Судовые турбомашины (стр. 2 )

уметь: производить управление (регулирование) судовых технических средств турбомашин с помощью традиционных автоматизированных или компьютерных систем;

владеть: методами, обеспечивающими готовность, надежный пуск и контроль режимов работы главного двигателя, турбомашин и других судовых технических средств и обслуживающих систем; методами оценки влияния внешних факторов (метеоусловия, течение, мелководье, обрастание корпуса) на работу судовых энергетических установок, определения причин, вызывающих отклонения рабочих параметров, расчета и установления оптимальных режимов работы судового пропульсивного комплекса.

4 Структура учебной дисциплины

Наименования разделов	Общее коли­чество часов	Количество зачетных единиц	Очная форма	Заочная форма
Распределение часов по видам занятий	Распределение часов по видам занятий
Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ (сем)	СР	Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ (сем)	СР
Семестр 1
Раздел 1. Тепловые схемы, циклы, показатели экономической эффективности судовых турбинных установок.	18	0,5	14	10	4	4	2	2	16
Раздел 2. Устройство и принцип действия судовых турбомашин, оборудования судовых турбинных установок.	18	0,5	12	12	6	4	4	14
Раздел 3. Расширение газа в каналах, образованных решеткой турбинных профилей.	18	0,5	14	8	6	4	2	2	16
Раздел 4. Потери энергии в турбинных решетках. Работа на окружности рабочего колеса. Окружной КПД.	18	0,5	16	10	6	2	4	4	14
Всего часов в семестре 1	72	2	56	28	28	16	12	8	4	60
Форма контроля	зачет	зачет

Семестр 2

Раздел 5. Внутренняя мощность и внутренний КПД турбинной ступени. Многоступенчатые турбины.	18	0,5	12	8	4	6	3	1	2	15
Наименования разделов	Общее коли­чество часов	Количество зачетных единиц	Очная форма	Заочная форма
Распределение часов по видам занятий	Распределение часов по видам занятий
Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ (сем)	СР	Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ (сем)	СР
Раздел 6. Эксплуатация судовых турбоагрегатов. Внешние характеристики турбин.	18	0,5	8	6	2	10	0,5	0,5	17.5
Раздел 7. Теория центробежной компрессорной ступени.	18	0,5	10	6	4	8	3	1	2	15
Раздел 8. Эксплуатация центробежных компрессоров. Характеристики компрессора. Неустойчивая работа компрессора-помпаж.	18	0,5	8	6	2	10	1,5	0,5	1	16.5
Раздел 9. Теория осевой компрессорной ступени. Характеристики осевого компрессора.	18	0,5	10	6	4	8	0,5	0,5	17,5
Раздел 10. Основы расчета на прочность элементов турбомашин.	18	0,5	6	4	2	12	1,5	0,5	1	16,5
Курсовой проект	36	1	36	36
Всего часов в семестре 2	108	3	54	36	18	54	10	4	6	98
Форма контроля	экзамен	экзамен
Всего часов на дисциплину	180	5	110	64	46	70	22	12	10	158

