Обоснование оптимального режима работы главного двигателя

Оптимальный режим работы ГД, должен обеспечивать: скорость, безопасность, экономичность. Требуемую частоту вращения коленчатого вала, назначают из прямой зависимости скорости судна от частоты вращения коленчатого вала. Безопасность обеспечивается при непосредственном контроле: механических, тепловых, технических состояний дизелей, косвенных параметров: таких как температура выпускных газов,

использование ограничительных характеристик: таких как зависимость мощности ГД от частоты вращения коленчатого вала, при сохранении тепловой и механической напряжённости двигателя в допуске.

По формуле (6), рассчитаем ограничительные характеристики по крутящему моменту.

, (6)

где: Ре – номинальная эффективная мощность главного двигателя, кВт; - отношение долевой частоты вращения коленчатого вала, к номинальной частоте вращения коленчатого вала.

,

,

,

,

,

Для выбора конкретного режима работы ГД, необходимо соблюдать дополнительные требования:

Рассчитаем по формуле (7), эффективный кпд главного двигателя.

(7)

где: - Удельная теплота сгорания топлива, ; – минимальный удельный расход топлива ГД, который определяется графически, из рис.3, .

По формуле (8), произведём расчёт эффективной мощности ГД.

, кВт (8)

где: – отношение эффективной мощности к номинальной мощности двигателя, определяется графически, из рис.3; Ре – номинальная эффективная мощность ДГ, кВт.

,кВт

По формуле (9), рассчитаем эффективную частоту вращения коленчатого вала ГД.

, (9)

где: nэф – отношение эффективной частоты вращения коленчатого вала к номинальной

частоте вращения коленчатого вала, определяется графически, рис.3; – номинальная частота вращения коленчатого вала, .

,

По формуле (10), рассчитаем средне эффективное давление ГД.

, кПа (10)

где: Тт-Тактность ГД, выбранный двигатель марки 6ВД26/20АЛ, является четырёхтактным (Тт=4); Рэ – эффективная мощность ГД, кВт; – Число цилиндров, шт.;S – ход поршня, см;D – диаметр поршня, см; - эффективная частота вращения коленчатого вала ГД, .

,кПа

По формуле (11), рассчитаем эффективный часовой расход топлива ГД.

, (11)

где: – минимальный удельный расход топлива ГД, ;

Рэ - эффективная мощность ГД, кВт.

,

Таблица 5 - Адаптивные поправки при различных условиях

0,2	0,4	0,6	0,8	1
0,05	0,07	0,08	0,09

Поформуле (12), рассчитаем обеспечение минимального расхода топлива ГД.

, (12)

где: be -удельный расход топлива ГД, кг/кВт*ч; - механический кпд (; - долевая частота вращения коленчатого вала, ;nн – номинальная частота вращения коленчатого вала ГД, - адаптивная поправка ( = ), табл.5.

,

,

,

,

,

Рисунок 3 –Обеспечение минимального расхода топлива ГД

По формуле (13), рассчитаем экономию топлива главного двигателя.

(13)

где: Вэ - эффективный часовой расход топлива ГД, ; Ре –номинальная эффективная мощность главного двигателя, кВт; be -удельный расход топлива ГД, кг/кВт*ч.

Вывод: После расчётов и выбора оборудования ГЭК, выяснилось, что при использовании ГД на эффективных режимах, можно добиться экономии топлива на 48%.