⑴ 船舶动力装置的介绍
船舶动力装置是为保证船舶正常营运而设置的动力设备,是为船舶提供各种能量和使用这些能专量,以属保证船舶正常航行,人员正常生活,完成各种作业。船舶动力装置是各种能量的产生、传递、消耗的全部机械、设备,它是船舶的一个重要组成部分。 船舶动力装置包括三个主要部分:主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备。
⑵ 动装之管系
第5章船舶管路系统
1. 何谓船舶管路系统?船舶管路系统有哪几类?
答:船舶管路系统是船舶为了完成一定任务而专门用来输送和排出液体或气体的管路、机械设备和检测仪表等的总称,常简称为船舶管系。船舶管系分为动力管路和船舶系统,动力管路有:燃油管路;滑油管路;冷却管路;压缩空气管路;排气管路。船舶系统可分为:舱底水系统;压载水系统;消防系统;通风系统;供水系统;制冷与空调系统;货油系统等。
2. 燃油的质量指标有哪些?
答:燃油的质量指标有:十六烷值;密度;粘度;凝点、浊点和倾点;机械杂质和水分;热值;闪点。
3. 画简图说明燃油管路的功用。
4. 画简图说明日用油柜的结构特点。
5. 油舱的总容积在理论计算的基础上,还应考虑哪些系数?
答:容积系数Cr 1.1~1.2、储备系数Cc 1.1、风浪系数Cf 1.05~1.2。
6. 简述船舶设计对燃油管路的要求。
答:1各舱柜间应有管路连通,管路丄应设截止阀,以便关断保证船舶倾斜时正常供油。2大中型船舶设独立驱动的燃油输送驳运泵,小型船舶设手摇泵,保证连续供油。3各油舱油柜供油管路上的截止阀或旋塞应直接装设在舱柜壁上,深油舱日用油柜出口管路应设置速闭阀,以便在发生火灾或危机情况下能在该处外迅速将其关闭。4燃油管路必须与其他管路隔绝,不得布置在高温处、电气设备处。5沉淀舱柜以及专设沉淀舱的燃油舱或日用油柜,应装设自闭式放水阀或旋塞。6大型船舶燃用两种燃油,应设有两套供油管路,设置燃油回油集合筒以收集回油,并用于两种燃油的混合和撤换。
7. 简述滑油管路的功用、组成与种类。
答:功用:滑油管系给柴油机、增压器等船舶动力装置设备供应足够的合乎质量要求的滑油,确保有关摩擦副处于良好的润滑状态,避免发生干摩擦,并在润滑过程中带走部分热量,起一定的冷却作用。组成:滑油管系一般由滑油贮存舱、华油循环柜、滑油泵、净化设备及滑油冷却器等组成。种类:滑油管系根据柴油机的结构型式可分为湿底壳式和干底壳式两种。
8. 简述船舶设计对滑油管路的要求。
答:1滑油管系的布置应保持在船舶一定的横倾和纵倾范围内可靠地供油。2滑油循环泵的布置影视吸入管长度尽可能短,因此油泵应尽量靠近柴油机或循环油柜。3为减少管路阻力和管路振动现象,在滑油循环泵到过滤器管路上要使弯头尽可能少,并缩短此管路长度。4滑油过滤器一般布置在滑油冷却器前,滤器前后要装设压力表,管路中还映射低压警报器。5滑油贮存柜要靠近甲板注油口,并有一定高度,以借重力给循环柜补充滑油或进入驳油泵。6如果增压器采用强制循环式压力润滑,则设置增压器滑油重力柜作为应急用,重力柜的高度必须在增压器轴线上方约12m处。
9. 简述冷却管路的功用和形式。
答:功用:是对主辅柴油机、主辅机的滑油冷却器、淡水冷却器等热交换器、轴系中的齿轮箱、轴承、尾轴管等需要散热的设备供以足够的淡水、江水、海水或冷却油,进行冷却,以确保其在一定温度范围内可靠工作。形式:开式冷却管路和闭式冷却管路。
10. 画简图说明开式冷却管路的原理和特点。
答:原理:海水泵4将海水自海底门1经通海阀2滤器3送至温度调节器5,在进入滑油冷却器和主机,冷却有关部位后汇集于总管,然后推开单向阀排至舷外。温度调节器自动调节冷却水的流量,使滑油温度和进入柴油机的水温在允许的范围内。特点:开式冷却管路设备少、管路简单、维护方便、水源丰富。不过,冷却水水质差,杂质造成堵塞或附着在冷却表面,还是对金属壁腐蚀,使传热条件变坏,使金属壁过热受损;舷外水温度变化大,直接受季节、区域的影响,变化幅度大,不利于进入柴油机冷却。只适用于小型柴油机和对冷却水要求不严格的各种热交换器、空气压缩机、排气管、尾轴管等的冷却
11. 画简图说明闭式冷却管路的原理和特点。
答:原理:淡水泵1自淡水冷却器8吸入淡水,进入柴油机3冷却高温部件后,又回到淡水冷却器8,进行闭式循环。海水进行开式循环,只是管路中包括了淡水冷却器。特点:淡水水质好,不会产生堵塞流道和析盐现象,积垢少,易于控制柴油机进出水温度,但这种管路设备多、管路复杂、维修管理不方便,广泛用于大、中型船舶。
12. 简述膨胀水箱的作用。
答:闭式冷却管路中设置膨胀水箱,以适应管路内淡水随温度变化而产生的体积变化;在柴油机但水管最高处接出透气管与膨胀水箱上部相通,让淡水分离出来的气体逸入大气;膨胀水箱置于淡水泵吸入口以上一定高度,使吸入管路保持一定的水压,防止产生汽化现象;象管路内补充淡水。
13. 为什么船舶要设高位和低位海底门?有何要求?
