武汉理工大学毕业设计答辩.pptx

主要内容主要内容1.研究背景及意义研究背景及意义2.技术路线技术路线3.研究内容研究内容4.总结总结第1页/共21页1.研究背景及意义研究背景及意义：研究背景及意义：随着石油化学工业的发展，原油和成品油的运输趋向专业化，出现专用的原油运输船和成品油船。化学品，包括沥青和硫磺等货物，需要大量的进行长途运输。在这些繁重的运输任务中，成品油船起到了主力军的作用。由于油船行业的这种经济性和前瞻性，所以我国拥有自主设计，制造油船的能力对于我国经济发展尤其是远洋航运业来说有重要意义。第2页/共21页2.技术路线技术路线编写设备明细表、轮机说明书绘制机舱布置图 动装设计技术路线动装设计技术路线船舶管路系统计算机浆匹配计算船舶阻力计算第3页/共21页3.研究内容研究内容1.主机选型论证2.机电设备估算选型 2.1 燃油系统 2.2 滑油系统 2.3 冷却水系统 2.4 压缩空气系统 2.5 机舱舱底水系统 2.6 压载水系统 2.7 消防系统 2.8 生活水系统 2.9 通风系统3.编写轮机说明书及设备明细表4.撰写专题小论文浅谈轴系合理校中工艺在船舶中的应用第4页/共21页3.1 主机选型论证 首先，同时用阻力系数法和爱尔法估算船舶有效功率，然后进行比较，最后取一个合理的值。通过通过爱尔法和阻力系数法的计算得出船舶有效功率分别是：2856kW 和 2480kW。爱尔法对中低速传估算结果与船模试验的吻合程度尚好。阻力系数法是根据傅汝德阻力分类法(即：将船舶阻力分为摩擦阻力和剩余阻力)得来的，在保证傅汝德数相等的情况下进行研究，因此阻力系数法主要适用于低速船舶，对于高速船舶，实船和模型船的雷诺数Re相差较大，而本文研究的成品油船属于中速船，所以误差较大。最后根据母型船的取值经验，综合考虑下，最终船舶有效功率取2856Kw。然后，进行机浆匹配计算计算结果如下表3.1所示第5页/共21页序号序号名称名称代号代号单位单位计算公式及来计算公式及来源源数数 据据1 1螺旋桨直径螺旋桨直径D Dm m给定给定4.354.352 2船身效率船身效率h h 1.1861.1863 3进速进速VaVaKnKn9.969.964 4船体有效功率船体有效功率PePeKwKw给定给定285628565 5转速转速n nr/minr/min假定假定1001001501502002002502506 6直径系数直径系数 43.6743.6765.5165.5187.3587.35109.19109.197 7螺距比螺距比p/Dp/D 查查 图图谱，由谱，由等值线等值线与最佳效率曲与最佳效率曲线的交点得到线的交点得到0.980.980.740.740.640.640.590.598 8敞水效率敞水效率0 0 0.6550.6550.5550.5550.4750.4750.4050.4059 9功率系数平方根功率系数平方根 3.553.555.655.657.907.9010.4510.451010收到功率收到功率PdPdKwKw1144.11144.19 93263.63263.63 37017.887017.8813750.6413750.641111主机功率主机功率PsPsKwKw1249.01249.05 53562.73562.72 27661.027661.0215010.8015010.801212螺旋桨克服的有螺旋桨克服的有效退功率效退功率PtPtKwKw888.84888.842148.22148.22 23953.523953.526604.846604.84表3.1 初步匹配设计计算（直径D给定）第6页/共21页 根据上表数据，用Excel画图，得到下图，其中Pe是船身有效功率，Pt是螺旋桨克服的有效推进功率，Ps是主机功率，P/D是螺距比。