Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Математические основы эксплуатации судовых энергетических установок

Стр 1 из 8Следующая ⇒

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра судовых энергетических установок

Ивановская А.В.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Практикум

для самостоятельной работы, выполнению расчетно-графической и контрольной работы

для курсантов специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» очной и заочной форм обучения

Керчь, 2018 г.

УДК 629.5.064.5

Составители:

Ивановская А.В., канд. техн. наук, доцент кафедры судовых энергетических установок ФГБОУ ВО «КГМТУ» ______________________

Рецензент: Богатырева Е.В., канд. техн. наук, доцент кафедры судовых энергетических установок ФГБОУ ВО «КГМТУ» ______________________

Практикум рассмотрен и одобрен на заседании кафедры судовых энергетических установок ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № __ от _____________ г.

Зав. кафедрой СЭУ _______________Н.П.Клименко

Практикум утвержден и рекомендован к публикации на заседании методической комиссии МФ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № __ от _____________ г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………………..	4
Тематический план ………………………………………………………………….	7
Расчет сложных и простых трубопроводов. Графоаналитический способ решения задач ……………………………………………………………………….	9
Определение суммарной мощности главных двигателей. Расчет буксировочной мощности методом Э.Э.Пампеля. Расчет упора винта на швартовах …………………………………………………………………………….	12
Судовые энергетические запасы и автономность судна ………………………….	22
Перечень вопросов, которые выносятся на семестровый контроль ……………..	37
Литература …………………………………………………………………………...	38
Приложения ………………………………………………………………………….	39

ВВЕДЕНИЕ

Инженер или будущий инженер изучают математику для того, в первую очередь, чтобы уметь ее применять. Однако применение математики основано на понятии математической модели. Построение и исследование математических моделей важны для почти всех специальных дисциплин и используют знания из них.

В данных методических указаниях приведены и проиллюстрированы некоторые общие положения, связанные с понятием математической модели. Соответствующие примеры также имеют общий характер; они элементарны и взяты, в основном, из динамики и т.п.

Люди начали пользоваться математическими моделями еще до осознания математики как самостоятельной науки — достаточно вспомнить исчисление площадей в Древнем Египте. И. Кеплер и особенно И. Ньютон, применив математику к задачам естествознания и практики, заложили основы современного представления о математических моделях. В дальнейшем развитии науки и техники область применения математических моделей все более, расширялась, модели становились разнообразнее. Значительное усложнение математических моделей, потребность в существенном ускорении решения прикладных математических задач привели к необходимости появления принципиально новых вычислительных средств, и ЭВМ, проникшие сейчас в самые разнообразные области деятельности, были впервые созданы именно для обслуживания математических моделей. И сейчас роль ЭВМ при изучении и применении математики столь велика, что термин математическое моделирование часто применяется по отношению к области прикладной математики, включающей в себя как построение и исследование математических моделей, так и создание вычислительных алгоритмов и программ, реализующих эти алгоритмы на ЭВМ.

По рабочему учебному плану по дисциплине «Математические основы эксплуатации СЭУ» для студентов специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок» очной формы бучения предусмотрено выполнение расчетно-графической работы, а для студентов заочной формы обучения – контрольной работы.

Выбор варианта РГР для курсантов очной формы обучения осуществляется по порядковому номеру в журнале.

Выбор варианта контрольной работы для курсантов заочной формы обучения осуществляется согласно таблицы 1.

В процессе защиты РГР и КР студенту задаются контрольные вопросы по материалу работы.

Таблица 1 – Выбор варианта контрольной работы для курсантов заочной формы обучения

Предпоследняя цифра шифра

Последняя цифра шифра

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций, предусмотренных ФГОС ВПО и ПДНВ-78 с поправками:

Общекультурные компетенции (ОК):

№ компе-тенции	Содержание компетенции
ОК-1	способность к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, самообразованию и постоянному совершенствованию в профессиональной, интеллектуальной, культурной и нравственной деятельности
ОК-3	владение математической и естественнонаучной культурой как частью профессиональной и общечеловеческой культуры

Уметь:

- применять математические методы при решении типовых профессиональных задач на определение оптимальных соотношений параметров различных систем;

- исследовать математическую модель исследуемого процесса; разрабатывать алгоритм решения задачи;

- подготовить алгоритм для реализации на ПК.

