zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Bài giảng Khai thác hệ động lực tàu thủy - Chương 5: Phân bố nhiệt trong diesel tàu thủy và khai thác nguồn nhiệt thải trên tàu

Chia sẻ: Cố Tiêu Tiêu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Báo xấu

28
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Khai thác hệ động lực tàu thủy - Chương 5: Phân bố nhiệt trong diesel tàu thủy và khai thác nguồn nhiệt thải trên tàu. Chương này cung cấp cho sinh viên những nội dung tổng quan về: phân bố nhiệt trong diesel tàu thủy; cân bằng nhiệt trong diesel tàu thủy; tổn thất nhiệt cho khí xả; tổn thất nhiệt do nước làm mát; cân bằng năng lượng hệ động lực tàu thủy; sử dụng nguồn nhiệt thải trên tàu;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Khai thác hệ động lực tàu thủy - Chương 5: Phân bố nhiệt trong diesel tàu thủy và khai thác nguồn nhiệt thải trên tàu

CHƯƠNG 5 PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU 2021 LE VAN VANG 1
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU • PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ • CÂN BẰNG NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THỦY • TỔN THẤT NHIỆT CHO KHÍ XẢ • TỔN THẤT NHIỆT DO NƯỚC LÀM MÁT • CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY • SỬ DỤNG NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU 2021 LE VAN VANG 2
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU 5.1 PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ • Phân bố nhiệt lượng khi đốt cháy nhiên liệu trong động cơ Diesel tàu thuỷ hiện nay có thể thống kê như sau: Nhiệt lượng biến thành công có ích khoảng 40% ÷ 50 % Nhiệt lượng do khí xả mang đi khoảng 20% ÷ 25% Nhiệt lượng do môi trường làm mát khoảng 20% ÷ 25% Nhiệt lượng do tổn thất khác 5% ÷ 10% • Hiệu suất có ích của Diesel tàu thủy hiện nay khoảng 36 ÷ 50% • Đặc trưng cho sự mất mát tiêu tốn cho các chi phí gọi là tổn thất nhiệt • Nghiên cứu các chu trình trong động cơ Diesel: Để giảm các tổn thất người ta sử dụng các biện pháp như: Cho quá trình cháy mãnh liệt, giảm , tăng tỉ số nén , tăng quá trình hoà trộn, tăng lượng cấp cho cháy đẳng tích… 2021 LE VAN VANG 3
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU P q2 T 3 4 q2 4 q1 2 3 q1 5 2 5 q3 q3 1 1 V S Bằng lý luận và thực nghiệm đưa ra kết luận sau: • Các biện pháp có liên quan đến việc giảm các tổn thất, không có hiệu quả nếu giữ nguyên nhiệt độ trung bình của chu trình, các thông số chỉ thị của động cơ thay đổi không đáng kể. • Sử dụng tăng áp, làm mát khí tăng áp, tăng áp suất cuối kỳ nén (𝑃𝑐 ) không làm thay đổi đáng kể hệ số hoàn thiện nhiệt của động cơ, tuy nhiên các chỉ tiêu vê kinh tế, kỹ thuật có tốt lên • Hướng cơ bản hoàn thiện hệ động lực tàu thuỷ: sử dụng các tổn thất nhiệt cho các nhu cầu khác nhau trên tàu. 2021 LE VAN VANG 4
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU 5.2 CÂN BẰNG NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THỦY • Khi đốt cháy nhiên liệu trong Diesel, nhiệt lượng tỏa ra chỉ một phần biến thành công có ích, phần còn lại là các tổn thất. Phương trình cân băng nhiệt như sau: 𝑸 𝑻 = 𝑸 𝒆 + 𝑸 𝒌𝒙 + 𝑸 𝒍𝒎 + 𝑸 𝒄𝒈 + 𝑸 𝒄𝒍 2021 LE VAN VANG 5
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU Cân bằng nhiệt động cơ hãng MAN Cân bằng nhiêt động cơ hãng MAN có sử dụng nguồn nhiệt thải 2021 LE VAN VANG 6
