авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

«ВЕСТНИК МОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА Серия Судостроение и судоремонт Вып. 52/2012 УДК 629.5.083.5(06) Вестник Морского государственного ...»

-- [ Страница 3 ] --

Расчёт частот свободных колебаний упругой системы ДД (основ ных форм колебаний: 1-ой, Н, Х и х) может быть выполнен с исполь зованием МКЭ [11, 12, 13, 14].

При описании физической модели типа ДД конечными элемента ми для расчёта частот и форм свободных колебаний необходимо со блюдать общие требования МКЭ, а также учитывать возможности ис пользуемой программы. К тому же, следует детально рассматривать структуру упругой системы, т. е.:

– днище – сварная корпусная конструкция (может быть аппрокси мирована пластинчатыми или стержневыми элементами);

– остов дизеля (рассматриваются только МОД) имеет сварные конструкции, соединённые между собой фланцами (между блоками цилиндров и картерными стойками или блок-картерами и фундамент ной рамой). Все данные конструкции в целом стянуты анкерными свя зями, фундаментная рама устанавливается на клиньях и закрепляется на судовом фундаменте также с помощью болтов.

Для более точного описания реальной модели соединения МОД с судовым фундаментом предложено использовать «фиктивные» эле менты, аппроксимирующие фланцевое соединение дизеля с рамой.

Эти элементы обладают большой податливостью, которая в несколько раз превышающей податливость каждого из элементов (лапы дизеля, болта и пластины лафетной полосы фундамента) [10, 24]. Фланцевое соединение в расчётной схеме системы ДД должно аппроксимиро ваться стержнями, податливость которых определяется суммирование податливостей всех элементов еэ = eб + eп + eл, где еб – податливость болта, eп – податливость пластины лафетной полосы рамы;

ел – податливость лапы дизеля.

Момент инерции сечения стержней значительно завышен с целью предотвращения их изгиба, который в реальных условиях исключает ся за счёт сил трения между контактными поверхностями (болты ра ботают только на растяжение).

Таким образом, характеристики конечных элементов (КЭ), ап проксимирующих фланцевое соединение, должны быть следующими – длина равна расчетной длине болта;

– площадь сечения КЭ определялась расчетом по податливости всех трех элементов;

– момент инерции сечения КЭ завышался на порядок с целью ис ключения изгиба, что в реальных условиях недопустимо из-за трения между контактирующими поверхностями (лапы дизеля и поверхность лафетной полосы рамы).

Таким образом, при составлении расчётной схемы МКЭ в отноше нии днища проблем не возникает. Что касается остова МОД, в расчёт ных схемах принимались следующие конечные элементы:

– пластинами аппроксимированы блоки цилиндров (литые сталь ные конструкции совместно с втулками и крышками цилиндров), а также поперечные секции фундаментных рам:

– стержнями – картерные стойки.

Композицию стержневых и пластинчатых элементов целесообраз но применять с целью учёта структуры основных несущих связей корпуса и остова дизеля, например рам в МО и жёстких и массивных конструкций МОД (блоков цилиндров и фундаментных рам, как рас сматривалось выше).

В целом расчётная схема системы ДД сохраняет геометрическое подобие модели и имеет граничные условия, соответствующие реаль ным условиям работы конструкций корпуса и остова дизеля.

При составлении расчётной схемы системы ДД целесообразно рассматривать весь блок МО со всеми конструкциями корпуса и ме ханизмами как единую пространственную систему с 6 степенями сво боды в узлах [6, 25, 29, 36, 37, 39]. Однако многие исследователи ог раничиваются анализом только совместных колебаний днища и остова МОД, например, как показано на рис. 2 [33, 35, 36, 37, 38]. Такое уп рощение ранее было связано, прежде всего, с возможностями компь ютеров в решении больших систем линейных уравнений, описываю щих расчётные схемы, а также сложностью в подготовке исходных данных и выполнении расчётов.

Тем ни менее, это оправдывало основную цель – определение спектра свободных колебаний основной системы ДД, что необходимо для расчётов вынужденных колебаний самого МОД и упругих под систем в МО только на спецификационных режимах работы гребной установки (в соответствие требованиям норм вибрации Правил МРС).

Для учёта жёсткостных и инерционных свойств смежных конст рукций, например перекрытий днища соседнего отсека и бортов, мо гут быть введены определенные граничные условия или фиктивные элементы по контуру расчётной схемы, характеристики которых должны определятся расчётом или приниматься по прототипу.

Анализируемая конструкция разбивается на КЭ, узлы которых вводятся в местах изменения жёсткостных, инерционных характери стик или резкого изменения формы (кривизны, надлома). Длины стержневых КЭ должны выбираться в соответствии с рекомендация ми, которые сводятся к следующему [10, 24] L1 / Li = 1 2;

a / b = 1 2, где L – длина стержневого элемента;

a, b – размеры прямоугольного КЭ.

Композиция КЭ должна четко описывать высшую форму колеба ний упругой системы (анализируемой конструкции), которую необхо димо получить в результате расчёта (рис. 1).

Рис. 1. Расчетная схема МКЭ системы «дизель-днище»

Более рациональное использование МКЭ возможно с применени ем типовых расчётных схем в виде «макет-моделей» (ММ), которые соответствуют реальным блокам МО судов с различной архитектурой (смещённым и кормовым МО) и размерами, например, с 1-й или 2-мя платформами. Это даёт возможность сохранять основной пакет ис ходных данных любой из расчётных схем. При выполнении расчётов реальной схемы с использованием конкретной типовой схемы вводят ся только параметры конечных элементов.

В таком случае выполнение расчётов с использованием типовых схем позволяет получать более высокую точность и гарантировать адекватность расчётной схемы, т. к. для некоторых реальных упругих систем (проверочный расчёт) имеются результаты натурных экспери ментов и получены действительные частоты одной или нескольких форм свободных колебаний.

