Опис судна і її енергетичної установки

ЗМІСТ

ВСТУП.............................................................................................................. 2

1. Опис судна і його енергетичної установки................................................. 3

1.1 Опис судна........................................................................................ 5

1.2 Опис енергетичної установки..................................................................... 7

2. Опис системи............................................................................................... 9

2.1 Вимоги регістру, що пред’являються до системи.......................... 9

2.2 Опис системи, її розміщення на судні............................................. 11

3. Комплектація системи основним обладнанням............................................ 13

3.1 Вибір та обґрунтування основних параметрів системи................. 13

3.2 Підбір і опис арматури, шляхових з’єднань опор, їх матеріалів згідно з діючим стандартом............................................................................... 13

3.3 Гідравлічний розрахунок ділянки системи..................................... 16

3.4 Підбір основного обладнання........................................................ 18

4. Розрахунок трубопроводу на міцність....................................................... 19

5. Вибір конструктивного виконання і розрахунок відцентрового насосу.... 19

5.1 Вибір основних параметрів............................................................. 19

5.2 Розрахунок робочого колеса........................................................... 20

5.3 Розрахунок спірально-відливного каналу..................................... 22

ВИСНОВОК...................................................................................................... 25

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ.................................................... 26

 

 

ВСТУП

Метою курсової роботи є розрахунок осушувальної системи для танкера Mari Ugland та окремих її елементів. Система СЕУ – комплекс трубопроводів, механізмів, апаратів, пристроїв та вмістищ, призначений для забезпечення тих чи інших функцій СЕУ.

Під час виконання роботи необхідно виконати опис судна і його енергетичної установки, опис системи, комплектувати її основним обладнанням, виконати гідравлічний розрахунок, розрахувати трубопровід на міцність і компенсацію теплових деформацій, обрати конструктивне виконання і розрахувати відцентровий насос.

 

 

Опис судна і її енергетичної установки

Опис судна (подверь по СЕУ)

Mari Ugland (рис.1) – танкер-продуктовоз, призначений для транспортування нафти та нафтопродуктів по всьому світу, але більша увага приділяється району плавання у Північній Атлантиці. Саме тому, судно оснащено таким чином, щоб бути готовим зустріти усі негоди північних районів. Вантаж, розподілений по 6 відсіках, захищається подвійним корпусом, і, звісно, протягом усього рейсу підігрівається потужним допоміжним котлом. Вантажні операції займають лише 12 годин. Промивання танків здійснюється водою.

Судно знаходиться в експлуатації під прапором Норвезької Міжнародної Суднової Організації і зареєстровано у Міжнародній морській організації під номером 9326885. Власником судна є Швецький LR Ice Shipping Eight Co Ltd/Marinvest Shipping AB. Розробником та будівельником виступив Хорвацький Brodosplit Shipyard Ltd.

Mari Ugland має одну палубу, а подвійний корпус призначений для водного баласту. Вантажна частина розподілена на 6 пар танків. У верхній частині судна над машинним відділенням розташована бортова палуба з надбудовою, кормова рубка надбудови, житлові приміщення і рульова рубка. Житлові приміщення розташовані у кормі над машинним відділенням і розраховані на 30 осіб. Рятувальні засоби розраховані на 36 осіб [1].

Рис. 1 Загальний вигляд судна Mari Ugland

У табл. 1 наведені основні характеристики даного судна. [1]

Таблиця 1 Основні характеристики Mari Ugland

Назва характеристики	Значення, примітки
Найбільша довжина, м	228,5
Довжина між перпендикулярами, м
Максимальна ширина судна, м	32,24
Глибина до верхньої палуби, м	30,45
Матеріал корпусу	50% - високолегована сталь
Ширина подвійного борту:
- бічний, м	2,02
- дно, м	2,05
Вантажомісткість, м^3	85 950
Дедвейт, т	74 995
Осадка:
- повна, м	14,18
- конструктивна, м	12,20
Об’єм паливних цистерн:
- важке паливо (мазут), м^3
- дизельне паливо, м^3
Рушій:
Матеріал	Нікель-алюміній-бронза
Виробник	Rolls Royce
Кількість
Тип	Контрольованого кроку
Діаметр, мм
Швидкість,об/хв
Обладнання для швартування:
Кількість
Виробник	Vulcan-Pusnes
Тип	Гідравлічні

 

 

Продовження табл.1

Танки:
Кількість вантажних
Кількість стічних
Кількість танків для відходів
Рятувальне обладнання
Кількість
Місткість кожної
Виробник	RFG
Вантажні насоси
Кількість вантажних
Тип	Занурювальні
Виробник	Framo
Потужність кожного, м^3/год
Система контролю вантажу
Виробник	Saab
Система пожежної сигналізації:
Виробник	Consilium
Радари:
Кількість
Виробник	SAM Electronics
Модель	Multipilot 1000
Очисне обладнання
Інсенератор	Tibo
Установка для очищення стічних вод	TTK BT 25

Опис енергетичної установки

На танкері Mari Ugland кормове розташування машинного відділення (рис.2). Встановлено 1 головний малообертовий двигун, MAN B&W 6S60MC, який на 85% від повної потужності забезпечує 105 обертів за хвилину та швидкість 15,7 вузлів. Електрична складова забезпечена трьома дизельгенераторами Brodosplit-MAN/6L23/30H потужністю 960кВт, а 2000 та 18 000 кг/год пари генерують утилізаційний та допоміжний котли відповідно. Основні характеристики обладнання наведені у табл.2.