根据Excel图得到：转速n=170r/min，0=0.533，p/D=0.70，pe=2856kw，主机功率 为5200kw。第7页/共21页 最后，进行主机选型 经过选择，有三款比较合适的柴油机。接下来我们从功率、机桨匹配、燃油消耗率和经济性等方面进行比较，然后从中选一款最适合的主机：1.16RK270 功率5500Kw，转速1000r/min，燃油消耗率201g/kwh；2.X16V320ZC3B 功率5588Kw，转速580r/min，燃油消耗率200g/kwh；3.8L38 功率5800Kw，转速600r/min，燃油消耗率176g/kwh。根据上面计算最佳功率是5200Kw，最佳转速是170r/min,从经济性和动力性来说瓦锡兰的8L38最合适,另选取一个齿轮箱，减速比为3.5185:1。第8页/共21页 3.2 机电设备估算选型3.2.1 燃油系统 向船舶柴油机和燃油锅炉供应足够数量的合格燃油，以确保营运需要。主要计算了主机续航力用油量Q1，主机每小时耗油量Q2，燃油锅炉耗油量Q3，柴油发电机组柴油消耗量Q4，应急发电机组耗油量Q5。然后根据计算的耗油量估算燃油沉淀舱、燃油日用舱、柴油沉淀舱、柴油日用舱、油渣舱以及柴油输送泵、燃油输送泵和燃油分油机选型。3.2.2 滑油系统 向船舶的主机辅机等需要润滑的设备提供足够的合格的润滑油，以保证润滑需要。这部分主要计算主机滑油泵排量及选型，滑油分油机选型，主辅机滑油消耗量和滑油舱的计算。这部分主要根据民用船舶动力装置设计和船舶设计手册轮机分册以及船舶原理进行计算。第9页/共21页3.2.3 冷却水系统 为保证受热部件温度不致过高而影响正常工作，或者不致因热负荷过大而损坏，必须及时有效地散发出这些热量，这就是冷却水系统的功能。本部分主要计算了膨胀水箱，淡水冷却泵排量及选型，海水冷却泵排量及选型。3.2.4 压缩空气系统 主要用于主、辅机的起动、汽笛、控制和杂用等，是确保正常航行的基础。本部分主要计算了主机启动空气瓶和主空压机的选型计算，并参照母型船以及设计手册选取了辅机空气瓶、应急发电机组空气瓶、杂用空气瓶。3.2.5 机舱舱底水系统 船内万一侵入海水时舱底水管能有效排除海水，因此它对船舶安全有重用作用。当然，在船舶正常情况下，积存在船上自然产生的污水也由该系统排出。在这一部分，主要计算了机泵舱舱底水总管内径、机舱舱底水支管通径、舱底水泵排量及选型、舱底水油水分离器选型计算。第10页/共21页3.2.6 压载水系统船舶在正常营运条件下为了调整船舶的正浮或者倾斜位置，均以吸入、排出或者调驳压载水来完成，故船上应设置压载水舱和压载管系。压载水系统主要计算了压载水泵排量及选型以及对于大型船舶，往往设有扫舱泵，以利于排出压载水舱内的剩余水量的扫舱泵的选型。3.2.7 消防系统 船舶消防系统是各种固定式灭火系统的总称，目的是迅速将火势控制和扑灭。在消防系统的计算中主要计算了主消防泵排量及选型、应急消防泵排量及选型和消防总管通径。并且计算了CO2灭火系统。如下表3.2。第11页/共21页序号序号计算名称计算名称代号代号单位单位公式及数据来源公式及数据来源数值数值1 1机舱长机舱长L L1 1m m船体总图船体总图18.918.92 2机舱宽机舱宽B Bm m船体总图船体总图15.515.53 3型深型深D Dm m船体总图船体总图11.211.24 4机舱开口长机舱开口长L L2 2m m船体总图船体总图6.56.55 5机舱开口宽机舱开口宽B B2 2m m船体总图船体总图4.34.36 6主甲板机舱棚高主甲板机舱棚高D D2 2m m船体总图船体总图2.52.57 7其他小空间容积其他小空间容积R Rm m3 3船体总图船体总图1201208 8机舱容积机舱容积V V1 1m m3 3V V1 1=(L=(L1 1BD)+2(LBD)+2(L2 2BB2 