当前课程知识点:轮机概论 > 第九章 课程总结 > 讨论题 > 2.6 大哥大有多大——柴油机选型
同学们好
相信大家都有一个坐着豪华邮轮周游世界的梦
我也一样 豪华邮轮是一个庞然大物
它能载着几千人在大海上航行
大家看这艘邮轮优雅的航行在海面上
要想周游世界 就要推进装置推着它航行
而要推着这么大一条船前进
就需要非常强大的动力
而在大多数船上 这个动力的起源就是船舶主机
通过前面的讲解 我们知道主机发出动力后
通过轴系和传统设备传递给螺旋桨
螺旋桨产生推力之后才能推着船舶前进
这就是推进装置中功率和推力的传递过程
大家都知道 大海上航行的船舶多种多样
它们大小不同 类型不同 功能不同 速度不同
那么 主机的大小自然也不相同
我们看这几条船
第一条是一个豪华邮轮 226000总吨
航速为23节
第二条是一条大型的集装箱船
它的名字叫做OOCL HONG KONG
载重190000吨 航速27节
第三条是超大型油轮
也叫做VLCC 载重300000吨 航速13节
第四条是一条散货船 载重50000吨 航速15节
大家看 除了载重不同 航速不同
每条船的船型和结构也不相同
那为了满足它们的航行要求
我们应该给他们配置多大的主机呢
听上去很麻烦 不过别着急
这节课咱们就来谈一谈这个麻烦的
不同船舶的主机选型
我们前面提到 如果想为一条船舶选择主机
咱们首先得知道船舶的类型
这条船载重多少 航速多少 知道了这些后
咱们要确定这条船航行的时候
有多大的阻力 要想获得这个阻力
我们有两种办法 一种是适合船东资金充足
要求又比较高的办法 可以先找设计院量身打造
设计出船体 再找研究所做出等比例船模
做出船模以后 还需要作船模试验
什么叫船模试验呢 船模试验包含的内容很多
这里我们只了解一下阻力试验 做阻力试验时
要有一个水池 水池上方设置轨道
轨道上面布置平台
这个平台用于拖带制作好的船模
我们通过一个视频看一下船模试验是如何进行的
首先要将船模固定在平台上
船模固定在平台上以后
平台沿着滑道在水池中前进
当然 为了测出船舶的阻力
船模的吃水深度和航速
都要与实际船舶成一定比例
在一定吃水和航速下
我们通过布置在船模上的传感器
就能够测出推着船模前进需要的力的大小
力与速度的乘积就是船模前进需要克服的功率
再通过一定的比例反推回实船
我们就得了到实际船舶前进需要克服的功率
这个功率叫做船体有效功率
第二种方法适合船东资金紧张
要求也不太高的情况
这样就可以通过一个经验公式
通常是海军系数法来确定船体有效功率
这是海军系数法的公式
PR是船体有效功率
D是船舶的排水量
vs是船舶的航速
CB是海军系数
这个海军系数
我们可以通过现有的同类型船舶计算得出
这样 在我们知道了设计船舶的排水量 航速后
通过计算得来的海军系数
就可以得到设计船舶的船体有效功率
这种方法比较简单 经济 但精度也相对较低
当然 如果船东有一定资金 要求又相对较高
但没有办法支付船模试验的费用时
随着技术的发展 现在又有一种经济实惠
精确度又比较高的方法 叫做数字水池
就是将船舶的数字模型放入数字水池中进行试验
好 现在我们知道船体有效功率了
考虑到螺旋桨的效率等因素
就可以计算出螺旋桨的设计功率
那是不是就能知道选多大的主机了呢
没有那么简单 注意观察 这条豪华邮轮在航行
它航行的时候 水面很平静 没有风 没有浪
假设它的船壳也很干净
没有其他多余的阻力
这个时候需要主机的功率就比较低
但是 大家再看看这两条船的船壳
一个附着了大量的水生物 一个光洁闪亮
显然 同样的航速
船壳脏污的船舶需要的主机功率更大
所以我们在选择主机的时候
应该考虑船舶长时间运转之后
船壳和螺旋桨脏污的情况
再看这个视频 船舶航行的海况非常恶劣
如果想在这种情况下保持原来的航速航行
主机的功率就要大的多
但这是极端情况 在这种情况下
我们一般只要求主机能够正常运转提供动力就行
不会追求航速 但俗话说大海是无风三尺浪
船舶在大洋里面航行时
海况基本上不太可能像船模试验水池那么平静
这个时候如果我们想保持原来的航速
就得考虑较差海况下主机功率的增加
我们叫做海况储备
一般来讲
海况储备的功率是螺旋桨设计功率的15%左右
大家再想想 在正常情况下
一个成年人年轻时候能够提起的最大重量
和老年时能够提起的最大重量肯定是有区别的
