- •III. Методические рекомендации.
- •IV. Техника безопасности при выполнении работы
- •V. Порядок выполнения работы.
- •VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •Приложение к практической работе №1
- •Применение поршневых насосов на судах
- •I. Цель работы.
- •II. База для выполнения работы
- •Плакаты, чертежи, инструкции. Ш. Методические рекомендации
- •Подготовить вспомогательные средства для выполнения работы:
- •IV. Правила техники безопасности при выполнении работы
- •V. Порядок выполнения работы
- •Приложение к практической работе №2
- •Насосы.
- •III. Методические рекомендации.
- •VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •VI. Вопросы для проверки знаний.
- •III. Методические рекомендации.
- •II. Изучение конструкции воздушных компрессоров в лаборатории садэу
- •Пусковой баллон.
- •I. Цель работы.
- •II. База для выполнения работы.
- •111. Методические рекомендации.
- •3. Подготовить вспомогательные средства для выполнения работы:
- •VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •Практическая работа № 8 «Изучение типовых схем вакуумных водоопреснительных установок»
- •I. Цель работы.
- •II. База для выполнения работы.
- •III. Методические рекомендации.
- •IV. Правила техники безoпaсности при выполнение работы.
- •V. Порядок выполнения работы.
- •VI. Контрольные вопросы дли проверки знания.
- •Плакаты, чертежи, инструкции.
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •V. Содержание отчёта
- •VI.Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •Двухконтурная рулевая машина (фирма Stork, Нидерланды)
- •Плакаты, чертежи, инструкции.
- •III. Методические рекомендации.
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •V. Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •III. Методические рекомендации.
- •I. Цель работы.
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •III. Методические рекомендации
- •VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •Приложение к практической работе № 13
- •Плакаты, чертежи, инструкции.
- •III. Методические рекомендации. Работа выполняется в кабинете свм в следующем порядке:
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •VI. Контрольные вопросы для устной проверки знаний.
- •Приложение к практической работе № 14
- •Практическая работа №15
- •1. Цель работы.
- •II. Базa для выполнения работы.
- •III. Методические рекомендации.
- •3. Подготовить вспомогательные средства для выполнения работы:
- •IV. Техника безопасности при выполнении работы.
- •V. Порядок выполнения работы.
- •VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •"Изучение конструкции испарителей, конденсаторов и воздухоохладителей холодильных установок".
- •I. Цель работы.
- •II. База для выполнения работы.
- •111. Методические рекомендации.
- •3. Подготовить вспомогательные средства для выполнения работы:
- •VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
- •"Изучение конструкции современных холодильных установок".
- •I. Цель работы.
- •II. База для выполнения работы.
- •111. Методические рекомендации.
- •3. Подготовить вспомогательные средства для выполнения работы:
- •VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
I. Цель работы.
Закрепление теоретических знаний по предмету СВМ по разделу "Теплообменные аппараты". Изучение конструкции наиболее распространенных теплообменных аппаратов.
II. База для выполнения работы.
Водоопреснительная установка "Атлас".
Теплообменные аппараты в разрезе змеевикового и трубчатого типа.
Плакаты, чертежи, справочники.
Инструкции и описание.
111. Методические рекомендации.
Практическая работа выполняется в кабинете СВМ в следующем порядке:
Повторить теоретический материал:
а) передача тепла – излучение, конвенция, теплопроводность;
б) передача тепла через стенку;
в) типы теплообменных аппаратов по типу поверхностей (трубчатые, пластинчатые, змеевиковые).
г) способы увеличения эффективности теплопередачи.
2. Изучить правила техники безопасности при выполнении работы.
3. Подготовить вспомогательные средства для выполнения работы:
а) планшет, листы бумаги, карандаши, резинку.
б) инструмент для разборки и сборки оборудования в учебных целях (гаечные ключи, отвертки).
4. Произвести деление учебной группы. Выполнение работы рекомендуется проводить звеньями по 3-5 человек.
5. Изучить имеющиеся в кабинете СВМ теплообменные аппараты
6. Составить эскизы деталей и узлов аппаратов в соответствии с указанием преподавателя.
7. Выполнить описание изучаемых аппаратов.
