Повышение эффективности турбокомпрессоров и судовых дизелей на основе согласования их характеристик с учетом эксплуатационных факторов

• Автор: Жук, Артём Николаевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новороссийск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные обозначения и сокращения

Введение
Глава 1. Анализ опыта технической эксплуатации и методов исследования турбокомпрессоров судовых дизелей

1.1. Проблемы технической эксплуатации турбокомпрессоров

1.2. Экспериментальные методы исследования турбокомпрессоров

1.3. Анализ расчетных методов определения характеристик турбокомпрессоров

1.4. Цель и постановка задачи исследования

Глава 2. Объекты и методики исследования

2.1. Турбокомпрессоры судовых средне и малооборотных дизелей

2.2. Методика исследования теплотехнических параметров комплекса “дизель-турбокомпрессор”
2.3. Обобщение параметров работы турбокомпрессоров судовых средне- и малооборотных дизелей
Глава 3. Разработка алгоритма математической модели турбокомпрессоров судовых дизелей
3.1. Математическая модель турбокомпрессора с учетом эксплуатационных факторов
3.2. Алгоритм расчета осевой турбины
3.3. Алгоритм расчета центробежного компрессора
3.4. Построение и моделирование нормальных характеристик турбокомпрессоров

Глава 4. Совершенствование совместной работы турбокомпрессора и дизеля на основе использования результатов расчета по математической модели
4.1. Повышение эффективности эксплуатации дизеля путем
подбора ТК для замены штатных агрегатов наддува
4.2. Влияние различных вариантов проточной части турбины турбокомпрессора на технико-экономические характеристики среднеоборотных дизелей, работающих по нагрузочной характеристике
4.3. Повышение эффективности эксплуатации главных двигателей при

назначении основного режима эксплуатации на частичной нагрузке 4.4. Совершенствование эксплуатации современного малооборотного дизеля
Заключение
Библиографический список Список опубликованных работ Приложения
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ABB - «Asea Brown Boveri» (Швейцария);
MAN B&W - MAN Burmaister & Wain Diesel (Германия - Дания);
ДВС — двигатель внутреннего сгорания;
КПД - коэффициент полезного действия;
МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова - морская государственная академия имени адмирала Ф.Ф. Ушакова (г. Новороссийск);
РК - рабочее колесо;
ТК — турбокомпрессор;
ТКУ — турбокомпаундные установки;
ЦНИДИ - центральный научно-исследовательский дизельный институт; ЦЕЗИИ МФ - центральный научно-исследовательский институт морского флота; ГД — главный двигатель;
ДГ - дизель-генератор;
МОД - малооборотный дизель;
СОД - среднеоборотный дизель;
СА - сопловый аппарат;
РК — рабочее колесо;
ЭВМ - электронно-вычислительная машина;
СЭУ - судовая энергетическая установка;
ДВС — двигатель внутреннего сгорания;
ОАО “НОВОШИП” - открытое акционерное общество “ Новороссийское морское пароходство”;
ЦНИИ им. академика А.Н.Крылова - центральный научно -исследовательский институт имени академика А.Н.Крылова.

В ЦНИДИ подробно рассмотрены вопросы газодинамических расчетов элементов ТК. На основе одномерной модели движения газа в проточной части турбины и компрессора, которые могут быть использованы при проектировании ТК. Авторы предложили квазистатический метод расчета пульсирующего газового потока [15].
В [16] содержится анализ систем воздухоснабжения современных комбинированных двигателей и агрегатов, входящих в эти системы. Приведены методы экспериментального исследования агрегатов воздухоснабжения по проверке совместной работы турбины, компрессора и поршневой части двигателя, описана измерительная аппаратура и методика проведения экспериментов.
В [44] приведены полуэмпирические зависимости, уточняющие мгновенное значение расхода газа, степени реактивности турбины и входной энергии газов. Величину входной энергии газа авторы предлагают уточнять на частичных режимах работы дизеля, так как ее абсолютное значение соизмеримо с изоэнтропийным перепадом энтальпий на ступень турбины. На основе одномерной модели предложено рассмотреть течение газа в СА квазистатически, а в РК как нестационарное. Для решения уравнений газовой динамики, описывающей нестационарное течение газа, использован численный метод, основанный на предположении идей инвариантного погружения. Суть метода заключается в последовательном переходе от параметров газа при одном режиме течения к параметрам газа при другом. Переход осуществляется путем решения линейной краевой задачи.
Расчеты ТК для использования в учебном процессе ВИМУ [14] также используют одномерную модель движения газа в проточной части ТК и являются по существу обратной задачей. Особенностью методики расчета ТК является определение средней температуры газа перед турбиной по номограмме, которая определена из условия баланса мощности турбины и компрессора. В [39] приближенный расчет ТК предназначенный для обеспечения алгоритма и программы расчета рабочих процессов дизеля.