При известных частотах основных форм свободных колебаний системы ДД необходимо произвести сопоставление этих частот с час тотами возмущающих моментов с целью предопределения возникно вения резонансных условий. Возмущающие моменты следует рас сматривать в полосах частот, соответствующих спецификационным режимам работы гребной установки (полного, среднего и малого хода).

Для наглядности сравнения целесообразно использовать частотные диаграммы, дающие возможность представить зоны возможных резо нансов (с учётом околорезонансных зон для механических колебаний в пределах 30 %) [10, 15, 16, 25, 30]. В качестве примера на рис. 2 пред ставлена частотная диаграмма системы ДД транспортного судна типа «Варнемюнде» с главным МОД типа K8Z70/120E фирмы МАН. На диаграмме наблюдается совпадение частот Х-формы колебаний с час тотой гармонической составляющей горизонтального скручивающего момента 4-го порядка в районе номинальной частоты вращения, что вызывало повышенный уровень вибрации главного дизеля и опреде ленные проблемы при устранении данного резонанса [10].

В случаях прогнозирования резонансов в упругой системе ДД, осо бенно поперечных колебаний остова по Н, Х или х-формам, необходи мо произвести проектирование связей верхнего крепления МОД с эле ментами демпфирования [6, 11, 17, 18, 19]. Конструкции связей зависят от фирмы-изготовителя МОД с различными элементами демпфирова ния, основанными на трении. Однако возможно использовать конст рукцию, запатентованную автором [25]. Установка связей верхнего крепления остова МОД не будет проблематичной, если при компонов ке блока МО соблюдено условие – расположение платформы МО на уровне кронштейнов верхних решёток дизеля. Второе условие при про ектировании связей – наличие двух шарниров в конструкции для ком пенсации температурных деформации остова МОД при его работе.

Рис. 2. Частотная диаграмма системы ДД судов типа «Варнемюнде»:

f1, fН, fX – частоты свободных колебаний 1-ой, Н и Х форм системы ДД;

точки 1, 2 и 3 соответствуют резонансам указанных форм колебаний от действия неуравновешенного момента 2-го порядка М2, гармонической составляющей 8-го порядка опрокидывающего момента МОП8 и гармониче ской составляющей 4-го порядка горизонтального скручивающего момента МХ4;

МПХ, СПХ и ППХ – диапазоны частот вращения коленчатого вала при малом, среднем и полном переднем ходе судна После решения проблем с основной упругой системой ДД в МО необходимо выполнить расчёты частот свободных колебаний упругих подсистем, образуемых корпусными конструкциями, механизмами и устройствами и их опорами, также участками многочисленных трубо проводов и газопроводов между опорами [6, 11, 12, 13, 14]. В этих расчётах возможно использование МКЭ для наиболее сложных конст рукций типа утилизационные котлы, а также метод приведения при менительно к судовым конструкциям [14]. При этом с целью предот вращения резонансных эффектов в вибрации необходимо выполнять условие, что бы частота низшей формы колебаний упругой подсисте мы была выше, определяемой по формуле f1 1,3fHz, где f1 – низшая частота свободных колебаний упругой подсистемы;

fН – частота первого порядка на номинальной частоте враще ния МОД;

z – число цилиндров МОД (главный порядок).

В случаях, если для соблюдения данного требования необходимо вводить дополнительные массивные связи, возможно расположение f вне диапазонов спецификационных режимов работы МОД.

При анализе уровней вибрации упругих подсистем в румпельном отделении (при оценке f1) также целесообразно учитывать возму щающие усилия и от гребного винта. В этом случае спектр возму щающих усилий должен ограничиваться лопастными частотами греб ного винта (включительно по 3-ю лопастную частоту) с аналогичным запасом на околорезонансную зону в 30 % [3, 4, 5, 6, 8, 11, 15, 16, 18, 21, 22, 23, 24, 32].

При разработке мер по предотвращению резонансных колебаний упругих подсистем в МО с частотами возмущающих усилий от глав ного МОД возможно использовать три способа [6, 11, 17, 20, 25]:

– повысить жёсткость упругой системы за счёт усиления конст рукций крепления или введения дополнительных связей;

– изменить жёсткость крепления с целью размещения собственной частоты упругой системы вне полос возмущающего усилия на специ фикационных режимах;

– использовать виброизоляцию с целью существенного снижения частоты свободных колебаний упругой подсистемы после выполнения соответствующего расчёта.

После реализации любого из приведенных выше способов необ ходимо выполнить оценить эффективность принятых мер с измере ниями вибрации во время ходовых испытаниях [11, 27, 29]. Это даст возможность подтвердить справедливость принятых мер и откоррек тировать методику расчёта конкретной упругой подсистемы, которая использовалась ранее.

Список литературы 1. Терских, В. П. Крутильные колебания валопроводов силовых установок. В 4-х т. / В. П. Терских. – Л. : Судостроение, 1970.

2. Истомин, П. А. Динамика судовых двигателей внутреннего сго рания / П. А. Истомин. – Л. : Судостроение, 1964. – 288 с.

3. Худяков, С. А. Анализ вибрации судов длинноходовыми дизе лями / С. А. Худяков // Материалы 5-й международной научно практической конференции «Проблемы транспорта Дальнего Восто ка». – Владивосток : ДВО РАТ, 2003. – С.411–414.

4. Худяков, С. А. Усилия, возбуждающие вибрацию судовых ма лооборотных дизелей / С. А. Худяков : рукоп. депонирована. – ЦНИИ «Румб», 1985. – ДР-2222. –10 с.

5. Худяков, С. А. Спектры возмущающих усилий вибрации в ма шинных отделениях теплоходов / С. А. Худяков // «Проблемы транс порта Дальнего Востока». Пленарные доклады 6-й научно-практи ческой конференции FEBRAT-05. – Владивосток, 2005. – С.184–189.

