автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Повышение эффективности энергетических установок малотоннажных судов путем использования теплоакуммулирующих систем

Г Б од

Інв. №

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МОРСЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Д 053. 04.01

На правах рукопису Екз. №23 УДК 629.12.03.—8.

РОМАНОВ С ЬКА Наталя Георгіївна

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК МАЛОТОНАЖНИХ СУДЕН ШЛЯХОМ ЗАСТОСУВАННЯ ТІПЛОАКУМУЛЮЮЧИХ СИСТЕМ

Спеціальність 05.08.05 — «Суднові енергетичні установки та їх елементи (головні та допоміжні)»

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Миколаїв — 1994

Дисертацією е ружогоис.

Роботу викова но в Українському державному морському технічному університеті.

Науковий керівник; заслужений діяч науки та техніки Ук-раши, доктор технічних иаук, професор ЛЕВЕНБЕРГ Володимир Давидович.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор СЕЛЕЗНЬОВ Юрій Володимирович; кандидат технічних наук МОРОЗОВ Сергій Іванович.

Ведуча організація: Миколаївський морський торговельний порт, Міністерство транспорту Україш, ы. Миколаїв.

Захист ¡відбудетеся « ^ » лис/ролая# 1,994 р.

о - годині на засіданні спеціалізованої ради

Д 053.04.01 Українського державного морського технічного університету за адресою: 327025, м. Миколаїв, пр. Героїв Ста-лінграда, 9. . . ,

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці УДМТУ — 327025, м. Миколаїв, пр. Герої® Сталінграда, 9,

Автореферат розіслано с ^ 1994 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради КВАСНИЦЬКИИ В. Ф,

ЛііОіір'Л'іЦ.їі О рукотя:. ,

Р >с?у оиі[. ізмо в Українськскіу дархашісму морському технічному університеті.

Офіційні опоненти

аойтор технічннх наукгпро({«сор Л£ЬЛій--;РГ Володимир Давидовим

де і-)р технічних наук, професор Ссі іЬОВ Юрій Володимирович ■ канпипат технічних наук

. ' ' м'.ОРі Сергій Іванович

Зодуче орган«саціл .Миколаївський порськни торгогзольїшй

порт, Мінісгерсгво уранспоріу Україні ».Миколаїв •

■ Захіісг відгукаться в “ . І£94 р. о годині на за-

сіканні сйеиіамлпаагог раая.Я 0ь3,.0>4.01 їяраінсьзого «ерхавнаго иорсьзого технічного університету за аііресоя: 327025, и.йиаояаїв, пр.Гераїв Сталінррапа, 9. ^

3' йкзртацйя ¿оззні ознайомитися.в бібліомані - 3?.?02Ь9

п.і'и.иогліа, пр.Горото Стапіиграпа, 9.

’ Лморзфзрз'ї 0озіссїко * :* . 1994 р.

’ ' Вчігшй егкрзтар С!£і)іаД|ЗЗС*?$? рад .. ДВАШІЦЩІЛ 3,0«

il : I U-' ¿3

O'

!Г:

* і я

'б

Г] II ' р

«і íí-. Il

n

'Л

!!

її

u

О

и

it ■ U

о

. я о

ü

3

Ь

-к

а

ТУ

л

о

с*

і. і О

Я

♦73

б'tí

я. а

¡i " і » f»

У ,5

U .5M

' .

if

•44-

2

И

tr

H

s

с!

Її

Я

і»

îi

a

о

П

!?•.

\î •

' і »

V'

U-.

n ' 1

и

II

¡ÜÍ

о î*

»V о Q • U •П

^ 4*

о •

ira.

' м

Р

ir

о

о

s¿¿

ЗІ] ■її r

П n

U: 1Г U 'И

a n •î u.

i*r и

ГІ g о

irf*- *э

» И

И

I?' Ü:

0

.О-

X о *п

О *3

« (.а

fj ■ Я

о ^ f ^ « ь.** **”

'TÏ , *ö -<

&

ГЇ

- в* •

■8.

Ч

• п

и

г>

: *

ÏJ

*3

-У

¿í-

(j

ti

72

*2

ЇЇ

Г1

■З

».

¿>

\ i ■K

o

V3

A ■ t>

■ n

%3

o

O *4 8

я

u

к *? • . r> 77

O ir

» Л rj

?У • /"3 > ■ (V

. í í ^4 Ci ІЇ

■ ' ; j *»* í5

• ^ *<» ;Jt •>4 «£

?! rZÍ 5 ' tj

- ¡ , W i "i ; ^ O I*

л u 1 3 Э

«• г" ? »5 л

. !«'♦ i > J •«*

• í » , y O Î4

; І à ; . o

• L* t" *«* c

• w ti ’ j. (1 Í4

«n O Í-J ' .*3

* » - o ;h u rJ

i . - 5 ' A «s

íV O <»•

í j U

¿Ji - ’.•* o ■'’•5 o • tí

Ї* o U .

► ч' o Г“

s O ■ *55 a . i

• ¡r - 'A- ■ ;? O

í> •П H

* 1 -¿’S ' » л'

^ ,« "4. o ■ j O £г ■

« • • ■*и»

. loi f. Щ -B

v 3 z» 28 o

Ч-4 H rt <<

li • ■3

fe’ ¿3 ■ ■ 4’ ■ Vj <2

Ц a £» *a

- £"> . и ÏJ» Sa

> p 1* Ci ir 4

«.*•» *5 5. ' С

Г'.ї il O o T3

í£ O o

o Гї o •Î 58

о » *»«•

'Q V ~

n ß P» >>

u о ex \

5» o *< 9

T* -1 o СО

■ д o -P

. ~ ö * o

. *í ‘ 3 *s

o . &

o a í

•■o 22 & П5

w ;< «C Í5

« M ?

