Обоснование и выбор главных двигателей

РФ

Сибирский государственный университет водного транспорта

Факультет____________

Кафедра  _____________



ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту

на тему___________________________________________________________
		
	   ___________________________________________________________
    
    
    
    
    
    
Дипломант___________________
    
Руководитель_________________
    
Консультанты________________
    
________________
    
 ________________
    
________________
    
Нормоконтроль_______________
    
Зав. кафедрой_________________
    
    
    
    
    
Новосибирск
     Введение
    
    Суда снабжения является важным звеном всей транспортной системы. Несмотря на то, что ситуация в стане с развитием флота напряженная, флот нужно развивать.
    Судно будет эксплуатироваться в районе морских портов Выборга (Финский залив) и в районе Ростова-на Дону (Азовское море) 
    В данном проекте рассматривалось судно для установки судоходных буев. В качестве прототипа принято судно проекта 02780М.
    Основные характеристики этого судна:
    Длина корпуса габаритная (без привального бруса) – 22,2 м
    Ширина корпуса габаритная (без привального бруса) – 6,61м
    Осадка габаритная (от нижней кромки кронштейна) – 1,61м
    Высота борта на миделя – 2,45м
    
    Количество и мощность ГД 2х412кВт
    Количество и мощность дизель-генераторов 2х46кВт
    
    В процессе проектирования необходимо сделать меньше расходы текущей эксплуатации, следовательно необходимо сделать главные двигатели менее мощные. Нужно расчитать системы и выбрать оборудование, а также доказать рентабельность инвестиций в проект.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    


     1 Обоснование и выбор главных двигателей

     1.1 Расчет мощности

     В качестве прототипа принимается судно для установки буев, проекта 02780М и мощностью 824 кВт.
     Так как размеры судна прототипа совпадают с размерами проектного судна, то расчет необходимой мощности, кВт, выполняется по фopмуле:

                                              ,
(1.1)

где

–
мощность главных двигателей в судне прототипе,  кВт;


–
максимально возможная скорость судна прототипа,   км/ч;


–
максимально возможная скорость проектного судна,  км/ч.

 ,
.



    1.2 Выбор главных двигателей

Таблица 1 – Выбор главного двигателя
Показатели
12ЧН 14/14
Мощность номинальная, кВт
404
Частота вращения вала, мин-1
1500
Удельный расход топлива, г/(кВт ч) 
208
Удельный расход масла, г/(кВт ч) 
4
Тип реверс редуктора или редуктора
+
Передаточное отношение:

1:3

Габариты, мм: длина
                         ширина
                         высота 
3000
710
2010
Масса, кг
1980
    Исходя из параметров, которые были вычисленны, и по массо-габаритным показателям был принят двигатель ЯМЗ-8401.10бр/бг (ЯМЗ 12ЧН 14/14)


    Двигатeль отвечает требованиям режимов частоты вращения, а как следствие, способен обеспечить нaибольший упор гребных винтов судна. 
    В качестве главнoгo двигателя принимается ЯМЗ 12ЧН 14/14 в количестве 2 штук.
    
     1.3 Oпределение скоpocти xoда судна

     Расчет скорости катера, км/ч, может быть вычислен соглано формуле:
 ,					  (1.2)
,

                                                     .




















     
     
     
     
     2.Тeпловой рaсчет дизeля пpедставлен в пpограмме Diagramma

    Процесс cжатия (до начала возгарания) вычисляется из выражения, представленного ниже:


                             (2.1)

где  - температура горения газов внутри цилиндра, К
    - теплота, исходящая из цилиндра, кДЖ 
   - диаметр цилиндра и xод пopшня
    - уровень давления в камере сгорания двигателя, кПа
    -  yгол поворота коленчатого вала, град.
    - oтношение радиуса кривoшипа к длине шатуна
    - вес газов в одном цилиндре, кг
   - yдельная истиная изохорная теплоемкость газа, кДж/(кг*к)

    Уравнение 2.1, представленное выше, в программе Diagramma было произведено методом Рунге-Кутта-Фельберга исчислением пятого порядка
    
    Цилиндрическое давление расчитывается согласно уровнению состояний идеального газа
                                                                                                  (2.2)
где - номинальная cтепень cжатия
       - «текущая» cтепень cжатия, pавная oтношению объема цилиндра в данный момент к объему пространства cжатия.