6. Худяков, С. А. Обеспечение вибростойкости механизмов, обо рудования, корпусных конструкций в машинных отделениях теплохо дов / С. А. Худяков // Автореф. дис. канд. техн. наук. – Владивосток :

ДВПИ, 1982. – 24 с.

7. Худяков, С. А. Критерии неуравновешенности судовых мало оборотных дизелей / С. А. Худяков // Судостроение и судоремонт:

межвуз. сб. – Владивосток, 1980. – С.79–83.

8. Худяков С.А. Обоснование необходимости нормирования час тот свободных колебаний упругих систем в машинных отделениях транспортных судов / С. А. Худяков // Транспортное дело России. – 2006. – № 12. Часть 2. – С.9–12.

9. Тарануха, Н. А., Худяков, С. А. Анализ возмущающих усилий вибрации теплоходов с малооборотными дизелями / Н. Н. Тарануха, С. А. Худяков // Проблемы транспорта Дальнего Востока. Пленарные доклады 11-й научно-практической конференции FEBRAT-11. – Влвдивосток, 2011. – С.49–51.

10. Худяков, С. А. Практика решения проблем вибрации судовых дизелей : монография / С. А. Худяков. – Владивосток : МГУ им. адм.

Г. И. Невельского, 2006. – 172 с.

11. Худяков, С. А., Струтынский, А. В. Отказы судовых двигате лей и механизмов / С. А. Худяков, А. В. Струтынский // Вестник мор ского государственного университета : сер. Судостроение и судоре монт. – Владивосток : МГУ, 2010. – Вып.38. – С.115–126.

12. Лукаш, Э. П. Совершенствование методов расчёта собствен ных частот и форм колебаний судовых конструкций / Э. П. Лукаш // Автореф. дис. канд. техн. наук. – Николаев, 1978. – 22 с.

13. Разработка и внедрение программы расчета собственных час тот и форм колебаний судовых конструкций : отчет ОИИМФ / Науч.

рук. В. В. Козляков. – Одесса, 1977. – № ГР75054297 – 74 с.

14. Шиманский, Ю. А. Динамическй расчёт судовых конструкций / Ю. А. Шиманский. – Л. : Судпромгиз, 1963. – 444 с.

15. Барабанов, Н. В. Анализ причин конструктивных повреждений контейнеровозов типа “Варнемюнде” / Н. В. Барабанов, Н. А. Иванов, С. А. Худяков // Судостроение и судоремонт : межвуз.сб. – Владиво сток, 1977. – Вып.1. – С.140–159.

16. Барабанов, Н. В. Вибрационные повреждения на судах типа “Варнемюнде” / Н. В. Барабанов, В. И. Лактюнкин, С. А. Худяков // Науч.-техн. сборник Регистра СССР. – Л. : Транспорт, 1980. – Вып. 9.

– С.56–63.

17. Пат. 1789421 Российская Федерация. Устройство для верхнего крепления остова главного двигателя к корпусу судна / Худяков, С. А.

– 1994.

18. Худяков, С. А. Обеспечение вибростойкости конструкций ма шинных отделений теплоходов / С. А. Худяков // Судостроение. – 1982. – № 3. – С.42–45.

19. Худяков, С. А. Конструкционное обеспечение вибронадежно сти упругих систем в машинных отделениях теплоходов / С. А. Худя ков // Судостроение. – 1984. – № 10. – С.31–34.

20. Никольский, Ю. А. О вибрационной прочности корпусных конструкций в машинных отделениях / Ю. А. Никольский, Е. Н. Щукина // Судостроение. – 1982. – № 3. – С.22–23.

21. Худяков, С. А. Анализ возмущающих моментов Н-формы ко лебаний судовых МОД / С. А. Худяков // Вестник морского государ ственного университета : сер. Судостроение и судоремонт. – Владиво сток : Мор. гос. ун-т, 2007. – Вып. 17. – С.95–97.

22. Худяков, С. А. Принципы нормирования вибрации в машин ных отделениях теплоходов / С. А. Худяков // Организация работ при переоборудовании и ремонте судов : сб. науч. тр. – Владивосток :

НТО им. ак. А. Н. Крылова, 1983. – С.61–65.

23. Khoodiakov, S. Principles of Laying Down Limits of Elastic Sys tem Free Vibration Frequencies in Engine Rooms / S. Khoodiakov // Pro ceedings ISC’2002. – St.Peterburg, 2002. – P.143–150.

24. Худяков, С. А. Особенности расчета судовых конструкций с фланцевыми соединениями / С. А. Худяков // Повреждения и эксплуа тационная надежность судов Дальневосточного бассейна : сб. науч.

тр. – Владивосток : НТО им. ак. А. Н. Крылова, 1986. – Вып. 15. – С.43–47.

25. Худяков, С. А. Особенности вибрации судовых малооборот ных дизелей / С. А. Худяков : рукопись депонирована. – ЦНИИ “Румб”, 1985. – ДР-2221. – 12 с.

26. Худяков, С. А. Результаты исследований вибрации в машин ных отделениях теплоходов / С. А. Худяков // Транспортное дело Рос сии. – 2004. – Специальный выпуск. – С.34–38.

27. Устранение конструктивных недостатков танкера “Азия” : от чет НИР/ ДВПИ №81/91 / Рук. Н. В. Барабанов ;

отв. исп. С. А. Худя ков. – Владивосток, 1990. – 45 с.

28. Разработка рекомендаций по подкреплению конструкций и снижению уровня вибрации т/к “Самотлор” : отчет НИР/ДВПИ.

№81-79-6 / Рук. Н. В. Барабанов ;

отв. исп. С. А. Худяков. – Владиво сток, 1980. – №ГР 78075337. – 71 с.

29. Худяков, С. А. Совместные колебания судовых главных дизе лей с конструкциями корпуса / С. А. Худяков // Эксплуатация судов в Тихоокеанском бассейне : сб. науч. тр. – Владивосток : НТО им.ак.

