Автор: Пользователь скрыл имя, 09 Декабря 2011 в 15:23, дипломная работа
Цель дипломного проекта. Улучшение эколого-экономических показателей судового дизеля 6NVDS48A-2U путем применения альтернативнго топлива (растительное масло) и его смесей с дизельным топливом.
Идеи дипломного проекта:
• уменьшить потребление топлива нефтяного происхождения главной энергетической установкой теплохода пр. 621;
• снизить показатели вредных выбросов в атмосферу;
• сократить расходы на топливо.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ 7
1.1 Технические характеристики судна проекта № 621 7
1.1.1 Общие характеристики судна проекта № 621 7
1.1.2 Энергетическая характеристика судна проекта № 621 8
1.2 Общая характеристика альтернативных топлив 13
1.2.1 Классификация альтернативных топлив 13
1.2.2 Характеристика углеводородных газов 14
1.2.3 Характеристика водорода 15
1.2.4 Характеристика спиртов. 16
1.2.5 Применение водотопливной эмульсии 17
1.2.6 Характеристика растительных масел 18
1.3 Обоснование перевода судового дизеля на рапсовое масло 20
1.4 Оценка влияния физических показателей альтернативных топлив на характеристики впрыскивания и распыливания 26
1.5 Цели и задачи дипломного проекта 29
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 30
2.1 Расчет рабочего цикла дизеля 6 NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и топливных смесях с различным содержанием рапсового масла 30
2.1.1 Анализ рабочего цикла дизеля 6 NVDS48A-2U при различном содержании рапсового масла в топливной смеси 30
2.1.2 Анализ рабочего цикла двигателя 6 NVDS48A-2U при изменении угла опережения впрыска топлива 37
2.2 Сравнение индикаторных и эффективных показателей судового дизеля 6 NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и на топливной смеси 50% ДТ + 50% РМ 41
2.2.1 Построение нагрузочной характеристики судового дизеля 6NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и на топливной смеси 50% ДТ + 50% РМ 42
2.2.2 Построение винтовой характеристики судового дизеля 6 NVDS48A-2U при работе на дизельном топливе и на смеси 50% ДТ + 50% РМ 48
2.3 Построение индикаторных диаграмм 54
2.3.1 Построение свернутой индикаторной диаграммы 54
2.3.2 Построение развернутой индикаторной диаграммы 57
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 58
3.1 Анализ служебного назначения детали 58
3.2 Маршрут обработки детали 59
4 ОХРАНА ТРУДА 60
4.1 Общие положение 60
4.2 Охрана труда на водном транспорте 65
4.3 Защита от вредных факторов судовой среды 66
4.4 Правила работы с дизелями 68
5 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 70
5.1 Охрана окружающей среды в РФ 70
5.2 Законы по охране окружающей среды 70
5.3 Нормативные акты 72
5.4 Экологическая безопасность. 73
5.5 Охрана окружающей среды на водном транспорте 75
5.6 Расчет выбросов оксидов азота 81
5.7 Расчет выбросов оксида углерода 82
5.8 Расчет выбросов сажи 83
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ 85
6.1 Определение капитальных вложений в СЭУ 85
6.2 Расчет текущих расходов на содержание СЭУ 86
6.3 Удельный эффективный расход дизельного топлива в смеси 86
6.4 Расход дизельного топлива для дизеля работающего на смеси 87
6.5 Расходы на топливо и смазку 87
6.6 Амортизационные отчисления по данному типу двигателя 88
6.7 Расходы на текущий ремонт двигателя 89
6.8 Сумма всех расходов 90
6.9 Расчет приведенных расходов 90
6.10 Определение срока окупаемости, лет 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 92
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 93
На основании данных таблицы 2.4, 2.5, 2,6 построены расчетные винтовые и нагрузочные характеристики дизеля. Кривые для обоих рабочих процессов имеют подобный характер изменения.
Свернутая индикаторная диаграмма вычерчивается на миллиметровой бумаге формата А3. Масштаб давлений принимается mp = 50 кПа/мм, а длина отрезка, соответствующего полному объему цилиндра – 250 мм, масштаб mv = 0.00000792 м3/мм.
В координатах PV сначала наносят точки: d(Pd, Vа), C(Pc, Vc), у(Pmax, Vc), Z(Pmax, Vz), b(Pb, Vа).
Значения давлений берутся из результатов теплового расчета.
Объемы определяются из соотношений:
(2.37)
(2.38)
(2.39)
(2.40)
Точки с, у соединяются изохорой су, а точки у, z – изобарой уz. Через точки a, c проводится политропа процесса сжатия, описываемая уравнением:
(2.41)
где Рa – давление, соответствующее объему V цилиндра, кПа.
Через точки z, b проводится политропа процесса расширения, описываемая уравнением:
(2.42)
(2.43)
Таблицы для вычерчивания свернутой диаграммы.
Таблица 2.7 – Расчетная таблица для построения политропы сжатия и расширения свернутой индикаторной диаграммы при работе на дизельном топливе
| № пп | |||||
| 1 | 6/6 | 1531.87 | 30.64 | 3593.57 | 71.87 |
| 2 | 6/5 | 595.55 | 11.91 | 1524.59 | 30.49 |
| 3 | 6/4 | 342.69 | 6.85 | 923.27 | 18.47 |
| 4 | 6/3 | 231.53 | 4.63 | 646.81 | 12.94 |
| 5 | 6/2 | 170.82 | 3.42 | 490.8 | 9.82 |
| 6 | 6/1 | 133.23 | 2.66 | 391.7 | 7.83 |
Заканчивается вычерчивание индикаторной диаграммы после нанесения линий давления в цилиндре при выпуске (Рr = const), при впуске (Рd = const) и скругления линий давления в районах ВМТ и НМТ.