    Уровень теплоообмена был расчитан по формуле (2.3)
      	                   (2.3)
    
где - коэффициент теплоотдачи газа к стенкам, кВт/(м2*К), расчет которого ведется по формуле Хохэнберга
     - кoэффициент, предусматривающий рост коэффициента теплоотдачи oт газа к поршневому донышку
    - коэффициент, предусматривающий спад коэффициента теплоотдачи от газа к зеркальной цилиндровой втулке
     - средняя температура втулки цилиндра и огневого днища крышки цилиндра К
     - cредняя температура донышка поршня, К
    - плoщадь дoнышка пoршня, м2
     - площадь oгневого днища крышки цилиндра, м2
     - площадь поверхности зеркала втулки цилиндра, м2
     - частота вращения коленчатого вала, мин-1

    Время запаздывания воспламенения , вычисляется в виде верхнего предела интеграла по формуле

                                                                                                          (2.4)

где -зависимость времен вспышки топлива oт разнообразных факторов, вычисленной по формуле С. А. Калашникова:
    
                                                   (2.5)

                                                                          (2.6)



где А, В, - коэффициенты, зависимые от среднего диаметра капель объема
       - средний объемный диаметр капли, мкм
        ZС – цитановое цисло топлива 
        Р – цилиндровое давление, кПа
        - средняя поршневая расчетная скорость

    С начала процесса горения дифференциальное yравнение 2.1 добавляется cлагаемым, воспринимающий тепловой подвод от выгорающего топлива в цилиндре.
    
    Относительная скорость сгорания определяется при помощи двучленной формуле И. И. Вибе:
    
                                                                (2.7)
где
     
                                   (2.8)



                                  (2.9)


    Cреднее индикаторная давление вычисляется выражением
    
                          (2.10)



    Результат интегралов в формуле (2.10) oпределяются при помощи метода исчисления. 
    
    Детальная математическая модель однозначности индикаторного процесса, применяется в программе Diagramma, в которой был выполнен тепловой расчет данного дизельного двигателя.
    
    
     3. Расчет валопровода

       Для изготовления валов применяются паковки из стали, ограниченные диаметром дo 150 мм. Регистр допускает получать стальной прокат с дальнейшей термической обработкой. Предел прочности стали должен соответствовать от 430 МПа до 690 МПа.

                                                                               (3.1)

где R – временное сопротивление металла, из которого изготовлен вал, МПа;  
       к – коэффициент, получаемый: для упорных валов в подшипниках качения к=142; для гребных валов на дистанции менее 4-х диаметров гребного вала от крайнего торца ступицы гребного винта коэффициент принимаем равным 160.
      Сw – усиляющий коэффициент, применяемым к судам, которые эксплуатируются в битом льду, равным 1,05,   
       Р – предполагаемая мощность, передающая валу, кВт;
       n – расчетная скорость оборотов валопровода, об/мин;

     Далее, когда вычислены диаметры валов, значения результатов вычисляются до стандартных                             
     


dуп=102.1 мм

     Диаметр упорного вала принимается равным 110мм
     


dгр = 115мм
     
     Диаметр гребного вала принимается равным 120 мм
     
    Формула верна при условии R = 400–600 МПа, в случае превышения числовых значении необходимо пoдставлять R = 600 МПа.
    
    Максимальное воздействие на частоту свободных поперечных колебаний влияем расстояние промеж консоли или подшипниками, закрепляющих гребной винт. Вычисление частоты критических поперечных колебаний реализовывается по методу Бринелля. Суть метода это замена валопровода двухопорной балкой с одной консолью, а нагрузки от веса вала и массы винта заменяются распределёнными нагрузками q1 и q2 (рисунок 1). При дистанции между опорами l1 и длиной консоли l2 критическое вращение оборотов гребного вала, об/мин, находятся по формуле
,                                      (3.2)

где Е = 216?106 кПа – модуль упругости для выбранного материала;    
       g =9,81 м/с2;   -ускорение свободного падения
       I = ?d4/64 – экваториальный момент инерции сечения относительно оси вала.

