Расчет судового гидравлического рулевого механизма

Проверка перед пуском

- внешний осмотр всех узлов машины;

- проверка прочности и плотности соединений;

- осмотр и проверка положения (открытия) строго в соответствии с

гидравлической схемой и инструкцией золотников, кранов, клапанов;

- проверка перепускных и предохранительных клапанов (при нормальных

условиях не должны перепускать жидкость);

- проверка исправности насосов (их поочередно включают и перекладывают руль

каждым насосом в отдельности на правый и левый борт);

- проверка исправности концевых включателей в крайних положениях руля;

- проверка запасного рулевого привода и его гидравлической системы;

- проверка наружной плотности системы.

Пуск гидравлической рулевой машины

Включает следующие действия:

- подключить к системе назначенный к работе насос (или два насоса, если это

предусмотрено инструкцией для выполнения маневров при отходе судна);

- включить систему управления насоса с поста управления, согласовав в

положении руля с показаниями аксиометров в соответствии с инструкцией;

- запустить электродвигатель насоса, подключенный к системе;

Необходимо следить за температурой узлов насоса переменной

производительности и за температурой масла.

Для обеспечения охлаждения и смазки узлов машины, при готовности её и

судна к выходу необходимо включить машину для непрерывных поворотов руля на

небольшие углы на правый или левый борт. Такая раскачка обеспечит проток

через насос и его охлаждение.

При выходе из строя работающего насоса необходимо медленно остановить

электродвигатель насоса, закрыть разобщительные клапана, открыть

разобщительные клапаны второго насоса, включить систему управления вторым

насосом, пустить его электродвигатель. Все переключения и переходы на

дублирующие и аварийные агрегаты должны производится в строгом соответствии

с таблицами переключений клапанов системы и инструкциями завода

изготовителя.

Остановка гидравлической рулевой машины

Включает следующие действия:

- поставить руль в среднее положение;

- остановить электродвигатели насосов;

- осмотреть машину;

- проверить согласование управления и положение руля;

После остановки произвести, в случае необходимости, подтяжку крепежных

деталей, узлов проверить сальниковые уплотнения силовых цилиндров привода и

гидроусилителей, соединенных трубопроводов, подготовить машину к пуску.

2. Испарительная установка.

2.1 Оборудование и схема опреснительной установки.

В качестве прототипа принимается утилизационная испарительная установка

марки Д. Схема установки приведена на рис. 2.1. в верхней части

цилиндрического корпуса, изготовленного из нержавеющей стали, встроен

двухходовой конденсатор 6, горизонтально расположенные мельхиоровые трубки,

которые развальцованы в латунных трубных досках. Корпус средней части, в

котором размещены сепаратор жалюзийного типа 7 и отбойник 8, изготовлен из

медно-никелевого сплава МИЖ -1. В нижней, также цилиндрической, части

корпуса несколько меньшем диаметром, изготовленной из того же сплава,

находится греющая батарея 12, образованная вертикально расположенными в

латунных дисках трубками. Снаружи трубки омываются греющей водой,

подводимой и отводимой по трубопроводам 3. Внутри труб происходит кипение

морской воды. К ней приведен воздушно-рассольный эжектор 9, рабочей средой

в котором служит забортная вода, подаваемая автономным насосом 11, либо

поступающая из судовой системы. Забортная вода проходит по трубкам

конденсатора, отводится на питание испарителя по трубопроводу, на котором

расположен невозвратно-запорный клапан 17, ротаметр 1 и дроссельная

диафрагма. Вся остальная забортная вода используется в качестве рабочей

воды в воздушно-рассольном эжекторе. На трубопроводах, по которым к

эжектору поступает паровоздушная смесь и рассол испарителя, установлены

невозвратно- запорные клапаны, предотвращающие подсос забортной воды в

испаритель. Из эжектора забортная вода вместе с рассолом и воздухом

удаляется за борт по трубопроводу 10.

Водоопреснительная установка рассчитана на работу с коэффициентом

продувания, равным трем. Поэтому при движении питательной воды вверх по

трубам испарителя, только четвертая часть воды поступает вверх испарителя.

Дистиллят, образовавшийся после конденсации пара в конденсаторе, стекает в

сборник 13, в котором размещен поплавковый регулятор уровня. Кроме сливной

трубы сборник соединен с конденсатором уравнительной трубой. Дистиллят из

сборника удаляется насосом 14, на напорной магистрали которого установлен

электромагнитный клапан 16, дроссельный клапан и ротаметр. Из напорной

магистрали дистиллятного насоса часть дистиллята по обводному трубопроводу

протекает через соленомер 2. Из этой же магистрали предусмотрен подвод к

реле давления 15. В случае засоления дистиллят через электромагнитный

клапан и дроссельную заслонку автоматически сбрасывается в испаритель. Реле

давления предназначено для автоматического отключения питания

электродвигателя дистиллятного насоса при понижении давления в его напорной

магистрали. В обоих случаях включается световая и звуковая сигнализации.

