МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Омский институт водного транспорта (филиал) ФБОУ ВПО
«Новосибирская государственная академия водного транспорта»
-
Кафедра
|
Специальных технических дисциплин
|
|
(наименование кафедры полностью)
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
подисциплине
СД.Ф.3 «Судовое главное энергетическое оборудование»
|
(шифр и наименование дисциплины)
|
Направление
|
180000 «Морская техника»
|
(код ОКСО и наименование направления)
|
Специальность
|
180103.65 «Судовые энергетические установки»
|
(наименование специальности)
|
|
Формаобучения
|
|
заочная
|
Курс
|
5
|
Семестр(ы) / курс(ы) для ЗО
|
5
|
ОМСК 2012 г.
Рабочая программа:
Составлена
|
доцентом
|
Кафедры
|
СТД
|
|
(должность)
|
|
(сокращенное наименование кафедры)
|
к.т.н.
|
|
Загвоздиным Юрием Геннадьевичем
|
(ученаястепень)
|
|
(Ф.И.О. полностью)
|
|
|
Ю.Г. Загвоздин
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
|
|
число
|
|
месяц
|
год
|
|
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры
|
Специальных технических дисциплин
|
(наименование кафедры полностью)
|
от
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
Протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Зав. кафедрой
|
|
|
|
|
И.И. Малахов
|
|
(наименование кафедры сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
Представители УМС филиала, по анализу рабочей программы:
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
Утверждена решением учебно-методического совета (УМС) филиала от
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Председатель УМС филиала
|
|
|
|
В.А. Глушец
|
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Судовое главное энергетическое оборудование», являясь специальной дисциплиной, базируется на курсах математики, физики, химии, технической физики, материаловедения.
Целью дисциплины является подготовка будущего специалиста к практической деятельности в области главного судового энергетического оборудования, преимущественно речного судна.
Рассматриваемая дисциплина ставит перед собой задачу научить студентов методам исследования главного судового энергетического оборудования.
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
После изучения дисциплины обучаемый должен:
иметь представление:
- о применяемом в настоящее время на судах речного и морского флота главном энергетическом оборудовании;
- об особенностях рабочего процесса, протекающего в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания;
- об особенностях рабочего процесса паровых и газовых турбин;
- об основах эксплуатации дизелей и турбомашин;
знать и уметь использовать:
принцип действия, характер рабочих процессов и конструкцию судовых дизелей, турбин и парогенераторов;
технические характеристики и основные показатели лучших отечественных и зарубежных образцов главного судового энергетического оборудования
основные направления исследований по совершенствованию главного судового энергетического оборудования;
методы проведения технических расчетов при проектировании и конструировании судовых дизелей;
выполнять расчеты эксплуатационных характеристик главных судовых двигателей;
иметь навыки:
- снятия эксплуатационных характеристик СДВС, регулировки двигателей.
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Таблица 1
Вид учебной работы
|
Трудоемкость, час.
|
Заочное обучение (З)
|
Всего часов
|
Курс
|
5
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
220
|
220
|
Аудиторные занятия
|
30
|
30
|
Лекции
|
22
|
22
|
Практические занятия (ПЗ)
|
-
|
-
|
Семинары (С)
|
-
|
-
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
8
|
8
|
Иные виды аудиторных занятий (указать)
|
-
|
-
|
Самостоятельная работа (СР)
|
190
|
190
|
Изучение литературы теоретического курса
|
180
|
180
|
Курсовой проект (работа)
|
-
|
-
|
Расчетно-графические
(контрольные) работы
|
10
|
10
|
Реферат
|
-
|
-
|
Иные виды самостоятельной работы (указать)
|
-
|
-
|
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
|
Экзамен
|
Экзамен
|
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 2
Разделы и темы дисциплины
|
Трудоемкость, час.
|
Лекции
|
ПЗ
|
ЛР
|
СР
|
Раздел 1. Судовые двигатели внутреннего сгорания
|
Тема 1.1 Принцип действия двигателей внутреннего сгорания
|
2
|
-
|
-
|
10
|
Тема 1.2 Основы теории рабочих процессов
|
2
|
-
|
-
|
10
|
Тема 1.3 Показатели рабочего цикла поршневого двигателя
|
1
|
-
|
|
6
|
Тема 1.4 Уравнение мощности
|
1
|
-
|
|
4
|
Тема 1.5 Наддув судовых дизелей
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 1.6 Тепловой баланс двигателя
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 1.7 Характеристики судовых дизелей
|
1
|
-
|
8
|
10
|
Тема 1.8 Шум и вибрация ДВС
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Раздел 2. Судовые паровые турбины
|
Тема 2.1 Принцип действия и устройство паровых турбин
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 2.2 Потери в турбинной ступени, главные передачи
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 2.3 Главные передачи. Компоновка ГТЗА. Регулирование мощности ГТЗА.