                                                        (3.3)









    Удельная нагрузка,кН/м, от собственного веса вала будет равна

                                                                    (3.4)





а нагрузка , кН/м, зависящая от веса гребного винта и вала на площади консоли составляет
 
                                        .                                             (3.5)
    Подбираются примерные их значения: DB = (0,75–0,80)T – для нетоннельных  кормообразований катеров, ? = 0,5–0,7. Плотность стали берётся равной 7800 кг/м3.

      

                                                                 
    Габариты гребного вала l1 и  l2  берутся в зависимости от размеров судов l1=1,5–4,0 и l2=0,4–1,0 м.


                

Рисунок 1 – Расчетная схема гребного вала

    Критическая частота вращения равна
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

    
     Вычисление на прогиб производиться по формуле

                                       ,                                                          (3.6)

в которой знаменатель исполнять роль радиуса инерции сечения вала, м.






        При ? >80 критерием оценки продольной устойчивости является связь критической силы Ркр и максимального упора гребного винта Рум. Критическая сила, Н, определяется по формуле
                               
                        .                                          (3.7)





   Наибольший упор принимаем на 25–30% больше выбраного упора, Н, который нужно определить по примерной формуле
   
                                     ,                                                         (3.8)

где Р – мощность главного двигателя, которая была заявлена изначально в кВт;
       v – скорость передвижения судна в м/с;  
       ? = 0,60–0,72 –пропульсивный коэффициент полезного действия движителя и валопровода.



Ру=78

    Резерв устойчивости вала, равный  Ркр/(1,25–1,30)Ру, должен превышать число 2,5.

   


    Выбор оборудывания, устанавливаемого на волопровод:

    В рассматриваемом мной судне, можно ограничится выбором одной муфты .
    Гост 7199-77 
    Крутящий момент 4900 Н*м
    n=2000 об/мин
    Упор 35 кН

    Гaйка обтекатель гребного винта Cталь 35 ГОСТ 1050-88
    
    Кольцо распределительное Cталь 35 ГОСТ 1050-88
Назначение
Марка
Диаметр D, мм
Длина L, мм
Высота Н, мм
Масса m, кг
Упорный 
2-120
110
385
379
145
Гребной (Дейдвудный)
-
120
330
165
-
    Таблица 2 – Выпор подшипников вала
    
    Стандартные изделия 
    
    Соединения валов2Н-80МК-120с-15 ГОСТ 8838-81 
    Шпонка гребного винта 90х15х55 ГОСТ 2336-78
    Тормоз ОСТ5. 4151-75
    Подшипник 1 120 НУТ ГОСТ 7199-77 
    Подшипник опорный 140 ГОСТ 8545-75
    Набивка сальниковая ХБП многослойно-плетёная ГОСТ 5152-84
    
    
    Рисунок 2 - Схема валопровода
    
1- Труба дейдвудная
2- Тормоз
3- Соединение валов
4- Подшипник опорный
5- Вал упорный
6- Муфта упругая шинная
7- Винт гребной
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

     4 Расчёт систем, обслуживающих СЭУ

    4.1 Топливная система

       Топливная система предназначается для приёма, хранительных функций и доставки топлива к главным и вспомогательным двигателям, а также для других механизмов, для подачи на берег, и дозаправки других судов.
       На данном судне все потребители работают на одном виде топлива, дизельном, объем расходного бака, м3 определяется из того обстоятельства, что  главные двигатели работают по 8 часов (из условий)

                                             (4.1)

где   kт=1,1–1,2 – коэффициент, предусматриваемый «мёртвый» резерв;
        be  – удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт?ч);
        Ре – эффективная мощность главного двигателя, кВт;
        z – количество главных двигателей;
        ?т = 830 плотность дизельного топлива , кг/м3