Владеть:

- основными приемами обработки экспериментальных данных,

- методами построения математической модели типовых профессиональных задач и содержательной интерпретации полученных результатов.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов, тем	Общее коли-чество часов	Очная форма						Заочная форма
		Распределение часов по видам занятий
		Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ	СР	Контроль	Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ	СР	Контроль
Тема 1. Основные этапы решения инженерных задач	10	6	4	-	2	4	-	0,5	0,5	-	-	9,5	-
Тема 2. Введение в элементарную теорию погрешностей	12	8	4	-	4	4	-	2,5	0,5	-	2	9,5	-
Тема 3. Введение в теорию подобия	12	8	6	-	2	4	-	0,5	0,5	-	-	11,5	-
Тема 4. Задачи оптимизации технических объектов	14	8	6	-	2	6	-	2,5	0,5	-	2	11,5
Тема 5. Математическое моделирование судовых механических систем	20	12	8	-	4	8	-	4	2	-	2	16
Форма контроля: зачет	4	-	-	-	-	4	-	-	-	-	-	-	4
Всего часов	72	42	28	-	14	30	-	10	4	-	6	58	4

Задание 1

Графоаналитически определить пропускную способность сборного коллектора, если известен начальный напор, длина коллектора, его внутренний диаметр, объемные расходы, кинематическая вязкость, и абсолютная эквивалентная шероховатость.

Таблица 2 - Исходные данные

№ варианта	Длина, l, м	Кинематическая вязкость, ν ·10^-4, м²/с	Абсолютная эквивалентная шероховатость, Δ, мм	Диаметр, d, мм	Объемные расходы, м³/с
№ варианта	Длина, l, м	Кинематическая вязкость, ν ·10^-4, м²/с	Абсолютная эквивалентная шероховатость, Δ, мм	Диаметр, d, мм	Q ₁	Q ₂	Q ₃	Q ₄	Q ₅
1	200	0,076	0,15	95	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
2	250	0,2	0,15	110	0,018	0,16	0,014	0,012	0,01
3	200	0,2	0,15	146	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
4	100	0,076	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
5	150	0,2	0,15	113	0,03	0,025	0,022	0,02	0,018
6	200	0,25	0,15	100	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
7	180	1	0,2	100	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
8	200	0,59	0,2	109	0,016	0,018	0,019	0,02	0,022
9	120	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
10	800	0,137	0,2	311	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
11	100	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
12	200	0,28	0,2	100	0,018	0,019	0,02	0,021	0,022
13	100	0,25	0,15	100	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
14	300	0,2	0,15	105	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03
15	250	0,08	0,15	256	0,01	0,012	0,014	0,016	0,018
16	600	0,65	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
17	200	0,14	0,15	112	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
18	100	0,076	0,15	93	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
19	90	0,25	0,1	235	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
20	450	0,09	0,1	146	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
21	270	0,95	0,2	115	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
22	200	0,28	0,2	115	0,018	0,019	0,02	0,021	0,022
23	100	0,25	0,2	120	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
24	100	0,32	0,15	85	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
25	550	0,07	0,1	198	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
26	280	0,022	0,15	120	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
27	280	0,2	0,15	156	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
28	150	0,25	0,15	105	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
29	190	0,25	0,15	115	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
30	650	0,137	0,1	305	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
31	200	0,076	0,15	95	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
32	200	0,2	0,15	146	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
33	150	0,2	0,15	113	0,03	0,025	0,022	0,02	0,018
34	180	1	0,2	100	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
35	120	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
36	100	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
37	100	0,25	0,15	100	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
38	250	0,08	0,15	256	0,01	0,012	0,014	0,016	0,018
39	200	0,14	0,15	112	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
40	90	0,25	0,1	235	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
41	200	0,076	0,15	95	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
42	250	0,2	0,15	110	0,018	0,16	0,014	0,012	0,01
43	200	0,2	0,15	146	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
44	100	0,076	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
45	150	0,2	0,15	113	0,03	0,025	0,022	0,02	0,018
46	200	0,25	0,15	100	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
47	180	1	0,2	100	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
48	200	0,59	0,2	109	0,016	0,018	0,019	0,02	0,022
49	120	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
50	800	0,137	0,2	311	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
51	100	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
52	200	0,28	0,2	100	0,018	0,019	0,02	0,021	0,022
53	100	0,25	0,15	100	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
54	300	0,2	0,15	105	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03
55	250	0,08	0,15	256	0,01	0,012	0,014	0,016	0,018
56	600	0,65	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
57	200	0,14	0,15	112	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
58	100	0,076	0,15	93	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
59	90	0,25	0,1	235	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
60	450	0,09	0,1	146	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01