答: 船舶机舱至少设两个海底门,布置在船舶的左右两舷,低位海底门在机舱底部,高位海底门则设与舭部。对于大型船舶尾机舱,海底门要尽量布置在机舱前部,以避免吸入空气和污水。 海底门应设隔栅或孔板,以阻挡大的污泥杂质进入海水管路。海水箱上应设透气管,压缩空气管和蒸汽管,以便吹除污物和冰粒等。
14. 海底门结构有何特点?
15. 冷却水进出柴油机的温度有和要求?为什么?
16. 画简图说明温度调节器的作用。
17. 简述船舶设计对冷却管路的要求。
答:1船舶机舱至少设两个海底门,布置在船舶的左右两舷,低位海底门在机舱底部,高位海底门则设与舭部。2海底门应设隔栅或孔板,以阻挡大的污泥杂质进入海水管路。海水箱上应设透气管,压缩空气管和蒸汽管,以便吹除污物和冰粒等。3排水口排出用过的污水,通常布置在海底门或吸入口之后,并尽可能使两者远离。4除主机自带水泵外,还必须设有独立驱动的备用泵,小型船舶可用其它足够排量的泵代替。5海水管路底布置应在满足对各种设备底压力和温度参数的要求,力求设备能量小、管路短,方便操纵和检修等。6采用闭式冷却时,每台主机应有独立的闭式冷却管路,并且有海水管路和淡水管路间设连通管。中间设阻隔阀,以便闭式冷却器管路发生故障时,则可采用直接冷却方式,用海水进行冷却。7航行于海洋的船舶,当采用海水直接冷却时,必须采用在冷却水套内插锌棒等防腐措施。
18. 压缩空气在船上有哪些用途?
答:柴油机的启动、换向、操纵;离合器、齿轮箱的操纵;压力柜充气(淡水、海水);吹洗海底门、油渣柜等;汽笛、雾笛吹鸣;遥控和自动控制系统的能源;灭火剂的驱动喷射;杂用,风动工具等;军用船舶武器的发射。
19. 空气瓶上有哪些附件?各有什么作用?
答:1空气瓶:用来储存压缩空气以备使用,启动空气瓶、汽笛空气瓶、杂物空气瓶等;2空气压缩机:供主机启动使用,一般有两台,一台有主机以外的动力驱动;3汽水分离器;4空气减压阀;5安全阀:当工作压力超过规定值时便自动开启,压力复原后有自行关闭,借以保护管路和设备
20. 简述船舶设计对压缩空气管路的要求。
答:1用压缩空气管系启动的主机,必须有独立的空气压缩机。2空气瓶的布置,可以直立或卧放,一般放在船体结构较强的部位。3在空压机向空气瓶充气的管路上,应装气水分离器。在空压机、空气瓶、冷却器和减压阀的出口管路上,须装设压力表和安全阀。4压缩空气管系一般采用集中供气方式。
21. 简述气水分离器的工作原理。
答:空压机排出的空气经弯管进入二虑板之间,而后穿过虑板,由排出弯管接头3送入空气瓶中,利用急剧改变气流流动方向,使所带油水微粒因其惯性相互碰撞而滴入分离器底部,定期通过件6泄放。
22. 排气管路的功用是什么?有哪几种形式?
答:功用:排气管的功用是将主、辅柴油机及辅锅炉的废气排到机舱外的大气中去,使机舱保持良好的环境。此外,还要考虑降低排气噪声、余热利用和满足特殊要求(熄灭废气中的火星)。柴油机的排气形式有水上排气和水下排气两种。水下排气用在军用船上较多。形式:1柴油机的废气直接由排气管经消声器排至大气;2在消声器和柴油机集气管之间装设热膨胀补偿器,补偿排气管路因受热而引起的管子变形;3管路上装有废气锅炉,柴油机的废气经膨胀接头、废气锅炉排至大气;4对以上3的形式,旁通管路不装消声器;5对以上3的形式,用废气燃油混合式锅炉替代废气锅炉,利用废气调节阀控制锅炉蒸汽产量。
23. 舱底水系统的布置设计有何特点?
答:全船舱底水管系应根据船舶的特点和安全要求来布置,以保证有效地抽除舱底水。管系布置应保证船舶在正浮或向任何一舷倾斜不超过5°时皆能抽干舱底积水,且不允许舷外水或任何水舱中的水经该系统进入舱内。故在舱底水的管路中,只允许水流单向流动,是“只出不进”。
24. 舱底油水分离器应满足哪些要求?
答:舱底水中含有大量污油,直接排放至舷外将造成航行水域和港口的污染,所以必须装设舱底油水分离器。船用舱底油水分离器满足下列要求:舱底水经处理后应达到所规定的排放标准;在15度倾斜下仍能正常工作;能自动排油;构造简单、体积小、重量轻、易于检修。
25. 压载系统的主要功用是什么?
答:压载水管系的功用是对压载水舱注入或排除压
载水,达到:保持适当的排水量、吃水和船体纵、横向平衡;维持适当的稳心高度;减小过大的弯曲力矩和剪切力;减轻船体振动的目的。
26. 压载系统的布置设计有何特点?