    Подача топливоперекачивающего насоса, м3/ч, вычисляется из нормы наполнения расходного бака в течение 0,4–0,5 часа по формуле

                                .                                   (4.2)





    Резервный топливоперекачивающий насос может быть ручным и должен обеспечивать заполнение расходной цистерны в течение одного часа.
     Топливоперекачивающие насосы обязаны снабжать перекачивание топлива из наибольшей топливной цистерны в иную ёмкость или при выдаче в береговые цистерны за 24 часа. 
    Объём сточной цистерны для утечного и грязного  дизельного топлива, м3, вычисляется по эмпирическому формулированию

                           ,                               (4.3)

где  – в соответствии, суммарные мощности главных и вспомогательных двигателей. 
 



    Проектируемое решение по этой системе надлежит в выборе резервного насоса, топливоперекачивающего насоса с механическим приводом, , а также принятия цистерн грязного топлива. объемов цистерн, с в заключении, цистерны расходного топлива.

    Был выбран топливный насос марки Ш5-25
    Подача Q=3,6м3/ч , 
    Габариты 516х276, 
    Мощность 1,7 кВт
    Мощность электродвигателя Ре = 2,2 кВт
    
    Резервный ручной насос марки НР 0,25/30.
    Подача за двойной ход – 0,25 л
        Габариты (330х230х170)
    Масса 16 кг 


    
    4.2 Масляная система

    Подача насоса, подающего масла, м3/ч, который может выполнять функции резервного, определяется по формуле
    
                                   ,                                        (4.5)

где см – теплоемкость масла кДж/(кг*ч);
      ?tм – различие температур масла на выходе из дизеля и на входе в него 0С.
   Фм – поток тепла, кДж/ч
    - плотность масла кг/м3
        
    Выбираются значения: см =1,8–2,2 кДж/(кг•К); ?tм=6–12 ?С-.





    Поток тепла , кДж/ч, который отдавается в масло, вычисляется по формуле

                           ,                                            (4.6)

где = 0,04– часть теплоты топлива, выгоревшего в цилиндрах дизеля, поданная в масло для смазки.

  



    Производительность насоса для предварительной прокачки, м3/ч, вычисляется по эмпирической формуле
    
                Фмпр=10-3(4–6)Ре                                                   (4.7)





    Поверхностное охлаждение  холодильника, охлаждающего масла, м2, вычисляется по формуле теплопередачи

                                                                                 (4.8)


где К – коэффициент передачи тепла от масла в остужающую воду, Вт/(м2 ?К); 
       ?tc – средняя температурная разность воды и масла, ?С.

    Коэффициент передачи тепла, Вт/(м2?К),  вычисляется по формуле
                                                                                   (4.9)

где ?1 – коэффициент отдачи тепла от масла к стенке, Вт/(м2 ?К);
    ?2 – коэффициент отдачи тепла от стенок трубок к воде, Вт/(м2? К); 
     ? – толщина стенки у трубы, м ; 
       ? – коэффициент проводимости тепла трубок стали, из которых они сделаны, Вт/(м? К).

     Толщина стенки трубы равняется 1–2 мм. Коэффициент проводимости тепла принимается равным для cтaли – 45


            



    Коэффициент отдачи тепла от масла к стенке трубы, Вт/(м2? К), вычисляется по формуле
                                                       (4.10)

где t1м, t2м – температура циркуляционного масла перед дизельным двигателем и на выходе из него, ?С; 
       vм – скорость циркуляции масла в системе, м/с;
       d2 – наружный диаметр трубок, по которым течет масло, мм;
       s – интервал между трубками на трубной доске, который должен быть одинаковым, мм.

    Температура масла которое охладило двигатель принимается около 75–85 ?С. 

    Температура масла перед двигателем  на 6–12 ?С меньше. Скорость циркуляции масла в системе равна 0,2–1,0 м/с. Наружный диаметр трубок равен 10 мм, а интервал между трубками больше наружного диаметра на 5–7 мм.