• 2

*É < q ІЧ -J 1

• s ъ

-3 O . £ С

1 <2> X í

5 > ;3

Píí ‘-9 V rt •*

—f-

U o* « S) >

. ^ “• •--'■і

С o O Sí л' сг **>

Ï* *•3 o O *W.

Й *4- o rt ÏJ Я *-=:

■ ^ o із \’F

►ч- o •A f ,*J »•” Іл<

. *3 л J f і« r-*v

>5 *•- '.J j;

и ,**í ¿л- o o .te

'C *TÎ ¡з

zt «-2 1—l X

а г ' ■ті

»» í3 "t ', 5 -4

,u »-»• ;5 ex •С* •Г-

о , * «-»• ;f.

?» ■ 1-і o ”■ î

‘Л o і* •-’“З

и ^-4' Ci ' О

»“(• o t3 V-—•

o *T1 о і-

§ >1 '4 ■л 'U «

tt '»v о

o ’’■i \ 3 c> <"i

?*! iJ O -¿ l.--

ti 'J Uí 4*^ c' »

S » O '■”4 О

O «- с?

O o <5 í» 13

*3 • X '2% rá

»4- p m< “

►j u

o *-c; 3 X Г-^З

a o 29 bJ о

g s* •-a ¿3

o ~vr ív Tw U

o Zm *? ь

rt» o Sí

S te Q 4 Ä Ü

X u >¿ о es О

• V *o •м a

ж Сч л

o 3 ta ia X

s- o o Г5

h » cr r,< -г 2

b< £0 » •2 N/ р •

л O o -3

55 Э *3 o С5> о

Q o a А ч _¡^¡

s o гб tr гм.

9 « 5; *3 РС ►ч

с o ►3

O ¿z 'p s Д г>

o fc> 03 «тз X

» o> Cw X •> Л

ь ЗГ о

ÎS o ta Ф о (5 О

o Д «° T3 ч 1 t

1 I 1 .'ч‘

. 'ефективності ïetwwКУМУЯЙПЧИК СИСРвМ У «ВОДІ ОНОрРвТИЧНЮ;

НОБОК малотолнакних суден. Для цього; розроблено ПРИНЦИПОВІ CKS-м TAC у складі £У MTG; розроблено і створено математичні моделі теплоакумулоючих систем' у складі & Í-1TG; оозроблено алгоритми та реал ізуочі програми визначення їх ефективності; розроблено і створено експериментальний зразок Гбщюакумужшчої системи,стенди для п дослідження; виконано 'пспериментальні роботи по дослідженню основних характеристик тепловк "мулюючот системи та Y¿ елементів; вироблено рекомендації щодо вибору пара :їтрі в тепло-акумулюючих систему складі енергет. jmx установок малотоннажних суден. .

НАУКОВА НОВИЗНА 1ЮЖ' Є: в розробці математичних моделей TAC, які дають змогу виявити впа9моэв"лзок параметрів системи з параметрами ДВ З ; оце.¡таніні експериментальних ‘врактеристик теплоаку. мулюючої системи, що працяа в умовах вібраї ті качки,

ТйОР^іЧИА Î НРАКТ'ЧііА ЦІННІСТЬ роботи поД raes в р03(/0бці ітрі-нципових схеи включення те^лоакук/лзочих систем до складу енергетичних установок взлотоннйЕнкх сукон{ розробці рзщ-анчацірщодо

* 'бору.параметрів тегисааувулаачйг «icms стосовно сучасних енергетичних установок і<ахого«нз=шз: суден;. розробці; гшкрхтиі в «в, реалізуючи* програм, '..fiai ‘дгаягь vmvy'- р»ма»а«ї' c¡3b :itut и. çcïî-/

. лоакуіулвдчнх систем у сказді аіарпііївсиз; усілцзсай к2£зсс:кііе-

, НИХ суяОн, У':.У ; /;, '• '■ , •

даХЛОВІРНІСЗ«; ¿oipa; *

■ ктніств áacssuúóéejj, esa '¿^акт*Иа^ icÇssKassàçci-

і eátítil.■’&.i^.\c289gpagñc¿s& -, att>.

твердаеннях быюшщ i»pá«©pww¿> «зека* jeçàçàsjW'-cîî^ïçp£â,.;

■ nBMKo'F'í^.tts-S'CítEaei/W ‘ :' ..У 'У

' AiíP’ 'БАЦІН FÜBvilVi. Основні результати досліджень доповідалися на Всесоюзні.1, науково-технічній кон.^ерєі-щп "Проблеми енергозбереження о автономній електроенергетиці" /Севастополь, І99І/- на наукових семінарах ІТТі Мі України /Київ» І9УІ-ІУ94/; на науково-технічних конференціях проіЦесорськс-вик^^^ацькога складу Миколаївського кораблебудівного інституту /.«ихолаїв, 1992-1994 pp,f » науково-ае>;чіччкх семінарах -а нарадах у БО "Керчрибпром',' АС і ііТР /м.Опеса/, АС ІІТР /іг.Керч/, ..¡нколагвському морському торговельному порту то';;о.

ОСО!' 'СШЛ ВКЙАД АВТОРА полягло з розробці принципових схем включенню тепл., .кумулюючих систем до склппу енерге.ичних установок малотоннажних суден; у розробці математичнот моделі, hl-Одик на її основі тя реалізуочих програм визначення ефективної;? ї теп-лоакумулр»ічнх систем у складі ¿J :<ІТС; у розробці і створе.-іні дослідного зрззка теплоякумулюючої системи; у проБецеині експериментальних доеліисень характеристик системи.

АВТОР ЗАХи-ІАЄ розроблену н.п оазі математичної моделі метопику визначення ефективності .еплоакумулюпчих систем у складі енергетичних установок малото чажних суден; результати визначення па-"чметріа теплоакумулюочих сис'зи’складі К' .'Ж; результати експериментального дослідження.тедлоакумулоючаї системи.