А. Н. Крылова, 1981. – Вып. 218. – С.81–99.

30. Худяков, С. А. Особенности расчета судовых конструкций с фланцевыми соединениями / С. А. Худяков // Повреждения и эксплуа тационная надежность судов Дальневосточного бассейна : сб. науч.

тр. – Владивосток : НТО им. ак. А. Н. Крылова, 1986. – Вып. 15. – С.43–47.

31. Тарануха, Н. А., Худяков С.А. Динамика упругих систем в ма шинных отделениях судов с главными малооборотными дизелями / Н. А. Тарануха, С. А. Худяков // Конференция по строительной меха нике корабля памяти академика Ю.А. Шиманского. Тезисы докладов.

– СПб, 2011. – С.138–139.

32. Худяков, С. А. Спектры возмущающих усилий вибрации в ма шинных отделениях теплоходов / С. А. Худяков // Проблемы транс порта Дальнего Востока». Пленарные доклады 6-й научно-практи ческой конференции FEBRAT-05. – Влвдивосток,2005. – С.184–189.

33. An Introduction to Vibration Aspects of Two-Stroke Diesel En gines in Ships. – MAN B&W Diesel A/S, 1995, November. – 11 p.

34. Asmussen, I. Design 0f Ships Fitted with Two-stroke Engines in View of Low Vibration Level / I. Asmussen, H. Munn. – PRADS”92, 1992. – V. 1. –P.1374–1387.

35. Larsen, O. Prevention of Hurmful Engine – and Propeller induced Vibrations in the Afterbody of Ships / O. Larsen, T. Sontvedt. – Informa tion Det Norske Veritas, 197. – № 9. – P.3-30.

36. Misuuchi, M. Analysis of Transverse Vibration of Actual Engine Frames / M. Misuuchi, M. Nagai // Inter.Symp.Mar.Eng. – Tokyo, 1973. – P.41D–52D.

37. Ochi, Y. Prevention of Engine Room Vibration and Engine Room Double Bottom / Y. Ochi, K. Tanida, R. Fujii // Inter.Symp.Mar.Eng. – To kyo, 1977. – P.157–164.

38. Volcy, G. Static and Vibratory calculations of Propul–sive Plants and Engine Rooms of Ships / G. Volcy, E. Garniar, J. Masson // Shipping World and Shipbuilder, 1974. – № 11. – P.1181–1184.

39. Tagashira, H. Statistical Observaition of Damage on Stern Struc tures due to Vibration / H. Tagashira // Sempaku Shipbiuld. And Boat Eng.

Mag. – 1978. – Vol. 51. – № 15. – P.19–33.

УДК 621. Б. Н. Воробьев, К. К. Телидис ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ИЗ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ В РФ Процесс преобразования химической энергии топлива в механиче скую работу в цилиндре дизеля сопровождается выделением вредных выбросов в атмосферу. К категории наиболее опасных относятся га зообразные вещества и частицы, выбрасываемые с выпускными газа ми такие как: окислы азота NOx, образующиеся в цилиндрах дизеля при температуре выше 1500 °С, когда азот становится химически ак тивным газом;

окись СО и двуокись СО2, образующиеся в результате сгорания топлива;

сернистый и серный ангидриды SO2 и SO3, обра зующиеся в результате окисления присутствующей в топливе серы (элементарной, меркаптановой и др.);

продукты неполного сгорания топлива СНх, агломерация мелких частиц не полностью сгоревшего топлива, частицы не полностью сгоревшего масла и сажи. Ограниче нию вредных выбросов с выпускными газами из судовых дизелей в атмосферу уделяется всё большее внимание международными орга низациями. В России такие ограничения для судовых дизелей особен но стали актуальными последние десятилетия.

До 2000 г. вредные выбросы оксидов углерода и окислов азота ди зелей нормировались в соответствии с ГОСТ 24585–81 «Дизели судо вые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с от работанными газами. Нормы и методы определения». Дымность отра ботанных газов (ОГ) определялась и нормировалась в соответствии с ГОСТ 24028–80 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные.

Дымность отработанных газов. Нормы и методы измерения». Однако требования этих государственных стандартов распространялись толь ко на заводские стендовые испытания дизелей и не применялись для дизелей в эксплуатации.

В 1997 г. вместо ГОСТ 24028–80 и 24585–81 вступили в силу но вые стандарты, а также дополнительный стандарт «Испытательные циклы», разработанные Техническим комитетом РФ по стандартиза ции ТК-235 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные».

С 1 января 2000 г. введен в действие новый государственный стандарт ГОСТ Р 51249–99 «Дизели судовые, тепловозные и промыш ленные. Выбросы вредных веществ с отработанными газами. Нормы и методы определения», требования, которые допускается распростра нять на дизели в условиях эксплуатации, в том числе и после капи тального ремонта.

При разработке стандартов учтены МС ISO 8178, ISO 10054, ISO 11014 и UJC-Codex № 623-2 в части терминов и определений, ме тодов испытаний, измерений и расчётов. Расширена область примене ния стандартов на все виды стендовых испытаний дизелей, в том чис ле, прошедших капитальный ремонт. Расширена номенклатура нор мируемых выбросов, а также ужесточены нормы.

Действующий ГОСТ 24028–80 допускал измерения непрозрачно сти потока ОГ дизелей при использовании только дымомеров оптиче ского типа (ДОТ), которые, благодаря своей портативности, легко мо гут быть подключены в любом подходящем месте выпускных систем тепловозных и крупных судовых дизелей, в частности, расположен ном внутри машинного отделения тепловоза или судна.

Применение на этих объектах эксплуатации полнопоточных и да же частичнопоточных ДОТ осложнено необходимостью размещения на срезе газовыпускной трубы либо фотометрического узла дымомера (ДФТ), подвергающегося воздействию атмосферы, либо обогреваемой пробоотборной линии.