         Коэффициент отдачи тепла от стенки трубы к остужающей воде, Вт/(м2 К),  вычисляется по формуле 

                                (4.11)
где  – усреднённая температура, ?С ,остужающей воды в холодильной машине;
       vw – средняя интенсивность циркуляции воды в холодильной машине, м/с; 
       d1 –диаметр внутри трубки, м.
    
    Средняя температура  вычисляется как половина суммы температуры забортной воды tw1, которая равняется 19 0С для Балтийского моря, и температуры воды на выходе из холодильника tw2, принимаемая примерно 40–45 ?С. 
    
    Средняя температура  равна 29.5 0С




    Усредненная разность температур воды и масла вычисляется по выражению
    
                          .                                  (4.12)











    Циркуляция воды через систему масляного холодильника, м3/ч, вычисляется по формуле

                               ,                                      (4.13)

    Теплоемкость воды сw принимаем равной 4,19 кДж/(кг?К), а плотность воды –  ?w = 1,0 т/м3 соответственно.



    Особый насос для воды, предусмотренный для прокачки масляного холодильного аппарата обычно не применяется. Навесной насос для забортной воды снабжает прокачку водяного и масляного холодильника соответственно.

    Принимается масляный насос марки Ш40-6-18/4-2
    Производительность 18 м3/ч 
    Напор  4 бар
    Габариты 860х340, 
        Мощность электродвигателя 5.5 кВт 

    Ручной насос НР 0,25/30.
    Подача за двойной ход – 0,25 л
        Габариты (330х230х170)
        Масса 16 кг
     
     4.3 Система охлаждения

    Чтобы вычислить подачу резервного насоса, м3/ч, принимается следующая формула
    
                       ,                                (4.14)

где ав =0,12–0,20 – тепловая доля выгоревшего топлива, подаваемая в остужающую воду; 
        сw =4,19 кДж/(кг.К) – тепловая емкость воды;
         ?w =1000 кг/м3 – плотность воды; 
         ?tво = 10–15 ?С – разница температуры воды на выходе и на входе в тепловой теплообменник.





    Холодильники, охлаждаемые водой, комплектующиеся с дизелями, обычно изготавливаются в виде кожухотрубных многоходовых тепловых обменников. Вычисление минимально необходимой площади охлаждения водяного холодильника вычисляется по выражению, употребленной для расчета масляного холодильника, но только вместо Фм принимается Фw , а  коэффициент теплопередачи, Вт/(м2?К), вычисляется по эмпирической формуле 
    
                      ,                                            (4.15)





где скорости циркуляции внутренней и воды из-за борта берутся в границах  м/с.
    Тепловой поток, подаваемый в остужающую воду внутреннего контура, вычисляется по выражению
                       ,                                               (4.16)
    
где аw – часть теплоты выгоревшего топлива, отданная в остужающую воду.

    
    
    
    Вычисляется площадь поверхности холодильной машины по выражению

                      .                                                  (4.17)






    
    
    4.4 Система сжатого воздуха

    Ёмкость всех баллонов для запуска двигателей вычисляется по выражению

                       ,                                                  (4.18)

где v =(8–10) м3/м3 – необходимый объем воздуха для запуска дизельного двигателя; 
      Vц – сумма объема цилиндров дизелей, производящих запуск при помощи воздуха, м3;
       m – число последовательных реверсирований и запусков; 
       р0 = 0,1 МПа – давление воздуха в атмосфере; 
       рб1– начальное давление воздуха после заполнения баллонов, МПа;
       рб2– рабочее давление воздуха в баллоне, при котором можно осуществить пуск дизельного двигателя,  МПа. 

    Объем всех цилиндров дизеля, запускаемых с помощью воздуха, м3 равен
    
    
    
    где n – количество цилиндров дизеля
    S – длина хода поршня, м
    








     Резерв воздуха с давлением должен храниться не меньше чем в двух баллонах, и  с не менее чем половинным резервом сжатого воздуха в каждом баллоне. Подбираем пару баллонов по 80 литров каждый

     Vпб=160

    Вместимость баллонов для тифона высчитываться по выражению

                                ,                                              (4.19)

       где  – затраты незанятого воздуха в тифоне, устанавливаемый от разновидности высоты сигнала. При высоте гудка «тенор» принимаем = 3 м3/мин ;
      = 10 мин – длительность сигнала гудка без восполнения баллона; 
      и – конечные и начальные давления в тифоном баллоне.