答:对压载水管系的要求 1)压载水在管内的流动是“有进有出”。即要通过同一管道将压载水注入某压载水舱和自该舱排出压载水.因此在管系中不可设置止回阀,而要通过截止阀箱调驳。2)在大型船舶上,为防止海水自压载水管泄漏至货舱,压载水管都敷设在双层底舱中央的管弄内。其吸入口在各舱的布置,应有利于压载水的排出。3)首尖舱和尾尖舱的压载水管穿过首、尾隔舱时,最好设有可在上甲板启闭的闸阀,以便在船体首尾部撞破时立即关闭闸阀,防止舷外水进入压载水系统。布置形式:支管式、总管式、管隧式。
27. 淡水压力柜的容积如何计算?
答:淡水压力柜容积与所需消耗的水量有关,是水柜内压缩空气最小容积V1、有效容积V2和无效容积(死容积)V3之和。因此必须先算出V1V2V3才能确定淡水压力柜的容积。
28. 管路系统的管径如何确定?与哪些因素有关?
答:管径是根据管内流体流经管子的能量损失来决定的,在流量一定的情况下,管径主要取决于管内流体的流速。影响因素:流体的容积流量、管内流体的流速、流体的质量流量和流体的密度。
29. 从总体上说,管路的布置应满足哪些要求?
答:管路布置既要考虑各管系内机械设备、管子及其附件之间的相对位置,又要处理好各管系之间、管系与其他机械设备以及与船体之间的相互关系。在管系设计和布置时应慢速机舱布置要求和充分考虑管系设备的工作特点,以保证整个动力装置可靠、方便和经济性地进行运转。可靠性、操纵性、经济性。
第6章船舶动力装置设计
1. 船舶设计一般分为哪几阶段?画出其流程图。
答:初步设计 详细设计 生产设计和完工文件编制
2. 扼要说明技术任务书中船舶动力装置的主要内容。
答:主机型号 传动方式 航区和续航力 耗油量或节能要求 电制 发电机台数和功率 起货机太熟 驱动方式和功率 机舱自动化和遥控要求 甲板机械台数和功率 通风空调冷藏设备功率 等等。
3. 决定机舱位置的主要因素有哪些?
答:一是船舶的总布置规划要求 二是动力装置本身的要求。
4. 机舱布置有哪几种形式?比较其特点。
答:机舱布置的形式 机舱位于中部时 优点是船舶满载或空载时不会产生纵倾或纵倾很小 缺点是货舱容积减少 轴系效率降低。 机舱位于尾部时 优点缩短了传动轴系的长度降低建造费用及简化维修工作 缺点是满载或空载时 会产生较大的纵倾
5. 简述机舱布置的原则及要求。
答:1倾斜摇摆2平衡与重心3各机械设备间的相对位置4操作管理与维修
6. 简述船舶电站负荷的估算方法
答:需用系数法 统计回归经验公式法和三类负荷法 其中三类负荷法较准确
7. 船用锅炉的作用
8. 舶动力装置设计的主要内容是什么?从设计观点、设计方法、评判要求论述船舶动力装置的现状与发展趋势。
答:船舶动力装置设计的主要内容是 可靠性与机动性 经济性辅锅炉与电站 振动与噪声
⑶ 船舶主机配置及匹配的相关问题
1何为轴线?理论轴线是如何确定的?为什么有些船舶的轴线具有倾斜角和偏斜角?
答:(1)、轴线是指主机(或齿轮箱)输出法兰端面中心至螺旋桨桨毂端面中心间的连线。
(2)、先确定首尾基准,然后用下述方法确定:
拉线法:在规定的位置安装拉线架,并拉一根直径0.5—1.0mm的钢丝调整钢丝位置使其通过首尾基准点,此时钢丝就代表理论轴线。
光学法:利用光在均匀介质中直线传播的原理测定。先将光学仪器按两个基准光靶调好位置,使光轴同时通过光靶上的十字线中心,此时主光轴就代表理论轴线位置。
(3)、有时为保证螺旋桨浸入水中有一定的深度,而主机位置又不能放低,只能使轴线向尾部有一倾斜角,轴线与基线的夹角α,一般限制在0一5°之间。双轴线时除α角外,其与船舶纵中垂面偏角β,一般限制在0-3 °。从而保证轴系有较高的推力,不会因α、β角太大而使推力损失过多。
2中间轴轴承跨距的确定受哪些因素的影响?
