怎么样精确计算船舶燃油消耗量

全球创意产品 2024-11-29 01:38:56
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装调速器
武汉船舶职业技术学院《船舶内燃机使用及维修》课程教案
(课次:25 学时:2)
(本课程适用专业:轮机工程技术(船舶内燃机方向))
课题:调速和调速器
教学目标:
知识目标:了解调速器的作用、分类,熟悉机械调速器的工作原理,掌握调速器的静态、动态性能指标表征的含义。能力目标:能运用机械调速器的工作原理来认识其结构。教学重点:机械调速器和调速器的静态、动态性能指标。教学准备:教学地点:多媒体专用教室
教具:多媒体课件,k4100柴油机调速器
教材:《船舶柴油机》,徐立华主编
教学方案的设计:
步骤一:回顾与引入(3分钟)
q:前面船舶柴油机主要讲授哪些知识?a:主要部件、配气系统、燃烧系统、冷却系统、润滑系统、起动装置、换向装置等。q:还有调速装置。调速装置的作用是什么?a:自动地改变柴油机喷油泵的喷油量,以适应外界负荷的变化。q:为什么要装调速器?a:船用柴油机的运转条件不同,要求不同,外界负荷变化时,对调速器的要求也不同。步骤二:调速器的作用(3分钟)
发电柴油机要求在外界负荷(用电量)变化时能保持恒定的转速,以保证发电机输出的电压和频率恒定,满足并车及供电需要。所以发电柴油机必须装设定速调速器,确保外界负荷变化时,柴油机的转速基本不变。用作船舶推进的柴油机,为了保证主机在特殊航行条件下的安全,根据我国有关规定必须装“极限调速器”(简称限速器),当主机转速增至115%标定转速时自动切断燃油供给。另外,为了避免海况变化造成的主机转速上下波动,提高柴油机的工作可靠性和工作寿命,通常都在主机上装设“全制式调速器”,使转速不随外界负荷变化而产生波动。步骤三:调速器的分类(14分钟)
1.接转速调节范围分类
(1)极限调速器(限速器)
(2)定速调速器(单制式调速器)
(3)双制式调速器
(4)全制式调速器
2.按作用原理分类
(1)机械调速器(直接作用式)
(2)液压调速器(间接作用式)
(3)电子调速器
3.超速保护装置
步骤四:机械调速器(25分钟)
1、工作原理:讲解图8-1。柴油机运转时,飞铁座架和转轴一同旋转,飞铁便产生离心力,通过推脚向上作用在滑动套筒下端,滑套的上端受调速弹簧向下的张力作用。当柴油机发出的功率与外界负荷刚好平衡时,其转速稳定,飞铁的离心力与弹簧张力相等,柴油处于稳定运转。2、结构:k4100柴油机调速器实物演示。步骤五:调速器的性能指标(20分钟)
1.调速器的静态指标
1)稳定调速率δ2
调速器标定工况下的稳定调速率δ2是根据标定工况突卸全部负载求得的。它是指当操纵手柄在标定供油位置不变,柴油机在标定工况稳定运行时突卸全部负载,调速器起作用使柴油机重新稳定运行后,其最高空载转速(空车稳定转速)n0max与标定转速nb之差同标定转速nb比值的百分比。稳定调速率δ2用来衡量调速器的准确性。稳定调速率的大小应根据柴油机的用途和要求而定,我国海船建造规范规定,船用主机调速器的稳定调速率应不超过10%,船用发电柴油机调速器的稳定调速率应不超过5%。2)转速波动率φ或转速变化率φ
均用来衡量调速器的稳定性。一般让柴油机在某转速稳定运行15min,测定其间的转速波**况。转速波动率φ表征稳定工况下转速波动的大小,转速变化率φ表征其转速变化的大小。保证柴油机可靠运转,一般规定在标定工况时,ф≤0.25%~0.5%,φ≤0.5%~1%。如果超过规定范围,就表示调速系统的工作不正常。3)不灵敏度ε
不灵敏度过大会引起柴油机转速不稳定,严重时会导致调速器失去作用,甚至产生飞车事故。不灵敏度ε随柴油机转速高低会有差异,当柴油机转速较低时,因调速器预紧力较小,产生张力也小,而传动机构的阻力却反而增大,造成不灵敏度加大。一般规定在标定转速时ε≤1.5%~2%,在最低稳定转速时ε≤10%~13%。2.调速器的动态指标
1)瞬时调速率δ1
①突卸负荷瞬时调速率δ1+:指柴油机先在标定工况下稳定运行,然后突然卸去全部负荷,测定转速随时间的变化关系。②突加负荷瞬时调速率δ1-:与突卸负荷情况相似。船用主机一般要求δ1≤10%~12%,对船用发电柴油机要求δ1≤10%。2)稳定时间ts
稳定时间ts越短,说明转速消除得快,调速器的稳定性越好。ts一般限制在5s~10s,对于船用柴油发电机,要求ts≤5s。一个好的调速系统,其调速过程应满足三个条件:一是过渡过程的转速波动是收敛的,即转速波动的幅度随时间增长而减小;二是过渡中转速瞬时波动的幅度不应过大,以免柴油机超速而影响其可靠性;三是过渡时间不应过长,转速应迅速达到稳定。步骤六:液压调速器的工作原理(20分钟)
1.无反馈简单的液压调速器
特点:稳定性差,最终使转速连续波动而不能稳定工作。2.刚性反馈液压调速器
特点:刚性反馈液压调速器不能实现“无差调速”,其稳定调速率δ2不能为零。3.弹性反馈液压调速器
特点:调速过程结束后的发动机转速能保持原速不变,稳定调速率δ2可以为零。4.双反馈液压调速器
特点:可通过弹性反馈中节流针阀的开度大小调节其稳定性。通过刚性反馈efg的两臂比例调节稳定调速率的大小,如使f与g重合,则δ2=0,如使f与g不重合,则δ2≠0。这种调速**有广阔的转速调节范围,且稳定性好,调节精度高,灵敏度高,在船用柴油机中得到了广泛使用。步骤七:归纳、小结,课外思考题:(5分钟)
1.为什么船舶发电柴油机必须装定速调速器?2.调速器中的哪些参数反映灵敏性、稳定性、准确性?3.什么叫调速器标定工况的稳定调速率δ2?它的作用是什么?这节课你上过没? 20210311
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