船舶动力装置原理与设计_第6章

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1、船舶动力装置原理与设计讲义船舶动力装置原理与设计讲义第6章船舶动力装置设计——设计观点——设计内容——设计程序——计算辅助设计——设计中应考虑的问题——机舱布置2009年10月设计观点•全局与综合的观点：综合考虑可靠性、经济性和机动性•相关与协调的观点(主机燃用重油或轻油）淡水冷却泵εHbPk排量按所带走的散热量进行估算：q=uzeb式中：dCtt()−ρqd——淡水冷却泵排量，m3/h；dd21bz——主机燃油消耗率，kg/（kWh）；Peb——主机标定功率，kW；k——裕度系数，取1.2～1.3；提高进出主机的淡水温差，但温差过大，Hu——

2、燃油低热值，J/kg；淡水在主机出口处温度过高，就会导致Cd——淡水比热容，J/（kgoC）冷却效果的降低及气缸磨损率的增加ρ——淡水密度，kg/m3；dt1——淡水进主机温度，℃；t2——淡水出主机温度，℃；ε——冷却水带走的热量百分比（%）又如机舱的位置•优化设计的观点2下午2时19分1优化设计的问题•在船舶动力装置设计中，如何选取合理的设计参数，使装置效率最高、油耗最小、材料最省，在机舱管系布置设计中，如何使所选设备容量最小，管路最短，而又能满足设计要求；•在轴系布置中又如何使轴承负荷小而均匀；•船用齿轮箱优化设计程序；•船机桨工况最优配

3、合设计程序；•船舶柴油机余热利用系数优化设计程序；•船舶动力装置海水冷却管系温度参数的最优选择程序3下午2时19分计算机辅助设计•设备选型设计系统•主机选型优化设计•发电机组选型设计锅炉选型设计•机舱布置设计•管系设计与布置•轴系校中与振动集成计算4下午2时19分2船舶动力装置设计的复杂性原因1)各种船舶用途的复杂性：任务繁多、要求各异2)动力装置除完成上述各种任务外，船员、旅客在其上生活工作，动力装置必须提供必要的条件。3)船舶这种水上的“活动建筑物”，在任何时刻都受到风浪、水流、气候等环境因素的直接影响，且长时间离开陆地，独立活动，要在孤立

4、无援的条件下保障安全、正常工作。4)船舶排水量也是有限的，动力装置必须布置在有限空间内。5下午2时19分船舶动力装置设计的特点•须符合船舶的特殊使用条件——船用条件，包括环境条件、空间条件。•须设计成具有必要的目标任务条件和合适的保障条件，包括营运条件、作业条件、研究条件及工作条件、生活条件和生存条件。•须全面地综合地进行设计、进行通盘考虑，包括动力装置与总体性能、动力装置与其他专业、动力装置内部各子系统之间的综合平衡和匹配，以实现预定的技术经济指标。•须全面掌握动力装置所覆盖的各技术领域，如船舶推进技术、热能转换技术、电气技术、安全技术、消防

5、技术、防污染技术、冷藏技术、通风和空调技术、仿真技术以及人员生活、生存技术等。•受控于国际公约、规则、船级社规范、船旗国法规等要求和约束。•须根据市场经济的特点，对设备的选用和配套应在目标成本的控制下进行。下午2时19分63原则要求•1.可靠性(冗余度)•2.营运经济性•3．建造经济性•4．操纵性(操纵简单,管理方便)•5．可维修性(设备的结构形式系统与管路的布置应使维修方便简捷)•6．重量、尺寸指标•7．振动、噪声指标7下午2时19分•经济性：一个是属于船体工作方面的性能。为了提高船体方面的性能，在设计运输船舶时要力求向装载量大、航行阻力小

6、、推进效率高、装卸速度快、造价低等方面努力。另一个属于动力装置方面的性能。为了提高船舶的运转经济性能，在设计运输船舶时要力求燃料消耗少、维修保养简便、重量尺寸小、使用期长、造价低等。（1）提高装置的推进效率。其中，提高螺旋桨效率最为有效，另—途径是改善船、机、桨之间的配台（2）提高装置热效率–选用低油耗高热效率的主机–采用劣质燃料–充分利用装置废热（3）改进船舶操纵，实行经济航行（4）努力降低建造成本。8下午2时19分4具体要求•符合任务书或规格书或合同文本对动力装置的要求。•符合船舶总体性能对动力装置的要求。•符合该船所入船级的船级社规范的要

7、求。•符合该船登记国(船旗国)的有关法规。如挂中国旗，应符合“船舶和海上设施法定检验规范”，•符合该船受控的国际公约、规则的要求(Solas公约、MARPOL公约)。•符合该船营运中所涉水域或港口的有关规定（如进入美国水域或专属经济区则应符合美国海岸警卫队USCG的规则；巴拿马运河规则等）。•符合设备厂规定或推荐的系统设计要求，或与其协调，以最终满足具体船舶的要求9下午2时19分主要内容•(1)主推进系统设计。包括主机选型、主机及齿轮箱配套、主机及齿轮箱和调距桨配套等；•(2)轴系设计；·•(3)电站设计(主电站及应急电站)；•(4)热源系统设

8、计(蒸汽、热媒油等)；•(5)动力系统设计(燃油、滑油、冷却水、压缩空气、进排气、加热蒸汽或热媒油等系统)和辅助设备选择；•(6)船舶系统设计(疏排水