答:不宜过小:对轴的弯曲变形、柔性和应力影响大(牵制多,附加负荷大);
不宜过大:(1)、轴系回旋振动和横向振动限制,若过大,易共振;
(2)、轴系间距过大,会使相应轴段的挠度因其重量的增加而增大,造成轴承负荷分配的不均匀性;(3)、轴承间距太大,受制造与安装工艺的限制。
2 赛龙轴承的特点
赛龙轴承具有耐磨性高、低摩擦、抗冲击性能好、加工性好安装简便的优点。
3 简述冷却管路的功用和形式。
答: 功用:冷却管路的功用是对船舶上需要散热的机械设备供以足够的液体(淡水、海水、江水和冷却油)进行冷却,以保证其正常工作。
形式:a.开式冷却管路:冷却液体为舷外水(海水、江水),舷外水由船外吸进,冷却机械设备后,仍排出船外,进行开式循环,又叫直接冷却。
b. 闭式冷却管路:由淡水泵吸入淡水对主辅机进行冷却,舷外水则通过淡水冷却器带走淡水的热量,又叫间接冷却。
c. 集中式冷却管路:用一个中央冷却器取代管路中服务于不同冷却对象的各分冷却器,进行海水和淡水的热量交换。
d. 舷外冷却管路:将淡水冷却器装在船舶水线以下船壳的外板上,利用舷外水进行自然冷却。
6 温度调节器的作用
答当温度调节器和淡水冷却器并连在柴油机的冷却水出口管路上时,就能够使柴油机出来的热水有一部分不经过冷却器,而直接排到淡水泵的进口。冷却水在某一温度时,波纹管内的蒸汽压力与弹簧压力平衡,调节阀处于一定位置。当水温升高时,波纹管内液体汽化蒸汽压力增高,推动调节阀上升,使流经冷却器的水量增加,旁通水量相应减少。反之,旁通水量增加。这样,通过温度调节器即可控制此旁通水量,从而控制冷却水在一定的温度范围内
8 船舶设计一般分为哪几阶段?画出其流程图。
答:报价设计→方案设计→技术设计→施工设计;
初步设计→详细设计→生产设计→完工文件编制。
7、船用锅炉的作用。
答:在一般干货船(散货船、杂货船、集装箱船)的蒸汽用途
寒冷季节的舱室取暖; 2)加热生活用热水;3)厨房各种需要;4)粘性油的加热;5)蒸汽灭火系统;6)制造淡水;7)特殊用途及杂用。
客船的蒸汽用途与干货船大致相同,只是生活用蒸汽量比重大。
油船的蒸汽用途
货油加热;2)蒸汽驱动的货油泵;3) 洗舱;4)锚机、绞盘等规范规定使用蒸汽动力机;5)货舱的蒸汽灭火系统
77 终结匹配设计 :已知主机的功率与转速、船舶的有效功率曲线、传动设备与轴系的传送效率ηs,、桨的收到功率Pd、船身效率ηh等,计算船舶所能达到的航速、螺旋桨的最佳要素(螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率)
12.为什么柴油机要设最低稳定转速线? 答 a.调速器与柴油机的配合 随着曲轴转速的降低,调速器与柴油机在配合中可能出现较大的波动,最终导致柴油机不能稳定运行,或因不均匀度过大而不能正常工作。B.热力循环的正常运行 曲轴转速过低时,各缸供油的不均匀度加剧;供油压力下降,导致柴油雾化不良、混合质量较差;缸内温度偏低,柴油不能完全燃烧,且各缸燃烧情况差别很大,使转速波动加剧;缸壁温度偏低还会加速燃气对燃烧室组件特别是缸套的锈蚀
C.建立油膜的需要 在轴与轴承及活塞与缸套等有相对运动的机件之间建立保护油膜,相对运动速度是个决定因素。曲轴转速过低,就不能保证建立连续的油膜。通常,最低稳定转速nmin=(30%~50%)neb。
20.画出系泊工况的配合特性图,并加以说明。
在船舶系泊(不动)的情况下运转主机和螺旋桨的工况。
船速进速系数均为零,故推进特性较陡,即在同一n时将吸收较大的功率。I是设计状态下的推进曲线;II为系泊时的,OA为主机额定外部特性;A额定设计工况配合点;B为系泊工况的机桨配合点,在系泊时配合点B处的功率要不额定值Pmc小很多,其转速也比额定n低,故作系泊实验时不能把主机n开到额定值,否则将使主机超负荷运行
21.画简图说明船舶减速时的特性。
曲线I 为桨在某一等速航行工况时的推进特性曲线;II、 III 为加、减速时桨的推进曲线,曲线1、2为主机不同供油量时的外特性线;欲使船减速,要求减小桨推力,主机减油,假定以外特性2的b点为起始点,主机供油量减小后,外特性从2变为1,住机遇将的n都减小,而此瞬间,船速由于惯性尚未减小,使得Vp/n增大,故在b点以下的减速线III低于I,平衡点从b转向b’,在b’点出主机求大于供(供油少了,实际船速高),故使工作点沿曲线1到达a点才稳定下来。(加速情况反过来,从a-a’-b)
22.画简图说明推进装置附带负荷的配合特性。
推进装置附带负荷是指主机的功率除了用于带动螺旋桨外,还通过齿轮箱的功率分支轴或传动轴带动其它负荷(如发电机、泵等)。
这时主机的供给功率必须等于或大于螺旋桨和附带负荷的功率之和。
按标定转速选配时,OA’为主机额定外特性,OB’A为桨推进曲线,n(min)是主机最低运转转速。在配合点A’出,主机供给功率=桨吸收功率+附带负荷所需功率,面积A’ABB’为主机相对桨剩余功率,按这种方案设计时,在一般常用n内,均可带动附带负荷,且仍有剩余功率(ACB’);
按常用转速配合时,n0为常用转速,Ps为n=n0时主机剩余功率,好处是剩余功率应用好,但如果按额定航速运行时,主机功率不能附带负荷了,需要采取弥补措施。
⑷ 船舶动力装置的含义指的是什么轮机工程和船舶动力装置的英文名称
船舶动力装置指推动船舶运行的装置,现今泛指柴油机,英文Marine diesel engine,也包括保证船舶运行的回其他设备:答发电机(generator engine)、分油机(centrifugal)、空压机(air compressor)泵浦(pump)等。
轮机工程:marine engineering
船舶动力装置:marine diesel engine。
⑸ 柴油机考试
动力装置原理与设计复习
第一章、船舶动力装置概论
1、如何理解船舶动力装置的含义?它有那些部分组成?