Методи дослідження TAC, її елементів базувалися на проведеї і 1 ' ' • ‘ * теоретичного аналізу,експериментальних доел?)п6нь та виконанні перевірки адекватності теоретичної моделі та с^ержаких експериментальних даних. ’ ' ' .

' ■ ВііРОВАДяілННН РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЕаііЬ здійсщитьср ігідно :j договор ш про творчу співдружність з БО "Керчрибпром" слуабспАС і ІІТР м.Керч, м.Опеса і госпдоговорами між MKÍ та Л'нколаГвсымм морським торгоаельніш портом.

Розроблено принцип' схеми включення теплоакумулюючих систем до складу енергетичних установок малотоннажних суден.

Розроблено схеми включення теплоакуиулюячих систем до складу налианого с...;на проекту № 20641 /”Нарзаи'1/, рейдового пасажирсько i'j т/х "Юбилейная" /проект № 1462/, Вироблено рекомендації щодо вибору параметрів 'геплоакумулпвчих систем у складі: рейдового пасажирського теплохода проекту № 1462 "Юбилейный"; рейдового водолазного катера проекту Pb,‘.t 376. '

Розроблено дослідник зразок теплоакумулкшчо : системи персдду-скоаого розігріву масла для енергети1' ’ОТ установки т/х 'Обилейньїй1 /проект $ ІАо'4/.

Публікаці 1. За Tewoo .гчсертаці Г опублікоі. ло ¡6 робіт. .

• зміст роботи . , .

Вступ містить обгрунтування актуальності теми, склац осноьних передумов для постановки І/ЄТИ І зав,, НЬ ДОСЛІІГ’ЗДЬ, uCHOt і пояснення« які виносяться на 34 ист,

У поклону розкіл і показано, що. одним о шляхів підвищення ефективності енергетичних установок ыалотсннал их суден є ви.іристан-. ня в ТХ складі теолоакумулоочиз: систем.

На підставі аналізу складу та оснівних технічних »-чрактериегих енергетичних установок вітчизняних і заруб ікниг малотоннажних суден виконано кількісну та якісну оцінку тепло-их вт^ат, що виникають при експлу .-аці 1 енергетичного устаткування ііУ iJTG, акумуг\ вання яких ввакачться доцільним, Ііоказаі , цо основний : да*ролом теплових втрат в працюючий двигун внутрівнього згоряння. * .

З урахуванням . нуючих вимог щодо .ехні', от експлуатації снер-гєгичніго устаткуванняКалотогїнажнг суден, Регіс; у ' розра£...ено принципові схеми теп.:?ак>.рулюючих систем, які забезпечують неза-б , ' ' ■ • . ■. ■ ... •

.у?»-/. . • • ч |Г;>.»их .иршьэвчого чкігука внутрішньо-

п; зі’л і; кия , ::~о;'гДЛ\\;;-:о .MOK.vU‘.ic:vb >ur »у.адвакня частини корисно з.чрогЬогяно? ’лгк'грл’то{ ciiopri? на пгрехіднкх реяимах робо' і пи* г;илЬ“Г:';нео.ч'"осі в, яялогочерагорі в.

Кллтёксно акуї.гулл*!кнл тештозих втрат ?-1егпвчу?ться комбжо-паники їеітлспігукулвючимя систбі/л;м* іцо являють побою комбінаті* і .новнах тег ••• -• • 7ЛТОЧНХ сис*:-:’*..

Показано неоохіяніоть проведення комплексу робіт згідно з ке-тс-о, завданндаи до елі ггж<- .ь.

У пг гому роядглі розроблено ма?е«а?ачну модель визна >ння ефоктивчр'ті те..лоаісуну„таачих систем у.складі енергетичних установок малотоннажних суден.

Б основу математичної моделі покладено принципи системно-і'?-раргі'-':-:ог" пізхояу, апзно з яг.кмя на верхньому ієрархічному рі-:.нх r.iu-rvn.'.'.’ са*п теп’мкугулгича снс?‘ї;..:і» як підсистеми - тепло* піГ\ тг.суулят р, і ■ лр^ії-ур.

гЬ.'.'эг'атпч'-э уоаелдглзи» ішшиано стоссено лкн?*аованоТ узагальненої схемі уол.к'эw*j'vuoa4o Т системи в сугоді енвоге"‘«чної установки малотоннажного * дна /рис.І/,

Оцінка ріпяіа мокливих тек.-jpa'., р нагріву теплоакуу-уляичого матеріалу і температур, необхідних, передусім, дл.: роїсті» іуди flat« споживачів за тахукок о^уіг/льоцгного системой тепла дала ь. > ру га копеяьовану. констрзедш даяяоам® ^<у*.$І5ітора прийняти аси-с.трукніо, зобрзкзну !Г: ' Зіра ■«•Si1* кокєтіМгаці 1 акумулятора

ксгаїа здійснювати зарядгокші пгзаейм пряжята долтадту гзялокосія з їогдоакумуяюгачии маяа^іажом^за і5ото;*огою трубчасто електрона* грівникі- із застосуванням чодмїсоїоро теплообмінника; підводити ркукуяьовану теїшоеу енаргіо -зд> стоглівача шляхом безпосередну-зго г.«хор::с?аніія теяжоааадулввчого матеріалу та із застосуваиипч про» tilZUQt'Q ■ЕбПлЗіОСІЯ. • . . • - ’ ' . У

Рис. І. Узагальнена принципова схема теплоакумулиючої системи £У <МТС:

І - ДЬЗ; ?. - тепловий акумулятор; 3 - т^плооб-

Рис. 2. Принципова конструктивна схема теплового акумулат • та: . ■

І - і; ;цний корпус: -і — теплоізоляція; 3 - тепло-акумулюючий матеріал; 4 - легкий корпус; о -з:--.

. Вовн**; 6 - трубчастий елекї”-х>нагрішик .

