![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Промышленность и Производство
Техника
Современная судовая газотурбинная установка |
СОДЕРЖАНИЕ: КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГТУ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ------2 1.1 Состав ГТУ 1.1.1.ГТУ в составе судовой энергетической установки.-----------------3 1.1.2 Газотурбинный 1.1.3 1.1.4 Общая компоновка 1.1.4.1 Судовые ГТУ промышленного типа---------------------------12 1.1.4.2 Судовые ГТУ легкого типа--------------------------------------13 1.2 Редукторы 1.3 Средства 1.3.1 Газовый реверс 1.3.2 Реверсивные 1.3.3 Винт регулируемого 1.4. Средства и посты 1.5. Преимущества комбинированной установки-----------------------------23 ВВЕДЕНИЕ. Современная судовая газотурбинная установка (ГТУ) успешно конкурирует с аналогичными по назначению паротурбинными и дизельными. От последних она выгодно отличается компактностью и малой удельной массой, маневренностью и высокой ремонтопригодностью, лучшей приспособленностью к автоматизации и дистанционному управлению. Газотурбинная установка может использоваться как всережимная и в сочетании с дизельными и паротурбинными. При эксплуатации ГТУ чувствительна к качеству подготовки топлива и масла, к изменению внешних условий (температура, чистота и давление атмосферного воздуха), ее надежность, как ни у какой другой установки зависит от точности выполнения всех эксплуатационных инструкций, а также от своевременности и правильности решений, принимаемых обслуживающим персоналом в непредусмотренных инструкциями ситуациях. Опыт эксплуатации судовых ГТУ показал, что от инженера-механика требуется не только знание и пунктуальное выполнение требований эксплуатационной документации, но и понимание физических, химических и других процессов, протекающих в работающих двигателях. Кроме того, при длительных плаваниях инженеру-механику часто необходим справочный материал, связанный с эксплуатацией ГТУ и отсутствующий в имеющейся на судне документации. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГТУ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ. Судовая энергетическая установка (СЭУ) служит для сообщения хода судну, а также для обеспечения всех судовых потребителей необходимыми видами энергии (тепловой, электрической и пр.). Судовые энергетические установки классифицируются как по роду используемого топлива (с органическим и ядерным топливом), так и по типу двигателя—двигатели внутреннего сгорания (ДВС), паротурбинные установки (ПТУ) и газотурбинные (ГТУ), а также комбинированные, состоящие из двигателей различных типов. Судовые ГТУ от других типов выгодно отличаются целым рядом показателей: малыми габаритами и удельной массой, более высокой маневренностью, высокой ремонтопригодностью, лучшей приспособленностью к автоматизации и дистанционному управлению. Одновременно ГТУ несколько уступают ДВС по экономичности и требуют более тщательного ухода, как во время работы, так и при бездействии. 1.1. Состав ГТУ 1.1.1. ГТУ в составе судовой энергетической установки. В соответствии с назначением СЭУ весь комплекс ее механизмов и систем условно делят на четыре группы: — главную установку, предназначенную для обеспечения движения судна: — вспомогательную, обеспечивающую потребности судна в различных видах энергии на стоянке, при подготовке главной установки к действию и бытовые потребности судна; — электроэнергетическую, обеспечивающую судно различными видами электроэнергии; — механизмы и системы общесудового назначения.