主机也是一样的 当主机长时间运转之后
它能够发出的功率会随着零部件的老化
和磨损而降低
但船舶的运行寿命一般在20-30年
如果要经常换新主机 成本太高了
所以我们也要考虑主机性能下降的时候
船舶还能达到原来的航速
也就是我们应该在海况储备的基础上
再储备一定的功率 叫做发动机功率储备
好 我们来总结一下
我们要根据船舶类型
载重吨和航速来确定船体有效功率
以及螺旋桨设计功率
接着我们考虑轻桨储备和海况储备
得到主机持续服务功率CSR
CSR是主机在投入初期
正常运行期间的常用功率
再加上考虑发动机老化的发动机功率储备
就能够确定主机需要发出的最大功率
确定完主机需要发出的最大功率
是不是就能够确定主机了呢
还是不能 大家看这张图
这是某柴油机厂家生产的
不同类型柴油机的选型区域图
横坐标是转速 纵坐标是功率
坐标系里面的每一个平行四边形
就是一台柴油机可供选择的选型区域
同样的主机功率和转速
我们能够找到好几个不同的柴油机
比如说这个点
S50ME-B9 S50ME-B8 S46MC-C S40ME-B
这几个机型都能满足我们的要求
那我们怎么确定选择哪一台主机呢
主要从两点考虑 第一是初投资
第二是主机持续服务功率下的燃油消耗
综合考虑这两点后
选择经济性最好的那台主机
才是我们最终确定的主机
当我们选择的主机生产完毕之后
还要对主机进行一系列工厂试验
只有通过工厂试验的主机才能安装到船上
这是大连海事大学新一代实习船
育鹏轮上的主机在大连船用柴油机厂生产完毕后
进行工厂试验的场景
至此 我们主机的选型和确认工作才真正告一段落
在主机安装到船上之后
还需要进行一系列的试验工作
来检验它的性能
好的 同学们
这一讲我们了解了船舶轮机大哥大的选型过程
想继续深入了解的同学
可以结合前面我们讲解的
螺旋桨特性进行深入分析
也欢迎大家与我们交流
这就是本讲的全部内容
同学们 再见
-1.1 浮动的“国土”——船舶
-1.2 轮机的前世今生——初识轮机面目
-1.3 轮机的工作参数——掌控轮机运行
-1.4 轮机的特性指标——揭示轮机特质
-1.5 何处安放的轮机——走进轮机世界
-讨论题
-2.1 船儿快些跑,动力很重要——船舶推进装置
-2.2 船舶轮机大哥大——船舶主柴油机
-2.3 跟着主机转,一刻不得闲——螺旋桨
-2.4 主机、螺旋桨,咱们把手牵——传动轴系
-2.5 牵手矛盾不要怕,有我就会很和谐——传动装置
-2.6 大哥大有多大——柴油机选型
-3.1 电从哪里来,又到哪里去——船舶电力系统概述
-3.2 你负责发电,我负责监管——船舶发电机和配电板
-4.1 管系作用大,遍布船上下——船舶管系
-4.2 主机要想转,得有动力源——压缩空气
-4.3 主机持续转,必须得吃饭——燃油系统
-4.4 船上燃油差、加热得靠它——蒸汽系统
-4.5 转动有摩擦,消灭靠润滑——润滑系统
-4.6 发烧勿需怕,冷却保护它——冷却系统
-4.7 运动要热身,航行要准备——主机备车
-期中考试
-5.1 个头小、本领大,甲板机械全靠它——液压系统
-5.2 瞄准目的地,航向不偏离——船舶舵机
-5.3 实现货物流转,装卸设备露脸——液压起货机
-5.4 船舶到达彼岸,停泊我来实现——锚机和绞缆机
-5.5 谁来协助靠港,谁能减轻摇晃——侧推和减摇装置
-讨论题
-6.1 船舶姿态好,平衡离不了——压载系统
-6.2 舱室浸水不怕,看我如何保驾——舱底水系统
-6.3 船舶火灾自救,有我大显身手——消防系统
-6.4 蔬菜、饮料、面粉、肉,统统都由我守候——制冷系统
-6.5 严寒酷暑之际,为你带来舒适——空调系统
-6.6 日常用水需要,有我开阀就到——机舱供水系统
-7.1 入海水需处理,达标准才满意——含油水、压载水、生活水处理
-7.1入海水需处理,达标准才满意——含油水、压载水、生活水
-7.2 垃圾分类多,处理慎操作——垃圾处理
-7.3 控制废气排放,措施必须得当——废气处理
-8.1 守住海上航行的底线——国际海事公约
-8.2 落实公约要求的保障——国内海事法规
-8.3 发挥轮机功能的关键——轮机部人员及职责
-9.1 船舶当成“黑匣”,输入、输出是啥——“系统”的理解轮机
-9.1船舶当成“黑匣”,输入输出是啥——“系统”理解轮机
-讨论题