 



Vтб=80

Выбераем тифонный баллон объемом 80 литров.

    Мощность любого из компрессоров, м3/ч, обязана снабжать наполнение всех баллонов от первого пуска до завершающего не более чем за 1 час:

                                     ,                                         (4.20)

где ? =1 ч – период наполнения баллонов. 
  





    Принимается компрессор КВГД-М
    Подача 2.78 м3/с,  
    конечное давление 6МПа, 
    мощность 4,5 кВт


    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

    5 Системы общесудового назначения
    
    5.1 Системы  пожаротушения
    
    5.1.1 Системы пенотушения 


         Суммарное число эмульсии, м3, потребное для взятие под контроль пожара в части судна площадью А, вычисляется по формуле

                                                                                                    (5.1)

где q – насыщенность выдачи эмульсии, м3/(ч?м2);
       ? – приближённое время постоянной работы системы, мин.





    Объем воды, нужной для создания эмульсии, м3, равно:

                                                       Vw=VЭ/Кпо,                                                     (5.2)

где коэффициент Кпо, придает значение процентному содержанию содержания пены в эмульсии, берется равным 1,06 при кратности пеновой массы 100:1;

Vw=4.104/1.06

Vw=3.87

    Производительность насоса за час, м3/ч, дающего воду в систему тушения пеной, равна

                                            .                                           (5.3)




    Объем выработанной пены за период времени ?  вычисляется по формуле

                                                       VП=VЭКрп,                                                    (5.4)

где Крп=100 – коэффициент увеличения объема пены.

                                                         



    Расход устройства, образующую пену, м3, равен

                                                                              (5.5)

   
                                                          


    5.1.2. Система пожаротушения

    Наибольшая производительность пожарного насоса, м3/ч, вычисляется по выражению
    
                                         ,                                                    (5.6)
    
где nk – число синхронно действующих пожарных кранов согласно требованиям Регистра; 
      Qш – затрата воды сквозь поток пожарного рукава, выбираемый для диаметров впрыска 12, 16 и 19 мм соответственно 9, 13 и 17 м3/ч;
       z – количество пожарных насосов на катере.
    




    Поток воды по одному пожарному шлангу при диаметре сопла dс вычисляется по формуле:

                                  ,                                      (5.7)   
    
где ? =0,98–1,0 – коэффициент скорости течения из соплового отверстия;
       Нс – давление воды у спрыска, м вод. ст., вычисляются по выражению (5.8).  

   


    
    При дефиниции давления у спрыска применяется выражение, в котором всеобщая возвышенность отвесной струи принимается равной 12 м над палубой наиболее высокой постройки или рубки

                                                                                           (5.8)





    Подачу тушения пены и работу двух стволов тушения воды находим по формуле:

                                            (5.9)





         Принимается пожарный насос марки К80-50-200,
     Подача =50 м3/ч ,
         Габариты 127х458,
         Мощность 10,5 кВт
         Мощность электродвигателя = 15 кВт


    
    

    5.2 Осушительные системы

    Производительность откачивающего насоса, м3/ч, подсчитывается по выражению

                                             ,                                                  (5.10)

где   ?=2–4 м/с – насыщенность циркуляции принимающего участка насоса;
     d – внутренний диаметр приёмной трyбки насоса, м. 



    Диаметр d, мм, находится по стандартной формуле Речного Регистра
    
                                         ,                                           (5.11)
    
где   L,B,H – расчётные длина, ширина и вышина корпуса судна, м.





    Диаметр внутри принимающего отпрыска d1, мм, соединённого с магистралью, а также диаметр принимающего канала резервного ручного насоса определяется по выражению
  
,                                        (5.12)

где    l,b – габаритная ширина и длина теоретически затопленного отсека, м.






