Метод за определяне на ефективната мощност на главния морски двигател

Притежатели на патента RU 2259544:

Изобретението се отнася до измервателна техника и може да се използва за оперативен контрол на ефективната мощност на основните корабни двигатели. Методът се извършва чрез измерване на ъгловата скорост на вала на двигателя при постоянна скорост на плавателния съд. Подаването на гориво към двигателя се изключва и ъгловата скорост и ъгловото забавяне на вала на двигателя се измерват за 1-10 секунди, а ефективната мощност се изчислява по формулата. ЕФЕКТ: методът позволява по-бързо и точно да се определи ефективната мощност на двигателя в процеса на доставка на кораба и по време на работа. 1 кал.

Изобретението се отнася до измервателна техника и може да се използва за оперативен контрол на ефективната мощност на основните корабни двигатели.

Известен метод за измерване на ефективната мощност на главния корабен двигател, базиран на измерване на ъгъла на усукване на гребния вал (вж. Odinets S.S., Topilin G.E. Средства за измерване на въртящия момент, изд. Машиностроене, 1977; Biske E.F., Kolosov N. Н. Някои сведения за чуждестранни въртомери, използвани в транспортното машиностроене, "Метрология". 1975, № 11, стр. 36-44). Този метод се приема като прототип. Известният метод се провежда, както следва. Ъгълът на усукване на вала при определена основа и честотата на въртене на вала се измерват при постоянна скорост на съда. Тогава ефективната мощност се определя по формулата

където G е модулът на срязване на стоманата;

A - отчитане на индикатора на ториометъра (ъгъл на усукване на вала);

n - честота на въртене на вала.

За да се определи модулът на срязване на стоманата, е необходимо да се калибрира шахтата, за което понякога е необходимо да се изпрати валът до фабриката. Заедно с това модулът на срязване на стоманата се променя по време на работа, което води до грешка при определяне на ефективната мощност.

Поради факта, че този метод е много сложен и има голяма трудоемкост, той се използва само за оловния кораб по време на приемните тестове.

Тъй като работата на двигателя се влошава по време на работа, което влияе върху стойността на ефективната мощност, е необходимо да се контролира ефективната мощност на двигателя по време на работа.

Техническият проблем, решен от предложеното изобретение, е да се създаде метод, който би позволил бързо и точно, без да се използва много време, да се определи ефективната мощност не само по време на доставката на кораба, но и в експлоатация на всеки кораб.

Предложеното изобретение е насочено към опростяване на управлението и увеличаване на неговата точност.

Точно както в известното решение, определянето на ефективната мощност на главния корабен двигател се извършва чрез измерване на ъгловата скорост на вала на двигателя при постоянна скорост на кораба.

Разликата между предложеното решение и прототипа е, че подаването на гориво към двигателя е изключено и ъгловата скорост ω и ъгловото забавяне на вала се измерват в рамките на 1-10 секунди, а ефективната мощност се изчислява по формулата

където J е намаленият момент на инерция на движещите се маси (постоянен за определен съд).

Необходимият резултат се постига от факта, че поради голямата инерция на корпуса на кораба в сравнение с инерцията на въртящите се маси, свързани с валовете, скоростта на кораба при изключено подаване на гориво остава практически непроменена за 1-10 секунди, в зависимост от вида на инсталацията.

Именно това обстоятелство дава възможност еднозначно да се определи забавянето на вала, независимо от натоварването, тъй като превишението на въртящия момент (съпротивлението) на витлото над въртящия момент на двигателя при постоянни обороти на плавателния съд е постоянно и следователно постоянно променяне на вала скорост (т.е. спиране).

За измерване на ъгловата скорост ω и ъгловото забавяне dω/dt могат да се използват всякакви сигнали, например от отразяваща лента, залепена към вала и възприемана от всеки приемник, например оптичен сензор. Отразяваща лента тип зебра (в чужда литература зебра лента) ви позволява да получавате няколко десетки импулса на оборот на вала, което при скорост дори 60 об/мин дава възможност да се измерват с висока точност стойностите на ω и dω/dt за 1-10 сек.

Същността на изобретението е илюстрирана от графиките, показани на чертежа.

Чертежът показва ветроходните характеристики на кораба: зависимостта на въртящия момент на витлото от скоростта на въртене на вала n (характеристики на витлото) в товар 1 и баласт 2, както и зависимостта на въртящия момент на витлото (в товара) AA 11 при постоянна скорост на плавателния съд V1 и BB 11 (в баласт) при постоянна скорост на плавателния съд V2. Нека разгледаме промяната в въртящия момент на витлото и въртящия момент на двигателя, когато плавателният съд се движи с постоянна скорост през първите 1-10 секунди след изключване на подаването на гориво към двигателя за различно натоварване на кораба (точки A и B за зависимости 1 и 2).

Въртящият момент на двигателя се променя по линии AA 1 и BB 1, въртящият момент на винта - по линии AA 11 и BB 11, съответно. Превишението на въртящия момент на винта над въртящия момент на двигателя се определя от площта AA 1 A 11 и BB 1 B 11, съответно. Както може да се види на чертежа, превишението на въртящия момент на витлото над въртящия момент на двигателя при изключено подаване на гориво в точки A и B са еднакви и следователно същото ъглово забавяне в тези точки и следователно, ако измерва ъгловото забавяне при постоянна скорост, то недвусмислено ще определи въртящия момент на винта и съответно въртящия момент на двигателя в стабилно състояние и следователно ефективната мощност на двигателя.

Методът се провежда, както следва.

Изключете подаването на гориво към двигателя и измервайте ω и dω/dt за 1-10 сек.

Поради голямата инерция на корпуса на кораба в сравнение с инерцията на въртящите се маси, свързани с валовете, скоростта на кораба при изключено подаване на гориво остава практически непроменена за 1-10 секунди, в зависимост от вида на инсталацията . Следователно, в началния участък на преходния процес с помощта на тахограф, например SCAN тахограф, се измерва ъгловото забавяне и ъгловата скорост.

Знаейки намаления момент на инерция на движещите се маси за даден съд, ефективната мощност Ne се намира по формулата

където J е намаленият момент на инерция на движещите се маси;

ω е ъгловата скорост;

dω/dt - ъглово забавяне на вала на витлото.

Метод за определяне на ефективната мощност на главния морски двигател чрез измерване на ъгловата скорост на вала на двигателя при постоянна скорост на плавателния съд, характеризиращ се с това, че подаването на гориво към двигателя е изключено и ъгловата скорост ω и ъгловото забавяне dω/dt на вала на двигателя се измерват в рамките на 1-10 s и ефективната мощност на двигателя Ne се определя по формулата

където J е намаленият момент на инерция на движещите се маси (постоянен за определен съд).