Газотурбинная установка может быть главной или се составной частью, может быть приводом электрических генераторов, различных механизмов общесудового назначения. В последних двух случаях ГТУ называют вспомогательной. Судовая энергетическая установка состоит из одного или нескольких комплексов двигатель-движитель, каждый из которых включает движитель, валопровод и одну главную установку. Главная установка в свою очередь состоит из одного или нескольких однотипных (в КУ, возможно, и разнотипных) двигателей и общей для них передачи, подводящей энергию к движителю через линию вала. Если двигатели главной установки газотурбинные, и она обеспечивает ход и маневрирование судна, ее называют газотурбинной всережимной. В комбинированной установке газотурбинная, как правило, является ускорительной (форсажной), обеспечивающей судну приращение скорости переднего хода. 1.1.2. Газотурбинный двигатель. Газотурбинный двигатель—тепловая машина, предназначенная, для преобразования энергии сгорания топлива в механическую работу на валу двигателя. Основными элементами ГТД являются компрессор, камера сгорания и газовая турбина. Т Р2 2 4 0 S Рис.1.1. Теоретический простой цикл ГТД. Наибольшее распространение получили ГТД с непрерывным сгоранием топлива при постоянном давлении. На рис. 1.1 изображен теоретический простой цикл такого ГТД на диаграмме Т-S. Здесь 1—2— изоэнтропийный (адиабатический) процесс повышения давления воздуха в компрессоре; 2—3—изобарный подвод теплоты в КС; 3—4 — изоэнтропийный (адиабатический) процесс расширения газа в турбине; 4—1—изобарный отвод теплоты в атмосферу. Большая часть работы расширения газа в турбине расходуется на сжатие воздуха в компрессоре, остальная часть производимой турбиной ГТД работы обычно после преобразования передается к потребителю мощности и называется полезной работой. В так называемых сложных циклах ГТД, где можно получить более высокий КПД, или большую полезную работу, предусматривается либо промежуточное охлаждение воздуха (например, между компрессорами или их ступенями), либо вторичный подогрев газов (в дополнительных КС между турбинами), либо регенерация, т.е. использование теплоты выходящих из турбин газов для предварительного подогрева сжатого воздуха, либо любое возможное сочетание названных средств. Двигатели, выполненные по сложному циклу, имеют большие массы и габариты по сравнению с ГТД простого цикла, менее маневренны, менее надежны, весьма сложны. Существенный недостаток ГТД простого цикла-относительно низкая экономичность-может быть устранен согласованным увеличением степени повышения давления воздуха Лк в компрессоре ГТД и температуры газа Тоз на входе в первую турбину ГТД (на выходе газа из КС), что наглядно подтверждается зависимостью КПД ГТУ от Лк при различных отношениях Тоз/То: здесь Тоз-абсолютная температура газа на выходе из КС в полных параметрах; То-абсолютная температура воздуха на входе в ГТУ. Максимальное значение КПД при реально достижимой в настоящее время температуре Тоз=1000°С имеет место при Лк=16-21.
Данную Лк можно осуществить в многоступенчатом осевом компрессоре; при этом в составе ГТД могут быть два последовательно установленных компрессора, каждый из которых приводится от отдельной турбины, или один компрессор, устойчивость режимов работы которого повышается вследствие применения поворотных лопаток спрямляющих аппаратов на ряде первых ступеней. При этом возможно применение дополнительных устройств, обеспечивающих устойчивость работы компрессоров, особенно на переходных режимах: лент перепуска воздуха, антипомпажных клапанов и т.д. Газ ТНД ТВ КК ВД ВВВоздух Рис.1.2. Принципиальная схема двухкомпрессорного ГТД со свободной турбиной винта. Принципиальная схема двухкомпрессорного ГТД приведена на рис.1.2. На ней показаны компрессора и турбины, их количество, взаимное расположение и силовая связь. Собственно газовыми турбинами являются ТВД, ТНД. ТВ; совокупность КНД, ТНД, и соединяющего их вала образует турбокомпрессорный блок низкого давления (ТКНД); совокупность КВД, ТВД и соединяющих их конструкций—турбокомпрессорный блок высокого давления (ТКВД): часть ГТД, включающую ТКНД, ТКВД и КС, часто называют генератором газа (ГГ). Таким образом, ГТД можно рассматривать как совокупность генератора газа и пропульсивнои турбины. 1.1.3. Передача Оптимальные условия работы гребного винта и пропульспвной турбины ГТД обеспечиваются обычно при различных частотах вращения. Для достижения приемлемых экономичности, масс и габаритов частота вращения ротора пропульсивной турбины должна быть значительно выше, чем гребного винта. Снижение частоты вращения осуществляется в передаче при обязательном требовании минимальных потерь мощности. Передача может выполнять и другие функции, в частности «собирать» мощности нескольких двигателей на один движитель, «раздавать» мощность теплового двигателя на несколько движителей, разобщать двигатели от движителей, осуществлять реверс и т. д. Различают передачи механические, гидравлические, электрические. Последняя может работать на переменном и постоянном токе. В первом случае потери энергии в передаче составляют 6— 14%, во втором—11—19%. Для электропередач характерны большие массы и габариты: так, приходящаяся на 1 кВт масса электропередачи составляет 7—22 кг. Несомненны преимущества электропередач: — возможность использования нереверсивного главного двигателя; — удобство управления установкой; — уменьшение длины гребных валов; — отсутствие жесткой связи между главным двигателем и винтом и т. д. Чисто гидравлическая передача имеет относительно малый КПД: 95—96 и 85—88 % — соответственно гидромуфты и гидротрансформатора переднего хода, 70—75 % —гидротрансформатора заднего хода. По этой причине их предпочитают применять в сочетании с механической передачей. Механическая (обычно зубчатая) передача имеет высокий КПД (до 98—99 % ) и находит преимущественное применение на судах . 1.1.4. Общая компоновка ГТУ. На судах применяют ГТУ двух основных типов: с ГТД промышленного (тяжелого) типа; с ГТД авиационного (легкого) типа.