Таблица 3 - Вычисление коэффициента гидравлического сопротивления

Значение	Режим движения	Формула для λ
	Ламинарный
	Турбулентный Зона гидравлически гладких труб
	Турбулентный Переходная зона (смешанного трения)
	Турбулентный Зона шероховатых труб или квадратичная зона

5. Определить потери напора на трение по формуле

(м) (1.4)

6. Построить график и определить пропускную способность Q ₀ сборного коллектора при известном начальном напоре H ₀ (значение начального напора H ₀ получить у преподавателя).

Задание 2

I. Определить мощность и марку двигателя по заданным элементам судна.

II. Определить упор винта на швартовах для переднего и заднего хода.

Для справки: 1 кВт = 1,3596 л.с.; 1 л.с. = 0,7355 кВт

Таблица 4 - Исходные данные

№ вари-анта	Тип судна	Длина по ГВЛ, L, м	Шири-на, В, м	Осад-ка, Т, м	Водо-изме-щение, D, т	Расчет-ная ско-рость, v_s, узл.	Кол-во двига-телей	Диа-метр ВРШ, D _в, м	Констр. шаго-вое отно-шение, H / D _в	Дис-ковое отно-шение, ϑ
1	Лесовоз	113	16,7	6,37	8 460	14,0	1	3,4	0,8	0,9
2	Сухогруз	99,9	12,8	5,67	5 380	13,8	1	4	0,9	0,55
3	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	35,2	7,4	3,45	440	12	2	1,8	0,7	0,7
4	Танкер	141	19,2	8,5	16 300	15	1	5,6	0,76	0,55
5	Грузопас-сажирский теплоход	62	9,4	3,1	723	11,9	2	2,7	0,9	0,55
6	Лесовоз	119	17	7,33	10 200	14,5	1	3,6	0,8	0,9
7	Сухогруз	140	20	8,91	17 800	15,5	1	4,4	0,9	0,55
8	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	15,24	4,88	1,4	60	7	2	1,2	0,7	0,7
9	Танкер	142	19,5	8,7	16 800	14,5	1	5,8	0,76	0,55
10	Грузопас-сажирский теплоход	72	9,6	2,9	940	11,6	2	2,9	0,9	0,55
11	Лесовоз	115	16,8	6,5	8 540	13,5	1	3,4	0,8	0,9
12	Сухогруз	142	21,8	9,0	19 700	16,5	1	4,4	0,9	0,55
13	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	16,38	4,88	1,52	25,6	8,2	2	1,24	0,7	0,7
14	Танкер	97,4	16,6	6,69	8 400	13,5	1	4,6	0,76	0,55
15	Грузопас-сажирский теплоход	47,57	7	2,68	640	9,9	2	2,4	0,9	0,55
16	Лесовоз	110	15,8	5,8	8 140	14,2	1	3,4	0,8	0,9
17	Сухогруз	140	20,6	9	17 300	18,0	1	4,4	0,9	0,55
18	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	15,21	3,20	1,5	22,5	7,9	2	1,2	0,7	0,7
19	Танкер	148	20,5	9,2	17 200	14,2	1	5,8	0,76	0,55
20	Грузопас-сажирский теплоход	40,6	6,7	2,47	180,6	10,4	2	2,0	0,9	0,55
21	Лесовоз	118	17,2	6,8	8 840	13,2	1	3,6	0,8	0,9
22	Сухогруз	134	18	8,42	17 200	14,5	1	4	0,9	0,55
23	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	18,11	3,8	1,72	29,5	9,1	2	1,6	0,7	0,7
24	Танкер	138	18,5	8,4	16 200	14,1	1	5,4	0,76	0,55
25	Грузопас-сажирский теплоход	36	5,3	1,52	116	9,7	2	2,0	0,9	0,55
26	Лесовоз	108	14,7	5,62	7 800	13,8	1	3,2	0,8	0,9
27	Сухогруз	120	16	7,80	12 800	15,0	1	3,4	0,9	0,55
28	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	33,2	6,4	2,8	325	11,5	2	1,8	0,7	0,7
29	Танкер	136	18,2	8,1	15 800	14,0	1	5,6	0,76	0,55
30	Грузопас-сажирский теплоход	44	6,8	2,35	420	10,2	2	2,5	0,9	0,55
31	Сухогруз	99,9	12,8	5,67	5 380	13,8	1	4	0,9	0,55