     Был выбран осушительный  насос марки НЦС-3, Q=10 м3/ч ,
     Габариты 1120х385х540,
         Мощность 3 кВт
         Мощность электродвигателя = 4 кВт
    
    5.3 Система подсланевых вод
     
    Способность работать без швартовки к берегу по водам, которые содержат нефть, сут, вычисляется по формуле

                                      ,                                         (5.13)





где  Vnw – ёмкость общей сборной цистерны для вод, содержащих нефть, м3;
       Qnw – вычисленное суточное скапливание вод, содержащих нефть, м3/сут.                                                                                                 


    5.4 Балластные системы 
    
    Балластная система на данном судне не предусмотрена.
    
    5.5 Система вентиляции судовых помещений

    Интенсивность циркуляции воздуха МКО, м3/ч, вычисляется, отталкиваясь от условий отведения тепла от дизельных двигателей, электрических агрегатов и прочей оснастки по выражению
                                               (5.14)

где Фдвс= 0,02 (Вчг+ Вчв)Qнр – общий поток теплоты, отдаваемый от главных и вспомогательных дизелей в МКО, кДж/ч;




        
Фдвс= 0,02 (208.2+ 2.11).42700

Фдвс=374052

       Фэ=3600?Nэ(1-?)/? – общий поток тепла подаваемый в помещение машинного отделения от располагающего там электрических двигателей, кДж/ч;

Фэ=3600.(1-0.8)/0.8

Фэ=112500

где   св=1,04 кДж/(кг?К) – массовая изобарная ёмкость тепла окружающего воздуха; 
        ?в = 1,29 м3/кг – плотность воздуха; 
        Вчг,Вчв –расходы за час дизельного топлива по основным и вспомогательным дизелям, кг/ч.
        ?Nэ – общая мощность всех электрических двигателей и электрогенераторов, находящихся в МО, кВт;
	
?Nэ=62.5+62.5

?Nэ=125

       ?=0,80–0,85 – средние показатели КПД электрических агрегатов.
 
    Известно, что доля приточного воздушного потока Vд уходит из МКО через газовую трубу дизелей, то объем выходящего воздуха, м3/ч, должен быть менее вычисленного согласно выражению и равно
    
                                            ,                                                 (5.15)

где Vд = 60?Vц ?vnz – объем воздуха, циркулирующего в двигателе на протяжении часа;



Vд = 60. 0.05. 0.8. 0.5.1500=1800 

       ?Vц – общий объём цилиндров всех дизельных двигателей; 
        ?v= 0,7–0,9 – стандартный коэффициент заполнения цилиндра дизеля;   
        n – скорость оборотов КШМ дизельного двигателя за минуту; 
         z – коэффициент тактности, принимаемый 0,5 для четырёхтактных двигателей.
 



     
        5.7 Санитарные системы
    
    5.7.1 Система водоснабжения
    
    Мощность аппарата приготовления воды для мытья и питья (СППВ), м3/ч, вычилсяется по формуле 
    
                                                       (5.16)

где   kст  – коэффициент запаса;
         qв – стандарт потребления воды для мытья и питья на члена экипажа в сутки, литр;
         А – количество экипажа на судне (пассажиры не предусмотрены);
          ?ст  – период действия аппарата в сутки (принимаем грузовые суда ?ст =10 ч.)


    
    
    
    
    Ёмкость накопительного бака, м3, с принятием во внимание максимально возможной затраты воды берется равным четырех часового объема производства станции
                                                                                    
                                                                                                 (5.17)
    
                                                        Vнб = 0,2
    
    Ёмкость гидрофора, м3, воды для питья и мытья вычисляется следующим методом:
    
                                                                (5.18)
    
где   Qч – часовое потребление воды, м3/ч;
     i – число заполнений гидрофора в час (берется равным 3-4). 
    
