Судовая энергетическая установка обстановочного теплохода

 

                                                                                     (5.1.4)      

 

                           9822,4 кг = 8250,8 л

 

         Тогда, экономия топлива составит

 

                           кг

 

    Стоимость 1 кг дизельного топлива составляет 6070 р. Тогда, в  денежном выражении это составит

                             

                              6070  · 1556,8  = 9449776 р.

       

        6 ОХРАНА ТРУДА

6.1 Общая часть

 

Расчет выполнен в соответствии с Правилами Речного Регистра.

Согласно Правилам для судов менее 25 метров расчет общей вибрации допускается не проводить, поэтому выполняется только расчет местной вибрации.

При расчете вибрации проверяется отсутствие резонанса пустеем сравнения частот свободных колебаний с частотами возмущающих сил, вызываемых работой главных и вспомогательных механизмов судна, гребных винтов и других источников вибрации.

Местные колебания первого тона холостого набора, ребер жесткости и пластин наружной обшивки, палубы, стенок рамного набора проверяются в следующих районах:

1) днище на участке от транца до сечения состоящего в нос от центра диска гребного винта на расстоянии трех диаметров винта, то есть от транца до 44 шп;

2) в машинном отделении;

3) цистернах, примыкающих к машинному отделению.

         6.2 Расчет местной вибрации

 

Для предотвращения резонанса частоты свободных колебаний первого тона должны превышать не менее, чем на 50% для пластин и на 30% для холостого набора и ребер жесткости частоты возмущающих сил, численно равные

1) произведению числа лопастей гребного винта на частоту вращения вала (районах-терпика);

2) частоте вращения коленчатого вала двигателя, умноженной на число вспышек за один оборот (район машинного отделения).

На судне установлен двигатель 6ЧСП 15/18 (3Д6), имеющий .

Передаточное отношение реверс-редукторной передачи 1 : 2,02.

Число вспышек за один оборот коленчатого вала двигателя определяется по формуле

 

, (6.2.1)

 

где    –  число цилиндров двигателя, ;

 –  коэффициент для четырехтактного двигателя, .

 

. 

 

Число лопастей гребного винта – 4.

Частоты возмущающих сил для различных эксплуатационных режимов работы двигателя приведены в таблице 6.1

 

Таблица 6.1 Частоты возмущающих сил

Наименование частот возмущающих сил	Режим работы двигателя
	полный ход	средний ход	тихий ход
Частота вращения винта, умноженная на число лопастей	49,5	29,7	19,8
Частота вращения коленвала двигателя, умноженная на число вспышек за один оборот	75,0	45,0	30,0

 

Частота свободных колебании первого тона пластины наружной обшивки, Гц, опертой на рамный набор и не подкрепленной ребрами жесткости определяется по формуле

 

, (6.2.2)

 

где    –  короткая сторона пластины, м;

 –  длинная сторона пластины, м;

 –  толщина пластины, м;

 –  модуль упругости первого рода материала пластины, ;

 –  плотность материала пластины, ;

 –  коэффициент Пуассона, ;

Влияние присоединенных масс жидкости на частоты свободных колебаний пластин учитывается по формуле

 

                                           , (6.2.3)

 

где    –  коэффициент влияния присоединенных масс на частоту свободных колебаний пластин, определяемой по формулам:

 

, (6.2.4)

 

если пластина соприкасается с двух сторон с жидкостями различной плотности

 

, (6.2.5)

 

где   –  плотность жидкостей, кг/м³;

 –  плотность материала пластины, кг/м³;

 –  коэффициент, определяемый в зависимости от отношения сторон пластины.

Пластина днища между кильсоном и бортом в районе ахтерпика (шп. 44-45).

; ; .

 

       Частота свободных колебаний

 

, 

 

Частота свободных колебаний с учетом влияния присоединенных масс забортной воды

 

; 

; 

. 

 

Пластина днища между фундаментными балками

; ; .

 

Частота свободных колебаний

 

, 

 

Частота свободных колебаний с учетом влияния присоединенных масс забортной воды

 

; 

. 

 

Пластина днища между фундаментными балками

; ; . 

.

Частота свободных колебаний

 

, 

 

Частота свободных колебаний с учетом влияния присоединенных масс забортной воды

 

; 

.

 

Пластина днища между фундаментными балками

; ; .

 

Частота свободных колебаний

 

, 

 

Частота свободных колебаний с учетом влияния присоединенных масс забортной воды

 

; 

.

 

Полученные результаты показывают, что свободные колебания пластин ниже пределов, требуемых Регистром. Для повышения частоты свободных колебаний пластин с целью предотвращения резонанса устанавливаются продольные ребра жесткости из уголка 45×28×4 мм ГОСТ8510–86 на расстоянии 250 мм.

Частота свободных колебаний пластин наружной обшивки, опертых на рамный набор и подкрепленных ребрами жесткости, рассчитывается так же, как частота свободных колебаний пластин, не подкрепленных ребрами жесткости.

В качестве короткой стороны берется короткая сторона ячейки образованной рамным набором и ребром жесткости, а в качестве длинной стороны пластины , берется длинная сторона ячейки .

Проверочный расчет. Пластины днища между кильсоном и бортом в районе ахтерпика (шп. 44-45).

; ; .

 

Частота свободных колебаний без учета воздействия жидкости

 

, 

 

Частота свободных колебаний с учетом влияния присоединенных масс забортной воды с одной стороны пластины

 

; 

.

 

Частота возмущающих сил на полном ходу 49,5 Гц.