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 2.4 Газовые турбины. Особенности рабочих процессов и конструкций газовых турбин
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 2.5 Скоростные характеристики
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 2.6 Обеспечение запуска ГТД
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Раздел 3. Судовые парогенераторы
|
Тема 3.1 Классификация и характеристики парогенераторов
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 3.2 Вспомогательные и утилизационные котлы
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 3.3 Тепловой баланс парогенератора
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 3.4 Топливо, его характеристики и технология сжигания
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 3.5 Рабочие процессы в судовых парогенераторах
|
1
|
-
|
-
|
10
|
Тема 3.6 Работа парогенератора на переменных режимах
|
1
|
-
|
-
|
10
|
ИТОГО:
|
22
|
-
|
8
|
190
|
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Судовые двигатели внутреннего сгорания
Тема 1.1 Принцип действия двигателей внутреннего сгорания
Состав энергетической установки судна. История развития СЭУ. Принципы действия и сопоставление различных типов судовых двигателей (турбин, дизелей). Параметры современного главного судового оборудования (дизелей, турбин, парогенераторов).
Тема 1.2 Основы теории рабочих процессов
Физико-химические свойства топлив. Сорта топлив. Присадки к топливам.
Количество воздуха, необходимое для сгорания топлива. Воздушно-топливное отношение и коэффициент избытка воздуха при сгорании. «Чистые» продукты сгорания.
Коэффициент остаточных газов. Количество продуктов сгорания. Состав рабочего тела на тактах сжатия и расширения. Теплоемкость, внутренняя энергия и энтальпия рабочего тела.
Температура и давление рабочего тела в момент закрытия впускного клапана. Коэффициент наполнения.
Лучистый и конвективный теплообмен между газом и стенками цилиндра. Их роль на различных участках процесса. Использование теории подобия для расчета коэффициента теплоотдачи от газа стенкам цилиндра.
Дифференциальное уравнение 1-го закона термодинамики для процесса сжатия при наличии утечек газа через поршневые кольца. Анализ теплообмена в процессе сжатия.
Характеристика впрыскивания. Методика расчета процесса впрыскивания топлива.
Механизмы распыливания. Показатели качества распыливания. Их зависимость от различных факторов. Pаспределение Pозин-Pаммлера. Вывод общего вида формул для расчета средних диаметров капель и длины струи (методом теории подобия).
Структура топливной струи и динамика ее развития.
Закономерности испарения единичной капли. Особенности испарения топливной струи.
Организация объемного, объемно-пленочного и пленочного смесеобразования.
Период задержки воспламенения в дизеле. Зависимость периода задержки воспламенения от различных факторов и его расчет.
Кинетическое и диффузионное сгорание. Зависимость параметров процесса сгорания от различных факторов. Способы улучшения сгорания в дизелях. Относительная скорость сгорания топлива. Расчет относительной скорости сгорания топлива по индикаторной диаграмме. Анализ эмпирических формул для расчета относительной скорости сгорания. Расчет индикаторной диаграммы на участке сгорания.
Токсичность и дымность отработавших газов и способы их снижения.
Тема 1.3 Показатели рабочего цикла поршневого двигателя
Среднее индикаторное давление и его определение по развернутой индикаторной диаграмме. Удельный индикаторный расход топлива. Индикаторный КПД и формулы для его расчета и анализа.
Механические потери и механический КПД. Их зависимость от различных факторов и методы определения.
Эффективная мощность, среднее эффективное давление. Удельный эффективный расход топлива и эффективный КПД.
Тема 1.4 Уравнение мощности
Индикаторная и эффективная мощность ДВС. Первое уравнение мощности. Второе уравнение мощности и его анализ.
Тема 1.5 Наддув судовых дизелей
Схемы и системы наддува. Охлаждение наддувочного воздуха.
Тема 1.6 Тепловой баланс двигателя
Расчет статей теплового баланса дизеля.
Тема 1.7 Характеристики судовых двигателей
Классификация характеристик судовых дизелей. Нагрузочные, экономические и регуляторные характеристики. Внешние, частичные и ограничительные характеристики. Винтовые, универсальные и регуляторные характеристики.