32	Танкер	141	19,2	8,5	16 300	15	1	5,6	0,76	0,55
33	Лесовоз	119	17	7,33	10 200	14,5	1	3,6	0,8	0,9
34	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	15,24	4,88	1,4	52	7	2	1,2	0,7	0,7
35	Грузопас-сажирский теплоход	72	9,6	2,9	940	11,6	2	2,9	0,9	0,55
36	Сухогруз	142	21,8	9,0	19 700	16,5	1	4,4	0,9	0,55
37	Танкер	97,4	16,6	6,69	8 400	13,5	1	4,6	0,76	0,55
38	Лесовоз	110	15,8	5,8	8 140	14,2	1	3,4	0,8	0,9
39	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	15,21	3,20	1,5	22,5	7,9	2	1,2	0,7	0,7
40	Грузопас-сажирский теплоход	40,6	6,7	2,47	360	10,4	2	2,0	0,9	0,55
41	Лесовоз	113	16,7	6,37	8 460	14,0	1	3,4	0,8	0,9
42	Сухогруз	99,9	12,8	5,67	5 380	13,8	1	4	0,9	0,55
43	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	35,2	7,4	3,45	440	12	2	1,8	0,7	0,7
44	Танкер	141	19,2	8,5	16 300	15	1	5,6	0,76	0,55
45	Грузопас-сажирский теплоход	62	9,4	3,1	723	11,9	2	2,7	0,9	0,55
46	Лесовоз	119	17	7,33	10 200	14,5	1	3,6	0,8	0,9
47	Сухогруз	140	20	8,91	17 800	15,5	1	4,4	0,9	0,55
48	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	15,24	4,88	1,4	60	7	2	1,2	0,7	0,7
49	Танкер	142	19,5	8,7	16 800	14,5	1	5,8	0,76	0,55
50	Грузопас-сажирский теплоход	72	9,6	2,9	940	11,6	2	2,9	0,9	0,55
51	Лесовоз	115	16,8	6,5	8 540	13,5	1	3,4	0,8	0,9
52	Сухогруз	142	21,8	9,0	19 700	16,5	1	4,4	0,9	0,55
53	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	16,38	4,88	1,52	25,6	8,2	2	1,24	0,7	0,7
54	Танкер	97,4	16,6	6,69	8 400	13,5	1	4,6	0,76	0,55
55	Грузопас-сажирский теплоход	47,57	7	2,68	640	9,9	2	2,4	0,9	0,55
56	Лесовоз	110	15,8	5,8	8 140	14,2	1	3,4	0,8	0,9
57	Сухогруз	140	20,6	9	17 300	18,0	1	4,4	0,9	0,55
58	Водоизмеща-ющая мо-торная яхта	15,21	3,20	1,5	22,5	7,9	2	1,2	0,7	0,7
59	Танкер	148	20,5	9,2	17 200	14,2	1	5,8	0,76	0,55
60	Грузопас-сажирский теплоход	40,6	6,7	2,47	180,6	10,4	2	2,0	0,9	0,55

Таблица 4

Типы судов
Транспортные	0,6-0,78
Пассажирские быстроходные	0,55-0,7
Буксиры и траулеры на режиме буксирования или траления (если за расчетный режим принят свободный ход)	0,3-0,55

Коэффициент влияния корпуса определяется по формуле

, (2.7)

где - коэффициенты засасывания и попутного потока соответственно.

Для одновинтовых судов

, (2.8)

где коэффициент полноты корпуса берется из общих данных по корпусу.

Коэффициент засасывания для одновинтового судна

, (2.9)

где .

2) В одновальной двухмашинной установке суммарная мощность всех главных двигателей

, (л.с.), (2.10)

где - КПД гидромуфты ();

- КПД редуктора ().

Для такой одновальной двухмашинной установки требуемая мощность одного двигателя

. (2.11)

3) В процессе эксплуатации винт, вследствие обрастания корпуса, становится гидродинамически тяжелым, и заданная скорость уже не будет обеспечиваться. Поэтому при проектировании дизельных установок мощность двигателей принимают с запасом 10-15% на изменение состояния корпуса и погодных условий

И тогда уточненная мощность

, (2.12)