На судні використовується пряма передача обертального моменту від двигуна рушію, оскільки головний двигун малообертовий. Діаметр рушія – 6800 мм, матеріал – нікель-алюміній-бронза. Використано рушій фіксованого кроку. Вантажні операції виконуються 12 гідравлічними занурю вальними насосами [1].

У СЕУ такера використані наступні системи: паливна, масляна, система охолодження, система стисненого повітря, повітропостачальна, газовідвідна, конденсатно-живильна, парова.

Призначенням паливної системи є приймання, зберігання, видавання, перекачування, очищення, підігрівання та підведення палива до дизельних двигунів та котлів.

Масляна система забезпечує процеси приймання, видавання, зберігання, очищення та подавання масла для змащування й охолодження машин та механізмів.

Система охолодження призначена для підведення води на охолодження механізмів, пристроїв, робочих середовищ у теплообмінних апаратах СЕУ.

Система стисненого повітря забезпечує СЕУ та судно стисненням повітрям необхідних параметрів для пуску й реверса головних дизелів, пуску допоміжних двигунів, роботи систем автоматики і керування, продувки кінгстонів, господарських потреб.

Повітропостачальні системи очищають та подають до двигунів і котлів повітря, необхідне для спалювання палива та охолодження двигунів.

Газовідвідні системи відводять відпрацьовані гази від двигунів і котла

Парові системи забезпечують підведення та відведення перегрітої або насиченої пари [2].

Опис системи

Підбір основного обладнання

Для обрання дросельної шайби необхідно підібрати насос

Обираємо дросельну шайбу.

(4.1)

де Н_дин – визначаємо графічно, за результатами побудови напірної характеристики насосу (рис.5)

Рисунок 5 Напірна характеристика насосу

З формули 4.1 знаходимо значення

За отриманим значенням коефіцієнту опору можемо знайти k_F=0,31 та визначити за допомогою нього площу отвору у шайбі.

де F₀ – площа отвору шайби, а F_ш – площа перетину трубопроводу. Отже, знаходимо з формули значення F₀:

Відповідно, d₀ = 125 мм.

 

 

Основні параметри насоса

Розраховується обраний насос

Приймається швидкість обертання електродвигуна змінного струму,передбаченого для безпосереднього приводу відцентрового насоса. З ряду швидкостей - 730, 960, 1450, 2900 об/хв обирається в першому наближенні число обертів n=1450об/хв таким чином, щоб коефіцієнт швидкохідності

n_S = об/хв,

відповідав би нормальному відцентровому насосу, у якого n_S =70…150.

Потужність, споживана насосом

кВт,

де g – питома вага води, що дорівнює для прісної води 1000 кгс/м³;

h – загальний ККД насоса, величина якого приймається у межах 0,6 ¸ 0,75.

За прийнятою величиною n обчислюється відповідний їй крутний момент

на валу насоса

Мкр=97500*60,41/1450=4062,1 кгс×см.

Найменший діаметр вала насоса визначається за допустимої напруги кручення. Для вуглецевої сталі марки "Сталь 45" допустиму дотичну напругу [t] можна обирати 300…400 кгс / см ². Приймаємо [t]=300кгс/см²

Найменший діаметр вала см.

Отримана величина округляється у більшу сторону, отримуємо d=5см

Розрахунок робочого колеса

Геометричні розрахункові величини наведені на схемі робочого колеса насоса з одностороннім підводом рідини, зображеної на рис. 2.

Діаметр втулки робочого колеса встановлюється конструктивно d_ВТ =(1,2¸1,6) d=5*1,6=8,0см.

Діаметр вхідного перерізу колеса насоса D₀ =2 r₀ знаходиться за швидкістю в цьому перерізі. Складова рівняння витрат.

,

де h₀ – об’ємний ККД насоса, рівний 0,9 ¸ 0,95.

Рівняння розв’язується відносно шуканої величини.

м

де u₀ - швидкість, для води» 2 м/с.