8. Ответить на контрольные вопросы.
IV. Техника безопасности при выполнении работы.
Для выполнения практической работы следует быть в соответствующей рабочей одежде.
Отключить неиспользуемое в данной работе электрооборудование.
Используемый рабочий инструмент должен быть до начала работы осмотрен преподавателем, руководящим работой, при этом следует убедиться в его соответствии правилам техники безопасности.
При разборке узлов, снятые детали укладываются на отведенные места, исключающие их падение и закрытие подхода к рабочему месту.
V. Порядок выполнения работы.
Для выполнения практической работы получить разрешение руководителя, после чего выполнять ее в приведенной последовательности:
Выполнить внешний осмотр имеющихся в лаборатории теплообменных аппаратов
По внешним признакам определить тип и назначение аппарата. Определить путь движения охлаждаемой и охлаждающей сред (нагреваемой или нагревающей).
Определить материал, из которого изготовлены детали теплообменников.
Выполнить эскизы деталей аппаратов в соответствии с указанием руководителя.
Составить описание теплообменных аппаратов, используя следующую схему:
а) тип и назначение теплообменников;
б) спецификация элементов теплообменников;
в) материалы, из которых изготовлены детали.
VI. Контрольные вопросы для проверки знаний.
1. Какие существуют способы передачи тепла от нагретого тела к
холодильнику.
Как передается тепло через стенку.
Какие существуют способы понижения эффективности теплообменников.
Как крепятся трубки в трубных досках.
Как компенсируются тепловые напряжения в теплообменных аппаратах.
Приложение к практической работе №7
СУДОВЫЕ ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ И УСТАНОВКИ
Общие сведения о теплообменных аппаратах энергетических установок судов.
Теплообменный аппарат (ТА) представляет собой устройство, предназначенное для нагревания или охлаждения теплоносителя (воды, воздуха, топлива, масла и др.) с изменением и без изменения его агрегатного состояния. Нагревание одного теплоносителя происходит за счет охлаждения другого. Исключение составляют теплообменники (реакторы и электронагреватели), в которых теплота выделяется в самом аппарате и идет на нагрев теплоносителя.
Аппараты, в которых между теплоносителями происходит массообмен, называют массообменными аппаратами. Аппараты, в которых одновременно протекают тепло- и массообмены, называют тепло-массообменными.
К наиболее распространенным процессам, происходящим в судовых ТА, относят нагревание, охлаждение, конденсацию, выпаривание, дистилляцию и т. д.
Теплообменные аппараты классифицируют по следующим признакам:
-по организации рабочего процесса - на поверхностные или смешивающего типа. В поверхностных ТА среды обмениваются теплотой через разделяющую их стенку, а в смешивающих - путем непосредственного контакта теплоносителей. Поверхностные аппараты делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах теплоотдача осуществляется при непрерывном и одновременном движении теплоносителей. В регенеративных аппаратах теплота передается при поочередном омывании горячим и холодным теплоносителями теплоаккумулирующей поверхности;
-по виду теплоносителя - на жидкостные, когда теплообмен происходит между жидкостями, газовые, когда теплота передается от горячего газа к холодному, и газожидкостные - теплота передается от жидкости к газу или наоборот;
-по организации движения сред - с прямоточным движением горячего и холодного теплоносителей в ТА, с перекрестным током и противотоком рабочих сред, а также на одно-, двух и многоходовые ТА (рис. 16.1);
-по конструкции - в зависимости от типа теплопередающей поверхности. В ТА рекуперативного типа в качестве теплопередающей поверхности используют круглые и оребренные трубы, плоские каналы и профильные пластины;
Теплообменные аппараты, используемые на судах, в зависимости от. их назначения делятся на подогреватели и охладители, конденсаторы и испарители. Подогреватели и охладители служат для повышения или понижения температуры рабочих сред судовых установок. Так, например, для уменьшения вязкости тяжелое моторное топливо подогревают перед подачей его к ДВС. В жилых и бытовых помещениях судна подогревают также мытьевую воду и воздух. Охлаждают смазочное масло для двигателей или других машин, воздух в процессе сжатия, пресную воду для охлаждения главного двигателя, воздух для помещений, когда судно находится в теплых климатических зонах.