 

100 % = 69 %

 

Полученные частоты свободных колебаний днищевых пластин в ахтерпике превышают действующие в одном районе частоты возмущающих сил более, чем на 50%, что удовлетворяет требованиям Правил.

Расчет свободных колебаний стенки флора.

Рассматривается стенка флора как пластина, не соприкасающаяся с жидкостью.

Наибольший пролет флора м в машинном отделении между фундаментной балкой и бортом

 м; м; м. 

 

Частота свободных колебаний

 

Гц, 

 

что намного выше частоты возмущающих сил.

Остальные участки стенок флоров и кильсонов, как имеющих равные с флорами размеры, не проверяются, так как их пролеты меньше, и, следовательно, частоты свободных колебаний выше.

Расчет свободных колебаний жесткости.

Частота свободных колебаний первого тона ребер жесткости , Гц, определяется по формуле

 

, (6.2.6)

 

где    –  коэффициент, равный при свободно опертых концах профиля, ;

 –  модуль упругости первого рода, ;

 –  момент инерции поперечного сечения ребра с присоединенным           

            пояском обшивки, м⁴;

         –  масса на единицу длины ребра с учетом массы пластины шири–               ной, равной расстоянию между ребрами, кг/м;

           –  длина ребра, м;

 –  площадь поперечного сечения изолированного ребра, м².

Влияние присоединенных масс жидкости на частоту свободных колебаний ребер жесткости учитывается по формуле

 

, (6.2.7)

 

где    –  коэффициент, определяемый в зависимости от размеров , то есть размеров пластин до установки ребер жесткости;

 

, (6.2.8)

 

где    –  коэффициент, определяемый в зависимости от размеров пластин;

 –  приведенная толщина пластин с ребром, м;

 

. (6.2.9)

 

В случае соприкосновения пластины, подкрепленной ребрами жесткости, с жидкостью с двух сторон определяется по формуле

 

, (6.2.10)

 

Ребра жесткости, установленные в ахтерпике для повышения частоты свободных колебаний пластин днищевой обшивки

профиль – 45×28×4 мм;

длина ребра ;

расстояние между ребрами жесткости ;

площадь сечения ребра жесткости

 

Таблица 6 Частоты возмущающих сил

Эскиз профиля	Размеры связей, мм	Площадь сечения связей, см2	Отстояние ц.т. связей от основной, см	Статистический момент, см3	Момент инерции
					переносный, см4	собственный, см4
	45×28×4	2,80	3,39	9,49	32,17	5,68
	4×20	3,00	0,20	1,60	0,32	–
Сумма		10,80		11,09	38,7	38,7
		A		B	C	C

 

Момент инерции

 

.

 

Масса на единицу длины ребра с учетом массы пластины шириной .

 

= 10,0  кг/м.

 

Приведенная толщина пластины с ребром

 

. 

 

Концы свободно оперты,

Частота свободных колебаний ребер жесткости без учета влияния жидкости

 

, 

 

Частота свободных колебаний ребер жесткости с учетом присоединенных масс жидкости при .

 

. 

 

что значительно превышает частоту возмущающих сил.

Также для пластин днища ахтерпика, подкрепленных ребрами жесткости должно соблюдаться условие

 

,

,

то есть выбранные ребра жесткости удовлетворяют требованиям Правил.

 

 

Список использованных источников

 

1. Басин, А. М. Гидродинамика судна / А. М. Басин, В. Н. Анфимов.          – Л.: Речной транспорт, 1961. – 684 с.

2. Бланк, Ш. П. Экономика внутреннего водного транспорта / Ш. П. Бланк, А. А. Миташвили, В. А. Легосшаев. – М.: Транспорт, 1983. – 464 с.

3. Бронштейн, Д. Я. Устройство и основы теории судна / Д. Я. Бронштейн. – Л.: Судостроение, 1988. – 336 c.

4. Ваншейдт, В. А. Судовые двигатели внутреннего сгорания / В. А. Ваншейдт. – Л.: Судостроение, 1962. – 544 с.

5. Гогин, А. Ф. Судовые дизели / А. Ф. Гогин, Е. Ф. Кивалкин.              – М.: Транспорт, 1978. – 478 с.

6. Кончаев, В. И. Учебник судового моториста / В. И. Кончаев, Н. Н. Банатов. – М.: Транспорт, 1966. – 284 с.

7. Лесюков, В. А. Теория и устройство судов внутреннего плавания / В. А. Лесюков. – М.: Транспорт, 1967. – 352 с.

8. Охрана труда на железнодорожном транспорте / Под ред. Ю. Г. Сибарова. –М.: Транспорт, 1981. – 288 с.

9. Петровский, Н. В. Основы проектирования судовых дизельных установок / Н. В. Петровский. – Л.: Судостроение, 1965. – 360 с.

10. Ренский, Н. М. Эксплуатация главных двигателей серийных теплоходов/ Н. М. Ренский. – М.: Речной транспорт, 1963. – 120 с.

11. Руководство по расчету  и проектированию гребных винтов  судов внутреннего плавания / Под  ред. А.М. Басина, Е. И. Степанюка.  – Л.: Транспорт, 1977. – 266 с.

12. Сенков, Г. И. Судовые энергетические установки / Г. И. Сенков. – Л.: Судостроение, 1983. – 272 с.

13. Симсон, А. Э. Газотурбинный надув дизелей / А. Э. Симсон. – М.: Машиностроение, 1968. – 196 с.

14. Слободянюк, Л. И. Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация / Л. И. Слободянюк, В. И. Поляков. – Л.: Судостроение, 1983. – 360 с.