船舶与动力置复习思考题Word格式.docx
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燃气动力装置:
1、单位功率的重量尺寸小2、启动加速性能好3、重量轻,体积小4、独立性较强,生命力好5、振动小,噪声小6、低NOx排放
1、主机不能反转2、必须借助启动机械启动3、叶片材料昂贵,工作可靠性较差,寿命短(500~1000h);
4、进排气管道尺寸大,舱内布置困难。
蒸汽轮机装置:
1.单机功率大;
2.转速稳定,无周期性扰动力,机组振动噪声小;
3、工作可靠性高;
4、可使用劣质燃料油,滑油消耗率也很低。
1、总重量大,尺寸2、燃油消耗率高3、机动性差
电力推进装置:
1.操纵灵活、机动性好;
2.易于获得理想的拖动特性,提高船舶的技术经济性;
3.推进装置可由多机组承担,增加了设备选择的灵活性,提高了船舶生命力;
4.可以采用中高速不反转原动机;
5.原动机与螺旋桨间无硬性机械连接:
可以防止振动冲击,有利降噪;
使螺旋桨转速可以选择最佳值,而不必受到原动机转速的限制;
可以允许柴油机转速也选择最佳值,不必受到螺旋桨转速的限制;
可以允许主轴长度大为缩减;
可使动力设备布置更加灵活。
1.质量较大;
2.存在中间损耗,故在额定工况时效率较低;
3.初投资较大;
4.需要技术水平较高的电气维护人员。
喷水推进装置:
1.推进泵叶轮运行平稳,水下噪声小;
2.推进泵业伦在高速范围内较螺旋桨有更好的抗空泡性能,从而能有更高的推进效率;
3.推进泵较螺旋桨更适用于重载荷以及限制直径的场合;
4.喷水推进适应变工况的能力极强,在工况多变的船舶上能充分利用主机功率,延长主机寿命;
5.具有优异的操纵性和动力定位性能;
6.推进泵叶片在管道中不易损坏,可靠性好。
1.在航速低于30kn或叶轮直径不受限制时,喷水推进的推进效率一般较螺旋桨低;
2.由于增加了管道中水的质量,加大了船舶的排水量;
3.在水草或杂物较多的水域,进口容易出现堵塞现象而影响航速。
3.简述不同推进型式的应用场合。
可调螺距螺旋桨装置:
广泛应用于拖船、渔船、海洋工程船、布缆船、挖泥船、调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等。
吊舱推进装置:
适用于内河拖轮、浅水自航船(如客船)、高速船舶(包括滑行艇、侧壁式气垫船、水翼船等),以及要求低噪音的专用船舶上。
表面桨推进装置:
应用于军用快艇、边防高速艇、海关超高速艇。
Z型推进装置:
广泛应用于渡轮、海洋拖轮、平台供应船等工程船上。
4.为什么有的船需要联合动力装置,它的优点是什么?
联合动力装置类型(COSOG等的含义)
因为对于军用舰艇来说,一种类型的装置只能适应某一功率范围以及某种使用目的舰艇,但是从提高战斗力观点要求应尽可能航速和机动能力。
因此要在增大功率的同时还要减少装置所占排水量,提高续航力,这不是单一型式的装置所能胜任的,所以需要联合动力装置。
1、重量尺寸小2、操纵方便,备车迅速;
自巡航到全速工况加速迅速3、具有多机组并车的可靠性4、管理与检修费较低。
目前有三种联合方式:
COSOG或COSAG(蒸汽轮机+加速燃气轮机联合)、CODOG或CODAG(柴油机装置+燃气轮机联合)、COGAG(燃气轮机装置+加速燃气轮机联合)
5.简述船舶动力装置的技术指标(功率、重量与尺寸指标,并用简单的公式说明)。
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、重量指标、尺寸指标。
功率指标:
它表示船舶作功的能力。
为了保证船舶具有一定的航行速度,就要求推进装置提供足够的功率。
而动力装置的功率是按船舶的最大航速来确定的。
(公式见书p3)
重量指标:
是相对于主机功率或者船舶的排水量而言,在一定的排水量下,为了保证船舶具有足够的排水量,要求动力装置的重量轻些为好。
(公式见p4)
尺寸指标:
面积饱和度:
每平方米机舱面积所分配的主机有效功率(公式见p5)
容积饱和度:
每立方米机舱容积所分配的主机有效功率
6.画简图说明推进装置功率传递过程,并解释各个功率的含义。
指示功率→主机额定功率→最大持续功率→轴功率→收到功率→推力功率→船舶有效功率
Ø
指示功率pi:
表示柴油机气缸中气体作功的能力;
最大持续功率pmc(额定功率)MCR:
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;
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;
螺旋桨收到功率pp:
扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。
敞水收到功率po是指考虑相对旋转效率后所输出的功率
推力功率pT:
是螺旋桨产生使船航行的功率。
船舶有效功率PE:
Pe=R×
Vs×
10-3
7.如何理解经济航速的含义?
每海里航程的燃料消耗量最低的航速。
8.续航力的概念
船舶一次装足燃料后,不再补充而能连续行驶的最大航程。
9.动力装置设计的原则要求?