Поэтому в новой редакции стандарта, регламентирующего нормы и методы измерения дымности ОГ, допускается использование, как ДОТ, так и ДФТ.

В действующем стандарте нормирование показателей дымности ОГ базируется на условном (геометрическом) расходе газов. В новой редакции стандарта дымность нормируется в зависимости от действи тельного расхода отработанных газов, то есть имеет место ужесточе ние требований к дизелям с турбонаддувом.

Уточнена формула приведения коэффициента ослабления свето вого потока N, измеренного ДОТ с произвольной эффективной базой L, к базе, равной 0,43 м, характерной для автомобильных дымомеров:

.

Впервые введена формула приведения показаний ДФТ с фильтра ционной колонкой произвольной эффективной длины LF к длине, рав ной 0,405 м, также характерной для автомобильных дымомеров:

, – дымовое число фильтра в услов где ных единицах де FSN сятибалльной шкалы, %.

Действующий ГОСТ 24585–81 регламентирует нормы и методы определения удельных выбросов окислов азота (NOx) и окиси углеро да (СО).

Наиболее надёжным источником информации как для ориентиро вочных, так и для точных оценок вредных выбросов судов в ближай шем будущем может стать бортовая судовая документация. После принятия в 1997 г. Международной Морской организацией (ИМО) Приложения VI к Международной Конвенции МАРПОЛ 73/78 каж дый судовой двигатель, выпущенный после 01.01.2000 г., должен иметь на борту «Технический паспорт выбросов судового двигателя»

(сокращенно «Технический файл»), одним из разделов которого явля ется протокол стендовых сертификационных испытаний, подтвер ждающий его соответствие действующим международным нормам.

Несмотря на то, что сертификация судовых двигателей, предназна ченных для установки на морские суда в РФ, уже стала обязательной, подобная практика пока не распространена на двигатели, установлен ные на судах внутреннего и смешанного плавания, находящиеся в классе Российского речного регистра. Необходимой документацией (сертификатами соответствия и «Техническими файлами») оснащено крайне мало судов (не более 1…2 % от эксплуатируемого парка), и весь флот, с учётом сегодняшних темпов его обновления, будет снаб жён необходимой документацией не ранее, чем через 10 лет. В этих условиях для проведения корректных расчётов и экспертных оценок необходимо использование других относительно надёжных статисти ческих данных.

Определение времени нахождения источника выбросов или груп пы источников в пределах контролируемой акватории является нави гационной задачей, и корректность её решения будет определяться теми техническими средствами, к которым имеет доступ контроли рующая организация. Для решения глобальных задач наиболее при годны спутниковые навигационные системы;

для решения задач ло кального характера достаточно наличие строго контроля прибываю щих, находящихся на рейде или у пирса и убывающих судов.

Задача определения выбросов от силовых установок с судов в наиболее общем виде может быть решена двумя методами:

– расчёт выбросов при наличии данных о мощности силовых ус тановок и известных удельных средневзвешенных выбросах, прихо дящихся на киловатт (мегаватт) мощности;

– расчёт выбросов при наличии данных о расходе топлива сило выми установками и известных удельных средневзвешенных выбро сах, приходящихся на килограмм (тонну) сожжённого топлива.

Согласно рекомендациям EMEP/CORINAIR, формула для оценки массы выбросов i-го загрязняющего вещества от всех судов, находя щихся в контролируемой акватории, имеет вид:

, где Mj – масса i-го загрязняющего вещества, выброшенного в ат мосферу всеми судами за период нахождения на контро лируемой акватории, кг или т;

Bj – расход топлива судном j, кг/ч или т/сут;

– обобщённый удельный средневзвешенный показатель выбросов i-го загрязняющего атмосферу вещества суд ном j, г/кг топлива или кг/т топлива;

j – тип судна (из таблицы);

N – количество судов, находящихся на контролируемой ак ватории;

Tj – время нахождения на контролируемой акватории судна j за отчетный период, ч, сут.

Современный принцип назначения предельно допустимых техни ческих нормативов выбросов вредных веществ (причём как в нацио нальном, так и в международном законодательстве) подчинен приве денной общей выше физической закономерности: чем лучше эконо мичность двигателя, тем больший предельно допустимый выброс NOx разрешен. С точки зрения приоритета экологической безопасности энергетических установок с этим принципом трудно согласиться, од нако преодолеть лобби производителей двигателей и судовладельцев и изменить его экологам не удаётся.

Завершая анализ основных принципов расчёта выбросов с судов, а так же приведённых в настоящей работе обобщённых данных о коли чественных значениях вредных выбросов главных и вспомогательных судовых дизелей и общих закономерностях их изменения, необходимо отметить следующее.

Значения удельных средневзвешенных выбросов, рекомендуемых для выполнения расчётов загрязнения атмосферы, достаточно адек ватно отражают технический уровень эксплуатируемого парка судо вых двигателей, установленных на отечественных и зарубежных мор ских судах, судах смешенного (река-море) и внутреннего плавания.

При этом установлено, что значительная часть судовых двигателей, находящихся в эксплуатации более 10…15 лет, не соответствует дей ствующим техническим нормативам вредных выбросов, хотя задача оценки соответствия эксплуатируемого парка судовых двигателей при выполнении данной работы не ставилась. Последнее замечание в ос новном относится к судам внутреннего плавания, находящихся в классе Речного регистра, парк которых за последние годы не обнов лялся, а предписанные природоохранным законодательством перио дические контрольные проверки на судах этого класса не проводятся.

В связи с тем, что методика EMEP/CORINAIR не содержит стро гих алгоритмов выполнения расчётов выбросов от водного транспор та, а ограничивается только общими рекомендациями, весьма акту альной и своевременной становится задача разработки такой методи ки для использования специалистами территориальных органов Рос природнадзора.