5  Содержание лекций

№ темы	Наименование темы	Количество часов по формам обучения
очная	заочная
Раздел 1. Тепловые схемы, циклы, показатели экономической эффективности судовых турбинных установок.
1	Общие сведения  о турбинных установках, турбомашинах, исторический обзор развития судовых турбинных установок. Связь с другими дисциплинами. Судовые паротурбинные установки. Цикл, состав, понятие о принципиальных и развернутых тепловых схемах установки.	2	0,5
2	Эффективный КПД паротурбинной установки, способы его повышения. Главные уравнения паротурбинных установок.	2	0,5
3	Судовые газотурбинные установки. Цикл, состав, схемы газотурбинных установок.	2
4	Эффективный КПД газотурбинных установок, способы его повышения. Удельные расходы воздуха и топлива в цикле	2	0,5
№ темы	Наименование темы	Количество часов по формам обучения
очная	заочная
5	Судовые комбинированные турбинные установки. Понятие о теплоутилизационном контуре (ТУК). Тепловые схемы ТУК. Способы повышения эффективности комбинированных турбинных установок.	2	0,5
Раздел 3. Расширение газа в каналах, образованных решеткой турбинных профилей.
1	Состав осевой турбинной ступени. Преобразование энергии в сопловом аппарате и рабочем колесе. Состав  радиальной и радиально-осевой турбинной ступени. Классификация судовых турбомашин. Геометрические характеристики турбинной ступени.	2	0,5
2	Основные уравнения рабочего тела. Уравнение неразрывности. Уравнение закона сохранения энергии для течения рабочего тела  в неподвижных и вращающихся каналах. Полные параметры рабочего тела (параметры торможения), формулы для определения параметров торможения.	2	0,5
3	Скорость  истечения рабочей среды из каналов при изоэнтропийном течении. Уравнение для вычисления скорости истечения из неподвижных и вращающихся каналов. Расход рабочей среды при изоэнтропийном течении. Закон обращения воздействий.	2	0,5
4	Изоэнтропийное течение газа в каналах турбомашин.  Действительный процесс течения рабочей среды. Коэффициент скорости. Коэффициент потерь энергии в соплах.  Располагаемая работа турбинной ступени. Степень реактивности. Распределение теплоперепадов между сопловым аппаратом и рабочей решеткой. Расширение газа в косом срезе лопаточного канала.	2	0,5
Раздел 4. Потери энергии в турбинных решетках. Работа на окружности рабочего колеса. Окружной КПД.
1	Потери энергии в турбинных решетках. Профильные потери энергии. Потери от трения в пограничном слое. Потери от срыва пограничного слоя. Кромочные потери энергии. Волновые потери энергии. Концевые потери энергии. Вторичные течения в межлопаточных каналах.	2	0,5
2	Определение геометрических размеров турбинных решеток. Располагаемая энергия турбинной ступени. Коэффициент использования выходной энергии в ступени. Силовое воздействие потока на рабочие лопатки. Окружная и осевая составляющие сил, действующих на рабочую лопатку.	2	1
3	Действительная работа на окружности рабочего колеса. Окружной КПД. Зависимость окружного КПД от скоростной характеристики для активной и реактивной (конгруэнтной) турбинных ступеней.	2	0,5
4	Движение рабочей среды в ступенях с относительно высокими (длинными) лопатками. Пространственная структура потока в ступенях с относительно высокими лопатками.	2	1
5	Профилирование относительно высоких лопаток. Уравнение радиального равновесия в осевом зазоре. Профилирование лопаток по закону постоянной циркуляции. Изменение параметров потока по высоте лопатки при закрутке по закону постоянной циркуляции.	2	1
Раздел 5. Внутренняя мощность и внутренний КПД турбинной ступени. Многоступенчатые турбины.
1	Внутренние  потери  энергии.  Внутренняя  мощность  и  внутренний  КПД ступени. Потери от трения диска. Потери, вызванные парциальностью ступени. Потери энергии от утечки газа через зазоры. Потери энергии от влажности пара.	2	0,5
№ темы	Наименование темы	Количество часов по формам обучения
очная	заочная
2	Внутренняя мощность турбинной ступени, зависимости внутренней мощности и внутреннего КПД ступени от скоростной характеристики	2
3	Многоступенчатые турбины. Причины использования многоступенчатых турбин. Многоступенчатые турбины со ступенями скорости, устройство и принцип их действия. Изменение параметров потока в проточной части.	2
4	Многоступенчатые турбины со ступенями давления. Возвращенная теплота. Эффективная мощность турбоагрегата. Эффективный КПД турбин. Внешние характеристики турбин. Основные положения тепловых расчетов паровых и газовых турбин	2	0,5
Раздел 6. Эксплуатация судовых турбоагрегатов. Внешние характеристики турбин.
1	Эксплуатация судовых турбоагрегатов. Характеристики переменных режимов. Изменение кинематики потока на переменных режимах при изменении частоты вращения. Изменение расхода рабочего тела при изменении начальных параметров и давления на выходе. Регулирование мощности турбоагрегатов.	2	0,5
2	Совместная работа турбоагрегата и потребителя механической энергии. Работа турбины на гребной винт, работа турбины на привод электрогенератора, работа турбины в составе турбонаддувочного агрегата поршневого ДВС.	2
3	Состав и назначение систем судовых турбоагрегатов. Подготовка к пуску ГТД. Пуск, прогревание и вывод на режим ГТД. Обслуживание ГТД на режиме. Вывод ГТД из работы. Подготовка к пуску парового турбоагрегата. Прогревание, пуск и вывод на режим парового турбоагрегата. Обслуживание парового турбоагрегата на режиме, вывод его из работы.	2
Раздел 7. Теория центробежной компрессорной ступени.
1	Центробежные компрессоры. Геометрические характеристики. Теоретический напор. Степень реактивности Влияние угла выхода потока из рабочего колеса на характеристики центробежного компрессора. Зависимость теоретического напора и степени реактивности от закрутки потока перед рабочим колесом	2	0,5
2	Движение потока в рабочем колесе, влияние числа рабочих лопаток на теоретический напор. Преобразование энергии в безлопаточном и лопаточном диффузорах.	2	0,5
3	Особенности течения газа в спиральных и кольцевых камерах. Особенности течения газа во всасывающих патрубках. Потери мощности, подводимой к лопаткам рабочего колеса.	2
Раздел 8. Эксплуатация центробежных компрессоров. Характеристики компрессора. Неустойчивая работа компрессора-помпаж.
1	Нормальные, безразмерные и приведенные характеристики центробежного компрессора. Помпаж центробежного компрессора, причины его возникновения и способы устранения. Работа центробежного компрессора на сеть.	2
2	Совместная работа компрессора и турбины. Работа турбонаддувочного агрегата с двигателем внутреннего сгорания.	2	0,5
3	Основы газодинамического расчета центробежного компрессора.	2
№ темы	Наименование темы	Количество часов по формам обучения
очная	заочная
Раздел 9. Теория осевой компрессорной ступени. Характеристики осевого компрессора.
1	Осевые компрессоры. Геометрические характеристики осевой компрессорной ступени. Теоретический напор, действительный (полезный) напор и изоэнтропийный КПД осевой компрессорной ступени.	2	0,5
2	Степень реактивности осевой компрессорной ступени, характеристика решеток компрессорных ступеней с различной степенью реактивности. Коэффициенты расхода и напора.	2
3	Характеристики осевого компрессора. Работа осевого компрессора на сеть. Помпаж осевого компрессора. Основы газодинамического расчета осевого компрессора.	2
Раздел 10. Основы расчета на прочность элементов турбомашин.
1	Условия работы деталей турбомашин. Критерии качества конструкции. Материалы, применяемые для изготовления деталей турбин и компрессоров.	2	0,5
2	Расчет прочности рабочих лопаток с постоянной и переменной площадью сечения. Колебания лопаток. Основные уравнения равновесия вращающегося диска. Приближенные методы расчета дисков на прочность.	2
Всего лекционных занятий	64	12

6 Темы лабораторных занятий