1、营运经济性
2、可靠性(冗余度)
3、操纵性(操纵简单,管理方便)
4、可维性(设备的结构形式\系统与管路的布置应使维修方便简捷)
5、建造经济性
6、重量、尺寸指标
7、振动、噪声指标
10.了解主要的法规公约,如SOLAS、MARPOL等。
SOLAS:
InternationalConventionforSafetyofLifeAtSea国际海上人命安全公约
MARPOL:
InternationalConventionforthePreventionofPollutionfromShips国际船舶防污染公约
第2章
1.主推进装置的组成与作用
主推进装置包括主机、传动设备、轴系和推进器等。
其作用是由主机发出功率,通过传动设备和轴系传给推进器,以实现推进船舶的使命,简称推进装置。
2.主推进装置的主要型式有哪些,不同类型船舶的主推进装置型式的适配特点
单机单桨刚性直接传动,定距螺旋桨,主机反转
单机单桨刚性直接传动,调距桨,主机不反转
单机单桨齿轮减速传动,定距螺旋桨,双转向齿轮箱,主机不反转
双机单桨齿轮减速传动,定距螺旋桨,主机反转
三机单桨齿轮减速传动,调距桨,主机不反转
柴油机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动,调距桨,主机不反转
燃气轮机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动,调距桨,主机不反转
双机单桨电传动,定距螺旋桨,主机不反转
3.详述主推进装置型式的选择主要考虑哪些因素
1、按船舶用途、种类和要求;
2、按主机总功率的大小;
3、按船舶航区的吃水深度;
4、按推进装置的经济性。
4.什么是机桨匹配设计,可分为哪两类?
机桨匹配设计实际上是通过船、机、桨匹配计算和分析选定螺旋桨参数和主机型号,在满足设计技术要求(如航速、桨径、转速、功率)的基础上,同时考虑重量、尺寸、油耗、造价、可靠性、可维度、使用寿命、吊缸高度、振动等前提下,从而选择一套从主机到螺旋桨的最佳的推进装置。
分为两类:
初步匹配设计和终结匹配设计
5.什么是机桨初步匹配设计与终结匹配设计,掌握其设计过程。
初步匹配设计:
已知船舶主尺度、船舶要求的航速Vs、船体的有效功率曲线Pe(V)、螺旋桨的直径D或转速n确定螺旋桨的效率、螺旋桨参数盘面比、螺距比p/D、螺旋桨的最佳直径所需主机的功率。
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)。
6.详述主机选型要考虑的因素
1、重量与尺寸;
2、功率与转速;
3、燃油与滑油;
4、主机的造价、寿命及维修;
5、振动与噪声;
6、柴油机的热效率和燃油消耗率。
7.什么是减额输出?
理解其含义
所谓减额输出,即把最高燃烧压力Pmax维持在标定功率时的最高燃烧压力,降低标定功率时的有效压力,使二者比值增大,来实现比标定功率时低的燃油消耗率。
一般将减额输出区中的最大输出称为标定额定输出(NMCR),将减额输出区内除最大输出点以外的任何输出称为减额输出(DMCR)。
8.详述主机选型的步骤
9.什么是直接传动与间接传动,它们的优缺点
直接传动:
是主机直接通过轴系把功率传给螺旋桨的传动方式,在主机与轴系中无其它传动设备,在任何工况下,螺旋桨与主机具有相同的转速与转向。
结构简单;
使用寿命长;
燃料费用低;
维修保养方便;
噪声低;
传动损失小;
推进效率高;
缺点:
重量与尺寸大;
倒车必须利用可逆发动机,其机动性差;
非设计工况下运转时经济性差;
低速和微速航行受到柴油机最低稳定转速的限制。
间接传动:
是通过传动设备(机械的、电动的或液动的),使主机与轴系连接在一起的一种传动方式。
重量与尺寸小;
主机的转速不受螺旋桨要求的转速限制;
轴系布置方便;
带倒顺离合器时可选用不可逆转的主机;
有利于多机并车、单机分车与轴带发电机布置。
结构复杂;
传动损失大;
效率低。
10.剩余功率的概念及计算方法。
在部分负荷工况下,螺旋桨特性线与发动机外特性线之间存在一差值,即柴油机能发出的功率和扭矩均大于螺旋桨所需的功率或扭矩,对于船舶来说,常称这部分没能发挥的功率为剩余功率。
第3章
1.简述船机桨三者之间的关系。
主机是能量发生器,桨是能量转换器,船是能量吸收器
2.如何反映船、机、桨的工作特性?
船的特性:
船的特性可用航速变化时的阻力特性来表示;
机的特性:
主机的特性主要用其柴油机的供油量、平均有效压力、轴的输出扭矩及功率等随
转速(航速)的变化关系表示,并受到推进装置的组成和型式的影响;
桨的特性:
桨的特性受到桨的结构和水动力因素的影响,常用推力和扭矩来表示。
3.何谓工况?
研究工况与配合的目的是什么?
所谓工况,就是指船、机、桨三者的工作条件。
目的:
1)当了解船机桨的特性与配合关系后,就能合理地确定其设计平衡点的负荷,使其达到能量供求的平衡;
2)根据船舶种类、用途及运行方式,合理对船机桨进行合理组合及选优,以提高其经济效益及满足使用要求;
3)了解船机桨特性参数的变化规律,以便能够合理的设计和管理。
4.影响机桨匹配特性的因素?
如何影响?
5.船舶阻力的组成、海军系数法、方型系数的概念及对船舶阻力的影响
6.什么叫柴油机特性?
研究柴油机特性的目的是什么?
柴油机的特性是指,柴油机的性能指标及主要参数与运转情况之间变化关系。
7.什么叫柴油机工况?
根据其用途不同,船舶柴油机有哪几种工况?
简述其运转特点?
柴油机工况:
柴油机的工作条件
1、发电机工况:
调速器控制使n恒定(如电力传动主机和发电副机)
2、螺旋桨工况:
直接驱动桨的主机稳定工况下,主机发出功率等于桨吸收功率
3、其它工况:
功率与转速没有一定的关系,功率由阻力决定。
(如驱动调距桨的主机,
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- 船舶 动力 复习 思考题