Так же наиболее надёжными источниками получения информации как для ориентировочных, так и для точных оценок вредных выбросов судов в заводских и судовых условиях могут применяться методы приведённые ниже.

Недисперсный инфракрасный метод анализа (NDIR) Недисперсный инфракрасный метод анализа применяется в ос новном для измерения концентрации окиси и двуокиси углерода (СО и СО2).В приборах этого типа используется инфракрасный метод ана лиза, основанный на изменении поглощения инфракрасного излуче ния при прохождении его через анализируемый газ. Механизм погло щения лучистой энергии веществами в инфракрасной области спектра обусловлен частотой собственных колебаний атомов или их отдель ных групп в молекуле, а также частотой вращения молекул.

Хемилюминесцентный метод анализа (HLD) Хемилюминесцентный метод анализа является основным для из мерения содержания окислов азота NОх (NО и NО2). Хемилюминес центные газоанализаторы – сложные электронные приборы. Промыш ленный выпуск таких газоанализаторов был начат значительно позже, чем инфракрасных оптикоакустических газоанализаторов.


Пламенно-ионизационный метод анализа (FID) Пламенно-ионизационный метод анализа применяется для измере ния суммы углеводородов (СН). Принцип действия таких газоанализа торов основан на измерении величины ионизационного тока при сжи гании углеводородов в пламени водородной горелки. В первом при ближении величина этого тока пропорциональна числу атомов углеро да, содержащихся в молекуле углеводорода. Это даёт возможность при анализе СН приводить показания прибора к эквивалентному количест ву одного из контрольных веществ: метана, пропана или другого угле водорода имеющейся контрольной поверочной газовой смеси.

Метод сверхскоростного измерения содержания NO в цилинд ре главного судового дизеля При оценке эффективности метода снижения токсичности отрабо тавших газов особое значение имеет точность измерения концентра ции токсичных составляющих ОГ.

Индивидуальное устройство для измерения NO в цилиндре позво лило бы оценить эффективность работы того или иного компонента двигателя (например, форсунки), при установке его только в один из цилиндров. Это даёт возможность существенно сократить затраты на доводку двигателя, что особенно существенно, когда речь идет о крупных судовых двигателях.

Данный метод основан на использовании быстродействующего хемилюминесцентного детектора со специально разработанным про боотборником для оценки концентрации в потоке газа, выходящего через выпускное окно цилиндра многоцилиндрового судового двига теля. При этом содержание NO измеряется как функция от угла пово рота коленвала на установившемся режиме и в переходных процессах.

Созданная система делает возможным измерение NO непосредст венно в момент открытия выпускного клапана судового дизеля. Её быстродействие составляет порядка 10 мс, что является очень хоро шим показателем для главного судового двигателя.

Метод сверки параметров Дорогостоящий метод прямого инструментального контроля вы бросов заменяется на контроль поддержания владельцем двигателя фирменной базовой комплектации и соответствия его основных ха рактеристик техническим условиям изготовителя. Этот метод уже на чинает успешно применяться в международной практике экологиче ского контроля судовых двигателей в рамках соблюдения Приложе ния VI к Международной конвенции МАРПОЛ 73/78 о предотвраще нии загрязнения атмосферы с судов, и стал известен как метод сверки параметров. По существу контроль технических нормативов выбросов сводится к подтверждению сохранения того исходного технического состояния двигателя в процессе эксплуатации (с учётом установлен ных допусков), которое он имел при его изготовлении.

Новые методы контроля предусматривают возможность радикаль ного сокращения трудоёмкости, а, следовательно, и стоимости как первоначального, так и периодического контроля выбросов двигате лей на месте их установки.

Реализацию на практике новых методов контроля применительно к национальным особенностям и условиям производства двигателей в РФ предлагается осуществлять на основе нового впервые разработан ного и только что принятого стандарта ГОСТ Р 52408/2005 «Двигате ли внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с от работавшими газами. Измерения в условиях эксплуатации», который является модификацией действующего международного стандарта ИСО 8178/2/96. Стандарт содержит рекомендации по подготовке из готовителем нового документа, сопровождающего двигатель на про тяжении его полного эксплуатационного цикла – «Технического пас порта выбросов двигателя».

Стандарт ГОСТ Р 52408/2005 утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 декаб ря 2005 № 319-ст со сроком введения в действие 01.01.2007. С его принятием нормативная и методическая база для реализации поста новления Правительства РФ от 06.02.2002 № 83 применительно к су довым, тепловозным и промышленным поршневым ДВС в основном сформирована. По существу она является универсальной и может применяться как для вновь построенных, так и находящихся в экс плуатации двигателей.

В связи с ростом требований к судовым дизелям по вредным вы бросам в атмосферу ведется работа по созданию «Центра контроля над вредными выбросами с выпускными газами из судовых дизелей»

в МГУ имени адмирала Г.И. Невельского на кафедре судовых ДВС».

Список литературы 1. Возницкий, И. В Судовые двигатели внутреннего сгорания : учеб ник для вузов водного транспорта. Т.2 / И. В. Возницкий, А. С. Пунда – СПб. : Моркнига, 2008. – 2. Новиков, Л. А. Обобщенные данные для расчета выбросов в ат мосферу двигателями водного транспорта / Л. А. Новиков, Н. А. Вольс кая // Двигателестроение. – 2009. – № 4. – С. 25–26, 30.

3. Мельник, Г. В. Вопросы экологии на конгрессе CIMAC 2007 / Г. В. Мельник // Двигателестроение. – 2008.– № 1. – С. 50–51.

4. Новиков, Л. А. Контроль вредных выбросов двигателей, уста новленных на объектах применения / Л. А. Новиков // Двигателестрое ние. – 2007. – № 2. – С. 21–23.