2DD2 2)+R)+R3540.793540.799 9启动空气瓶总容积启动空气瓶总容积V V2 2m m3 3取取3Mpa3Mpa4.54.51010汽笛等空气瓶总容积汽笛等空气瓶总容积V V3 3m m3 3取取0.8Mpa0.8Mpa0.160.161111空气瓶释放总容积空气瓶释放总容积V V4 4m m3 3V V4 4=V=V2 2(30-1)+V(30-1)+V3 3(10-1)(10-1)131.94131.941212计算总容积计算总容积V V5 5m m3 3V V5 5=V=V1 1+V+V4 43672.733672.731313机舱所需机舱所需COCO2 2容积容积VcVcm m3 3Vc=0.35VVc=0.35V5 51285.461285.461414COCO2 2自由气体密度自由气体密度m m3 3/kg/kg按规范按规范0.560.561515机舱所需机舱所需COCO2 2重量重量GeGekgkgVc/Vc/2295.462295.461616每瓶每瓶COCO2 2重量重量q qkg/kg/瓶瓶按每瓶按每瓶68L68L计算为计算为680.67680.6745.5645.561717所需所需COCO2 2总瓶数总瓶数n n瓶瓶n=Ge/q n=Ge/q 5151表 3.2 CO2消防计算第12页/共21页3.2.8 生活水系统 主要在这里计算了淡水压力柜、海水压力柜、生活水泵排量计算、辅锅炉用水泵排量计算及选型。淡水压力柜计算如下表。序号序号项目项目符号符号单位单位公式公式数值数值1 1船员人数船员人数Z Z 22222 2船员每人每天清水耗量船员每人每天清水耗量q q3 3L/dL/dq q3 32502503 3全船每天总用水量全船每天总用水量Q Q0 0L LQ Q0 0=Z=Zq q3 3550055004 4高峰时集中用水系数高峰时集中用水系数 0.30.35 5高峰时的用水量高峰时的用水量q qmaxmaxL/dL/dq qmaxmax=q q3 3165016506 6水泵每小时启动次数水泵每小时启动次数n n 8 87 7水泵每次向水柜供水量水泵每次向水柜供水量D D1 1L LD D1 1=q=qmaxmax/n/n206.25206.258 8压力柜有效容积压力柜有效容积V V1 1L LV V1 1=D=D1 1206.25206.259 9水柜最低使用压力水柜最低使用压力P P1 1MpaMpa绝对压力绝对压力0.250.251010水柜最高使用压力水柜最高使用压力P P2 2MpaMpa绝对压力绝对压力0.350.351111在压力在压力P P2 2时的空气容积时的空气容积V V2 2L LV V2 2=P=P1 1V V1 1/(P/(P2 2-P P1 1）515.63515.631212在压力在压力P P2 2时的空气容积时的空气容积V V3 3L LV V3 3=V=V1 1+V+V2 2 721.88721.881313压力柜无效容积压力柜无效容积V V0 0L L根据根据海规海规1001001414压力水柜总容积压力水柜总容积V VL L821.88821.88第13页/共21页3.2.9 机舱通风系统机舱通风系统的作用是降低机舱温度，排除各种油气、水蒸气，供应新鲜空气，以保证动力装置的正常工作和改善机舱管理人员的工作和卫生条件。在这里通过三种房发来计算机舱通风机排量：1.按通风带走的设备散热量计算；2.按柴油机及辅锅炉燃烧所需的空气量计算；3.按机舱换气次数计算。通过三种方法计算排量，然后取其中最大的作为通风机排量，保证设备的可靠性。最后，根据母型船选择压头为380Pa，并选取通风机型号为CZT120，排量为97200m3/h。第14页/共21页3.3 编写轮机说明书和设备明细表 通过查找资料和上一部分的计算及选型，编写轮机说明书，包含概述、推进柴油机、齿轮箱、联轴节、轴系和螺旋桨、发电装置、蒸汽发生装置、泵、压缩空气设备、分油机和机舱管路系统的详细说明及注解。设备明细表主要包罗了计算及选型过的设备其余设备在机舱布置图的明细栏中有详细标示。第15页/共21页 3.4 撰写专题小论文 我的小论文题目是浅谈轴系合理校中工艺在船舶中的应用，因为船舶轴系校中是造船业的一个永恒话题，合理的校中不仅能确保船舶安全航行而且能延长轴系的使用寿命，所以轴系校中的质量十分重要。所谓船舶轴系校中就是指按一定的要求和方法，将轴系敷设成某种状态下的轴系，其全部轴系上的负荷及轴系段内的应力数值都处在允许范围之内，从而保证轴系持续正常运转。轴系校中的原理是：组成船舶轴系的各轴段，通常是由法兰联轴器连接成整根轴系，由于这些轴在加工时规定其法兰的外围与轴颈应用同轴，法兰端面与轴心应垂直，故毗邻两根轴由其法兰连接，如果两轴的连接法兰达到同轴，则此毗邻的两根轴也达到同轴；反之，若两连接法兰不同轴，即存在偏中，则毗邻的两根轴也不同轴。轴系校中的方法主要有两种：1.按直线校中原理校中第16页/共21页按直线校中又分为：（1）用直尺及厚薄规测量偏移、曲折；（2）用两对指针测量偏移、曲折；（3）用光学仪器校中；（4）用法兰方法校中。2.按轴系上允许负荷用测力计校中具体可以分为：（1）长轴系采用弹簧测力计校中；（2）短轴系采用测力计校中；（3）按轴承上合理负荷校中。在文中我还具体的解释了影响轴系校中质量的因素：轴系中固定件和运动件的加工误差产生的影响、轴系的安装弯曲的影响、船体变形的影响、轴法兰端的下垂的影响。第17页/共21页 以及，提高轴系校中质量的主要对策：提高轴系中各运动件和固定件的加工精度、严格按照轴系校中安装工艺施工、确定好中间轴的临时支承位置，减少自重下垂的影响、尽可能减少船体变形带来的影响、合理设计轴承跨距，减少设计不合理带来的影响。所以，推进轴系的合理校中是造船业的一个永恒话题，要求结构设计和轮机设计间的紧密配合；同时，也是设备厂、船厂及船级社之间紧密合作的结果。为达到更加合理及高效率的推进轴系，应该在设计阶段就进行合理的轴系布置及校中计算；轴系各部件的加工要严格按照图纸，保证加工精度；在船上对中过程中尽量避免或补偿船体变形，并严格按照校中计算书的结果进行排轴和轴系负荷的测量调整，直至达到理想的轴系对中结果。第18页/共21页4.总 结 随着世界各航运公司对船舶运行的经济性要求的不断提高，船舶主机和机电设备的重要性越来越被众多船东所重视。因此做好船舶主机的选型和管系设计对船舶动力装置的可靠性、经济性、机动性等将产生直接的影响。本文对13000DWT成品油船进行主机选型和管系设计，使船在满足成品油船建造规范的情况下，成本最低。在本文的专题小论文里，主要介绍了轴系校中方法及其影响因素。上述的设计、论述，只是对成品油船动力装置的概貌所作的一个大致了解和初步的分析。很多重要的细节和问题有待进一步的探讨。第19页/共21页致致 谢谢 在这次毕业设计中我学习到了许多船舶动力装置设计方面的知识，这对以后的工作有很大的帮助，而且在用CAD绘制机舱布置图的时候，从最开始的基本不会什么，到后来画的越来越熟练都是毕设带给我的收获，使我掌握了一门实用的技能，虽然毕设的这段日子十分忙碌但是却十分充实和有意义。在平时的设计工作中老师给予了我很多帮助，也教会了我许多课本上学不到的知识。总的来说，这次毕业设计带给了我许多收获，让我学习到了很多知识和技能，对我以后的学习和工作生活有很大的帮助，这次毕业设计很有意义。感谢老师给我的帮助和支持，感谢老师下班后还给我耐心讲解我计算遇到的困难和画图时遇到的问题，谢谢你们，你们辛苦了。第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页