м/с

Розрахунок зі сторони виходу починається з визначення теоретичного напору насосу по гідравлічному КПД h_г=0,85¸0,95

H_т=H/h_г=50/0,95=52,63 м

Колова швидкість на зовнішньому колі робочого колеса:

U₂ = м/с,

де К_u2 – коефіцієнт для відцентрового насоса з заниженим коефіцієнтом швидкохідності дорівнює 0,9.

Переходячи до побудови трикутника швидкостей рідини на виході з лопатевої решітки робочого колеса насоса, підраховуємо спочатку проекцію абсолютної швидкості на колову

u_2u=g×H_т/ U₂ =9,8*52,63/28,9=17,84 м/с

Задаючись кутом β₂ = 29¸30⁰, визначаємо висоту трикутника у вигляді радіальної швидкості

u_2r=(U₂ - u_2u)tgβ₂ =(28,9-17,8)tg29^о=6,13 м/с

Швидкість u_2r повинна бути рівною швидкості у вхідному перерізі u₀ або дещо більшою. В даному випадку умову виконано. Можемо виконати побудову трикутників швидкостей (рис.6).

За швидкістю U₂ розраховуємо зовнішній діаметр робочого колеса насоса

D₂=60×U₂/(p×n)=60*28,9/(3,14*1450)=0,381м

Рисунок 6 Трикутники швидкостей

Використовуючи відомі співвідношення у трикутнику швидкостей на виході, за допомогою розрахунку знаходимо відносну швидкість W_{2 і} абсолютна швидкість, а також кут a₂.

У трикутника швидкостей на вході в колесо приймаються 2 умови. Радіальна швидкість u_1r=u_2r и кут β₁»β₂. Або β₁= β₂ – (0¸3⁰).

Колова швидкість лопатей насоса приблизно на середині вхідних кромок визначається за формулою:

U₁= u_1r× ctgβ₁ =6,13*ctg29^o=11,53 м/с

Діаметр положення середніх точок вхідних кромок на меридіональному перерізі робочого колеса D₁ = 2×r₁, розраховуємо за залежністю:

D₁ = 60× U₁/(p×n) =60*11,53/(3,14*1450)=0,152м.

У нормального відцентрового насоса співвідношення D₂/ D₁»2 і при h_s = 70¸150 повинно знаходитися у межах 3,0¸1,5. До того ж повинно виходити D₁£ D ₀. У даному випадку D₂/ D₁=2,51, D₁£ D _0, отже, умова виконується.

ВИСНОВОК

Під час виконання курсової роботи розрахували осушувальну систему для танкера Mari Ugland та окремих її елементів. Виконали опис судна і його енергетичної установки, описали систему, комплектували її основним обладнанням, виконали гідравлічний розрахунок, розрахували трубопровід на міцність і компенсацію теплових деформацій, обрали конструктивне виконання і розрахували відцентровий насос.

 

 

ЗМІСТ

ВСТУП.............................................................................................................. 2

1. Опис судна і його енергетичної установки................................................. 3

1.1 Опис судна........................................................................................ 5

1.2 Опис енергетичної установки..................................................................... 7

2. Опис системи............................................................................................... 9

2.1 Вимоги регістру, що пред’являються до системи.......................... 9

2.2 Опис системи, її розміщення на судні............................................. 11

3. Комплектація системи основним обладнанням............................................ 13

3.1 Вибір та обґрунтування основних параметрів системи................. 13

3.2 Підбір і опис арматури, шляхових з’єднань опор, їх матеріалів згідно з діючим стандартом............................................................................... 13

3.3 Гідравлічний розрахунок ділянки системи..................................... 16

3.4 Підбір основного обладнання........................................................ 18

4. Розрахунок трубопроводу на міцність....................................................... 19

5. Вибір конструктивного виконання і розрахунок відцентрового насосу.... 19

5.1 Вибір основних параметрів............................................................. 19

5.2 Розрахунок робочого колеса........................................................... 20

5.3 Розрахунок спірально-відливного каналу..................................... 22

ВИСНОВОК...................................................................................................... 25

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ.................................................... 26

 

 

ВСТУП

Метою курсової роботи є розрахунок осушувальної системи для танкера Mari Ugland та окремих її елементів. Система СЕУ – комплекс трубопроводів, механізмів, апаратів, пристроїв та вмістищ, призначений для забезпечення тих чи інших функцій СЕУ.

Під час виконання роботи необхідно виконати опис судна і його енергетичної установки, опис системи, комплектувати її основним обладнанням, виконати гідравлічний розрахунок, розрахувати трубопровід на міцність і компенсацію теплових деформацій, обрати конструктивне виконання і розрахувати відцентровий насос.