■І,

За 1СІЮШ«'Гі ’¡І-'1'і :1 С(|О«?ЧГ.Ч0С1ГІ «плозхумулюочи^ систем у складі ■'кзрг.л'іічних усглновок шлоггониюнмх суден прийнято відносну ?/асу олс'-’ем'ї: ■

— /\Л

м =-и-,

А О

де М - паса їєплоахуг^яоючот системи; А Ь - абсолютна велнчи-•'і економії ■ 'ЛЬі'ого зевмякн пі „тосувс-Нііи геплоакуиулюючо? сис-т^міі. •

Маса *гоплоа,су».улг:ччс систолі являє собою суму мас теплових ак;/ї.!ул'"'оріа, які засїосопуються в системі, і допоміжного устаткування;

м=|м>м,,

(-3

Д" = та ~ г?'са *еп.іо::ого сцунулягор.; |^/0-кзса допсміізіого

V С Т 'Х♦’ * *'- п ?-5 ’ н ■ «

У ^бРйГоно;^ гиплг’Уе ггодлти п алгар:;?:.! гтзрі^унку ї:*іілое!п; апуіулігоріи озиакл чл і: чкярзггггиеногс шкоятня, одвртзно с.одз-лі ряду згллсзкуггуята^г- пр'лстроїв, ?пса '.'еплоЕ:-у;!уло*>чсгс ка«з-'піа^у'ікясс гмоитлась по га/дою 'і:

Ч.т —-¿іЗЗЬік)^Ь І-Ш

Ифц** а €/ %\иу хлРм %л <- зд-*і і *J *

: '? Я'пн' •• Сглргс'Г'іісгь тгхжзукут«ого нзтеріа.'у;

•ви, - в«'- - віпвоеиі- свЬгоаеі скгадосчх 'іапгс-

ГСІ'З Зі^кг/ Х&і.І/р-, '<£ /;</;,. .V» - ког<5сціл*г;-'і!, лаі

. у^стаі!кокно йрак*ар:ізугз?ь '.с^зйзодіїсть• тсористтскіп ?г;п~ц. с?ї:'зї> ййу??уйзгання'; • ~ ї^ійшггса'теплота згорниш пг'л ї'От'с:

$е -питома витрата мільногс; Д/а потужність ДВЗ; *Г' ,-'.пз-' \

ріод роботи ДВЗ /заряджання системи/. {. •'

Бзаемозомязок параметрів елементів системи здійснювався на підставі відаї. л теоретичних та експериментальних досліджень теп- У ливих акумуляторі в з урахуванням нестаціонарностт процесій, о(іу- • мовлюзаних їх остиганням» і параметрів двигуна внутрішнього зго-^

: Л

■ V- Іпа: ~ ¿А ' ■; ■ V/.

де <?, ~ коефіцієнт ефективної .еплопровідност'; -'довжи-'■

на -цилінпрачної частини трплового акумулятор. .■"}■■коефіцієнт; ;

‘ теплопровідності; чг/, , сі, "г. ха\.-кгерні діаметри теплового . акумулятора; ,-лТ > температурний граді«н?;. Т- ~ період авто- Дї '; номності ’»’епловсто акумулятора; ;П ' ефективність-\суднов>Л;і ‘‘

■ системи акумулювання. ' у. ■ ■ '" Vі *•

Маси міцного корпусу^ т«.\юіаоляці ьтеішбьох^У^ах^ятощі^^ плообмінних поверхонь, арматури-визначались -із»; підо^^и^задз^іг .'.V,; /, ет«ши. ■■ -‘V /-.У--У .С ?. .у'-'■ :1У/''-'.гУуУУ V''-}’■ - ■■'¿УУУ'ЛУі У разі "цільової^ ^ви|{Ортс?^й;а«у^^в^м;..«в» т ^¿юиі«у*\$.С ¡цулювчот система'у .склааі г:Г;

;; забезпечують визначання, потрівнрї шзріго^осїі';'<;йсгаці:^У'У][.'д|%:

1:у;[уу;^;ууу<%-

^ = й- *-Ого ’ О* - - кглгкт-ь.гешіа, /•нерЗагдна

.для 'варріц^/едекегігі» позаобо.тонково’го простору ДВЗ, масла, вального, затрачуваного иа проведення. технічного .'обслуговування.<у днових пристроїв і росппоб’.'гов:"патреби,.відоозіцно; ?■ - кіль-•'■ щсуь гто.ліів"дз:ігу»з; р. • іусздюв' матеріалу корпусу **игу-ма; &ст. ,'-&ЗА тосіршн металеві« елементів корпусір там-аяної .-оболонки; -5 :<^зсо?»‘холу.-п»р!1Йя} к„ ~ коефіцівнг лвхвгса гіулка фшндо;. ■ І^д/ямоїр поряяя;~йН -різниця енгаль-' піЯ'корпуау ДВЗ у>розі?рігогіу Я холодному станах; км - коефіцг-

' * . . р ■ ' Су** , - - .

■ентздппеу; &\н , Л - .граді*:-1«* гс-ипераїур підігріву масла та рівниця• *в!тра«гр ш..коді і т'есді і іояа.-а ЛВЭ; Тп -. час пз-іредпуспопої -робогц-.^аокзіого.'їзісооа}.":Ср - чспг.ое. пі^.л, пальяо-,ррі ,4 *^' , . г рігииця їсгіязратур кагріпу пального; П - кіяь-.''¿¡їда?*;чямцв.<жпагфІу'Ц,^у *р4І'^ійігомі*ватратм тепга'т' об- '

: олурасуг-кіш юхздігиіп і гбегаодутоаі погребії. .. .

