Лабораторная работа №2

1. Определить мощность, потребляемую сетью освещения на пассажирских судах:

,

где h – КПД трансформатора;D – водоизмещение судна; Z – количество пассажиров.

Исходные данные: Z = 300 чел.; D = 1500 т.; h = 0,97.

2. Вычислить температуру рабочей лопатки турбины:

,

где Т_п – температура конца политропы расширения; U_ср – окружная скорость по среднему радиусу; С_р–удельная теплоемкость газа.

Исходные данные: Т_п = 808 К; U_ср = 420 м/с; С_ср = 1.158 кДж/(кг∙К).

3. Определить эффективный КПД главного двигателя:

,

где – удельный расход топлива; g_e – удельный расход тепла; Q_н^р – теплотворная способность топлива; h_пг – КПД парогенератора.

Исходные данные:g_e =5000 кДж/(кВт ч); Q_н^р =42000 кДж/кг; h_пг =0.95.

4. Определить индикаторную мощность:

где p_i – среднее индикаторное давление; V_ц - рабочий объем цилиндра; i – число цилиндров; n – частота вращения коленчатого вала; z – тактность.

Исходные данные: p_i = 1.5 МПа; V_ц = 10 л.; i =6; n = 1750 мин^-1; z = 0.25.

5. Определить сопротивление воды движению судна:

,

где R_Т – сопротивление трения; R_ост – остаточное сопротивление.

, ,

где x_т – коэффициент трения; x_ш – коэффициент шероховатости поверхности; r – удельная плотность жидкости; x_ост – коэффициент остаточного сопротивления.

Исходные данные: J = 20 уз.; x_ост = 0.002; W = 10000 м; x_т = 0,0015; x_ш = 0,0005, r = 1025 кг/м³.

6. Вычислить период бортовой и килевой качки судна по формулам:

, ,

где С – коэффициент, равный для грузовых судов 0.57 – 0.59, для пассажирских 0.66; В,Н,Т – ширина, высота и осадка судна соответственно; h – метацентрическая высота.

Исходные данные: В = 15 м; Н = 20 м; h = 2 м; Т = 7 м.

7. Оцените приблизительную мощность двигателя, необходимую для обеспечения заданной скорости хода судна, по формуле адмиралтейских коэффициентов:

,

где N_e – мощность на валу главного двигателя; D – водоизмещение; J – скорость судна; С – адмиралтейский коэффициент (для морских транспортных судов С = 250 – 400).

Исходные данные: D = 6000 т; J = 20 уз.

8. Определить момент, создаваемый рулевой машиной на баллере руля:

,

где С_m – безразмерный коэффициент; r – плотность воды; J – скорость судна; F – площадь пера руля; b_ср – средняя ширина руля.

Исходные данные: r = 1025 кг/м³; J = 8 м/с; F = 3 м; b_ср = 1.2 м; С_m= 0.611.

9. Определить вращающий момент и упор винта:

, ,

где N_p – потребляемая мощность; n_m – частота вращения винта; h_р – КПД винта; J_p – скорость воды в диске винта.

Исходные данные: n_m = 120 мин ^-1; N_p = 3680 кВт; h_p = 0.6; J_p = 6 м/с.

10. Определить температуру и абсолютное давление воздуха в баллоне:

; ,

где V – объем баллона; m – масса воздуха; R – удельная газовая постоянная; p_изб – избыточное давление воздуха; p_бар – атмосферное давление.

Исходные данные: V=0.5 м³; m=3.2 кг; R=287 Дж/(кг∙К); p_изб=0.2 МПа; p_бар=0.1 МПа.

11. Определить мощность, вырабатываемую утилизационным турбогенератором:

, ,

где - расход пара, кг/с; - энтальпия пара перед турбиной, кДж/кг; – энтальпия пара после расширения в турбине (перед конденсатором) кДж/кг; - к.п.д. турбогенератора; – эффективный к.п.д. паровой турбины; – к.п.д. передачи между турбиной и генератором; – к.п.д. электрогенератора.

Исходные данные: =0.135 кг/с; =2877 кДж/кг; =2205 кДж/кг; =0.65; =0.98; =0.95.

12. Определить требуемую площадь рулей судна:

, ,

где S_p – суммарная площадь рулей судна; Т – осадка судна; L,B – длина и ширина корпуса судна.

Исходные данные: L = 150 м; B = 20 м; T = 9.5 м.

13. Определить объемное водоизмещение судна и коэффициент общей полноты корпуса:

, ,

где D – массовое водоизмещение судна, тонн; ρ – плотность воды, кг/м³; L, B,T – длина, ширина и осадка судна, м.

Исходные данные: D=3660 тонн; ρ=1025 кг/м³; L=84.6 м; B=14 м; T = 4.7 м.

14. Определить объем и плотность воздуха в баллоне:

, ;

где m – масса воздуха; R – удельная газовая постоянная; T – абсолютная температура воздуха, К; p – абсолютное давление воздуха.

Исходные данные: m=2.5 кг; R=287 Дж/(кг∙К); p=0.15 МПа.

15. Определить буксировочную мощность

,

где D – массовое водоизмещение судна, тонн; v – скорость судна, уз; k – коэффициент, учитывающий влияние выступающих частей; ψ – коэффициент остроты корпуса судна; L – длина судна, м; C – коэффициент, определяемый по графику Папмеля; λ – поправочный коэффициент.

Исходные данные: D=3660 тонн; v=13.5 уз; k=0; ψ=1.066; L=85 м; C=84; λ=0.976.