Пуск дизеля. Работа дизеля при разгоне и свободном торможении судна. Активное торможение судна с главным двигателем реверсивным и с реверс-редуктором. Наброс нагрузки на дизель-генератор.
Тема 1.8 Шум и вибрация ДВС
Анализ сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля. Неравномерность вращения. Уравновешивание ДВС. Причины вибрации ДВС и способы ее устранения.
Шум двигателей.
Раздел 2. Судовые паровые турбины
Тема 2.1 Принцип действия и устройство паровых турбин
Принципиальные схемы паротурбинных установок на органическом топливе. Принцип действия турбины. Активные и реактивные ступени. Устройство паровых турбин.
Тема 2.2 Потери в турбинной ступени
Течение пара в турбинных решетках. Понятие о КПД ступени турбины. Основные параметры ступени турбины. Потери в проточной части турбины.
Тема 2.3 Главные передачи. Компоновка ГТЗА. Регулирование мощности ГТЗА.
Типы главных передач. Главный турбозубчатый агрегат. Способы регулирования мощности паровых турбин.
Тема 2.4 Газовые турбины. Особенности рабочих процессов и конструкций газовых турбин
Принципиальное устройство газотурбинного двигателя. Основные параметры ГТД.
Схема и принцип действия ступени газовой турбины. Графическое изображение процесса расширения газа. Основные параметры ступени турбины. Течение газа в турбинных решетках. Работа газа на окружности колеса турбины. Потери в проточной части ступени турбины и их зависимость от различных факторов.
Устройство и особенности течения в направляющих аппаратах. Устройство рабочих колес. Треугольники скоростей. Потери в рабочих колесах. Сравнение характеристик осевых и центростремительных турбин на переменных режимах.
Тема 2.5 Скоростные характеристики
Нерасчетные режимы работы турбины. Способы изображения характеристик турбины. Особенности нерасчетных режимов и характеристик многоступенчатой турбины. Регулирование турбины.
Тема 2.6 Обеспечение запуска ГТД
Устройство основных узлов ГТД. Системы, обеспечивающие работу ГТД. Ввод установки в действие, обслуживание, вывод из действия.
Раздел 3. Судовые парогенераторы
Тема 3.1 Классификация и характеристики парогенераторов
Классификация и характеристики парогенераторов. Параметры и тепловые схемы.
Тема 3.2 Вспомогательные и утилизационные котлы
Параметры и тепловые схемы.
Тема 3.3 Тепловой баланс парогенератора
Тепловые потери и КПД парогенератора. Испытания парогенераторов.
Тема 3.4 Топливо, его характеристики и технология сжигания
Основные характеристики и технология процесса сжигания топлива. Тепловое напряжение топочного объема.
Тема 3.5 Рабочие процессы в судовых парогенераторах
Теплообмен в топке и конвективных поверхностях нагрева. Сопротивления воздушного и газового трактов. Расчет циркуляционного контура.
Тема 3.6 Работа парогенератора на переменных режимах
Пуск и остановка парогенератора. Особенности работы на переменных режимах.
Практические занятия (семинары)
Не предусмотрены рабочим учебным планом.
Таблица 3
№ занятия
|
Разделы и темы дисциплины
|
Наименование лабораторныхработ
|
Раздел 1. Судовые двигатели внутреннего сгорания
|
1
|
Тема 1.7 Характеристики судовых дизелей
|
Скоростная характеристика дизеля
|
2
|
Регулирование режима работы дизеля Ч10,5/13
|
Таблица 4
№ занятия
|
Наименование учебно-методического, программного и (или) материального обеспечения
|
1
|
[1;2;9], Программа «Тренажер механика»
|
2
|
Иные виды аудиторных занятий
Не предусмотрены рабочим учебным планом.
Не предусмотрены рабочим учебным планом.
Расчетно-графические, контрольные работы и рефераты
Таблица 5
№ задания
|
Разделы и темы дисциплины
|
Наименование РГР, КР или реферата
|
Литература
|
1
|
Тема 1.1 Принцип действия двигателей внутреннего сгорания
|
Построение и анализ индикаторных диаграмм судового четырехтактного дизеля по результатам экспериментов
|
[1;2], UNITEST, MathCAD
|
Иные виды самостоятельной работы
Не предусмотрены рабочим учебным планом.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Возницкий И. В. Современные малооборотные двухтактные двигатели: учеб.пособие по специальности 180403 /И. В. Возницкий. - 2-е изд. - М.: Моркнига, 2007. - 121 с.
Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания: учебник, И.В.Возницкий . - СПб.: Моркнига Т. 1. - 2007. - 284 с.
Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания: учебник/, И.В.Возницкий , А. С. Пунда. - М. :Моркнига Т.2. - 2008. - 285 с
Емельянов П.С. Конструкции основных элементов СЭУ: учеб.пособие /П. С. Емельянов. - СПб : ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2007. - 46 с.
Емельянов П.С. Судовые энергетические установки : учеб. пособие /П.С.Емельянов. - 2-е изд., испр. - СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2008. - 172с.
Конкс Г. А. Современные подходы к конструированию поршневых двигателей: учеб.пособие / Г. А. Конкс, В. А. Лашко. - М.: Моркнига, 2009. - 383 с.
Корнилов Э. В. Главные среднеоборотные дизеля морских судов (конструкция, эксплуатация) /Э. В. Корнилов, Э. И. Голофастов. - Одесса, 2008. - 296 с.
Корнилов Э. В. Технические характеристики современных дизелей : справ. /Э. В.Корнилов, П. В. Бойко, Э. И. Голофастов. - Одесса, 2008. - 272 с.
Методы дефектации деталей, узлов судовых дизелей [Текст]/Э.В.Корнилов, П.В.Бойко, В. П. Смирнов. - Одесса: Студия "Негоциант", 2007. - 224с.
Обеспечение надежности судовых дизелей на эксплуатационных и особых режимах работы [Текст] / М. А. Малиновский и др. - 2-е изд., - Одесса :Фенiкс, 2007. - 147 с.
Пахомов, Ю. А. Судовые энергетические установки с двигателями внутреннего сгорания: учебник / Ю. А. Пахомов. - М.:ТрансЛит, 2007. - 525 с.
Судовой механик: справочник : в 3-х т. / ред. А. А. Фока. - Одесса :Фенiкс Т. 1. - 2008. - 1031 с.
Дополнительная литература
Алексеев, В.П. Двигатели внутреннего сгорания: «Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей» [текст] / В.П. Алексеев и др.; Под общ.ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1990. – 288с.
Волков, Д.И.Судовые паровые котлы [текст] / Д.И. Волков, В.В. Сударев. – Л.: Судостроение, 1988. – 136с.
Вырубов, Д.Н.Двигатели внутреннего сгорания: « Теория поршневых и комбинированных двигателей» [текст] /Д.Н. Вырубов и др.; Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1993. – 372с.
Ефимов, С.И. Двигатели внутреннего сгорания: «Системы поршневых и комбинированных двигателей» [текст] /С.И. Ефимов и др.; Под общ.ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1985. – 456с.
Калашников, С.А. Расчет характеристики тепловыделения по индикаторной диаграмме дизеля [текст] / С.А. Калашников. – Новосибирск: НИИВТ, 1991. – 26с.
Калашников, С.А. Устройство судовых четырехтактных дизелей [электронный ресурс] / С.А. Калашников. – Новосибирск: НГАВТ, 2001.
Лебедев, О.Н.Двигатели внутреннего сгорания речных судов [текст] / О.Н. Лебедев, В.А. Сомов, С.А. Калашников. – М.: Транспорт, 1990. – 328с.
Слободянюк, Л.И. Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация [текст] / Л.И. Слободянюк, В.И. Поляков. – Л.: Судостроение, 1983.
Средства обеспечения освоения литературы
Комплект экзаменационных билетов к письменному (тестовому) контролю знаний по дисциплине, перечень «основных вопросов» по проверке знаний студентов.
Комплект обучающих и расчетных компьютерных программ:
«Тренажер механика» авторы Калашников С.А., Лебедев О.Ю.;
UNITEST: marine training software, simulators and diesel engine testers.
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лабораторные работы проводятся в лаборатории вычислительной техники (ауд. 226) с установленным специальным программным оборудованием. Стенд для опрессовки форсунок, ТНВД.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В библиотеке института имеются методические указания по всем видам учебных занятий и самостоятельной работы.
Лабораторные занятия по темам, указанным в таблице 3, проводятся по мере освоения лекционного курса, с целью получения студентами определенных навыков, полученными в процессе усвоения лекционного материала.
Учебно-методическое обеспечение, используемое для проведения лабораторных работ, указано в таблице 4.
ФОРМА КОНТРОЛЯ
Экзамен – на 5 курсе при условии выполнения учебного графика (выполнение и защита лабораторных, контрольных работ).
|