В качестве теплоносителя чаще всего используется водяной пар относительно низкого давления, а в качестве охлаждающей среды — морская вода. Для подогревания (или охлаждения) служат в основном трубчатые теплообменные аппараты. Одна рабочая среда протекает по трубам, а другая — с внешней стороны труб, внутри корпуса. Схема охладителя изображена на рисунке ниже. Горячее масло течет по трубам, расположенным по двум стенкам в корпусе, имеющем форму листового цилиндра. За трубами идет охлаждающая вода. Для повышения эффективности взаимодействия всех рабочих тел поток пропускается волнообразно.
Принцип действия маслоохладителя.
1 — корпус; 2 — трубы холодильнике; 3 — выход масла; 4 — выход охлаждающей воды; 5 — вход масла; 6 — вход охлаждающей воды.
Аналогично выглядит и схема подогревателя. В последнее время все чаще используют пластинчатые воздухоподогреватели и охладители. Они обладают гораздо лучшими теплообменными свойствами.
В конденсаторах осуществляется переход рабочего тела из газообразного в жидкое агрегатное состояние. На судах конденсаторы используют для конденсации водяного пара в случае получения воды при замкнутом паровом цикле. Способ действия трубчатого парового конденсатора поясняется на следующем рисунке. В металлическом корпусе размещены трубы, через которые течет забортная вода по двойному циркуляционному контуру.
Принцип действия конденсатора.
1 — трубки; 2 — корпус; 3 — воздух; 4 — конденсационная вода; 5 — охлаждающая вода; 6 — отработавший пар.
Отработавший пар, имеющий обычно низкое давление (около 0,005 МПа), выходит из паровой турбины через большое выходное отверстие, расположенное, например, на паровыпускном патрубке, и устремляется к конденсатору. Точка конденсации составляет 32,55°С. При этой температуре теплота конденсации забирается более холодной забортной водой. Конденсат на дальнейшем пути может быть охлажден в конденсаторе. В современных конденсаторах переохлаждение конденсата не должно превышать 0,5— 1,0°С, так как оно влечет за собой потери теплоты во всем тепловом контуре, т. е. и в паротурбинной установке. Имеющийся в конденсаторе воздух непрерывно отводится. Применяемые в современных судовых энергетических установках с паровой турбиной конденсаторы имеют гораздо более сложную конструкцию, чем показанная на рисунке, но принцип действия одинаков.
Пресная вода особенно ценится на океанском судне, так как запас пресной воды в специальных цистернах ограничен. Пресная вода используется как для бытовых, так и для технических целей. Кроме того, необходимо компенсировать циркулирующую в паровом цикле пресную воду, часть которой во время работы теряется из-за недостаточной герметичности клапанов, турбин, вентиляторов и т. д.
Для этой цели на судах применяют испарители. Они служат как для получения пресной воды из морской путем частичного испарения, так и для очистки пресной воды из цистерн методом дистилляции. При получении пресной воды из морской последняя нагревается до такой степени, что она частично испаряется. Полученный таким образом вторичный пар подводится к конденсатору, в котором и получают готовый продукт. Остаточная морская вода (рассол) с большим содержанием соли выбрасывается за борт.
На судах с паровым двигателем в качестве теплоносителя в испарителях чаще всего используется водяной пар. В дизельных энергетических установках для повышения КПД применяют вакуумные испарители, обогреваемые отработавшей водой из контура охлаждения главного двигателя. Эту воду в любом случае необходимо охлаждать перед очередной ее подачей в охлаждающие полости главного двигателя. Вода отдает свое тепло испарителям, нагревая при этом морскую воду до 40—45°С. Подогретая таким образом вода в камере, где давление достигает 0,007—0,008 МПа, начинает частично испаряться, образуя вторичный пар. В результате конденсации вторичного пара в конденсаторе, составляющем вместе с испарителем-генератором блок-секцию, получают конденсат пресной воды, т. е. дистиллят.
