Расчёт судовой энергетической установки

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативные основы проектирования судовых энергетических установок

1.1. Эволюция отечественного судового машиностроения и вклад ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова в теорию СЭУ

1.2. Регламентирующая роль Российского морского регистра судоходства и требования Кодекса торгового мореплавания РФ к техническому состоянию силовых установок

1.3. Техническая характеристика объекта проектирования и специфика его эксплуатации в морских бассейнах России

Глава 2. Аналитическое обоснование выбора состава и параметров энергетического комплекса

2.1. Определение потребной мощности главной установки на основе анализа гидродинамических характеристик корпуса

2.2. Оценка технического состояния судового оборудования и обоснование выбора современных марок отечественных и локализованных дизелей

2.3. Эксплуатационный анализ режимов работы СЭУ при движении судна в различных балластных и грузовых состояниях

Глава 3. Расчетная часть и инженерное обоснование энергетической эффективности

3.1. Теплотехнический расчет главного двигателя и определение параметров пропульсивного комплекса

3.2. Расчет и проектирование вспомогательных систем энергетической установки с учетом требований экологической безопасности

3.3. Технико-экономическая оценка и разработка рекомендаций по оптимизации расхода ГСМ при эксплуатации установки на российских линиях

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет судовой энергетической установки

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегическим значением водного транспортного комплекса России в обеспечении перевозок грузов и пассажиров как по внутренним водным путям, так и в морских бассейнах. В условиях реализации Стратегии развития морской деятельности Российской Федерации до 2030 года и программы импортозамещения в судовом машиностроении повышение энергетической эффективности судовых энергетических установок становится приоритетной задачей для отечественных судоходных компаний. Современное состояние флота характеризуется значительной долей морально и физически устаревших судов, эксплуатация которых требует тщательного технического обоснования режимов работы силовых установок, оптимизации расхода топлива и внедрения прогрессивных методов технического обслуживания. Развитие Северного морского пути и интенсификация перевозок на внутренних водных путях предъявляют особые требования к надежности и экономичности судовых энергетических установок, что определяет необходимость совершенствования методологии их расчета и проектирования.

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе достаточно высока благодаря исследованиям ведущих научных школ ГУМРФ им. адмирала С.О. Макарова, СПбГМТУ, Крыловского государственного научного центра и ЦНИИМФ, однако в условиях постоянного совершенствования конструкций дизельных двигателей и ужесточения экологических требований актуализируется задача адаптации классических методик расчета к современным реалиям судостроительной отрасли.

Целью курсовой работы является разработка научно обоснованного расчета судовой энергетической установки с учетом специфики эксплуатации в российских морских бассейнах и требований Российского морского регистра судоходства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• изучить теоретические и нормативные основы проектирования судовых энергетических установок в контексте эволюции отечественного судового машиностроения;
• провести аналитическое обоснование выбора состава и параметров энергетического комплекса на основе гидродинамических характеристик корпуса;
• выполнить теплотехнический расчет главного двигателя и определить параметры пропульсивного комплекса;
• рассчитать вспомогательные системы энергетической установки с учетом требований экологической безопасности;
• разработать рекомендации по оптимизации расхода горюче-смазочных материалов при эксплуатации установки на российских линиях.

Объектом исследования является судовая энергетическая установка теплохода проекта 1557 АО «Волжское объединенное речное пароходство», эксплуатируемого на участке Волго-Камского бассейна внутренних водных путей Российской Федерации.

Предметом исследования выступают методы расчета мощностных, тепловых и экономических параметров судовой энергетической установки в различных эксплуатационных режимах.

Методологическая база исследования включает теоретические положения термодинамики рабочих процессов дизельных двигателей, теорию корабля в части сопротивления воды движению судна и пропульсивных характеристик, расчетные методы оценки топливной экономичности, нормативную базу Правил классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства и Правил Российского речного регистра. В работе применены аналитические методы обработки эксплуатационных данных и сравнительного анализа технических решений.

Научная новизна работы заключается в адаптации классических методик расчета судовых энергетических установок к специфике эксплуатации судов смешанного река-море плавания в условиях современных требований энергоэффективности и экологической безопасности.

Теоретическая значимость исследования определяется систематизацией нормативных и технических требований к проектированию судовых энергетических установок в контексте отечественной судостроительной практики. Практическая значимость состоит в разработке конкретных инженерных решений по оптимизации параметров энергетической установки, которые могут быть использованы специалистами судоходных компаний и судоремонтных предприятий при планировании технического обслуживания и модернизации силовых установок.

Структура курсовой работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассмотрены теоретические и нормативные основы проектирования судовых энергетических установок. Во второй главе представлено аналитическое обоснование выбора состава и параметров энергетического комплекса. В третьей главе выполнена расчетная часть и дано инженерное обоснование энергетической эффективности.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1. Эволюция отечественного судового машиностроения и вклад ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова в теорию СЭУ

Отечественное судовое машиностроение прошло длительный путь развития от первых паровых машин XIX века до современных высокоэкономичных дизельных установок, газотурбинных двигателей и перспективных гибридных энергетических комплексов. Историческая роль российской научно-технической школы в становлении теории судовых энергетических установок определяется выдающимися достижениями таких исследовательских центров, как ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова, основанный в 1894 году и внесший фундаментальный вклад в развитие теории корабля, гидромеханики и судостроительной механики. Институт стал базой для разработки научно обоснованных методов расчета прочности корпусных конструкций, остойчивости и непотопляемости судов, а также оптимизации энергетических установок с учетом взаимодействия пропульсивного комплекса с корпусом судна [1, c. 45].

В послевоенные десятилетия советское судостроение обеспечило создание мощного морского и речного флота, основу энергетических установок которого составляли среднеоборотные и малооборотные дизели отечественной разработки заводов «Русский дизель», Коломенского завода, Брянского машинострои

…