答:含义:保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。
组成:a.推进装置:主发动机,主锅炉,推进器,传动设备b.辅助装置:船舶电站,辅助锅炉装置c.机舱自动化d.船舶系统:动力管系,船舶管系e.甲板机械:锚泊机械,操舵机械,起重机械。
2、船舶动力装置的技术、经济及性能指标
答:技术指标代表整套动力装置技术装备总指标。包括功率指标、质量指标和尺寸指标。
经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率、装置总效率、推进装置热效率、每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。
性能指标代表动力装置在接受命令,执行任务中
的服从性、坚固性和对外界条件、工作人员的依赖性。因此它包括机动性、可靠性、自动远操作性能、牵拽性能以及噪声振动的控制等指标。
3、柴油机动力装置、蒸汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、核动力装置的特点。
答:(1)柴油机动力装置的特点:(柴油机没说,但是附上)
优点:A. 有较高的经济性,耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多;B. 重量轻(单位重量的指标小);C. 具有良好的机动性,操作简单,启动方便,正倒车迅速;D. 功率范围广。
缺点:A. 柴油机尺寸和重量按功率比例增长快;B. 柴油机工作中的噪声、振动较大;C. 中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害;D. 柴油机低速稳定性差;E. 柴油机的过载能力相当差。
(2)汽轮机推进动力装置的特点:
优点:A. 单机功率大;B. 转速稳定,无周期性扰动力,机组振动噪声小;C. 工作可靠性高;D. 可使用劣质燃料油,滑油消耗率也很低。
缺点:A. 总重量大,尺寸大;B. 燃油消耗率高;C. 机动性差。
(3)燃气轮机推进动力装置的特点:
优点:A. 单位功率的重量尺寸小;B. 启动加速性能好;C. 重量轻,体积小;D. 独立性较强,生命力好;E. 振动小,噪声小。
缺点:A. 主机不能反转;B. 必须借助启动机械启动;C. 叶片材料昂贵,工作可靠性较差,寿命短;D. 进排气管道尺寸大,舱内布置困难
(4)核动力推进动力装置的特点:
优点:A. 极少的燃料释放巨大的能量;B. 功率大;C. 无需空气。
缺点:A. 装置大;B. 操纵管理检查系统比较复杂;C. 装置造价昂贵。
4、经济航速、续航力的含义。
答:经济航速:指在规定的装载状态及航行条件下,主动力装置及辅助设备部分工作,船舶每海里燃油消耗量最少时所达到的航速。
续航力:指船舶不需要到基地或港口去补充任何一种物质(如燃油、滑油、淡水及备件等)所能航行的最大距离或最长时间。
5、画简图说明推进装置功率传递过程,并解释各个效率的含义。
a.指示功率:pi
表示柴油机气缸中气体作功的能力
b.主机最大输出功率:pn
c.最大持续功率:pmc
在规定的环境状况(不同航区有不同的规定,如无限航区环境条件:绝对大气压为0.1Mpa;环境温度为45℃;相对湿度为60%;海水温度“中冷器进口处”为32 ℃
和转速下,柴油机可以安全持续运转的最大有效功率。
d.轴功率:ps
指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率。
e.螺旋桨收到功率
是指ps扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。(桨前)
f.推力功率pT
是螺旋桨产生使船航行的功率。
g.船体的有效功率pR
5、主推进装置的基本组成。
答:推进装置由主机、传动设备、轴系、及推进器所组成。
6、主推进装置的型式及特点。
答:推进装置的形式有:
(1)直接传动推进装置
优点:结构简单, 使用寿命长, 燃料费用低, 维修保养方便, 噪声低, 传动损失少, 推进效率高。
缺点:重量尺寸大, 倒车必须利用可逆转发动机, 机动性差经济性差,低速和微速航行受到最低转速的限制。
(2)间接传动推进装置
优点:重量尺寸小, 主机转速不受限制, 轴系布置方便, 带到侧顺离合器时可选用不可逆转的主机, 有利于采用多机并车、单机分车与轴带发电机布置。
缺点:结构复杂, 传动损失大, 效率低。
(3)特殊传动推进装置包括
A、可调螺距螺旋桨推进装置
优点:经济性机动性操纵性较好, 适应船舶阻力变化, 主机或减速齿轮箱不必设换向装置, 有利于驱动辅助负载。
缺点:机构比较复杂, 保养困难, 造价较高, 尺寸大, 设计工况下效率比定距桨低。B、电力传动推进装置
优点:机组配置和布置比较灵活, 舱室利用率高, 机动性和操纵性好, 发电机转速不受螺旋桨转速的限制, 具有良好的拖动性能。
缺点:损失大, 传动效率低, 增加了发电机和电动机, 重量和尺寸较大, 造价和维修费用高。
7、主推进装置的选择应考虑的问题。(重点)(按自己需要精简)