'..^За -‘деяа«гося&'' ^звадах'сфзквівяосгі -сі{втс?!;і,прийнято, н того-7-ф‘;г5су і."'/

д/в^ . ;.. *■%•>■'■

іу!'Ь•;Рлз'робсгна; ііа^'зйгіиа .иокагі»•сгшз^осііовоо. алгор,- лу, рзазі--: >'погіибг; у кімедї. ¡адотргаа. сгоссгиб »¿естшнах ис?то*в*ерф' та*

'''Щ'ІЬЛЗ.' ■' :/

';■ '.ЛІрЬ'',!'Ь» тарзаір^/одакпатнотеї,тл?<їі.іата«то!. ігоезлі показав'

поцальших теоретичних досліджень, спрямованих на визначення ефективності .еплоакумулвючих систем у складі ЕУ :.ІТС. . .

У третьому РОЗЛІЛ-І описується розроблений -¿ксітериментвлький зразок теплоакумулшчоу снсіеки, стендів для їт досліджень, наведено результати експериментальних досліджень, методику їх проведения, визначення похибок. . 1

па рис. 2 наведено загальний вигляд основі го елемента тепло-акуі/улюючої системи,- експериментам чого зразка теплового акумулятора, а в таблиці - його основні характеристики.

дало змогу оробити висновок про можливість ТУ застосування для

і

2

Рис. 3. Загальний вигляд .ТА:

4

5

З

і - міцний корпус ■тегзлоакумулавчий чс -; теріал: 3- тепла і з.о-.. /лція; 4 -■ иійьвик; Ь - итуцвр

Таблиця Т

ОСЛОНУ ХАРШ.^ШКИ ТУЙОВОГО АКУ.'ШШЇОРД

Щрамстр

Тозш\..*1С«ь

. • ■.: 'Vі’

10349

’"Л220

З метою забезпечення визіменил .оостязделих зярдяї-.-' чнепе«»-

риментальні дослідження тег.лош'умул'опчог систгки і тзллопого аку-муляг _)а було прозо дена на екппир№еіиальчому вібрзіиРиїлу с-тги-ді, т "'озроб-’.ксму ексі.орі. ¡ектальнзду стенді, що !.;сп.е.№,? уі/они качки судна, у складі суднової ен-зргеїіічної устанорки судна проекту № 1462 /рис. 4...-У.

Роботи по цисліпнзнмю ■гсплоак>му»і- -¡ит систзук їа 11 ьлемеитіа проводилися за кілька ета: '.в, на кожному і г.ккх з'.шікув'ідкся завдання, визначені м°тог. егону та експериментальних ‘юг’і ікень у цілому. ______ ,

с

І—J )

П

4-

г

L

О^с. 4. гітаїшпосі схема ■ Qiбраціііиого стенда

• • чля і?сіглггг.«ш> 7AÜ:. .

\ -V - '-.. І “■ ^врлоіий • йкэд»чятрр} •- ¿;^г кйск; •і?'.'<•'?,* гідратор'} >4. - блок абусюяняі' Д.^1>;і^'>:''й'л*'’ї^ї^ваяілнй :<5¿o:t; б' - ушї-VVr. 'і:':С V' V :риіаіяьнйй. ярнлад./45*55-

ІЗ

Шіщгпттгп'пііиігіч - ттттггггттттг/т/т t

; . а) . ■ \ : : ■ : s) '>

■...Pï. *’ &«"Принципова' схрмасгеїщ'з»- який • м&пел»? .

' . . умови качки судка; - .1 . ■ , '

а/- універсалі'іий сгенцj,б/ — етенч : • : '■ -, ■ ■

який МОЦЄЛИ« умови. ÔQpÿÔBOj ,КаЧЦИ при' •

et- о” ■ .■/

: І’ - тепловий ähw 'ЯЩІ: '£ блок'ви-- ;.

мірювальний;. З - іщгаліжонструкція . ^

Рис. 6. Псшіийпова схе,ма eKanepBM¿Hía¿niol тепло-; . а^улоччбт ; системи 'в ' окяаді енергетичної ; . .‘усгановки'.супна щюбкїу;».'1462 і - ' ДВЗ ; 2 - тепловий щ{уадлагор; ' '3, 7 бак

дослідженню харгтгернстик леплсакукултшх систем зрізно з , ' розроблені) мер!)пиков виконано стосовно теплозкумуяюючих систем, .що використовують у c.riosi/y Оїлаиі як теплоакукі лю'.очі матеріаливо-‘ f.y позпоболонковсго лро( '’ору дизеля і УаіЛЛО,

. >. Експериментальні дослідження на вібраційному стенді було проведено дарма‘основними этапами.--/ ,

vi; .. На першому етапі . було одержано осі ші характеристики тепло* вого акумулятора, а саме: •».осліджено .залежності зміни енергоємно. ’: .’і теплоакукуліокічої системи /теплового акумулятора/ в функціїча-' су- Гї^аптономноеті в залешостг від початкової- температури іепло-ai„ií,даючого матеріалу шкоршїооуваноїчї ТА:»!, ступеня запознеп—

• ня теплового’акумулятора г’еплоаку»'у'л;-ог"им wave рі£июм, орієнтації ' "?еплов'то акуі^'лт'орп'-'в-просторі«' - .

' -.Kv другому етапі-досліджень...1тепловий акумулятор встановлює-

* ться ял коропи закріпленому диску і піддасться.пібраці йиому а яв»* . -'ч»у''-9' шрокоц» діапазоні .частот /від 150 до 1500 Ги/. При цьому о -г;;лрйцесі щ.л ідення,''ругрго «гаду досліджень змінгвалясь оріянта-'і.ціл теплового' a!<yT<j'7i?oja 6 просторі /г'\лжа вісь симетрії ТА ;г-л i';:.'. prcw'гсулярка-лінії горйЗ(і..-гу •= 90°і паралельна їй =Ф, :'у? ступінь^ впл6і^.іЬ»няС'ó<íматеріалом, no-t í.£«ító*us» -ігейгараЯ^д*еядааяуі^:^^^ • ,

*'ярв»І;іег»шиі'-вмій^онііно для дер* основних видів'-у frotó» йД^ьовог ая укови. різної орієнтації щ'{

■ *$ і/8Істо6^Ь§ивя. рі.9на*-;ТАа* а- такса '• ;‘.;v r-r'rr^.- 'гйігйіііеіі. *я-; ^гіясзогоГЙкуіу^’ї'^рз тешіоа’кі: у-

■■ : - • ■ > J- "v ■- V:

ríf/?:£|$ййлЗ;:.Цно(^ досіїхірхень. бур етап.