РЕФЕРАТЫ УДК 621. Моделирование остаточных напряжений возникающих при ла зерном упрочнении деталей, изготовленных из серого чугуна / А. Г. Рогулин, В. И. Лифар, В. М. Ходаковский // Вестник морско го государственного университета. Сер. Судостроение и судоре монт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып.. – С. 3–6.

Преведены результаты исследования зависимости остаточных напряжений, возникающих при лазерном упрочнении чугунных деталей, от удельной площади упрочняемой поверхности и удельной мощности лазерного излучения.

Библиогр. 6, ил. 3.

УДК 621. Кавитационно-эрозионное изнашивание втулок цилиндров судо вых СОД / Е. В. Подстрешный, В. М. Ходаковский // Вестник мор ского государственного университета. Сер. Судостроение и судо ремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып.. – С. 7–11.


Приведены данные по кавитационно-эрозионному изнашивании втулок ци линдров судовых дизелей, сделан вывод, что для СОД причиной выбраковки яв ляется кавитационно-эрозионное изнашивание водоохлаждаемых поверхностей.

Библиогр. 2, ил. 2.

УДК 621. Особенности структуры материала втулок цилиндров судовых малооборотных дизелей / Е. П. Патенкова, В. М. Ходаковский // Вестник морского государственного университета. Сер. Судо строение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып.. – С. 11–16.

Приведён сравнительный анализ микроструктуры обыкновенного серого чу гуна импортного и отечественного производства Библиогр. 2, ил. 6.

УДК 621.436:629. Отказ механизма газораспределения главного дизеля т/х «Лев Яшин» / А. В. Струтынский С. А. Худяков // Вестник морского го сударственного университета. Сер. Судостроение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып.. – С. 17–25.

Отказ механизма газораспределения главного дизеля типа HANSHIN 6LF привел к аварийной ситуации и необходимости установления причин разрушения болтов крепления промежуточных шестерён привода к ступицам, что было достиг нуто после определения химического состава стали, механических характеристик и выполнения фрактографического анализа поверхностей разломов. Основной при чиной разрушения болтов явилась недостаточная усталостная прочность стали.

Библиогр. 4, ил. 12.

УДК 621. Влияние режимов электромеханической обработки на эффектив ность поверхностного упрочнения углеродистых сталей / С. Б.Ма лышко, В. В. Тарасов // Вестник морского государственного уни верситета. Сер. Судостроение и судоремонт. – Владивосток : Мор.

гос. ун-т, 2012. – Вып.. – С. 25–29.

Рассмотрены закономерности влияния основных параметров режима элек тромеханической обработки на глубину и микротвёрдость упрочненного слоя уг леродистых сталей. Дан сравнительный анализ работ.

Библиогр. 9.

УДК 681.51: Термодинамические характеристики тепловых двигателей / А. А. Панасенко // Вестник морского государственного универси тета. Сер. Судостроение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос.

ун-т, 2012. – Вып.. – С. 29–33.

Второй закон термодинамики накладывает ограничение на превращение теп лоты в работу. Если рассмотреть превращение теплоты с одним потенциалом в теплоту с другим потенциалом, можно заметить, что невозможно полностью пре вратить подведённую теплоту в отведённую. Отсюда возникает вопрос о макси мальном к.п.д. и максимальной мощности этого преобразования.

УДК 621.431.74-726.004. Принципы регулирования и оценки фактической подачи ци линдрового масла в судовых малооборотных дизелях малооборот ных дизелях / Г. В. Кузьменко, А. А. Панасенко // Вестник морско го государственного университета. Сер. Судостроение и судоре монт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып.. – С. 33–41.

В статье дана сравнительная оценка применяемых принципов регулирования количества подаваемого в цилиндры судовых малооборотных дизелей масла. Рас смотрена методика оценки фактической дозировки цилиндрового масла, основан ная на определении приведённого к полной нагрузке фактического удельного расхода gпр (г/элсч) и сравнении его с исходной нормой gн (г/элсч), назначаемой применительно к режиму 100 % нагрузки УДК 621. Повышение эффективности замеров раскепов коленчатого вала / В. З. Липинский // Вестник морского государственного универси тета. Сер. Судостроение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос.

ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 42–45.

Рассмотрен вопрос целесообразности проведения замеров «жёстких» раске пов коленчатого вала двигателя для определения реальной оси коленчатого вала и её излома, образующейся при работе двигателя. Приведён анализ существующих методов измерения излома оси коленчатого вала, описан метод замера «жёстких»

раскепов без снятия крышек рамовых подшипников с помощью подачи сжатого воздуха в цилиндры двигателя, что в значительной мере упрощает и ускоряет процесс измерения.

УДК 621.436-629. Идентификация области рационального использования комбини рованной тонкой очистки моторного масла в судовых дизелях / Н. Н. Таращан // Вестник морского государственного университе та. Сер. Судостроение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 46–54.

По результатам оценки эффективности полнопоточного фильтрования обос новывается область рационального применения в судовых дизелях комбиниро ванных систем тонкой очистки моторного масла. Показано, что при использова нии смазочных масел с высокими моющими и диспергирующе-стабилизирую щими свойствами в форсированных ДВС, эксплуатируемых на низкосортных то пливах, эффективно применение в их смазочных системах полнопоточных фильт ров и байпасно подключаемых центрифуг (частично поточных фильтров) Библиогр. 3, ил. 2.

УДК 621.892.096:629. Регенерация отработанных моторных масел на судах: эффектив ность и аппаратное оформление / В.В. Тарасов, П. В. Кулямов // Вестник морского государственного университета. Сер. Судо строение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 54–59.

Описана установка для термовакуумной дистилляции отработанных мотор ных масле (ММ) с целью удаления из них топлив и воды. Показана рациональ ность очистки ММ от жидких и твёрдых загрязнений в циркуляционно-плёноч ных испарителях и фильтрах объемного типа. Рассмотрена эффективность ис пользования на судах регенерированных смазочных масел.