答:(1)船舶用途、种类、要求:沿海货船、远洋货船、油船其航行工况比较稳定,主机采用大型低速柴油机,推进装置多是单机单桨直接传动,使用定距桨,设计工况下推进效率较高。客船的重要技术指标是快速性,较高的航速,吃水相对较小,同时对安全性、机动性、操纵性要求很高,因此,推进装置一般采用双机(多机)双桨(多桨)。如主机采用中速机或高速机,必采用间接传动以降低螺旋桨转速。渡船、拖船、渔船等船舶由于工况变化频繁,机动性要求高,而且机舱尺寸有限,故主机采用中或高速柴油机,多机多桨,并采用间接齿轮减速倒顺离合器传动箱或多速齿轮箱,有的为解决多工况问题也可采用可调螺距螺旋桨以适应多变工况的要求。港口的港作船对其操纵性要求高,可采用中、高速柴油机与双机(多机)双桨(多桨)或Z 型全回转推进装置。对于特殊的工程船如挖泥船、破冰船等可采用液力传动或电力传动装置等。
(2).主机总功率的大小:考虑主机类型与数目、轴系与桨的数目。大型低速柴油机单机功率大、耗油率低、耐用可靠,并可较大幅度降低运输成本和提高运输量,但重量大、尺寸大,适宜大型沿海和远洋运输船舶选用,一般采用单机单桨直接传动。若要求更大的主机总功率,则可采用双机单桨(单轴)、双机双桨(双轴)或多机多桨(多轴)等型式。此时主机大多是采用中速或高速柴油机,重量轻、尺寸小,便于机舱布置。
(3).按船舶航区的吃水深度:单机单桨直接传动的传动损失小,推进效率较高,但须选用可逆转的低速柴油机,吃水相对较深。采用双桨(多桨)可减小螺旋桨的直径,其舵的转向效果好,能提高机动性,减少船舶的吃水深度。有时根据特殊需要可在传动机组方面采用并车或分车装置等以适应船舶航区的吃水深度。
(4).按推进装置的经济性:在选择不同的推进装置型式时,应考虑其初投资,运输费用的大小和初投资回收年限等涉及到经济性与综合效益的因素。直接传动比间接传动的传动损失少,效率高。间接传动可降低螺旋桨的转速,提高推进效率,但要增加传动设备,初投资高。近年来,中速机单机功率不断增大,又成功地解决了烧重油的问题,耗油率有很大降低,可靠性和使用寿命大为改善。此外,其重量轻、尺寸小,有利于机舱布置。大型低速柴油机目前世界上日趋于采用B&W-MAN 与SULZER 两种,热效率高、燃料费用低的高效节能机。世界上有一些大型船舶,为了进一步节约能源,出现了超低速螺旋桨船舶,中间利用大型减速齿轮箱,获得桨的高效率,从而进一步提高经济性。再如电力传动,其操纵灵活,机动性好,效果与调距桨相似,从初投资费用看造价比调距桨大,推进效率较低。综上所述,在考虑推进装置型式时,要抓住主要矛盾,从全局的经济性出发,权衡利弊,优化方案,采用最佳的推进装置型式。
8、机桨匹配的两个阶段:初步匹配与终结匹配。
答:机桨匹配初步设计可分两类:
(1)在螺旋桨直径D 给定的情况下,已知船的航速v、有效功率Pe,在一定转速范围内,令机桨功率匹配,确定螺旋桨的最佳转速n、螺距比P/D、主机的功率Pb 以及敞水效率η0。
(2)在螺旋桨转速n 给定的情况下,已知航速v、有效功率Pe,在一定直径范围内,令机桨功率匹配,确定螺旋桨的最佳直径D、螺距比P/D、主机的功率Pb 以及敞水效率η0.
终结匹配设计:
是根据初步匹配设计所选定主机的功率与转速,传动设备与轴系的传送效率ηs,算得桨的收到功率Pd、桨的效率η0、船身效率ηh 等,计算船舶所能达到的航速和螺旋桨的最佳要素;即已知主机功率、转速和船舶的有效功率曲线,确定船舶所能达到的最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率。
9、课件98、99页110—121页MANB&W、Wartsila公司的Sulaer看一下。
10、何谓柴油机的推进特性?有何实用意义?
答:当柴油机作为船舶主机带螺旋桨,按螺旋桨特性(P = c ⋅n3)工作时,为柴油机的推进特性。
推进特性的实际意义:首先是根据柴油机的工作能力合理的设计、选用螺旋桨;其次是确定使用中功率与转速的配合点;第三是确定推(拖)船舶在各种工况下的负荷;第四是用以确定船舶的经济航速。
11、画简图说明柴油机的允许使用范围。
由限制特性线限定允许工作范围:
最高负荷限制特性线
最低负荷限制特性线
最高转速限制特性线
最低转速限制特性线
13、指出图中各线的含义,并说明I、II、III区的意义。
答:A点(MCR点100%功率、转速)C点(可作为实际设计负荷点功率储备)
D点(可作为实际设计负荷点转速储备)
AA’线:设计状态理论推进线(P= c )
EE’和 CC’ :桨过重或过轻时的推进线
Pe%线是平均有效压力pe的分数线
DD’:极限转速线 区域I:安全工作区 (A-D) 区域II :短时工作区 (B-A)桨过重 区域III:超转速工作区(D-F)试航时为达到设计航速使其能在100%pe条件下作超转速运转。
14、简述单机直接带桨的特点,画简图说明其配合特性。
答:PD=Pd,QD=QP,nD=nP
用柴油机不经过传动机组,直接带动一只螺旋桨。
(D主机,p螺旋桨);
只要改变柴油机油门,就会破坏机桨平衡,使二者获得新的配合,并使n增高或下降,得到不同转速。
I、 II 、III是螺旋桨推进曲线
I:设计推进曲线;II:桨重;III 桨轻
无论桨重桨轻,主机都不能发出全功率
15、何为轴线?理论轴线是如何确定的?为什么有些船舶的轴线具有倾斜角和偏斜角?