Для контроля температурного режима установки, предусмотрены термометры для

измерения температуры греющей воды на входе и выходе из испарителя, а также

охлаждающей воды, удаленной из конденсатора. Для измерения разрежения

применяется вакуумметр, для измерения давления нагнетания дистиллятного

насоса – мановакуумметр, и для изменения давления забортной воды перед

эжектором – манометр. На корпусе испарителя имеются два смотровых стекла.

Схемой установки предусмотрена возможность её кратковременной работы при

использовании тепла греющего пара, подводимого к греющей батареи по

паропроводу 5. Конденсат греющего пара в этом случае отводится по

трубопроводу 4.

2.2 Определение рабочих параметров, конструкционных данных,

мощности механизмов водоопреснительной

установки.

Определение параметров вторичного пара

Таблица

2.1

|№ |Наименование, обозначение, |Расчетная формула способ |Числово|

|п/п|единицы измерения |определения |е |

| | | |значени|

| | | |е |

|1. |Температура греющей воды на |[pic]; [pic]- темп. гр. |60 |

| |выходе из греющей батареи |воды; [pic]; | |

| |[pic], (С | | |

|2. |Ср. температура греющей воды |[pic][pic] |65 |

| |[pic], (С | | |

|3. |Нагрев охлаждающей воды в |(4-10) |7 |

| |конденсаторе [pic], (С | | |

|4. |Средняя температура охлаждающей|[pic];[pic]-температура |31,5 |

| |воды в конденсаторе [pic], (С |забортной воды | |

|5. |Температурный напор в |[pic]; [pic]; |13,9 |

| |конденсаторе [pic] | | |

|6. |Температура вторичного пара |[pic] |45,4 |

| |[pic], (С | | |

|7. |Давление вторичного пара [pic],|из таблиц водяного пара |9,7 |

| |кПа | | |

|8. |Энтальпия вторичного пара |из таблиц водяного пара |2584,39|

| |[pic], кДж/кг | | |

|9. |Теплота парообразования [pic], |из таблиц водяного пара |2395,8 |

| |кДж/кг | | |

|10.|Удельный объем [pic], [pic] |из таблиц водяного пара |15,28 |

Тепловой расчет греющей батареи, корпуса

Таблица

2.2

|№ |Наименование, обозначение, |Расчетная формула |Числовое|

|п/п|единицы измерения |способ определения |значение|

|1 |2 |3 |4 |

|1. |Расход питательной воды G, |[pic]; [pic]- коэф. |2466,7 |

| |кг/ч |продувания | |

|2. |Количество продуваемого |[pic] |1850 |

| |рассола [pic]; кДж/ч | | |

|3. |Количество тепла для подогрева|[pic]; [pic], [4, табл. 5]; |1584593.|

| |и испарения воды Q, кДж/ч |[pic]; |9 |

|4. |Расход греющей воды, [pic], |[pic], [pic]- коэффициент |44524,2 |

| |кг/ч |сохранения тепла; | |

|5. |Расход греющей воды, [pic], |[pic]; [pic] |45,54 |

| |[pic]; | | |

|6. |Диаметр труб греющей батареи: |задан |0,016 |

| |наружный d, м | |0,014 |

| |внутренний dв, м | | |

|7. |Скорость греющей воды в |задана |0,8 |

| |межтрубном пространстве | | |

| |греющей батареи [pic], м/с | | |

|8. |Критерий Рейнольдса для потока|[pic]; [pic]; [4 табл. |30843,4 |

| |греющей воды |5] | |

|9. |Критерий Нуссельта для потока |[pic]; |142,4 |

| |греющей воды |[pic]- критерий Прандтля для| |

| | |греющей воды [4, табл. 5] | |

|10.|Коэффициент теплоотдачи от |[pic]; [pic] [4, табл.5] |5937,2 |

| |греющей воды к трубам греющей | | |

| |батареи [pic], Вт/([pic](С) | | |

|11.|Средняя температура стенки |[pic] |52,6 |

| |труб греющей батареи [pic]; (С| | |

|12.|Средняя разность температур |[pic] |12,4 |

| |стенки труб и рассола [pic], | | |

| |(С | | |

|13.|Коэффициент теплоотдачи от |[pic] |2327,5 |

| |стенки труб к рассолу [pic], | | |

| |Вт/([pic](С) | | |

|14.|Температурный напор в греющей |[pic] |23,36 |

| |батарее [pic], (С | | |

|15.|Коэффициент теплоотдачи в |[pic]; [pic]=300(1,16 для |1453,09 |

| |греющей батарее [pic], |мельхиора | |

| |Вт/([pic](С) | | |

Продолжение табл.

