращения, 500/>,
/> - коэффициент тактностидля четырехтактных дизелей.
отсюда />.
Далее строим координатные линии нарисунке 1 и откладываем мощность механических потерь как отрицательную влево отнуля эффективной мощности. Соединив полученную точку с точкой номинальной режима,получим зависимость часового расхода топлива на холостом ходу при номинальной скоростивращения коленчатого вала. Данные этой зависимости заносим в таблицу 1.
/>
Рисунок 1. Зависимость часового расходатоплива от эффективной мощности дизеля.
Таблица 1 — нагрузочная характеристикадизеляP
/>
/>
/> Процент номинала
/> 100 315 69 500 234 90 284 64 450 170 80 252 58 400 120 70 221 53 350 80 60 189 48 300 50 50 158 43 250 29 40 126 38 200 15 30 94 33 150 6 20 63 28 100 2 Холостой ход 18
2. Построение винтовой характеристики дизеля с газотурбиннымнаддувом2.1 Построение зависимости эффективной мощности от скоростивращения коленчатого вала
Эта зависимость представляет собойкубическую параболу вида
/> (3)
где /> - постоянныйкоэффициент винта, />, он зависит от
загрузки судна и не зависит от режимаработы дизеля,
/> (4)
где /> - номинальнаямощность дизеля, />,
/> - номинальная скоростьвращения коленчатого вала, />.
отсюда />
/>
Значение эффективной мощности заносятсяв таблицу 1, после этого строится график />
/>
Рисунок 2 — График зависимости />
3. Построение зависимости часового расхода топлива отскорости вращения коленчатого вала
Часовой расход топлива определяетсяпо эмпирической зависимости
/> (5)
где /> - часовойрасход топлива,
/>, при номинальнойскорости вращения коленчатого вала, определяется по графику на рисунке 1 в зависимостиот действующей эффективной мощности дизеля,
/> - текущая скоростьвращения, />, определяется по данным таблицы1 в зависимости от действующей эффективной мощности дизеля,
/> - номинальная скоростьвращения коленчатого вала, />.
/>
Значения часового расхода топливазаносятся в таблицу 2.
Таблица 2 — Винтовая характеристика.
/>
/>
/>
/>
Продолжительность рейса, />, />
Расход топлива за рейс, />, /> Коэффициент скорости вращения,
/> 1 500 234 15 69 58 8004 0.9 450 170 13 58 67 7772 0.8 400 120 11 46 87 8004 0.7 350 80 9 37 97 7178 0.6 300 50 7 29 124 7192 0.5 250 29 5 22 174 7656 0.4 200 15 3 15 290 8700 0.3 150 6 1 10 870 8700
Для вычисления текущей путевой скоростисначала необходимо определить масштабный коэффициент
/>, (6)
/> - скорость судна,равная, 19.5 />.
/>.
Текущая путевая скорость определитсяпо формуле
/>, (7)
где /> - скоростьтечения реки, /> />.
/>
Часовой расход топлива определитсяпо графику винтовой характеристики в зависимости от скорости вращения.
Продолжительность рейса определяетсяпо формуле
/> (8)
где /> - расстояниемежду населенными пунктами, 870 />.
/>
Расход топлива за рейс определяетсяпо формуле
/> (9)
После заполнения таблицы строим налисте миллиметровой бумаги формата А4 строим график зависимости расхода топливаза рейс и скорости вращения коленчатого вала. По графику определяется наиболее экономичныйрежим главных двигателей.
Наиболее экономичный режим дизеляявляется при n = 350/>
/>
Рисунок 2. График зависимости Gp=f (n).
Заключение
По графику зависимости расхода топливаза рейс от скорости вращения коленчатого вала видно, что наиболее экономичная скоростьтеплохода при выполнении рейса “Салехард — Ханты-Мансийск”при средних оборотах двигателя. При неисправностях: левый двигатель отключен ТКР,правый двигатель исправен самый оптимальный вариант хода это 300-350 оборотов двигателя.
Библиографический список
1. Леонтьевский Е.С. Справочник механика и моториста. М.: Транспорт, 1981, 352с.
2. Шелудяков О.И. Расчет экономического хода и допустимого режима нагрузки главныхдизелей при возникновении неисправности. О.: НГАВТ, 2004 г, 16 с.