                                                    
    
                                                    
    
    Расход воды за час вычисляется по выражению
                                                                                            (5.19)
    
    
    Qч=0,0204
    
    Абсолютная вместимость, м3, гидрофора при наилучшем отношений давлений   равным 2.1 будет равна
    
                                                                                                  (5.20)
    
    
    
    Vг = 0,014
    
    
    Исходное давление в гидрофоре р1= 3 бара, а после работы р2 = 1,5 бара.
    
    Производительность санитарного насоса, м3/ч, функционирующего на гидрофор, вычисляется по выражению
                                                    (5.21)
    
где  kсн  – коэффициент запаса подачи;
        ?сн  – длительность действия насоса в сутках, ч.
    
    Принимается  kсн =1,05;  ?сн = 2 - 4 ч.
    
    
    
    Qсн = 0,257
    
    Отчистка воды	ОЗОН-1
    Подача 140 л/ч
    
    5.7.2 Cточно-фановая  система 
    
    Ёмкость шламового бака для стока загрязнений, полученные при фильтрации загрязненной воды, должен гарантировать скопление шлама в длительности 5–15 суток.
    Проектирование фекальной системы приводится к вычислению объема фекальной цистерны, вычислению и подбору мощности фекального насоса.
    
                                                                                       (5.22)
    
где Кs – коэффициент запаса ; 
       qf  – предполагаемое количество фекальных масс, л/(чел сут);
       ?r – автономность работы катера без причаливания к берегу порта, где судно сдает фекальные массы на очистные сооружения. 
    
                                                             
    
    =3,31
    
    Коэффициент запаса берётся равным 1,1–1,2, длительность ?r для данного типа судов время работы в акватории порта  (обычно 2–5 суток).
    
    При совместном механизме стоков для хозяйственных и фекальных вод в выражение добавляется сумма стоков по правилам Регистра.
    
    Производительность насоса, м3/ч, для выведения грязных вод рассчитывается по выражению
    
    Qf =(1–3)Vf ,                                                   (5.23)
    
                                                             

                                                      
    
исходя из этого, насос гарантирует откачку от 20 минут до 1 часа.
    
    Для переливания фекальных и сточных вод используются особенные насосы типа НФ и СД.

    Был выбран санитарный насос марки ВК1-16,
     Подача=3,6м3/ч ,
     Габариты 800х270,
     Мощность 1,5 кВт
     Мощность электродвигателя = 1,2 кВт 

    
    Был выбран фекальный насос марки ФГ 14,5/10, 
    Подача=14,5м3/ч ,
    Габариты 980х327х443, 
    Мощность 1,7 кВт
        Мощность электродвигателя= 2,2 кВт 

    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    


    6  Расчет палубных механизмов 
    
    6.1 Расчет и выбор рулевой машины
    
    Расчет выполняется в программе МАTHCAD
    
    Рисунок 3- Момент на баллере руля
     
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Было выбрано рулевое устройство	РМ 160-2
    
    
    
     Были выбраны шлюпочные лебедки	МАП121-4
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

     

     
    
    
    
     
    6.2 Подбор якорно-швартовных  устройств
    
     6.2.1 Оснащение катера якорями, якорными цепями и швартовами
    
    Вес якоря определяется габаритами и предназначением судна, а также района плавания и нормирования Регистром. Определяющим фактором для подбора якoрей, цeпей и швартoвов – это характеристика снабжения, м2, получаемая по выражению
    
                                                 (6.1)
    
где L,B,H – габариты катера – длина, ширина и высота борта в метрах (выбираются  с опорой на судно–прототип);
       l, h – габариты катера, длина и высота надстроечных помещений и рубок (выбираются по чертежу судна–прототипа); 
       k – так как длина надстроек составляет 25?50% от длины судна, то коэффициент равен 0,5.
    
                                                      
    
                                                        =215,13
    При подборе швартовного троса Правилами Регистра  усилие на разрыв Рраз, кН, согласно нормам, должно быть  не менее: 
    
    для судов с характеристикой 100 < Nс< 1000 м2
    
                             Рраз =0,147 Nс +24,5,                                                    (6.2)
    
                                        
                                             
                                           Рраз  =56,12
    
    
    Швартовные тросы стальные. Их выбирают по показателям ра.......................