答:(1)、轴线是指主机(或齿轮箱)输出法兰端面中心至螺旋桨桨毂端面中心间的连线。
(2)、先确定首尾基准,然后用下述方法确定:
拉线法:在规定的位置安装拉线架,并拉一根直径0.5—1.0mm的钢丝调整钢丝位置使其通过首尾基准点,此时钢丝就代表理论轴线。
光学法:利用光在均匀介质中直线传播的原理测定。先将光学仪器按两个基准光靶调好位置,使光轴同时通过光靶上的十字线中心,此时主光轴就代表理论轴线位置。
(此问答案不确定)
(3)、有时为保证螺旋桨浸入水中有一定的深度,而主机位置又不能放低,只能使轴线向尾部有一倾斜角,轴线与基线的夹角α,一般限制在0一5°之间。双轴线时除α角外,其与船舶纵中垂面偏角β,一般限制在0-3 °。从而保证轴系有较高的推力,不会因α、β角太大而使推力损失过多。
16、中间轴轴承跨距的确定受哪些因素的影响?
答:不宜过小:对轴的弯曲变形、柔性和应力影响大(牵制多,附加负荷大);
不宜过大:(1)、轴系回旋振动和横向振动限制,若过大,易共振;
(2)、轴系间距过大,会使相应轴段的挠度因其重量的增加而增大,造成轴承负荷分配的不均匀性;
(3)、轴承间距太大,受制造与安装工艺的限制。(此题需斟酌)
17、画简图说明螺旋桨轴尾部结构各部分的作用。
螺旋桨轴的尾部是供安装螺旋桨所用,并传递和承受以下的负荷:
(1)、锥形部分用来承受正车推力;
(2)、倒车推力出固定螺母来承受;
(3)、主机的转矩则靠其键槽中所装的键或者液压安装螺旋桨过盈配合锥面的摩擦力传给螺旋桨。
18、简述白合金轴承、橡胶轴承、铁梨木轴承和赛龙轴承的特点。
答:(1)、白合金耐热性好,不伤轴颈;抗压强度较高。散热性好,不易发生摩擦发热而
致烧轴的事故,适用于各类船舶轴系。其缺点是制造修理复杂,而且价格昂贵。
(2)、橡胶尾管轴承:
优点:a.具有一定的弹性,可吸振,对安装误差及冲击的敏感性小,安装方便,工作平稳。
b.结构简化,毋须后密封,摩擦功的损失少,对水域无污染,运转费用低,管理方便。
c.对水中泥沙有一定的适应能力。轴系回转过程中硬砂粒被压入橡胶,避免砂粒对轴的磨损,面积存于纵向槽内的砂粒可被水流冲走。
d.由于橡胶有弹性,其接触面积较大,负荷分布合理。
缺点:a.制造比较麻烦,硫化工艺要求高需要加工精确的模具。
b.橡胶轴承中含有硫分,对轴有一定的腐蚀性。
c.橡胶的传热性差,温度超过65—70℃时易老化失效。
(3)、铁梨木木制组织细密坚硬,重量大,具有抗腐蚀性,顺纤维方向抗压强度高。浸于水中能分泌出一种粘液,可作为润滑剂;和青铜摩擦时,摩擦系数小,几乎不伤青铜轴套;耐磨性尚好,运转可靠。但当干燥时容易裂开和弯曲,在水中工作时会被泡涨,故加工安装前要浸泡。
(4)、桦木层压板材质坚实,强度较高、耐磨、耐水、耐腐蚀、电气绝缘性能好。取材方便,工艺简单,水涨性比铁梨木小,不会干裂,价格便宜。但是硬度高,材质较脆,切削性差,磨损量大,产生的摩擦热较大,在混浊水区铜套磨损量大。
(5)赛龙轴承具有耐磨性高、低摩擦、抗冲击性能好、加工性好安装简便的优点。
19、何为轴系的合理校中?有哪几种计算方法?(附加可能是轴系校中)
答:轴系合理校中是指根据轴系的机构要素,按允许的约束条件,用计算方法求出轴承的高低位置来调整轴系,使轴系上各轴承的负荷和轴截面上弯矩得以合理分配。计算方法有三弯矩法、有限单元法、力矩分配法。
20、简述多片式离合、倒顺、减速齿轮箱的原理。(重点)
答:书p130 此题有图较复杂。
21、推进轴系中弹性联轴器有那些作用?如何选择弹性联轴器?