При эксплуатации вертолета с неподготовленных площадок перед входными каналами двигателя могут быть установлены съемные пылезащитные устройства. Вертолет Ми-17 начал успешно эксплуатироваться в Аэрофлоте. Завершил создание легких вертолетов с газотурбинными установками вертолет Ми-2 (взлетная масса - 3,55 т), который проектировался специально для народнохозяйственных целей и имел несколько модификаций. По соглашению между СССР и Польской Народной Республикой его производство было налажено на заводах ПНР. Перед передачей этого вертолета для серийного производства в Польшу часть нашей делегации после успешной демонстрации на выставке в Париже советских газотурбинных вертолетов сделала остановку в Варшаве, где также были показаны Ми-8 и Ми-6. Было принято решение совершить на них перелет по Польше на один из авиационных заводов, где предполагалось выпускать наши вертолеты. В перелете участвовали П. В. Дементьев и М. Л. Миль. Это была не просто прогулка, а демонстрация надежности советских вертолетов. И надо сказать, она способствовала ускорению решения вопроса о постройке вертолетов
1. Параметризация компоновок чертежей многоступенчатых редукторов
2. Расчет рекуперативного теплообменника газотурбинного двигателя
3. Система автоматического регулирования температуры газов в газотурбинном двигателе
4. Газотурбинный двигатель для привода аппарата
5. Расчет идеального цикла газотурбинного двигателя
10. Устройство наддувного дизельного двигателя КамАЗ-7403.10
11. Газотурбинные электростанции на нефте-газовых промыслах
13. Проектирование конического редуктора
15. Расчет зануления двигателя
16. Пуск двигателя в зимних условиях
17. Двигатель Стирлинга - прошлое, настоящее и будущее
18. Детали машин, червячный редуктор
19. Технология восстановления чугунных коленчатых валов двигателей ЗМЗ-53А
20. Автомобиль. Рабочие процессы и экологическая безопасность двигателя
21. Механўзми двигуна (Детали двигателя)
25. Тепловой двигатель с внешним подводом теплоты
26. Разработка двигателя ЗМЗ 53
27. Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ
28. Система зажигания (в двигателе автомобиля)
29. Расчет карбюраторного V-образного четырехцилиндрового двигателя на шасси автомобиля ЗАЗ-968М
30. Разработка технологического процесса восстановления шатуна двигателя автомобиля ГАЗ-53А
31. Тепловой и динамический расчет двигателей внутреннего сгорания
34. Устройство для измерения угла опережения зажигания четырехтактных карбюраторных двигателей
36. Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания
37. Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин
42. Тепловые двигатели и их применение
43. Расчет себестоимости эксплуатации асинхронного двигателя МАП521-4/16
44. Электронные блоки управления двигателем (ECU)
45. Двигатели внутреннего сгорания на сжиженном водороде
46. Блок управления двигателем на МК.
47. От кинематики тоски к критическим оборотам двигателя
48. Вечный двигатель
49. Улучшение экологических показателей автомобильных двигателей
50. О выборе рациональных размеров сегнетоэлектрического рабочего тела импульсного генератора напряжения
52. Двигатели
53. Рабочие процессы и экологическая безопасность автомобильных двигателей
57. Назначение, устройство, и работа масляного насоса двигателя Зил-130
59. Исследование путей повышения эффективности работы гусеничного двигателя /1-3/
60. Расчет и проектирование червячного редуктора
62. Расчет редуктора приборного типа
63. Реклама-двигатель торговли?
64. Реклама - двигатель техники (обзор патентов в области рекламы)
66. Проектирование червячного редуктора
68. Расчет редуктора
73. Подбор двигателя и винта судна
74. Тепловой двигатель с внешним подводом теплоты
75. Подбор двигателя и винта судна
76. Двигатели постоянного тока
80. Об импульсной парадигме самоорганизации материи и матрешечной парадигме строительства мироздания
81. Ионно-плазменные двигатели с высокочастотной безэлектродной ионизацией рабочего тела
82. Система пожаротушения внутри двигателя ССП-2А. ССП-7 самолета -АН12 А
84. Система запуска двигателя БТР-50
85. Иконописные географические чертежи
89. Управление асинхронным двигателем
90. Одноступенчатый цилиндрический редуктор с цепной передачей
91. Расчет редуктора
94. Система питания дизельного двигателя
95. Рабочие процессы и экологическая безопасность автомобильных двигателей
97. Вариатор скорости вращения асинхронного двигателя
98. Расчет цифровых фильтров с бесконечными импульсными характеристиками
99. Дескрипторы систем АПЧ. Особенности построения и работы систем АПЧ импульсных приемников.