Соответствие давлений в цилиндре углам поворота вала устанавливается с помощью бицентровой диаграммы Брикса, вычерчиваемой под свернутой диаграммой.
Таблица 2.8 – Расчетная таблица для построения политропы сжатия и расширения свернутой индикаторной диаграммы при работе на 50% ДТ + 50% РМ
| № пп | |||||
| 1 | 6/6 | 1253.43 | 25.07 | 3384.67 | 67.69 |
| 2 | 6/5 | 495.13 | 9.9 | 1493.83 | 29.88 |
| 3 | 6/4 | 287.58 | 5.75 | 925.79 | 18.52 |
| 4 | 6/3 | 195.59 | 3.91 | 659.79 | 13.19 |
| 5 | 6/2 | 145.04 | 2.9 | 506.68 | 10.13 |
| 6 | 6/1 | 113.6 | 2.27 | 408. | 8.17 |
Эта поправка характеризующая отклонение перемещения поршня от значения, равного половине его хода, при положении кривошипа под углом 900 к оси цилиндра, в масштабе чертежа равна:
00’=
0,25×λш×Ls
где lш – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.
lш = R / Lш = S / (2 × Lш) (2.45)
где R – радиус кривошипа.
R = S / 2 (2.46)
R= 14 / 2 = 7 см;
Lш – длина шатуна дизеля. Берем Lш = 27 см.
lш = 14/ (2 × 27) = 0,26
Ls – длина отрезка, соответствующего рабочему объему цилиндра.
Vs
= Vа – Vс
Vs=0.00198-0.00012 = 0.00186 м³
Ls
= Vs /mv
Ls=0.0019 /0.00000792 = 239,89 мм.
00’= 0,25×0,26×239.89= 15.59 мм.
Развернутая
индикаторная диаграмма, т.е. изображенная
в координатах
(Р-j),
вычерчивается на бумаге формата А4 в том
же масштабе давления, что и свернутая
индикаторная диаграмма. Масштаб углов
принимается
1 град. п.к.в. /мм.
Отсчет угла поворота вала ведется с начала такта впуска, т.е. j = 00 при положении поршня в ВМТ в начале такта впуска, до 720°, с шагом в 15°.
«Вал» является деталью сборочной единицы. Ее назначение в узле - передача крутящего момента. Вал является ответственной деталью, в процессе эксплуатации испытывает значительные динамические нагрузки.
Материал детали сталью 45, после закалки и отпуска. Основными конструкторскими базами являются наружные цилиндрические поверхности под подшипники, вспомогательными конструкторскими базами являются поверхности, а также прилегающие торцы по которым устанавливаются муфта и исполнительный механизм. Крутящий момент передается через шпонку, установленную в шпоночный паз, поэтому шпоночный паз является исполнительной поверхностью.
Химический состав стали 45 (ГОСТ 1050-88)
| Основные элементы, % | ||
| С | Сr | Fe |
| 0,45 | 1,0 | 98,55 |
Механические свойства стали 45 (ГОСТ 1050-88)
| σт,
кгс/мм2 |
σвр,
кгс/мм2 |
δ5, % | Ψ, % | ан,
кгс *м/см2 |
НВ (не более) | |
| Нормализация | Закалка, отпуск | |||||
| 32 | 54 | 20 | 45 | 7 | 207 | 226 |
Материал детали - сталь 45 можно штамповать или получать заготовку из прутка.
Использование
в качестве топлива для главной
энергетической установки смеси 50%
рапсового масла и 50% дизельного
топлива предусматривает
На
теплоходе имеются штатные
Дизельное топливо и рапсовое масло являются однофазными жидкостями, которые легко смешиваются. Целью этой операции является уменьшение, и равномерное распределение по всему объему вязкости топливной смеси. Процесс смешивания рапсового масла и дизельного топлива будет происходить в шестеренчатом насосе, который перекачивает рапсовое масло из цистерны основного запаса рапсового масла в отстойную цистерну. Для этого на всасывание насоса подается дизельное топливо через, вновь устанавливаемый трубопровод от системы перекачивания дизельного топлива из цистерны основного запаса дизельного топлива в расходную цистерну.
Решением
вопроса о регулировании
Под охраной труда в соответствии с законодательством Российской Федерации понимается система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально – экономические, организационно – технические, санитарно – гигиенические, лечебно – профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.
Основное законодательство, связанное с охраной труда в Российской Федерации, можно представить следующими документами: Конституция Российской Федерации; Трудовой кодекс Российской Федерации от 30 декабря 2001 г. № 197–ФЗ, принятый Государственной Думой 21 декабря 2001 года и одобренный Советом Федераций 26 декабря 2001года; Федеральный закон от 17 июля 1999 г. № 181–ФЗ « Об основах охраны труда в Российской Федерации ». Закон принят Государственной Думой 23 июня 1999 года, одобрен Советом Федераций 2 июля 1999 года.
Регулирование вопросов охраны труда осуществляется в соответствии с государственными нормативными требованиями охраны труда, содержащимися в федеральных законах и иных правовых актах Российской Федерации и законах и иных нормативных правовых актах субъектов Российской Федерации об охране труда, которыми устанавливаются правила, процедуры и критерии, направленные на сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности.