Размещено на http://www.allbest.ru/

ВСТУПЛЕНИЕ

Курсовой проект по дисциплине «Судовые вспомогательные механизмы и их эксплуатация» на тему «Общесудовые системы и их расчет включает три основных раздела: Пояснительная записка, расчётная часть, графическая часть.

Пояснительная записка объясняет назначения, классификацию устройств общесудовых систем в целом и рассчитываемой системе в частности.

Расчет системы выполняется на основании уравнения гидродинамики и гидромеханики, с учётом предъявляемых требований Регистра. В ходе расчета необходимо выбрать тип и марку насоса, рассчитать суммарные потери напора в трубопроводе, проанализировать совместную работу насоса и трубопровода, определить оптимальный режим работы насоса на данном трубопроводе.

Графическая часть выполняется на листе формата А3 на котором вычеркивается поперечный разрез насоса выбранного в ходе расчёта и арматура используется в данной системе.

В состав энергетического оборудования входит: главные энергетические установки вспомогательный механизм и системы которые и обслуживают и кроме того общесудовые системы, судовые устройства (рулевое устройство, якорно-аварийные и т.д.)

Судовыми вспомогательными механизмами называют механизмы предназначенные для обеспечения роботы главных энергетических установок, общесудовых и специальных систем и устройств, для снабжения судна электрической энергией и другими видами энергии. Системы подразделяются на обслуживающие, общесудовые, специальные.

Вспомогательным механизмом оборудованию и трубопроводом принадлежит значительная доля в общем комплексе судового оборудования, трудоемкости, обслуживания ремонтных затрат, от надежности роботы некоторых систем непосредственно зависит живучесть, безопасность плавания и непотопляемость судна. Создания хороших санитарных гигиенических и бытовых условий на судах обеспечивают санитарную систему, систему вентиляции кондиционирования воздуха и т.д.

Таким образом, техника экономические показатели в целом бесперебойность роботы судна во многом зависит от надежности роботы вспомогательных механизмов систем и устройств. Им уделяется огромное внимание как на стадии проектирования так и в процессе эксплуатации и ремонта. Сложность конструкции общесудовых систем, их элементов, энергоемкость, высокий уровень затрат на их изготовление и ремонт вызывают необходимость тщательного расчета систем, на стадиях проектирования, при разработке технических заданий, и значительной мере технических проектов.

Сложности конструкции общесудовых систем, их метало- и энергоемкости, высокий уровень затрат на их изготовление и эксплуатацию обуславливают необходимость проведения комплекса расчетов общесудовых систем, особенно на ранних стадиях проектирования- при разработке технических заданий эскизного и в значительной мере технического проекта.



1. СУДОВЫЕ СИСТЕМЫ

Судовыми системами называют совокупность специализированных трубопроводом с механизмами, аппаратами, приборами и устройствами, предназначенных для выполнения определенных эксплуатационных функций Трубопровод системы представляет совокупность труб и арматуры, предназначенных для перемещения жидкостей, паров и газов в целях обеспечения нормальной эксплуатации судна.

Работа судовых систем обеспечивает живучесть судна, т.е. безопасность плавания, необходимые условия обитаемости, сохранность груза, а также выполнение специальных функций, связанных с назначением судна, например на танкерах, спасателях, промысловых судах.

1.1 Назначение судовых систем

Для обеспечения нормальной и безопасной работы судна, а также для создания соответствующих условий пребывания на нем людей служат судовые системы.

Под судовой системой понимают сеть специализированных трубопроводов с механизмами, аппаратами и приборами, выполняющая на судне определенные функции.

С помощью судовых систем осуществляются: прием и удаление водяного балласта, борьба с пожаром, осушение отсеков судна от скапливающейся в них воды, снабжение пассажиров и команды питьевой водой, удаление нечистот и грязной воды, поддерживание необходимых параметров воздуха в помещениях.

Некоторые суда, как, например, танкеры, ледоколы, рефрижераторы и др., в связи со специфическими условиями эксплуатации оборудуются специальными системами. Так как танкеры оснащаются специальными системами, предназначенными для приема выкачки жидкости груза, его подогрева в целях облегчения перекачки, мытья танков и их зачистки от остатков нефтепродуктов.

Большое число функций выполняемых судовыми системами, обусловливают многообразием их конструктивных форм используемого механического оборудования.

1.2 Классификация судовых систем

Судовые системы обычно классифицируют или по роду среды, перемещаемой по трубопроводам или по назначению и характеру выполняемых ими функций.

В зависимости от рода транспортируемой среды системы разделяют на:

- водопроводы;

- паропроводы;

- воздухопроводы;

- рассолопроводы;

- газопроводы;

- нефтепроводы.

Такая классификация удобна для гидравлического расчета трубопроводов, который зависит главным образом от рода транспортируемой среды и режима ее движения. Для изучения судовых систем классификация по данному признаку неудобна, так как иногда в одних и тех же системах применяют трубопроводы для воды, пара, рассола и др. Так, например, в состав системы кондиционирования воздуха входят паропроводы, рассолопроводы и воздухопроводы.

Наиболее целесообразно судовые системы классифицировать по назначению и характеру выполняемых ими функций. Такая классификация дает возможность однородные по устройству и характеру работы системы относить к одной группе:

а) трюмные

б) противопожарные

в) санитарные

г) система искусственного микроклимата

д) специальные (для нефтеналивных судов) системы

Трюмные:

- осушительные системы - удаление небольших масс воды скапливающейся в отсеках судна;

- балластные системы - изменение осадки крена и дифферента судна;

- водоотливная (спасательная) система - удаление больших масс воды, попадающей в корпус судна в результате аварии.

Противопожарные:

- Системы пожарной сигнализации - обнаружение очага пожара

- Водяная противопожарная (водотушения, спринклерная, водораспыления) система - тушение пожара водой

- Паротушение- Тушение пожара паром

- Пенотушение - Тушение пожара химической и воздушно- механической пеной

- Газотушение- Тушение пожара газами не поддерживающими горения

- Жидкостного тушения - тушение пожара огнегасительной жидкостью

Санитарные:

- Водоснабжения- Подача питьевой, мытьевой и забортной воды к местам потребления.

- Фановая, сточная и система шпигатов- Удаление фекальных и сточных вод от санитарных устройств и помещений, а также воды с палуб судна.

Искусственного микроклимата:

- Вентиляции- Создание необходимого обмена воздуха в помещениях и улучшение его качества.

- Отопления- Обогревание судовых помещений

- Кондиционирования воздуха- Поддерживание в судовых помещениях заданных параметров воздуха.

- Охлаждения- Охлаждение воздуха в провизионных кладовых, морозильных камерах, рефрижераторных трюмах.

Специальные для нефтеналивных судов:

- Грузовая-Прием и выгрузка груза

- Зачистная-Выкачка остатков груза

- Подогрева нефтепродуктов - Подогрев вязких нефтепродуктов

- Газоотводная- Осуществление газообмена между танками и внешней атмосферой

- Зачистки и мойки танков .- Зачистка и мойка танков при подготовке судна к ремонту и к перевозке другого груза.

1.3 Составные части систем

В состав судовых систем входят:

- трубопроводы, состоящие из соединенные между собой отдельных труб и арматуры (задвижки, клапаны, краны) служащей для включения и выключения системы и отдельных ее участков, а также для различных регулировок и переключений;

- механизмы (насосы, вентиляторы, компрессоры) сообщающие механическую энергию протекающей через них среде и обеспечивающие перемещение последней по трубопроводам;

- Емкости (цистерны, баллоны и др.) для хранения той или иной среды;

- Различные аппараты (подогреватели, охладители, испарители и др) служащие для изменения состояний среды;

- Средства управления системной и контроля за ее работой.

Из перечисленных механизмов и аппаратов в каждой данной судовой системе могут быть лишь некоторые из них. Это зависит от назначения системы и характера выполняемых ею функций.

1.4 Требования предъявляемые к судовым системам

К судовым системам предъявляется целый ряд требований. Несмотря на большое разнообразие конструктивных форм судовых систем и различиев назначении, многие требования являются общими. К ним относится:

- системы должны быть надежными в работе при всех условиях эксплуатации судна(качке, крене, дифференте и тд);

- для изготовления систем должны применятся стандартные и типовые унифицированные конструктивные элементы, причем число типоразмеров их по возможности должно быть минимальным;

- объемы, занимаемые системами и масса систем должна быть небольшим;

- системы должны быть удобными в обслуживании и при ремонте;

- рассположение систем должно исключить возможность их механического повреждения при грузовых операциях;

- Механизмы и аппараты систем должны обладать достаточной экономичностью;

- материалы применяемые для изготовления систем должны стойкими против коррозии и эрозии;

- конструктивные элементы систем должны сочетаться с ахитектурой обслуживаемых помещений;

- Работа систем должна исключать возможность загрязнения акватории водам, содержащими остатки нефтепродуктов и других вредных веществ;

- Запорно-регулирующая арматура должна быть установлена лишь в тех местах где она действительно необходима;

- Трублпроводы систем должны имень минимально число изгибов и соединений.

- О дополнительных требованиях к отдельным системам обусловленных спецификой их работ сказано в соответствующих главах посвященных этим системам.

При проектировании и постройке систем судов внутреннего плавания руководствуются требованиями Правил Речного Регистра.

Наибольшее распространение из покрытий получено цинкованные.

Важной задачей в области совершенствования судовых систем является повышение надежности трубопроводов.

Основной причиной повреждений судовых трубопроводов является коррозионно-эрозионный износ материла труб и защитных покрытий. Этому способствует относительно небольшая толщина стенок труб, высокие скорости движения воды в трубопроводах, малые радиусы погибы труб и резкие переходы сечений трубопроводов, сложность нанесения т контроля качества защитных покрытий нарушение правил эксплуатации трубопроводов.

В большинстве случаев повреждения трубопроводов обусловлены коррозионными явлениями общего и местного характера. Общая коррозия поражает стенки трубопровода по всей его поверхности. Однако скорость этого вида коррозии невелика. Существенно сокращает срок службы трубопроводов местная коррозия, которая развивается в виде язв питингов и приводит к образованию сквозных свищей.

В целях повышения сроков службы трубопроводов проводятся работы по изысканию более коррозионностойких материалов труб и покрытий. Кроме того следует повышать качество изготовления и монтажа трубопроводов, а при проектировании их - строго соблюдать действующие нормативы.

1.5 Перспективы развития судовых систем

Судовые системы находятся в непрерывном развитии и совершенствовании изменяясь под воздействием достижений науки и техники опыта эксплуатации и экономики. На смену системам с местным ручным управлением приходят дистанционно управляемые и автоматические действующие комплексы, внедряются пластические массы, новые рабочие вещества. Снижается вес и объем, занимаемые отдельными системами.

Оснащение судов надежными, автоматически действующими и экономически целесообразными системами являются важной проблемой в деле дальнейшего развития морских перевозок. Эта проблема включает в себя большой круг вопросов, стоящих перед конструкторами, строителями эксплуатационниками.

Осушительные, балластные, топливные и грузовые системы имеют различное назначение, но общие принципы автоматизации. Обычно контроль и управление автоматизированными осушительными, балластными, и топливными системами ведется с помощью мнемосхем, смонтированных в ЦПУ, а грузовыми системами танкеров- из специальных постов насосных отделений.

Важной задачей в совершенствовании судовых систем является повышение надежности трубопроводов.

Основной причиной повреждений является коррозионно - эрозионный износ материала труб и защитных покрытий.

Этому способствует относительно небольшая толщина стенок труб, высокие скорости движения жидкости в трубопроводах, малые радиусы труб, резкие переходы сечений трубопроводов, сложность нанесения и контроля качества защитных покрытий, нарушение правил эксплуатации трубопроводов. В большинстве случаев повреждения трубопроводов обусловлены коррозионными явлениями общего и местного характера. Общая коррозия поражает стенки трубопровода по всей его поверхности. Существенно сокращает срок службы трубопроводов локальная коррозия которая развивается в виде язв и питтингов, и образованию сквозных свищей. В целях повышения сроков службы трубопроводов проводят работы по изысканию более коррозионно стойких материалов труб и покрытий. Кроме того, следует повышать качество изготовления и монтажа трубопроводов, а при проектировании их - строго соблюдать действующие нормативы.

1.6 Требования Регистра

Балластная система должна обслуживаться по крайней мере одним насосом. Подачу балластного насоса рекомендуется определять исходя из условия обеспечения скорости воды не менее 2 м/с при диаметре приемного трубопровода, вычисленном формуле (3.2.1) для наибольшей балластной цистерны.

В качестве балластных насосов могут быть использованы насосы общесудового назначения достаточной подачей, в том числе осушительный, пожарный или резервный насос охлаждающей воды (см, 3.1.3).

Если топливные цистерны систематически используются в качестве балластных цистерн, то применение резервного насоса охлаждающей воды или пожарного насоса в качестве балластного, так же как балластного насоса в качестве резервного охлаждающего или пожарного насоса, не допускается.

Насосы, применяемые для откачки балластной воды из цистерн двойного дна, должны быть самовсасывающими.

Ha пассажирских судах балластные цистерны не должны, как правило, предназначаться для перевозки топлива. Возможные отступления от этого требования! при условии наличия сепараторов или других приспособлений, являются предметом специального рассмотрения Регистром диаметры трубопроводов

Внутренний диаметр отростков балластных трубопроводов d_в в мм, для отдельных цистерн должен определяться по формуле:

dв=18

Диаметр может приниматься по ближайшему стандартному размеру.

Диаметр балластной магистрали должен быть не менее наибольшего диаметра приемного отростка, определяемого по формуле

Расположение приемных отростков должно быть таким, чтобы обеспечивалась откачка воды из любой балластной цистерны когда судно находится в прямом положении или имеет крен 5°.

На ледоколах и судах с ледовыми усилениями категорий УЛА,УЛ и Л1 форпик, ахтерпик и бортовые цистерны в составе корпуса, предназначенные для воды и расположенные выше ватерлинии а также в районе грузовых трюмов, должны оборудоваться обогревом. Рекомендуется обогрев междудонных балластных цистерн, расположенных в районе грузовых трюмов.

Приемные и отливные трубопроводы цистерн чистого балласта не должны присоединяться к кингстонным ящикам и другим трубопроводам, обслуживающим грузовые цистерны.



2 БАЛЛАСТНАЯ СИСТЕМА

2.1 Назначение балластной системы. Принципиальная схема

Балластные системы служат для придания судну необходимых мореходных и эксплуатационных качеств путем изменения осадки, крена и дифферента.

Балластные системы, используемые для изменения осадки, характерны для судов смешанного плавания (река-море). Прием балласта (перед выходом в море) приводит к увеличению осадки, что, в свою очередь, повышает остойчивость судна и снижает ветровую нагрузку, улучшая управляемость. Балластировка на буксирных судах применяется также в целях сохранения наивыгоднейшей (расчетной) осадки, изменяющейся по мере расходования запасов топлива, для обеспечения работы движителя с максимальным КПД. Балластной системой оборудуют нефтеналивные суда.

Креповые системы служат для устранения или компенсации кренящих моментов, возникающих от несимметрично расположенных грузов относительно диаметральной плоскости судна. Эти системы характерны главным образом для специальных судов.

Дифферентными системами оборудуются грузовые и ледокольные суда. Дифферент в корму, который создается у грузовых судов при плавании «порожнем», снижает устойчивость их на '1 курсе и затрудняет управляемость. Нежелательный дифферент устраняется в этом случае приемом воды в носовые балластные цистерны. Креново-дифферентная система является неотъемлемой частью нефтеналивных судов, на которых они используются для придания крена и дифферента, необходимых при погрузке и выгрузке нефтепродуктов.

Балластную систему современных грузовых судов выполняют, как правило, по централизованному принципу (рис. 40, а).

Это позволяет не только наполнять и осушать балластные цистерны, управляя системой из машинного отделения, но одновременно перекачивать воду из одних цистерн в другие.

Осушение балластных цистерн производится через тот же трубопровод, что и их наполнение. Для этого клапанные коробки балластной системы должны быть запорного типа.

По централизованному принципу осуществлена балластная система на сухогрузных теплоходах типа «Большая Волга» грузоподъемностью 2000 т и «Волго- Дон» грузоподъемностью 5000т на грузовых судах смешанного плавания типа «50 лет Советской власти».

На судах старой постройки, а также небольшого водоизмещения и специальных, с малым количеством балластных цистерн, можно встретить балластные системы, выполненные но децентрализованному принципу (рис. 40, б).

Для облегчения всасывания приемники на трубах изготовляют в виде раструбов (см. рис. 40). Сетки и грязевые коробки на приемных трубах из балластных цистерн не устанавливают.

Для обеспечения остойчивости, а также для изменения осадки, крена и дифферента на судно принимают балласт, в качестве которого используют забортную воду. Для его приема и удаления служит балластная система.

На морских судах балластная система выполняется по централизованному принципу. От клапанных коробок, расположенных в машинном отделении, в каждую балластную цистерну проведена отдельная труба, по которой производится как наполнение, так и осушение цистерн. Поэтому в балластной системе применяется арматура запорного типа, допускающая движение жидкости в обоих направлениях.

Балластный трубопровод делают из стальных оцинкованных труб диаметром 50 - 200 мм. Их отличительный знак - одно широкое кольцо зеленого цвета. Трубы балластной системы проводят внутри двойного дна. Приемники балластного трубопровода устанавливают в самом низком месте цистерны. Чтобы понизить положение приемника, конец приемной трубы снабжается колоколообразным раструбом.

Забортную воду в балластную систему принимают через кингстон, установленный на днище или скуле судна в районе машинного отделения. Кингстон представляет собой клапан или клинкет, один фланец которого закреплен к наружной обшивке судна. В месте установки кингстона обшивка имеет забортное отверстие, закрытое решеткой. Для продувания решетки к кингстону подведены трубопроводы водяной пожарной магистрали и свежего пара.

Отливной трубопровод балластной системы, снабженный невозвратно-запорным клапаном, выводят за борт над грузовой ватерлинией.

Балластную систему должен обслуживать по крайней мере один насос. В качестве балластного может быть использован осушительный или пожарный насос, если в балластных танках не предусмотрено хранение запасов жидкого топлива.

Все закрытые цистерны, которые могут заполняться жидкостью, должны иметь воздушные трубы диаметром не менее 50 мм. Воздушные трубы устанавливают в самом высоком месте цистерны. Если цистерны имеют значительный размер и плоский настил, то устанавливают несколько труб. Нижний конец трубы заканчивается сразу под настилом цистерны, верхний выводится на открытую палубу, где заканчивается «гуськом», загнутым книзу концом. «Гусек» предохраняет трубу от засорения и препятствует попаданию воды. Но во время шторма вода может проникнуть в воздушную трубу и при наличии «гуська».

Надежным устройством, препятствующим попаданию воды в воздушную трубу и в то же время пропускающим воздух, является «плавучий» клапан (рис.)

Легкий пробковый или резиновый шар, находясь нормально в нижнем положении, не препятствует проходу воздуха. При заливании клапана водой шар всплывает и плотно перекрывает воздушную трубу.

На верхнем конце воздушных труб, выходящих из топливных цистерн и коффердамов, устанавливают пламепрерывающую арматуру - огневые предохранители.

Все воздушные трубы имеют планки с отличительной надписью, где указаны номер и назначение цистерн. Их маркируют желтым и зеленым кольцами.

Для определения количества жидкости в балластных цистернах и цистернах жидкого топлива, а также в льялах и сборных колодцах устанавливают измерительные трубы с внутренним диаметром не менее 32 мм. Измерительную трубу (рис.)

располагают над самым низким местом цистерны. Нижний конец трубы почти вплотную доводят до днища цистерны. Вверх измерительная труба должна подниматься вертикально, без изгибов. Верхний конец трубы выводят на открытую палубу, где закрывают пробкой с винтовой нарезкой. На пробке делают надпись, указывающую наименование цистерны и номер трубы.

Из цистерн, расположенных под машинно-котельным отделением и туннелем гребного вала, измерительные трубы на палубу не выводят, а заканчивают в этих помещениях на некоторой высоте от второго дна. Через такую трубу, оставленную по недосмотру открытой, при заполнении цистерны жидкость будет поступать в помещение. Поэтому все измерительные трубы, установленные в машинно-котельном отделении и туннеле гребного вала, должны иметь самозапирающиеся приспособления. Таким приспособлением является захлопка (кран), на рукоятке которой закреплен противовес. При нижнем положении противовеса захлопка (кран) закрыта.

Уровень жидкости замеряют при помощи градуированной рейки - футштока. На тонкой цепочке или тросике футшток опускают в измерительную трубу. После извлечения футштока из цистерн по величине его смоченной части определяют уровень воды. Современные суда часто оборудуют системами дистанционного измерения уровня жидкости (рис.),

позволяющими производить все замеры с центрального поста. Из различных дистанционных указателей уровня наибольшее распространение на судах получили пневмеркаторные системы и дифманометры.

Датчиком в пневмеркатор ной системе является колпак (воздушный колокол), установленный в самом низком месте цистерны. От колпака к посту управления проведена трубка, которая соединяется с жидкостным манометром, представляющим собой указатель уровня. Перед снятием замеров измерительную трубу и колпак продувают сжатым воздухом, который вытесняет из колпака жидкость. В результате этого в колпаке устанавливается давление, равное давлению столба жидкости над колпаком. Это давление замеряют манометром и по его показаниям определяют количество жидкости в цистерне.

В дифманометре гидростатическое давление жидкости воспринимает мембрана. Прогибы мембраны вызывают перемещение сердечника в индукционной катушке преобразователя. Это приводит к изменению силы тока в электрической цепи и к соответствующему отклонению стрелки указателя уровня.

Для контроля уровня трюмных вод могут применяться также различные реле уровня, которые устанавливают в сборных колодцах. Реле уровня имеет открытый снизу колокол с размещенным в нем сильфоном.

При повышении уровня воды в сборном колодце повышается давление внутри колокола, в результате чего сильфон сжимается и замыкает контакты аварийной сигнализации.

Осушительная система должна всегда содержаться в исправном состоянии и в готовом к действию виде. Перед каждой погрузкой необходимо осмотреть и очистить сборные колодцы и сетки на приемных патрубках Грязевые коробки, расположенные в машинно-котельном отделении, следует осматривать и очищать ежедневно. Все клапаны системы должны быть в исправном состоянии, а клапаны распределительных коробок - иметь надписи, указывающие на осушаемый отсек.

Безотказная работа осушительной системы во многом зависит от содержания в чистоте осушаемых помещений. Поэтому после каждой выгрузки грузовые трюмы должны быть чисто подметены и весь мусор удален за борт. При этом необходимо проверить плотность пайола и льяльных лючин.

Уровень воды в льялах и сборных колодцах следует замерять каждую вахту и результаты замеров заносить в журнал замеров уровня воды. Если уровень воды в льялах повышается, необходимо откачать ее до полного осушения, систематически замеряя уровень воды в этом отсеке. Одновременно следует выяснить поступление воды и принять необходимые меры для устранения этой причины.

После каждого ремонта, а также при освидетельствовании система подвергается гидравлическому испытанию. Если осушительный трубопровод неисправен или поломан трюмный насос, выход судна в море не разрешается.

Балластная система во всех случаях должна обеспечивать быстрый прием и удаление балласта. Для исправного действия системы балластные отсеки всегда должны быть чистыми. При постановке судна в док приемные кингстоны осматриваются и очищаются. Если неисправен балластный трубопровод, выход судна в плавание запрещается.

Все воздушные и измерительные трубы должны постоянно содержаться в исправном состоянии. Трубы, проходящие через грузовые помещения, необходимо защищать кожухами. При каждом повреждении кожуха следует проверять исправность трубы, а повреждение немедленно устранить. Особенно тщательного наблюдения требуют фланцы, крепящие воздушные и измерительные трубы к настилу второго дна, так как при недостаточной плотности этого соединения может быть подмочен груз.

2.2 Составные части балластной системы

Балластная система состоит из цистерн (отсеков) для водяного балласта; насосов и трубопроводов для его приема и выкачки; измерительных труб или других средств для контроля количества принятого балласта; воздушных труб для обеспечения входа воздуха в балластные цистерны и выхода из них.

Балластные цистерны стремятся располагать возможно ниже, что способствует повышению остойчивости судна и облегчает их наполнение (при расположении цистерн ниже ватерлинии они могут быть наполнены самотеком).

Для размещения балласта на судне служат балластные танки, которые располагаются, возможно, ниже ватерлинии, что способствует повышению остойчивости судна и облегчает их наполнение. Балластные танки размещают в междудонном пространстве, ахтерпике и форпике. Они оборудуются измерительными трубами, воздушными трубами, средствами дистанционного контроля уровня, приемными отростками с раструбами. Для доступа внутрь танка имеются горловины (как правило, по две на танк). Измерительные трубы выводят по прямой линии, а при невозможности этого - с малой кривизной, допускающей опускание метрштока. Их располагают над самыми глубокими местами цистерн и выводят на открытую палубу в

места, удобные для производства замеров. Приемные отростки в балластных танках устанавливают на днище лопатками, расположенными по окружности всасывающего раструба.

Сетки и грязевые коробки на приемных патрубках системы в балластных танках не устанавливают.

Прием и осушение балластных танков производится через один и тот же трубопровод. Для этого клапана клапанных коробок системы должна быть запорного типа. Клапанные коробки представляют собой несколько клапанов расположенных в одном корпусе.

Трубопроводы балластной системы должны быть стальные, оцинкованные или покрытые бакелитовым лаком. Допускается и другое надежное антикоррозионное покрытие трубопроводов.

Трубы и трубопровод балластной системы подвергают гидравлическому испытанию:

трубы после окончательной обработки в цехе испытывают на двойное рабочее давление 2р, но не менее чем на 4 кг/см ;

трубопровод испытывается после монтажа на судне на давление 1,25р, но не менее 2 кг/см .

Балластный трубопровод может быть проложен как в междудонном пространстве, так и поверх второго дна. Во втором случае он должен быть защищен от возможных механических повреждений грузом.

Балластную систему обслуживает, по крайней мере, один насос, В качестве его может быть использован насос общесудового назначения достаточной подачи, в том числе пожарный или осушительный. Насосы, применяемые в балластных системах центробежного типа, самовсасывающие

2.3 Требования Регистра к балластным системам

Требования предъявляемые к балластным системам изложены в разделе VIII «Судовые системы» глава 3 Правил классификации и постройки морских судов. Это такие как:

Балластная система должна обслуживаться по крайней мере одним насосом. Подачу балластного насоса рекомендуется определять исходя из условия обеспечения скорости воды не менее 2 м/с при диаметре приемного трубопровода, вычисленном по формуле для наибольшей балластной цистерны.

В качестве балластных насосов могут быть использованы насосы общесудового назначения достаточной подачей в том числе осушительный, пожарный или резервный насос охлаждающей воды

Если топливные цистерны систематически используются в качестве балластных цистерн, то применение резервного насоса охлаждающей воды или пожарного насоса в качестве балластного, так же как балластного насоса в качестве резервного охлаждающего или пожарного насоса, не допускается.

Насосы, применяемые для откачки балластной воды из цистерн двойного дна, должны быть самовсасывающими.

На пассажирских судах балластные цистерны не должны, как правило, предназначаться для перевозки топлива. Возможные отступления от этого требования при условии наличия сепараторов или других приспособлений, являются предметом специального рассмотрения Регистром

Внутренний диаметр отростков балластных трубопроводов dВ, в мм,

для отдельных цистерн должен определяться по формуле:

d_B = 18,

где v - вместимость балластной цистерны, м^З.

Диаметр может приниматься по ближайшему стандартному размеру.

Диаметр балластной магистрали должен быть не менее наибольшего диаметра приемного отростка, определяемого по формуле

Расположение трубопроводов

Расположение приемных отростков должно быть таким, чтобы обеспечивалась откачка воды из любой балластной цистерны, когда судно находится в прямом положении или имеет крен 5°.

На ледоколах и судах с ледовыми усилениями категорий УЛА, УЛ и Л1 форпик, ахтерпик и бортовые цистерны в составе корпуса, предназначенные для воды и расположенные выше ватерлинии, а также в районе грузовых трюмов, должны оборудоваться обогревом. Рекомендуется обогрев междудонных балластных цистерн, расположенных в районе грузовых трюмов.

Приемные и отливные трубопроводы цистерн чистого балласта не должны присоединяться к кингстонным ящикам и другим трубопроводам, обслуживающим грузовые цистерны.

2.4Требования, предъявляемые МАРПОЛ 73/78 к балластным системам и балластным водам

Основные понятия и определения:

Грязный балласт - балласт, находящийся в неочищенных от нефти танках;

Изолированный балласт - балласт, находящейся в танках с полностью изолированной (отдельной) балластной системой;

Чистый балласт - балласт из танков, который был очищен до такой степени, что стоки не вызывают возникновения маслянистой пленки на поверхности воды и изменения ее цвета, содержание нефти в них не превышает 15 ррм. (При соблюдении этих условий система и насос могут оставаться загрязненными нефтью.)

Правила, регламентирующие операции с балластными водами. Установлено, что в забортной воде, используемой в качестве балласта, могут содержаться вредные для человека или природной среды водные организмы. Они перевозятся на большие расстояния и сохраняют способность к жизнедеятельности даже при больших морских переходах. Это может служить причиной возникновения инфекций в том порту, где производится сброс балласта, нанесения ущерба кораллам, рыболовству, аквакультурным фермам и другим сферам деятельности. Учитывая, что ежегодно перемещается около 10 000 000 тонн балластной воды, можно сделать вывод о необходимости принятия серьезных мер для избегания неприятных последствий заражения прибрежных вод.

Поскольку балластировка судов является в настоящее время неотъемлемой частью морских перевозок и избежать этого процесса невозможно, то основным путем пресечения распространения нежелательных микроорганизмов является предотвращение их сброса с судов в портах.

В первую очередь рекомендуется использовать для балластировки чистую воду, в тех местах, где вредных микроорганизмов не выявлено. При этом следует учитывать, что на их развитие влияет температура, соленость морской воды, степень освещенности и некоторые другие факторы. Информацию о местах, где рекомендуется принимать балласт, а также о тех районах, где обнаружены вредные микроорганизмы, должен предоставлять местный агент. При приеме балласта судну следует принимать определенные меры предосторожности - избегать приема балласта на мелководье или в тех местах, где судовые винты могут поднимать ил со дна.

Кроме того, следует производить смену балласта в открытом море и на глубокой воде, поскольку открытые океанские и морские воды содержат незначительное количество микроорганизмов, которые могут быстро адаптироваться к новым условиям прибрежных вод (в месте сброса балласта) и, как правило, погибают. При этом следует избегать сброса балласта, не вызванного необходимостью.

Альтернативной смене балласта могут служить следующие пути обеззараживания морской воды:

физический (нагревание, обработка ультразвуком, ультрафиолетовым излучением, магнитным полем, ионизация серебром и т. п.);

механический (фильтрование, совершенствование конструкции судна, применение специальных покрытий танков и т. п.);

химический (озонирование, удаление кислорода, хлорирование, применение биореагентов и т. п.);

биологическое воздействие с целью уничтожения вредных микроорганизмов.

Обязательными правилами предусмотрена процедура смены балласта в открытом море (или другая аналогичная процедура) для судов дальнего плавания. Однако следует помнить, что на первом месте должны стоять

интересы безопасности судна, поэтому не следует производить смену балласта, если это не безопасно для судна.

Каждый член экипажа судна должен быть ознакомлен со всеми аспектами проведения балластных операций (смена балласта в открытом море, правилами сброса, очистка танков и локеров от осадков). В то же время, власти Государства порта должны информировать суда о портовых планах по работе с балластными водами, о наличии вредных микроорганизмов в воде и других специфических местных условиях.

Многие страны, такие как Австралия, Аргентина, Венесуэла, Израиль, Канада, Новая Зеландия, Панама, США, Турция, Филиппины, Чили, Япония ввели свои национальные правила в отношении балластных вод, сделав их обязательными для всех судов.



РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Расчетная часть выполняется на основании уравнений гидромеханики и в соответствии с требованиями Регистра к судовым системам. Исходные данные, необходимые для выполнения расчета, в соответствии с вариантом курсового проекта. Единицы измерения величин применяемых в расчете должны соответствовать Международной системе единиц СИ.

Расчет начинают с вычерчивания расчетной схемы и нанесения на нее обслуживающих систему механизмов и арматуры. Сложный трубопровод разбивают на отдельные участки (простые трубопроводы), в пределах которых значения расходов и внутренние диаметры труб постоянные. Участки обозначают двумя цифрами: 1-2, 2-3…, первая из них которых указывает начало, вторая - конец участка по ходу расчета. Около каждого участка на выносной линии показывают диаметр трубы и длину участка, расход и напор протекающей жидкости. Кроме того, на схему наносят значения возвышения узловых расчетных точек над плоскостью сравнения.

В основу данного проекта положен аналитический метод. Этот метод основан на решении уравнения Бернулли и расхода, и применяется как для расчета простых, так и расчета сложных разветвлений трубопровод. В общем виде, судовая система представляет собой сложный трубопровод с обслуживающими механизмами и арматурой. Сложный трубопровод состоит из отдельный простых трубопроводов, которые соединены между собой по определенной схеме. Расчет сложного трубопровода выполняется по участкам и обычно сводится к решению отдельных простых трубопроводов. В данном курсовом проекте предлагается выполнить расчет участка балластной системы (линия всасывания), где напор Н и подача Q насоса неизвестны.

Диаметр отростков балластных трубопроводов определяется для отдельных цистерн как (требования Регистра), ммd=18 , где v-емкость балластного танка, ; объем балластного танка согласно варианта V=70 , тогда диаметр трубопровода: d=18=47,2мм. По ГОСТ принимаем больший диаметр трубопровода равный 80мм = 0,08 м. Дале в расчетах используется выбранный по ГОСТ диаметру.

Балластная система должна обслуживаться по крайней мере одним насосом, подача которого выбирается из условия обеспечения жидкости не менее 2 м/с, для расчета принимаем скорость движения воды.

Площадь поперечного сечения трубопровода: = = 0,005024 .

Подача насоса, /час: Q=2826=2826ЧЧ2=36.17 по полученному значению подачи выбирается тип и марка насоса с соответствующими значениями подачи и напора.

По справочным данным выбираем насос марки НЦВС 40/20, с рабочими параметрами:

-подача Q, ………… 40 /час;

-напор Н, ……………20 мм вод.ст.;

-число оборотов n, ……… 2900 об/мин;

- КПД н , …74%;

- вакуумметрическая высота всасывания, ……….6 мм. вод.ст.

