Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Эксплуатация пропульсивного комплекса", страница 14

11.3.4. По мат. модели 4-го этапа эксплуатации определить величину С₁ на 10-ом месяце эксплуатации ПК.

11.3.5. По 4-ем значениям коэффициентов А_i и B_i построить линейные модели их изменения от номера этапа.

11.3.6. По полученным в разделе 11.3.5. моделям определить вид модели на 5-ом этапе (после 3-го докования, которое будет через 12 месяцев после 2-го докования)

11.3.7. По полученной модели определить прогнозируемое значение С₁ на 10-м месяце после 3-го докования.

12. Практическое занятие № 12.

Тема: «Эксплуатация ПК. Проблемы экономии топлива».

12.1. Теоретическая часть.

Последние 35 лет характеризуются постоянным ростом цен на топливо. В морских державах морские потребители расходуют топлива больше, чем сухопутные. В таких странах как Англия, Норвегия и т.п. флотом потребляется десятки миллионов тон топлива в год на миллиарды долларов. Поэтому проблемы экономии топлива на флоте являются основными. Новейшие суда имеют большое количество конструктивных нововведений, направленных на экономию топлива:

·  большое отношение L/B;

·  винты большого (до 10.5 м.) диаметра, имеющих малую частоту вращения;

·  носовые и кормовые бульбовые оконечности, снижающие волновое сопротивление на 10-15%;

·  несимметричные кормовые оконечности для закрутки потока;

·  контрвинты;

·  предвинтовые насадки.

Несмотря на все это, в настоящее время из подводимой топливом энергии полностью используется лишь 38.2%, а остальные 61.8% составляют потери.

Среди потерь можно выделить несколько основных:

·  выпускные газы ГД – 19%;

·  гребной винт (новый) – 13.9%;

·  нагнетание воздуха – 12.7%;

·  охлаждающая вода – 6.5%;

·  смазочное масло – 3.9%;

·  вспомогательные дизель-генераторы – 3.7%;

·  итого – 59.7%.

Основные силы научного и конструкторского обеспечения флота должны быть направлены на снижение и утилизацию этих потерь. Перечисленные выше потери даны для нового судна. На судне, находящимся длительное время в эксплуатации, все эти показатели еще хуже по следующим причинам:

·  из-за износа ЦПГ снижается мощность ГД (из-за снижения P_i, P_Z, P_C);

·  из-за износа топливной аппаратуры снижается мощность ГД;

·  из-за плохой регулировки клапанов (для 4-х тактных дизелей) или закоксованности продувочных окон (для 2-х тактных дизелей) снижается мощность ГД;

·  из-за плохой регулировки момента опережения впрыска топлива снижается мощность ГД;

·  из-за повышенной шероховатости корпуса судна и его винта винт становится «тяжелым» для ГД на меньших, чем номинальные, оборотах (при ВФШ) или при меньших, чем номинальные, углах разворота лопастей (при ВРШ).

Все перечисленное приводит к снижению скорости судна, а это, в свою очередь, приводит к снижению провозной способности транспорта и снижению доходов. Иногда экипажами судов предпринимаются попытки поддержать заданную скорость путем форсированной эксплуатации ГД, но это всегда сопровождается перерасходом топлива, а иногда и авариями с ГД из-за перегрузки. Из теории и практики эксплуатации дизелей известно, что дизель нельзя длительное время эксплуатировать ни на максимальной, ни на номинальной нагрузке, а можно лишь на т.н. эксплуатационной. Величина эксплуатационной нагрузки определяется величиной разброса мощностей между цилиндрами двигателя.

e_{ГД Э} = 101.89 – 0.857Δe_Ц                                (61)

Потеря тяги судном на свободном ходу из-за износа ГД, повышенной шероховатости винта и корпуса, определяется по методике, изложенной в [3]. По величинам ΔР_Р и

e_{ГД Э} можно определить прогнозируемую скорость хода судна. Для этого необходимо по e_{ГД Э} рассчитать e – относительную мощность, пошедшую на винт (в %), и по зависимостям (62) и (63) определить скорость хода без перегрузки ГД.