.^дослівкен*»^.p06óTH::Tep^^i¿yjam^oi еястеки- в окладі суднової ене*

№*ар$вжі»У. Х-- 'Х\'.';?:./Х.<' .X: -XX Ч';

üp npoBSTiauni цього етапу «-жопсряйентальних дослідиень j’.oc-лілни“- зразок сиоіпьчі ао^шэзлюяався s машкнно-котелыюку відділених суди,, проекту í? Кс£ і а"длнувавоя з допомогою гру^опро вол;» зі штаснок системою дощання дизеля Ó4KCH ІВ/22.

іііалл запуску шпигуна і Гюго роботи .¡рогпгоя часу, який забезпечував лр.-’рів основних деталей цилшдр'-поршневоч групи,воді: в поза'^олзикоисіму просторі і масла до даних параметрі з, які да«ть змогу приК:аіи навантаження, дизель шляхом ступінчастого прийняті ■ швантакеї л виходив на номінальну потуг ti ст-, потім зупинявся, . .

Нагріте масло о картера дизеля перегачувалось у тепловий акумулятор гвшюакуїиулгюючо? с«сїйьн.

. ри досягненні температури mclcju в картері дизеля 2гіЗК порад гг ikom дузеля а його картер направлялось у.асло, ідо містилось у тепловому а;тумуляторт, після чого проооідозя -о.%тортГ, Poro пуск. 3á фіксажним дз • доасля тиском п-.сг.о, npvi якшу уогуз»*. es прийняття ііасин^аксння, еиз:ілчя.вся члс 'сйоїи дизеля в роюмі "прогрів" ари виксрисганні: '¡егиоакукуяовчог система. Одержане з»* чення юрівнзвакосі-. зі шіачоннян часу роботи дизеля в режимі про* гріьу боа склор-с.иння теяяоануцуирвчої систеш: -

і І- т.ас. 7..,': наїзап.е.-і деякі результати експэричангальню: *<К с,.!,;;;-:„!ь, які поі;-лали: розрахункові ояачш-ш e-isaprcswmr^i^c::-у ХіГ-сь.со: Тх окспяуатаці ї задовільно уоїчдеуатьс;; і ¡r е:.спзр;:ші*ашікка даі-адма» ушвч качки'судка ісуоїио едез-,.ь аміну енергоємності veiKoaKyigys5¿«t3C систем./до"S0¡J.t;o>\ V: з статпчшім остіїганнйм/ у разі, розтгііувашя .sccxosai’oci'i

■ .т.г.їора даного типу при сС >' ü і його, часиков;;» сакзїГ.^іх,чС-їігоак/мулоізчим матеріалом; ¿;£сл'сракгіітздо.'піііїЕОр^;і!.:о' cp.r*;¡*;, ьніс'.ь використання:теялоаку^яїючях ©мигса y,,ci:¿ztц еа^рг&течч-.

Отли,

кАм

7000

:аоо

5000

то

Ґ-Дм

шо

то

о

н 4-і 2Ь л

п *4 ТІ0

й<і -а

&» ггс

Г

*гл* Ь;> А

л° <ас ас д° л<> Л°

4 А

Ц Тй», кАм

2000

ЮОО

сіп.; ^^ ЮОО о

>0

2* 5е *4

26

% 1

.

ц 6,!>~ д

4е л° а° л° л° 4° 4° 6°

і 2 З ¿і 5 б 7 я 9 1,4

ю

1 2 3 5 б 7 в 9 Т?р

°)

Рис, 7. ¡¿иергочуність теплового акумулятора в пре :есі остигання: : а/- ТА". - охолодгіа вода; б/- ТАіі - масло:

о-сС = 90°; а- еС - 0 ; —

0гМі

600!) 500і

$Т*М І Х-А**

Д° а° 1° *<1 до <30 лг

\/= ) Пн* 2Ь * V» 2 Ьл

с£ •9 Ґ сС= 0‘

' :; і . т

*а °л °<а а9 “о а0

Кі 6,5 л С, Ь,і /

■ - розрахункове значення

«А*.

ШО

2000

то

<?М». "М

гооо

то

. о

£ ?ь д V* 26 і

«о йо

"’О -Х~ 0в

; ; ;

V ^гГ *

&о й° п до л°

б)'

02-5 0,5 0,250,!; Г.р,

■ . ■ ... а) \ - .

Рис. У. Зміна енорголмиості експериментальноу системи

■ . при. досягненнях .»а вібростенді:

■ я/- ГА.4 - охало пий вола; б/- 'ЇМ - «асло;

о V 100 Гц; ' л = ІЬОО Гц '

. ¿міна тиску і гемпйратури масла в процесі прогріву пирєля бЧІІСіі 18/22: ,

------------без ------------------------ ----^ і'Д0*

гиок масла: а/-лареч дизелем; б/ - перед фільтром; в/ - пег^п центрифугою; ■ , ■

температурі масла^в !ПіР; д/ - на. шсаді б дизель,*. ' е/ - на виході з циоеля ‘ ■ ■ ~ ■ ' ., . '

них установок мчлотсгчажних суден; .досягнута економія .ального лише на режимі прогріву дизеля 6ЧШ1 ІУ/22 становила І . .2,1> кг за оци” пуск.

У четвертому роокілі \вгієно результати теоретичних досліджень ефективності теплоакуму'вдочих систем, у складі енергетичних установок малотоннажний гуден.