Длины простых участков трубопровода принимаются согласно варианту курсового проекта

=70м

14м

=20м

Средняя скорость воды при значениях подачи выбранного насоса определяется из формулы, м/с :

значения подачи Q принимается в зависимости от подачи выбранного насоса n будут соответствовать значению координат оси абсцисс:

= 2.21 м

Число Рейнольдса на отдельных участках трубопровода :

,где 1,519 /с;

= =115865,7 /с;

Коэффициент гидравлического трения л.

Зависит от числа Рейнольдса и определяется :

л = 0,316

л = 0,316 = 0.316*=0.017

Рассчитываем суму коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке:

На участке 1 присутствуют:

Арматура	Количество	Коэффициетн	Всего:
Клапан	2	5	16,58
Тройник	4	1,5
Колено	2	0,29

На участке 2 присутствуют:

Арматура	Количество	Коэффициент	Всего:
Клапан	1	5	6,79
Тройник	1	1,5
Колено	1	0,29

На участке 3 присутствуют:

Арматура	Количество	Коэффициент	Всего:
Клапан	1	5	5,87
Колено	3	0,29

Суммарный коэффициент сопротивления участка трубопровода:

= + , где

- суммарный коэффициент местных сопротивлений участка Сумма коэффициента малых сопротивлений на каждом из участков :при прохождении потока жидкости через различную арматуру и аппараты ,установлены на трубопроводе ,при поворотах и отверстиях ,при выходе и входе среды из труб и т.д. возникает потеря напора, которые учитываются коэффициентом малых сопротивлений .

Для расчета этой суммы необходимо определить в расчетной схеме количество и тип сопротивлений.

По справочным данным определяется значения коэффициентов для каждого из вида сопротивления и далее эти сопротивления складываются. Сумма коэффициента для каждой расчетной точки одинакова и различны на каждом из участков .

= + = + 16,58 = 31,46

= + = + 6,79 = 9,77

= + = + 5,87 = 10,12

Потери напора на участках трубопровода :

=

= = = 7,83

= = =2,43

= = =2,52

4.3.11

Геометрическая высота всасывания приемного патрубка

3.12

Суммарные потери напора на участках

система судовой балластный регистр

h = + Z .

=

= 7,83+ 2,43+ 2,52+1= 13,78

II Способ: Берем больше трубу d=100мм=0,1м

1) = = 0,00785.

По справочным данным выбираем насос марки НЦВС 40/20, с рабочими параметрами:

подача Q, …………… 40 /час;

напор Н, ……… 20 мм вод.ст.;

число оборотов n, …………. 2900 об/мин;

КПД н , ………………74%;

вакуумметрическая высота всасывания, …….6 мм. вод.ст.

2) = 1,41 м/с

3) = =92824,2 /с;

4) л = 0,316 = 0.316*=0.018

5) = + = + 16,58 = 29,18

6) = + = + 6,79 = 9,31

= + = + 5,87 = 9,47

7) I. = = = 2,96

= = =0,94

= = =0,96

8) =2,96+ 0,94+0,96+ 1 = 5,86

III Способ: Берем больше насос

По справочнику Насос НЦВС 63/30 , с рабочими параметрами:

подача Q, …………………………………………63 /час;

напор Н, …………………………………………… 20 мм вод.ст.;

число оборотов n, ………………………………… 2900 об/мин;

КПД н , ………………………………………………………---%;

вакуумметрическая высота всасывания, …….6 мм. вод.ст.

1) = 3,48 м

2) ,где 1,516 /с;

= =183278,5 /с;

3) л = 0,316 = 0.316*=0.015

4) = + = + 16,58 = 29,7

= + = + 6,79 = 9,42

= + = + 5,87 =9,62

5) = = = 18,33

= = =5,81

= = =5,94

6) = 18,33+ 5,81+ 5,94+ 1 = 31,08



ВЫВОД

При выполнении курсовой работы я узнал что собой представляет судовая система с чего она состоит и какие конструктивные элементы входят в нее. Так же по ходу выполнения курсовой я узнал назначение балластной системы изучил ее принципиальную схему. Узнал какие требования Регистра предъявляются к балластным системам. Так же узнал по подробнее требования МАРПОЛ73/78 к балластным водам.

При выполнении это работы я научился рассчитывать подачу насоса и по справочнику выбирать подходящий насос.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров А.В. Судовые системы. Л.,Судостроение,1996. 220с.

2. Банник Ю.А., Верещак Л.В. и др., Трубы металлические, номенклатурный справочник. Разработан ВНИТИ, г. Днепропетровск,1997г.

3. Власьев Б.А., Резчик Ю.И., Судовые вспомогательные механизмы и системы. Л., Судостроение, 1989. 220с.

4. Колесников О.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. М., Транспорт, 1977г. 464с.

5. Справочник судового механика под ред. Грицая Л.М.: в 2т., М., Транспорт, 1974.

6. Хордас Г.С. Расчет общесудовой системы. Л., Судостроение, 1983г. 440с.

7. Чиняев И.А. Судовые системы. М., Транспорт. 1977г. 224с.

Размещено на Allbest.ru