答:弹性联轴器的作用
(1)、弹性联轴器的柔度很大(刚度很小),可以大幅度地降低轴系扭振的自振频率,有可能使柴油机在使用转速范围内不出现危险的共振,是轴系扭振、调频、避振的有效措施之一。
(2)、可以缓解由于船体变形所引起的柴油机、齿轮箱和轴承增加的负荷,
(3)、可允许轴线有微小倾角和位移,补偿安装中的误差,使轴线校中容易,并能保护齿轮装置
(4)、降低轴系校中的工艺要求。
22、简述滑油管路的功用、组成与种类。(组成看图)
答: 功用: 滑油管系给柴油机、增压器等船舶动力装置设备供应足够的、合乎质量要求的滑油,确保有关摩擦副处于良好的润滑状态,避免发生干摩擦,并在润滑过程中带走部分热量,起一定的冷却作用。
减磨:润滑的主要作用
冷却:带走部分热量
清洁:洗涤运动表面的污物和金属磨粒
密封:如活塞与缸套间的油膜还起密封燃烧室的作用。
防腐:油膜使金属表面与空气、酸不能接触
减轻噪声:缓冲作用
传递动力:如推力轴承中推力盘与推力块之间的动压润滑
组成:滑油管系一般由滑油贮存舱(柜)、滑油循环柜、滑油泵、净化设备(滤器、分油机)及滑油冷却器等组成。
种类: 滑油管系通常根据柴油机的结构型式可分为湿底壳式和干底壳式两种。
23、画简图说明开式冷却管路的原理和特点。
特点:a.管路较简单,维护方便,舷外水资源丰富;
b.舷外水水质差;
c.舷外水温度变化大,直接受季节、区域的影响,变化幅度大,直接进入柴油机气缸,势必造成缸壁内外温差悬殊,使缸壁热应力过大而导致碎裂,不利于进入柴油机进行冷却。
d.开式管路只能应用于工作要求不高的小型柴油机气缸,以及一些冷却温度不高或对冷却水质要求不十分严格的设备部件。如:各种热交换器、空气压缩机、排气管、艉轴管等。
24、画简图说明闭式冷却管路的原理和特点
答:图在上题
特点: a.淡水水质好,不会产生堵塞,流道畅通;
b.不会产生析盐现象、积垢少;
c.利于控制柴油机进出水温度;
d.管路设备多、管路复杂、维修管理不及开式管路方便。闭式冷却管路广泛用于大多数柴油机。
⑹ 请结合一下IMO及IACS,介绍船舶动力装置设计的主要要求
怎么没人回答啊……今天就要交了~呵呵,还不如选我为最佳答案吧,都是自家人!
⑺ 轮船的动力装置是什么
船舶动力装置包括三个主要部分:主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备。内
主动力装置,又称推容进装置,是为船舶提供推进动力,保证船舶以一定速度的各种机械设备,包括主机及其附属设备,是全船的心脏。主动力装置包括主机、传动设备、轴系、推进器等。当启动主机,即可驱动传动设备和轴系,使推进器工作。当推进器,通常是螺旋桨,在水中旋转时就能使船舶前进或后退。
辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量,供船舶航行、作业和生活需要的装置,包括为全船提供电力、照明和其他动力的装置,如发电机组、副锅炉等。
⑻ 船舶动力装置的类型及特点
船舶动力装置的分类:
一、蒸汽机动力装置。
特点:蒸汽机动力装置结构简单,造价低廉,管理使用方便,制造工艺要求不高;缺点是热效率低,本身重量大,特别是大功率蒸汽机的活塞、连杆等运动部件运转惯性很大,很难平衡,且低压缸尺寸过大,不能获得有效的真空度。因此,自从汽轮机动力装置和柴油机动力装置在船上试用成功以后,蒸汽机动力装置即逐渐被淘汰。
二、汽轮机动力装置。
特点:汽轮机的单机功率大,使用可靠,运转平稳,无振动和噪声,检修工作量小,锅炉可燃用劣质油。但汽轮机油耗比柴油机高,即使采用再热循环的汽轮机装置,每马力小时的油耗仍达180~190克,比低速柴油机高40%左右。柴油机由于单机功率、燃烧劣质油的能力和可靠性的提高,逐渐取代了汽轮机.
三、柴油机动力装置。
特点:柴油机动力装置的最大优点是热效率高,燃料消耗明显地低于蒸汽机动力装置。经过不断的改进,柴油机动力装置日臻完善,它的燃料消耗量最低,能使用廉价的渣油,可靠性较高,检修期间隔长达30000小时以上。热效率接近50%,因此成为目前应用最广的船舶动力装置。
四、燃气轮机动力装置。
特点:燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶。目前主要用于军用舰艇。燃气轮机同柴油机和汽轮机比较单机功率大、体积小、重量轻、加速性能好,能随时起动并很快发出最大功率。燃气轮机在高温、高压下工作,对燃油质量要求很高,热效率也比柴油机低得多,因此在民用运输船舶上应用不多。仅在某些气垫船上用于驱动空气螺旋桨。
五、核动力装置。
特点:以反应堆代替普通燃料来产生蒸汽的汽轮机装置。反应堆中核裂变产生的大能量,被不断循环的冷却水吸收,后者又通过蒸汽发生器将热量传给第二个回路中的水,使之变为蒸汽后到汽轮机中作功。
⑼ 船舶动力装置有哪些评判指标这些指标如何定义 现代舰船有哪些动力装置类型可以选择选择依据是什么
,动力装置的基本特性指标有性能指标、技术指标和经济指标。各类指标可进行分项,如性能指标可用振动与噪声性、机动性,可靠性、操纵性和维修性等表示;技木指标可分为功率、尺寸、重量等指标;经济指标可分为燃润油消耗率、装置总费用(建造费+运行费)、推进效率等。对动力装置进行模糊综合评判时,要先将这些指标进行提炼,组成如下形式的指标集,作为评判依据: X二(劣:,戈:,x。,…,介)(1) 对于上述每项指标价,存在一个允许取值区间〔肠,H口,其中瓜、H‘分别是指标州的允许值和最佳值,在该区间上定义一个相应于最优值的模糊子集万‘: D‘={林奈(x‘)}x‘任〔八、,H‘〕}(2) u武