 

 

Опис судна і її енергетичної установки

Опис судна (подверь по СЕУ)

Mari Ugland (рис.1) – танкер-продуктовоз, призначений для транспортування нафти та нафтопродуктів по всьому світу, але більша увага приділяється району плавання у Північній Атлантиці. Саме тому, судно оснащено таким чином, щоб бути готовим зустріти усі негоди північних районів. Вантаж, розподілений по 6 відсіках, захищається подвійним корпусом, і, звісно, протягом усього рейсу підігрівається потужним допоміжним котлом. Вантажні операції займають лише 12 годин. Промивання танків здійснюється водою.

Судно знаходиться в експлуатації під прапором Норвезької Міжнародної Суднової Організації і зареєстровано у Міжнародній морській організації під номером 9326885. Власником судна є Швецький LR Ice Shipping Eight Co Ltd/Marinvest Shipping AB. Розробником та будівельником виступив Хорвацький Brodosplit Shipyard Ltd.

Mari Ugland має одну палубу, а подвійний корпус призначений для водного баласту. Вантажна частина розподілена на 6 пар танків. У верхній частині судна над машинним відділенням розташована бортова палуба з надбудовою, кормова рубка надбудови, житлові приміщення і рульова рубка. Житлові приміщення розташовані у кормі над машинним відділенням і розраховані на 30 осіб. Рятувальні засоби розраховані на 36 осіб [1].

Рис. 1 Загальний вигляд судна Mari Ugland

У табл. 1 наведені основні характеристики даного судна. [1]

Таблиця 1 Основні характеристики Mari Ugland

Назва характеристики	Значення, примітки
Найбільша довжина, м	228,5
Довжина між перпендикулярами, м
Максимальна ширина судна, м	32,24
Глибина до верхньої палуби, м	30,45
Матеріал корпусу	50% - високолегована сталь
Ширина подвійного борту:
- бічний, м	2,02
- дно, м	2,05
Вантажомісткість, м^3	85 950
Дедвейт, т	74 995
Осадка:
- повна, м	14,18
- конструктивна, м	12,20
Об’єм паливних цистерн:
- важке паливо (мазут), м^3
- дизельне паливо, м^3
Рушій:
Матеріал	Нікель-алюміній-бронза
Виробник	Rolls Royce
Кількість
Тип	Контрольованого кроку
Діаметр, мм
Швидкість,об/хв
Обладнання для швартування:
Кількість
Виробник	Vulcan-Pusnes
Тип	Гідравлічні

 

 

Продовження табл.1

Танки:
Кількість вантажних
Кількість стічних
Кількість танків для відходів
Рятувальне обладнання
Кількість
Місткість кожної
Виробник	RFG
Вантажні насоси
Кількість вантажних
Тип	Занурювальні
Виробник	Framo
Потужність кожного, м^3/год
Система контролю вантажу
Виробник	Saab
Система пожежної сигналізації:
Виробник	Consilium
Радари:
Кількість
Виробник	SAM Electronics
Модель	Multipilot 1000
Очисне обладнання
Інсенератор	Tibo
Установка для очищення стічних вод	TTK BT 25

Опис енергетичної установки

На танкері Mari Ugland кормове розташування машинного відділення (рис.2). Встановлено 1 головний малообертовий двигун, MAN B&W 6S60MC, який на 85% від повної потужності забезпечує 105 обертів за хвилину та швидкість 15,7 вузлів. Електрична складова забезпечена трьома дизельгенераторами Brodosplit-MAN/6L23/30H потужністю 960кВт, а 2000 та 18 000 кг/год пари генерують утилізаційний та допоміжний котли відповідно. Основні характеристики обладнання наведені у табл.2.

На судні використовується пряма передача обертального моменту від двигуна рушію, оскільки головний двигун малообертовий. Діаметр рушія – 6800 мм, матеріал – нікель-алюміній-бронза. Використано рушій фіксованого кроку. Вантажні операції виконуються 12 гідравлічними занурю вальними насосами [1].

У СЕУ такера використані наступні системи: паливна, масляна, система охолодження, система стисненого повітря, повітропостачальна, газовідвідна, конденсатно-живильна, парова.

Призначенням паливної системи є приймання, зберігання, видавання, перекачування, очищення, підігрівання та підведення палива до дизельних двигунів та котлів.

Масляна система забезпечує процеси приймання, видавання, зберігання, очищення та подавання масла для змащування й охолодження машин та механізмів.

Система охолодження призначена для підведення води на охолодження механізмів, пристроїв, робочих середовищ у теплообмінних апаратах СЕУ.

Система стисненого повітря забезпечує СЕУ та судно стисненням повітрям необхідних параметрів для пуску й реверса головних дизелів, пуску допоміжних двигунів, роботи систем автоматики і керування, продувки кінгстонів, господарських потреб.

Повітропостачальні системи очищають та подають до двигунів і котлів повітря, необхідне для спалювання палива та охолодження двигунів.

Газовідвідні системи відводять відпрацьовані гази від двигунів і котла

Парові системи забезпечують підведення та відведення перегрітої або насиченої пари [2].

Опис системи