2.2

|1 |2 |3 |4 |

|16.|Тепловой поток Ф, Вт |Q/3,6 |440165,0|

|17.|Поверхность нагрева |[pic]; [pic]=0,75 коэф., |17,3 |

| |греющей батареи [pic], |учитывающий загрязнение | |

| |[pic] |гр.батареи накипью | |

|18.|Число труб греющей |[pic]; |605 |

| |батареи [pic] |[pic]- длина труб. Предварительно| |

| | |принимается, затем | |

| | |последовательным приближением | |

| | |необходимо получить [pic]; | |

|19.|Эквивалентный диаметр |[pic];; |0.858 |

| |трубного пучка греющей |[pic]=1.3d – шаг труб при | |

| |батареи D, м |ромбическом расположении на | |

| | |трубных досках; | |

| | |[pic]- число ходов греющей воды; | |

| | |[pic] - коэф. заполнения трубной | |

| | |доски | |

|20.|Диаметр корпуса Dв, м |[pic]; |1,31 |

| | |[pic]=5000(9000 ([pic]) - | |

| | |напряжение зеркала испарения [4, | |

| | |с. 133]. Принимается значение | |

| | |[pic], позволяющее получить Dв, | |

| | |необходимое для размещения | |

| | |конденсатора. | |

|21.|Высота корпуса H, м |[pic]; |1,71 |

| | |[pic]=4000(10000 ([pic]) – | |

| | |напряжение парового объема [1, | |

| | |стр. 133]; | |

| | |[pic], м – эквивалентный диаметр | |

| | |трубного пучка конденсатора ; | |

| |

Тепловой расчет конденсатора.

Таблица 2.3

|№ |Наименование, |Расчетная формула |Числовое|

|п/п|обозначение, |способ определения |значение|

| |единицы измерения | | |

|1 |2 |3 |4 |

|1. |Кол-во тепла, отводимое |[pic]; |147884,4|

| |от вторичного пара Qп, |[pic]=186,4 кДж/кг – определяемое| |

| |кДж/ч |из таблиц водяного пара | |

| | |теплосодержание дистиллята, | |

| | |соответствующее давлению на | |

| | |выходе из конденсатора [pic] | |

| | |[pic]- паровое сопротивление | |

| | |конденсатора | |

|2. |Кратность охлаждения m |[pic]; |82,05 |

| | |[pic], (С – температура забортной| |

| | |воды на выходе из конденсатора; | |

| | |[pic]= 4,175 кДж/(кг(С), | |

| | |[4,табл.4] | |

|3. |Расход охлаждающей воды |[pic] |50601,9 |

| |[pic], кг/ч | | |

|4. |Расход охлаждающей воды |[pic]; |49,61 |

| |[pic], [pic] |[pic]=1020 [pic]- [4, табл.4] | |

|5. |Температурный напор в |[pic]; |13,23 |

| |конденсаторе [pic], (С |[pic]= 44,5 (С – температура | |

| | |дистиллята, определяемая по | |

| | |значению [pic] из таблиц водяного| |

| | |пара. | |

|6. |Коэффициент теплопередачи|[pic]; |2887,7 |

| |в конденсаторе [pic], |[pic] м/с – скорость охлаждающей | |

| |Вт/([pic](С) |воды в трубах конденсатора | |

| | |согласно [4, стр. 39]. При выборе| |

| | |величины необходимо учитывать | |

| | |ранее принятое условие [pic]=2 | |

|7. |Поверхность охлаждения |[pic] |10,75 |

| |конденсатора [pic], [pic]| | |

|8. |Число трубок конденсатора|[pic]; |128 |

| |[pic] |[pic]- число ходов охлаждающей | |

| | |воды; | |

| | |[pic] м – внутренний диаметр труб| |

| | |конденсатора | |

Продолжение табл.

