газова турбіна, М - мультиплікатор, ВГ - валогенератор, СЧ - стабілізатор частоти.
3.2 Визначення необхідної ефективної потужності
Вибір головного двигуна залежить від споживаної ним потужності. Необхідна ефективна потужність головного двигуна визначається у відповідності з наступною залежністю:
, (1)
де - коефіцієнт запасу потужності, що відображає можливе зростання опору, наприклад, при русі в складних метеорологічних умовах (приймаємо з інтервалу 1,1-1,3), R - опір руху судна із заданою швидкістю , визначається дослідним шляхом дослідних басейнах шляхом буксирування моделей і заноситься у сітку типорозмірів судів модульної споруди [1, с. 36, табл. 1.10], - експлуатаційна швидкість, - ККД валопровода, що враховує втрати на тертя в підшипниках і сальниках валопровода (приймає значення 0,9-0,98) [1, с. 16], - ККД передачі (так як передача відсутня), - Пропульсивную коефіцієнт, що враховує комплексну енергетичну ефективність гвинта (для одновальних судів може приймати значення 0,6-0,65) [1, с. 36].
Вибрані значення підставляємо у формулу (1) і розраховуємо ефективну потужність
Потужність енергетичної установки судів льодового плавання повинна бути меншою за визначену за такою залежністю:
, (2)
де - коефіцієнт впливу типу гвинта (для ВФШ), - коефіцієнт впливу типу носового освіти (для носовій краю з кутом нахилу ц, приймемо). У кожному разі твір має бути не менше 0,85, коефіцієнт впливу ширини корпусу (, В -ширина судна, Д - тоннажність по літню вантажну марку, приймемо), і - коефіцієнти, відбивають вплив категорії льодового посилення і водотоннажності (судно відноситься до категорії льодового посилення ЛУ2 (призначене для плавання в неарктичних замерзаючих морях - Балтика), для якого, [1, с. 38].
Підставляємо вибрані дані в формулу (2):
Отже, потужність обраної енергетичної установки задовольняє умові (2).
3.3 Розрахунок гвинта
Перевірка допустимості ПК по питомому навантаженні на гвинти проводиться за формулою:
, (3)
де - максимально допустиме значення питомого навантаження на лопаті гвинтів (для небуксірних судів 260 кВт/м2) [1, с. 39].
Перш за все, визначаємо діаметр гвинта. При визначенні максимально допустимого діаметру гвинта необхідно домагатися того, щоб виключалося вплив вільної поверхні води на роботу гвинта, тому можна знайти із співвідношення:
,
де - Діаметр гвинта, - розрахункова осадка судна, - допустиме відношення діаметра гвинта до осадки (для морських судів у разі застосування одновальної установки 0,7-0,75) [2, с. 75]. м
Підставляємо отримане значення в формулу (3):
ПК задовольняє умові (3).
3.4 Вибір головного двигуна
Вибір головного двигуна проводиться за максимальному режимові руху з найбільшою швидкістю (на режимі випробувань на швидкість) у відповідності з наступною залежністю:
;
Твір циліндрової потужності прийнятого типорозміру на число циліндрів, відповідне обмеженням на їх число, повинно бути не менше потужності, необхідної для руху з урахуванням прийнятого коефіцієнта запасу потужності, за вирахуванням потужності утилізаційної газової турбіни на режимі МДМ. Так як застосування валогенератора і турбокомпаундной системи вимагає додаткового обгрунтування, розглянемо варіант без цих пристроїв.
За розрахованої потужності вибираємо головний двигун з типорозмірного ряду ДВС типу МС [1, с. 36 табл. 1,5]. Технічні та масо-габаритні характеристики головного двигуна наведені в таблицях 3 і 4.
Таблиця 3. Характеристики головного двигуна
ФірмаMAN - Burmeister amp; WeinМарка двігателяL42MCМощность двігателя5970Мощность циліндра, кВт995Чісло циліндрів у складі агрегату, Z ц 6Діаметр циліндра D, м0,42Ход поршня S ц, м1,36Частота на режимі номінальної максимальної тривалої потужності (НМДМ) n max , об/мін176Частота на нижній межі області допустимих значень (МДМ) n min, об/мін132Удельний витрата палива на режимі (НМДМ) b е, кг/кВт0,1768Максімальное середнє ефективне тиск на кордоні області допустимих МДМ, бар18,418Мінімальное середнє ефективне тиск на кордоні області допустимих МДМ, бар11,5
Таблиця 4. Масогабаритні характеристики двигуна
Маса шестицилиндрового агрегату G аб, т123Масса одного відсіку циліндра даного типорозміру G ц, т16,5Дліна шестицилиндрового агрегату L аб, м6,325Межціліндровое відстань двох сусідніх циліндрів у складі агрегату L мц, м0,748Вертікальний фізичний габарит -відстань від нижньої поверхні лап фундаментної рами до верхньої точки двигуна Н габ, м7,4Вертікальний ремонтний габарит - мінімально необхідну відстан...
