Презентация Microsoft PowerPoint

1.

Санкт-Петербургский Государственный Морской
Технический Университет
Факультет корабельной энергетики и автоматики
Кафедра теплофизических основ судовой энергетики
Выполнил : Денисов М. Е.
Научный руководитель :д.ф-м.н.,
профессор Павловский В.А.
Санкт-Петербург
2024

2.

Уравнение состояния идеального газа
• Уравнение имеет вид:
• Уравнение состояния идеального газа можно записать в виде:
• или в виде:
• Объединенный газовый закон:

3.

Связь с другими законами состояния идеального газа
• Закон Бойля – Мариотта:
• Закон Гей-Люссака:
• Закон Шарля:
• Пропорция перехода газовых состояний

4.

Цикл Карно
• Идеальный круговой процесс, выполняющий механическую работу за
счёт обмена теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими
постоянные, но различающиеся температуры.

5.

• Количество теплоты, полученное рабочим телом:
• Количество теплоты переданное рабочим телом:
• Коэффициент полезного действия цикла Карно

6.

Уравнения Навье-Стокса
• Уравнение в векторном виде:
• Уравнение несжимаемости:
• Уравнение при учете сжимаемости:

7.

Уравнения Навье-Стокса
• Векторное уравнение при условии постоянства вязкостей
• Уравнение неразрывности

8.

Ламинарное течение жидкости в прямой круговой трубе.
• Уравнение Пуазейля

9.

Критерии подобия для течений вязкой жидкости.
В гидродинамике выделяют следующие безразмерные комплексы
чисел подобия:
- число Струхаля,
- число Эйлера,
- число Рейнольдса,
- число Фруда,

10.

Теплота сгорания топлива
• Низшая теплота сгорания определяется экспериментально для
каждого вещества и является справочной величиной. Также её
можно определить для твердых и жидких материалов, при
известном элементарном составе, расчётным способом в
соответствии с формулой Д. И. Менделеева, кДж/кг или ккал/кг:
где индексами обозначено содержание в рабочей массе
топлива углерода, водорода, кислорода, летучей серы и влаги
в % (по массе).

11.

Коэффициент сопротивления для турбулентного течения
жидкости в прямой круговой трубе.
• Если течение является турбулентным, то аналитического
выражения для коэффициента сопротивления нет. Для такого
движения жидкости коэффициент сопротивления как функцию от
числа Рейнольдса получают эмпирически. Для круглой
цилиндрической гладкой трубы рассматриваемый коэффициент
при
рассчитывается по формуле Блаузиуса:
• При турбулентном движении жидкости коэффициент
гидравлического трения зависит от характера движения и от
гладкости стенок труб.

12.

Модель длины пути перемешивания Прандтля
для турбулентного касательного напряжения
• Соотношение для турбулентной вязкости строится по аналогии,
выражением для молекулярной вязкости, вытекающим из
молекулярно – кинетической теории газов:
• Для турбулентной вязкости:
• Одна из наиболее успешных моделей была предложена Л.
Прандтлем:

13.

Влияние шероховатости стенок на коэффициент
сопротивления потока в трубах.

14.

Влияние шероховатости стенок на коэффициент
сопротивления потока в трубах.
• По характеру зависимости
от Re график можно разбить на три зоны:
• В 1 области не зависит от относительной шероховатости, а
зависимость этой величины от числа Re удовлетворяет формуле
Блазиуса для гладких труб. Ориентировочно эта область имеет место
при :

15.

• 2-я область–область доквадратичного сопротивления, в
которой зависит от зависит как от относительной
шероховатости, так и от числа Рейнольдса, а сопротивление трубы
пропорционально скорости в степени m, где m лежит в пределах
1,75 <m< 2,0. Обычно эта область находится в пределах:
• в этой области сопротивления можно определить, например, по
формуле А. Д. Альтшуля

16.

• 3 –я область – область квадратичного сопротивления, в которой
коэффициент не зависит от числа Рейнольдса, а является лишь
функцией относительно шероховатости. В этой области
сопротивления величина коэффициента может быть
определена по формуле Прандтля-Никурадзе:

17.

Системы безопасности двухтопливной СЭУ
• Основными элементами систем безопасности являются:
• - палубные трубопроводы для: газа в жидкой фазе, газа в газообразной фазе, инертного газа, воздуха, дренажа;
• - установка повторного сжижения газа;
• - система подготовки инертного газа;
• - емкости для хранения инертного газа;
• - система контроля температуры и давления в различных точках
грузовой системы и смежных помещениях;
• - системы газового анализа топливной системы и в машинных
отделениях;
• - система обогрева, вентиляции и продувки коффердамов;
• - система контроля состояния изоляции грузовых танков;
• - системы аварийного сброса давления (аварийные клапаны),
аварийной выгрузки и сброса груза;

18.

Требования безопасности МАКО к двухтопливной СЭУ
МАКО (IACS) требуют соблюдение следующих пунктов по безопасности:
• Использование только жидких видов углеводородного топлива при запуске двигателя,
нестабильной работе ГД, а также при манёврах или портовых операциях.
• В случае внезапного прекращения поступления газа в КС, ЭУ должна продолжать свою работу на
втором виде топлива без перебоев.
• Должны быть предусмотреныы картерные предохранительные клапаны на каждом цилиндре
двигателя. Конструкция и рабочее давление срабатывания предохранительных клапанов должны
определяться с учетом предельной допустимой концентрации, в случае утечки газа.
• Предохранительные клапаны или другая соответствующая система защиты сброса давления
должны быть предусмотрены в выхлопных, продувочных и впускных воздухопроводов.
• Запрещено объединять выхлопные трубы двигателей на двух видах топлива с выпускными
трубами других двигателей и систем.
• Впускные воздушные патрубки для каждого цилиндра должны быть снабжены пламегасителями.
• Пламегасители должны быть установлены на входе в коллектор подачи газа для двигателя.
• Возможность централизованного перекрытия газовых трубопроводов по сигналу с ЦПУ или
других постов контроля.

19.

Организация и проведение бункеровки на судах .
• Различают 3 вида бункеровки:
• Автоцистерна-бункеровщик
(TTS)
• Бункерный терминал (TPS)
• Бункеровка между судами (STS)

20.

Уравнение теплового баланса груза при заданном
термическом сопротивлении изоляции
• При заданном термическом сопротивлении изоляции танков
газовозов величину выпара можно определить в результате решения
дифференциального уравнения теплового баланса груза, которое в
первом приближении можно записать в следующем виде:
• Поскольку в эти уравнения в качестве исходной величины входит
величина относительного выпара. то по уравнению следует вычислять
не величину относительного выпара, а время, по истечении которого
будет получено заданное значение относительного выпара. С учетом
этого обстоятельства уравнение можно записать в виде:

21.

Термодинамические характеристики природного газа
• Выражение для внутренней энергии и представляют согласно
уравнению:
• Выражение для энтальпии h представляют согласно уравнению:
• Выражение для энтропии s представляют согласно уравнению:

22.

Коэффициент Джоуля-Томсона
• Выражение для коэффициента Джоуля — Томсона μ
представляют уравнением:

23.

Топливная система при работе двигателя с СПГ в
качестве топлива

24.

Спасибо за внимание!