2.3

|1 |2 |3 |4 |

|9. |Эквивалентный диаметр |[pic]; |0,42 |

| |трубного пучка конденсатора|[pic], м – шаг труб; | |

| |Dк, м |d = 0,016м – наружный диаметр | |

| | |труб конденсатора; | |

| | |[pic] - коэффициент заполнения | |

| | |трубной доски; | |

|10.|Длина труб конденсатора |[pic]; |1,67 |

| |[pic], м | | |

| |

| |

| |

| |

|Расчет мощности насосов |

| |

|Таблица 2.4 |

|№ |Наименование, обозначение,|Расчетная формула |Числовое |

|п/п | |способ определения |значение |

| |единицы измерения | | |

|Насос забортной воды |

|1. |Давление нагнетания |0,4(0,5 |0,5 |

| |[pic],МПа | | |

|2. |Давление всасывания [pic],|0,02(0,03 |0,03 |

| |МПа | | |

|3. |Напор насоса H, м |[pic] |46,97 |

|4. |Подача насоса Q, [pic] |[pic]; |62,43 |

| |q, [pic] |Q/3600 |0,017 |

|5. |Мощность насоса Nн, кВт |[pic]; [pic] |9,59 |

|6. |Мощность электродвигателя |[pic]; [pic] |11.15 |

| |Nэ, кВт | | |

|Дистиллятный насос |

|7. |Давление нагнетания |100(150 |125 |

| |[pic],МПа | | |

|8. |Давление всасывания [pic],|[pic] |9,5 |

| |МПа | | |

|9. |Напор насоса H, м |[pic]; [pic] [pic] |13,88 |

|10. |Подача насоса Q, [pic] |[pic]; |0,749 |

| |q, [pic] |Q/3600 |0,00021 |

|11. |Мощность насоса Nн, кВт |[pic];[pic] |0,036 |

|12. |Мощность электродвигателя |[pic]; [pic] |0,041 |

| |Nэ, кВт | | |

2.3 Указания по эксплуатации испарительной установки

Испарительную установку, так как она работает на забортной воде,

разрешается вводить в действие только при нахождении судна в открытом море.

Запрещается работа установки при прохождении судном каналов, мелководья и

при стоянках в портах. Отступление от этого правила могут быть сделаны лишь

в случаях крайней необходимости с разрешения старшего механика. При

подготовке к действию и вводе в работу вакуумного испарителя необходимо:

1. Наполнить испаритель питательной водой до рабочего уровня, выпуская при

этом воздух через воздушный кран;

2. Обеспечить подачу охлажденной воды на конденсатор испарительной

установки;

3. Включить эжектор (вакуум-насос) и убедится в наличии надлежащего

вакуума;

4. Слегка приоткрыть клапан греющей воды (пара) и пустить рассольный насос,

одновременно обеспечить подачу питательной воды в конденсатор;

5. После появления дистиллята в указательном стекле конденсатора вторичного

пара, пустить дистиллятный насос;

6. Проверяя количество дистиллята, постепенно увеличить открытие клапанов

греющей для обеспечения необходимой производительности установки и

установить нормальное питание;

7. Проверить работу средств автоматизации испарительной установки.

Во время работы необходимо периодически проверять уровень воды в

испарителе и конденсаторе, значения вакуума в испарителе, работу насосов,

производительность испарителя, исправность системы защиты от засоления

дистиллята.

При снижении производительности испарительной установки более чем на 20%

от нормальной следует применять предусмотренные инструкцией меры для

очистки нагревательных элементов (в частности холодное вакуумирование).

Водный режим должен поддерживаться в соответствии с рекомендациями

инструкции завода-изготовителя или судовладельца. Необходимо не реже одного

раза в сутки проверять общее солесодержание (плотность) рассола, общую

жесткость и содержание хлоридов в дистилляте в судовой лаборатории,

сравнивая полученные показатели с показаниями солемера. Показатели качества

дистиллята используемого как добавочная вода для котлов, должна отвечать

рекомендациям.

При использовании химических реагентов, для снижения накипеобразования на

испарительных элементах, а также химических методов очистки испарителя

следует руководствоваться указаниями судовладельца и рекомендациями РД

31.28.53.-79 “Химические методы очистки судового оборудования”.

При выводе из действия испарительной установки следует осушить

конденсатор, удалить рассол, закрыть все клапаны, провести осмотр арматуры

и трубопроводов, выключить питание на приборы автоматики, аварийно-

предупредительную сигнализацию и защиты; в испарительных установках

использующих в качестве греющей воды пар, наполнить испаритель питательной

водой выше уровня греющих элементов.

Использование дистиллята, полученного в судовых испарителях, в качестве

питательной воды допускается только после её специальной дополнительной

обработки и обогащения минералами. Обслуживание установок для

дополнительной обработки воды должно производится в соответствии с

заводскими инструкциями.

Список используемой литературы:

1. Завиша В.В., Декин Б.Г. “Судовые вспомогательные механизмы и

системы”.М.Транспорт,1984

2. “Правила классификации и постройки морских судов” – Л., Транспорт, 1985

3. “Правила технической эксплуатации судовых технических средств” – М.,

Мортехинфорреклама, 1984

4. Ермилов В.Г. “Теплообменные аппараты и конденсаторные установки” – Л.,

Судостроение, 1975

5. “Методические указания по дипломному проектированию” – Л., ЛВИМУ, 1983

6. Справочник по судовым устройствам. Л., Судостроение, 1975

Страницы: 1, 2