вибір парамс'рів 16 розроблених теп іакумулюючих систем енергетичних установок малотоннажних супен адгЯснюзав^я на основі росі "язання задачі опгкмгзшіії, яка г-юмться до обчислення значень параметрів системи, які б забеппичусали їй мінімальну відкоси- ь,ийу. ,

Згідно з розроблено математичною упед-о значніш відносної маси ге глоакумулюючот системи е функцією постгиних та оптимізову-ваних параметрів:

■ Проведена оцінка впливу основних пар метрів теплоакумулюючиэ. ' систе • дала змогу за оптим. .іований прийняти щіаметр теплового акумулятора,., зв'язку з чим запаху опсикіаоцітл>озв"язано мето-., дом послідовного перебору при VI-:.УЖ значеннях основних постійних величин: Д =0,-1» кг/кБт.гоц.; Хс =И?3 К; ^ у> а </г => -у'

а 0,9; «4 гоп.; ,/^=7300 кг/ма; ~Ьпх =0,005 м. V,

; Зміна потужності ДВЗ була 9 межах 10...500 кВг з періодом акумулювання, ідо забезпечував значення показника І^ІеТ. .100

кВї.гоп. . ^ '.: . ; . ■ .

На рис. 10 наведено осн^енг парамери деяких видів теллоаку-кулйючнх систем. Для прийнятих діапазонів зміни значень потужно-

cri вигуна внутрішнього згорянню, перюпу його роботи, автономності теплоакумулюючої >-лстеі».и і постійних величин залежно від силу системи ідноеня vaca геллоакумулюючих систем лежить у меках І27...70 кг/№(¥?

і/ — -і у

1U підставі нагових співвідношень , лг„с" /• > Де и„ *-

• <7

всжстоннакні ‘ь сукна порожняком/ показано що застосування т<? плоакумулчючих систем у складі »'члотоннажнчх суден рійного цільового призначення не справляє істотного впливу на їх масові хара-ктерист'"'«. -

Встановлено вплив не-розрахунконого періоду автономності на ефективність теялоакумулкдашх систем. •

Показано, ¡цо важливим.^¿зервсм зниження з-трат при модернізації /пен з метою використання їх у склаці теплоакумулюючих систем <з технічна можливість використання тепловими акумуляторами штатних цистерн.

У п"ятому розділі вивг :енс результати розробки принциповихсда включення теплоакумулюгачих систем до скла.і енергетичних установок проектів № 20641, № 1462. .

Визначено параметри теплового акумулятор« теплоакумулюючої cncv-ми стосовно с^дна $ Ї462, ■ _ . ' ; ,

На прикладі судна Ш. 376 йМсааа. j ефективні«!) використання . теплоакумулюючих < crew у складі енерїчітичнйх установок и лотон-нажнкх суден. ' ■ • . ,

- ОСНОВНІ -БКСі'Шаї Ш РлКОШЩЦҐЇ ". . - '

І. Застс ув&ння теплоа- 'мулшочих систем у складі енергетичних установок малотоннажних суден ¿ одним з перспектиьнйх напрямів Г 'двищення їх Ш. лівної економічності, .

Рмс. lo, OctíOEHf 'парлматдо тспвса!гуг«ул»у.:чнл. системі а/- ТЛС I » б/- Т/.С. 2; в/- .’ДОЗ; г/-Ш%

2 ¡ііаксинально вначемиь єяоноуі Г шльного при е:гсил/атацг У ге-яяоа*'Умулш<иш систем /ги> 11 кг за с:;н;г цикл акуцу;»)і:;іння/ моаь досягатися ц.яхои використання із'складі енергетичних ус’чновок ш-догоннажнях суден Чюпаьг.х ЇАС. • ■ . .

3. Касогаборамй показники теплоаїїулу^гоочих систем задовольняють вимога Ре 'іегц?, едо дао змогу вщсористг іувати їх у складі е.г -лотоинаШ""< суде;з рівного дільог^го гфизш,,ешш. . ..

4. Ефективність робжз «п5аакуиулюячих систем'в-умовах качки

судна істотним чино;. залежачі» 8*£.цу*а встаиовлвн г п .лового ану мулягора. Слід вважати, ідо длн расгляпутих коїіструшдгй гсіілоаку-мулпочих систем .рекомзндоЁ&к&Й ку® вс «•шіошгзіця теплового аиуму-літора мав'бути <£ =90°. . ’ . .

5.0/.лрханс сиешрі’легй'ллшо підтсзрЕуска;: ефзгл'цслогс рцздрізг;-.-

ння т^плоакуг^хач:« систон на рклшх юрмь'сзосого прогріг?£2 гуна 6ЧНСІІ іб/22. судна прориту >»:Ко2' яа? сэду -£згс“ защайча вз-стосуваиня тегкоапуіухва»: к .систем для юіксрскцаз іа из£9ТОВ»а« шшх суднах ' ріс;к:го цільовогопримюцааш.!.. . ' .. . '

6, ио.ї^р,л‘озції.і.їїио?'о*;,р»і^; су£Гїі «лід. срздовусага .. ливісі'і в;і»ц'.:<«тія і;їата^ іс:стіухі сз-кгетк» Ь’^іУ&зоріо із*

ИЛО^іі^у¿'^лХІгЗЧ^Їл С2ЇС*аі£»?* " - ■ ■ „ ‘ -

Оснокіі рооульїа«; Суім-с^йаіті^ії о ^огсзї ;

І .■йсвгиберт • »'Хвг^днээ І).*|. ,Рліамрссіая Н.'Г; Зііері -сбора-

•*ешю на иалоїойнаяиьх су^і'пуїам 'втрйивисшм '»«пдоби».. дедофвд-трргв.//ІІробдвш • оіи^осборойснкл о оа?окм«ой эдрйфраиопдоср! Тесі.докл. конф.' - Севастополь Д22І. '> ‘ '

г.ЛевенСерг В.Д..Харитонов 0*Н.»Рох:£::о£С'Чя И.Г. .Ьа..сз;-^в .