Библиогр. 1, ил. 2.

УДК 621.436-629. Разработка саморегенерирующегося фильтра и оценка его эффек тивности в смазочной системе судового форсированного дизеля / В. В. Степанов, Н. К. Пак, И. П. Абрамчук // Вестник морского государственного университета. Сер. Судостроение и судоремонт.

– Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 60–66.

Приведена конструкция и дано описание функционирования саморегенени рующегося противотоком фильтровального модуля. Представлен разработанный на его основе типоразмерный ряд саморегенерирующихся фильтров тонкой очи стки моторного масла. На примере системы смазки дизеля Vasa-32 показана эф фективность модуля СРФ-60 в сочетании с центрифугой МЦН-7НС.

Библиогр. 2, ил. 2.

УДК 621.43:004. Оценка эффективности моющих средств при испытаниях чугун ных образцов на износостойкость / А. В. Ходаковская // Вестник морского государственного университета. Сер. Судостроение и су доремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 66–70.

Приведены результаты исследования по эффективности моющих средств при испытаниях чугунных образцов на износостойкость.

Сделан вывод, что при испытаниях чугунных образцов на износостойкость по методике изложенной в ГОСТ 23.268–79 можно рекомендовать их мойку в рас творе технического средства «РИК-М» в ультразвуковой ванне.

Библиогр. 2.

УДК 629.5. Существующие требования по проектированию конструкций су дов в районах некоторых прерывистых связей/ А. Г Чесноков // Вестник морского государственного университета. Сер. Судо строение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 70–93.

В статье выполнен анализ требований по проектированию конструкций судов в районах некоторых прерывистых связей, который показал недостаточность ме тодического обеспечения по проектированию рассмотренных узлов конструкций.

Библиогр. 37, ил. 16.

УДК 629.12. Проектирование блоков машинных отделений судов с главными малооборотными дизелями / Н. А. Тарануха, С. А. Худяков // Вестник морского государственного университета. Сер. Судо строение и судоремонт. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 93–103.

При проектировании блоков машинных отделений транспортных судов с главными малооборотными дизелями необходимо учитывать их неуравновешен ные моменты, вызывающие вибрацию дизелей и корпусных конструкций. Компо новку блока следует выполнять с учетом габаритных размеров принятого к уста новке главного дизеля. Также необходимо выполнить расчеты частот свободных колебаний упругих систем с целью предотвращения резонансных колебаний на спецификационных режимах работы гребной установки.

Библиогр. 39, ил. 2.

УДК 621. Определение вредных выбросов в атмосферу из судовых дизелей в РФ / Б. Н. Воробьев, К. К. Телидис// Вестник морского государст венного университета. Сер. Судостроение и судоремонт. – Влади восток : Мор. гос. ун-т, 2012. – Вып. 52/2012. – С. 104–110.

В статье представлены основные положения перспективной международной и национальной технической политики в области контроля выбросов вредных ве ществ в атмосферу судовых дизелей. Обоснована возможность применения мето дов упрощенного контроля, позволяющих эффективно и оперативно контролиро вать выбросы двигателей в условиях эксплуатации. Это обеспечит сокращение времени и снижение материальных затрат на проведение периодического контро ля выбросов двигателей по сравнению с традиционными методами прямых инст рументальных измерений.

Реализация разработанной технической политики в России осуществляется на основе введения нового стандарта ГОСТ Р 52408 (ИСО 9178 часть 2).

СОДЕРЖАНИЕ Рогулин А. Г., Лифар В. И., Ходаковский В. М. Моделирование остаточных напряжений возникающих при лазерном упрочне нии деталей, изготовленных из серого чугуна …………………… Подстрешный Е. В., Ходаковский В. М. Кавитационно-эрози онное изнашивание втулок цилиндров судовых СОД………… Патенкова Е. П., Ходаковский В. М. Особенности структуры материала втулок цилиндров судовых малооборотных дизелей Струтынский А. В., Худяков С. А. Отказ механизма газораспре деления главного дизеля т/х «Лев Яшин»………………….......

Малышко С. Б, Тарасов В. В. Влияние режимов электромеха нической обработки на эффективность поверхностного упроч нения углеродистых сталей……………………………………..

Панасенко А. А. Термодинамические характеристики тепловых двигателей ………………………………………………………… Кузьменко Г. В., Панасенко А. А. Принципы регулирования и оценки фактической подачи цилиндрового масла в судовых малооборотных дизелях малооборотных дизелях…………….

Липинский В. З. Повышение эффективности замеров раскепов коленчатого вала………………………………………………….

Таращан Н. Н. Идентификация области рационального исполь зования комбинированной тонкой очистки моторного масла в судовых дизелях………………………………………………….

Тарасов В.В., Кулямов П. В. Регенерация отработанных моторных масел на судах: эффективность и аппаратное оформ ление..……………………………………………………..……… Степанов В. В., Пак Н. К., Абрамчук И. П. Разработка саморе генерирующегося фильтра и оценка его эффективности в сма зочной системе судового форсированного дизеля……………..

Ходаковская А. В. Оценка эффективности моющих средств при испытаниях чугунных образцов на износостойкость……… Чесноков А. Г. Существующие требования по проектированию конструкций судов в районах некоторых прерывистых связей..  Тарануха Н. А., Худяков С. А. Проектирование блоков машин ных отделений судов с главными малооборотными дизелями..

Воробьев Б. Н., Телидис К. К. Определение вредных выбросов в атмосферу из судовых дизелей в РФ…………………………...

Рефераты…………………………………………………………...

Научное издание ВЕСТНИК МОРСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Серия СУДОСТРОЕНИЕ И СУДОРЕМОНТ Вып. № 52/ Формат 6084 1/ 7,38 уч.-изд. л.

Тираж 60 экз. Заказ № Отпечатано в типографии ИПК МГУ им. адм. Г. И. Невельского 690059, Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а

Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.