. Особенности судовых пластинчатых теплообменников
В судовых системах применяются, в основном, кожухотрубные и пластинчатые теплообменные аппараты. Одним из наиболее «слабых» мест в системах отопления с судовыми кожухотрубными паровыми подогревателями является их надежность (частый выход из строя трубной системы подогревателя). Ситуация усугубляется тем, что ремонт подогревателя, особенно связанный с заменой трубной системы, является трудоемким процессом. Кроме того, солевые отложения в трубной системе приводят к резкому снижению теплопроизводительности теплообменника.
Применение пластинчатых теплообменников вместо кожухотрубных решает проблему лишь частично, при условии улучшения водоподготовки. Следует повседневно следить за состоянием системы отопления, немедленно устраняя дефекты и отказы. При этом особое внимание нужно уделять путевым соединениям и теплообменным аппаратам системы парового отопления.
Необходимо обеспечивать хорошее состояние изоляции труб, особенно в местах их соприкосновения с деревянной обшивкой. Отопительные приборы необходимо содержать чистыми во избежание неприятных запахов. Запрещается сушка рукавиц, вахтенного обмундирования и другой одежды на теплообменниках. Редукционные и предохранительные клапаны должны быть отрегулированы на заданное давление. Приборы парового и электрического отопления должны быть закрыты исправными металлическими кожухами.
Классификация теплообменных аппаратов. Теплообменные аппараты (ТА) используют для передачи теплоты от теплоотдающей среды к тепловоспринимающей. По назначению судовые ТА подразделяют на энергетические, вспомогательные и бытовые.
Энергетические ТА применяют в СЭУ для охлаждения воды, масла и наддувочного воздуха дизелей, конденсации пара и подогрева питательной воды в конденсатно-питательных системах, а также для подогрева топлива перед форсунками дизелей и паровых котлов.
Вспомогательные ТА используют для подогрева или охлаждения рабочей среды в судовых системах и вспомогательных установках - системах гидропривода судовых устройств, водоопреснительных установках, установках очистки нефтесодержащих вод и др.
Бытовые ТА применяют в системах кондиционирования воздуха, отопления жилых и служебных помещений, санитарно-бытовых системах.
По принципу работы ТА делят на три вида:
- рекуперативные ТА (относятся все судовые аппараты за исключением деаэраторов), в которых при одновременном протекании рабочих сред теплота передается через разделяющую эти среды поверхность (рис. 2.43 а);
-регенеративные ТА, в которых процесс передачи теплоты от теплоотдающей среды к тепловоспринимающей разделяется по времени на два периода и происходит при попеременном нагревании и охлаждении насадки (на морских судах практически не применяют);
- смесительные ТА, в которых теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении рабочих сред (к ним относятся судовые деаэраторы).
Конструкция пластинчатого теплообменника фирмы «Альфа Лаваль» серии М, Т, ТБ содержит набор гофрированных пластин, изготовленных из коррозионно-стойкого материала с каналами для двух жидкостей, участвующих в процессе теплообмена. Пакет пластин размещен между опорной и прижимной плитой и закреплен стяжными болтами. Каждая пластина снабжена прокладкой из термостойкой резины, уплотняющей соединение и направляющей различные потоки жидкости в соответствующие каналы (см. рис. 2.43 б). Необходимое число пластин, их профиль и размер определяются в соответствии с расходами сред и их физико-химическими свойствами, температурной программой и допустимой потерей напора по горячей и холодной стороне. Гофрированная поверхность пластин обеспечивает высокую степень турбулентности потоков и жесткость конструкции теплообменника. Размещение патрубков для ввода и отвода сред возможно как на опорной, так и на прижимной плите. Пластины и прокладки изготавливают из материалов, стойких к обрабатываемой среде.
Рис. 2.43. Схема разобранного пластинчатого теплообменника (а); форма теплопередающей поверхности рабочих пластин и каналов (б); форма переходных каналов между пластинами (в)
Материал рамы - сталь, покрытие - эпоксидная эмаль. Материал патрубков и пластин нержавеющая сталь АІБІ 316, титан. Материал прокладок -резина (нитрил - сополимер акрилонитрила и бутадиена), который «работает» в диапазоне температур от -10 до 115 °С.
Средний срок службы уплотнений в зависимости от условий эксплуатации, цикличности нагрузок, сочетания максимальных параметров (температу-