эффективности дизслькіх установо« шло^аніиших судов пуїіа тенеиіш теплоакьумуліірукіргс :\.точ:і:::сл о«епгк&£-рудсЕ-а р«яоз-.-43' . /станонкн:Сб.науч.тр. - ¡,якода8в:іШІ199І. ■ • . '■ .

З.Лелгнбвг" В.Д .Романовская Н.Г. Повышение топ л и. .той экономичности дизельных установок малотоннажных судов // Плазменное воеллаг иенекм и сжигаиив топлив: Твэ.*окл.конф. ¡їй,- лаев,І99І. ‘

В П.,Загребі їм я ІІ.В.,Романовская Л.Т. Методика расчета эффективности рабочего при'Ц' са судових ДВС при сжигании в них топ. дш. различного состав и качеств« // ПЛэменное воеплашнеииэ и сжигание топлив:Т:ч.докл,конф. -Николае: Л,?ЭТ. . .

Б,Харитонов О.Л.,Рома>'^ускал Ч.Г. К оіівнхе эффективности использования теглонк^умулирующвго истои 'мт энергии в составе •энарт’ет.иче--иик установок ылло'гоннакнг.х ^удов // Охрана окружающей среды и тру-д^'в суїр-и машмнострс яии: Сб.науч.тр.- :^икблавв^ІШ,І99Г.

б.Левенберг В.Д. .Харитонов Ю.Ч, ,Р'ч&н/лгкая ¡.,Г, Математическое . моделк_ование т^плопккумулирутецчзс систем,в составе энергетических уста 5№к ыалотоннагннх / судов// Судовое окоргом<*шиностроение:Сб.

. науч.тр. -Нию»авв;гї,ЗІ,1993,

Р .айовская Л. Г. 'Чов^шение осЭДективно^ти чнергетичаских установок ••■иютонна-п-н.х суп,ов путем применения теплоаккумулируидих систем". •

Диссертаиия н-ч ^о№ "ание учено? степени кандидата технических наук по опеииальности ОЬ.ОЗ.ОЬ -- судовое янергетиче^кив установки н их элемента (гл йн-.:е и вспомогат^.чы'с.е) ,Укті икиіі Государстиенн.»*1 Морской Теуччесчий Университет,г Николаев, р.

Защищаются- резуньтаті' теор^тич »гид* изолєдчня.і!іЕ аффектиыюсти теплоаккуі цирую'дих с. .тем (TAC) в .-хтане энергети іскг. установок *юлотопна*нь.х судов,а такче результаты э1 ъпериыенталькьх исследований. Установлено,цтс ripwr-нениє TAC в уставе ЭУЦТС нвляотси одним из перспективних направленні. n;¡-., ь ..,ы и-; T.;n.v -^к >8 м Жимншэсти. Максим'-.{ьное значение эюномий топлиьа .nm«r достигаться путем ис-пэльзон-няя ком<3цнкронашй..х TAC. и условиях качки судня рекомендуемый угол установки теплового аккумулятора .должен состг лять 90°. ■Лолученноэ эксперимеьтальнс .подтверждение »{фекгивности испольэ«-вания 'ГАС на режимах предпускового nporpñfea .вигптеля аЧ.£Л IÜ/S2J ■' судна np.iVl4fi2 позволяет рекаме"у.’Еать применение TAC для использования на малотоиная№х судах, различного ueíeeo.- тэ^ачеиия. . '

RvftViWOVSKAVÁrH. Ó! ПНс L^ábvEMÉfír OF THEWfÍ'ISHCY OF SM4Ü-70&4AGE VESSEL POWER .’LAfjTS BY USl'iG K2«i-ACCIÍ,1JIATK1G SYSTEM’’.

The dissertation far Л* ведок- of СспіїАаїз с» ftchnietl Selene* on the spccbtty ■ • C5.C3.C5 - Ship's Powsr- Plants aqd (heir ebntsnts (mam sad auxiJ*»y), Utew».! Siiile ШгіИіг.а TecUnSeEl UnívafsÜy, f'teíüyav, tfltü.- •

Ті.5 rosuSs oítlia tbeoreliodcid сгрйі!ГОчГ4а!гешгг!і'clthf* оШсЬнсу oí .c-ai-jocu* mufolhg sysíem-j ss a compcacr.i Qtmaúcmtagt mtels ptwrr-in.vili are msmstd.

II has bien dlscoy«ied llm Uva аррїгіїіьп cltóa-essiajíalíliag tytfeu» аз a compone,-4 cf ;9po,>iar-píanis oíEra3'Msmí¿53V^s¡:cw bcna cf (hs prospedwe t.Miás in me fr*re-aünj thairiual • fíci.2f:c¡/.ifeilmura fod-sc. «y csnfco ClUrud tóy, сс.ч'.Ылгi !>e;«l-ac* • cumulatingsy»'.«ms..laUw!mciíoa,.’,э roccrnrosndadьгдіо cf ¡-.счі ascnmuu'cr ¡.u.si fe»

SO . The екреДгаыиаГргаеГ olliu tfGckusycíú¡s spp6c¿i..ací tic. .-¿ccuuuLtog ¿уз-ism in the regime of (п-ватКпд.ксля-и? «І СЗД1&22 engit» c*l ttM dcd$ii vmi Lws la refiomnt«iut Um иіс <ifheat-accuiftiila!!ii]] systole Ьгдо&рирдо sit: Л i.:,i;iaga. vessels, ■ . . • ■ - ' ' ■ • _ •

' ■ Knmosi • ••зяова':* енергетична устансяка, шз<п<Шнг.ыс суд}■..■, чпло-’ акумулооча c.rcseua.TawiObiiii афмуг.ятор. . • •;