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU 5.3 TỔN THẤT NHIỆT CHO KHÍ XẢ • Tổn thất nhiệt cho khí xả mang đi là một phần khá lớn chiếm khoảng 20% đến 25% trong phương trình cân bằng nhiệt. Tổn thất này có thể tận dụng tùy thuộc vào loại động cơ, thiết bị tận dụng và các chế độ làm việc của động cơ. • Nhiệt lượng do khí xả (𝑸 𝒌𝒙 )động cơ mang đi phụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản sau: - Nhiệt độ khí xả (𝑻 𝒌𝒙 ) - Lượng khí xả (𝑮 𝒌𝒙 ) (chủ yếu phụ thuộc hệ số dư lượng không khí ) 2021 LE VAN VANG 7
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU ▪ Nhiệt lượng thiết bị phụ có tận dụng. Không thể tận dụng hoàn toàn lượng nhiệt do khí xả mang đi do những nguyên nhân sau đây: • Giới hạn hạ nhiệt độ khí xả ra khỏi thiết bị phụ 𝑇 𝑃 không thể bằng nhiệt độ môi trường 𝑇0 . • Đặt thiết bị phụ gây phản áp trên đường xả làm ảnh hưởngđến sự làm việc của động cơ. • Giới hạn nhiệt độ điểm sương, nếu như thiết bị phụ làm việc ở nhiệt độ điểm sương sẽ gây ăn mòn, nhiệt độ này phụ thuộc vào áp suất riêng phần của hơi nước trong khí xả và hàm lượng lưu huỳnh có trong nhiên liệu. 2021 LE VAN VANG 8
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU • Muốn sử dụng nhiệt khí xả có hiệu quả phải nắm quy luật thay đổi cân phải định ra chế độ khai thác thiết bị tận dụng có hiệu quả, cho các nhu cầu khác nhau ứng với chế độ khai thác động cơ. Q Q Q Qkx Qkx Qp Qp Qkx Qp nmin n1 nđm n nmin nđm n nmin nđm n (a) (b) (c) Các phương án sử dụng nhiệt khí xả - a: Sử dụng ở một vùng khai thác - b: Sử dụng toàn bộ vùng khai thác. - c: Sử dụng ở một chế độ. 2021 LE VAN VANG 9
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU 5.4 TỔN THẤT NHIỆT DO NƯỚC LÀM MÁT ❑ Tổn thất nhiệt do nước làm mát là một trong những tổn thất khá lớn ở động cơ đốt trong và chúng phụ thuộc vào kết cấu, chế độ hoạt động của động cơ, nhiệt độ trung bình của nước mát và một số các yếu tố khác. ❑ Động cơ Diesel tàu thủy hiện nay sử dụng 02 kiểu hệ thống làm mát: • Hệ thống làm mát kín. Sử dụng nước ngọt tuần hoàn làm mát cho động cơ sau đó nước ngoài tàu sẽ làm mát cho nước ngọt. Ở hệ thông này, người ta muốn nâng cao nhiệt độ nước làm mát cho động cơ nhằm nâng cao chất lượng quá trình công tác trong động cơ, đồng thời tạo thuận lơi cho việc tận dụng nhuồn nhiệt tổn thất do nước làm mát mang ra ngoài. • Hệ thống làm mát hở. Sử dụng nước ngoài tàu vào làm mát cho các thiết bị trao đổi nhiệt hoặc có thể vào trực tiếp làm mát cho động cơ. Ở hệ thống này, nhiệt độ nước làm mát ra khỏi các thiết bị và động cơ thấp, việc tận dụng nguồn nhiệt tổn thất do nước làm mát mang đi kém hiệu quả ❑ Ở các động cơ hiện nay có nhiều mạch làm mát riêng và sử dụng công chất làm mát riêng tùy thuộc vào kiểu loại động cơ và hãng chế tạo. 2021 LE VAN VANG 10
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU 5.5 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY ❑ Hệ động lực tàu thủy là tổ hợp các thiết bị khác nhau dùng để biến đổi các dạng năng lượng cho các mục đích khác nhau trên tàu. ❑ Nguồn năng lượng cung cấp trên tàu chủ yếu là đốt cháy nhiên liệu lỏng hoặc khí. ❑ Nhiệt lượng tiêu thụ trên tàu : 𝑸= 𝑸 𝑴+ 𝑸𝑨+ 𝑸𝑷 Hay viết dưới dạng phần trăm: 100% = 𝑥 + 𝑦 + 𝑧 𝑄 𝑀 : năng lượng tiêu thụ của máy chính 𝑄 𝐴 : năng lượng tiêu thụ của máy đèn 𝑄 𝑃 : năng lượng tiêu thụ của thiết bị phụ ❑ Nguồn năng lượng trên bao gồm: đẩy tàu, phát điện và các nhu cầu khác Các thành phần này thay đổi tùy theo chức năng của con tàu. 2021 LE VAN VANG 11
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU • Thống kê lượngtiêu thụ riêng biệt ta có: 𝒑 𝒑 𝒒 𝒄 + 𝒒 𝒍𝒎 + 𝒒 𝒌𝒙 + 𝒒 𝒄𝒈 + 𝒒 𝒄𝒍 . 𝒙 + 𝒒 𝒄𝑨 + 𝒒 𝒕𝑨 . 𝒚+ 𝒒𝒄 + 𝒒𝒕 . = 𝟏 𝐴 𝑝 Trong đó 𝑞 𝑡 , 𝑞𝑡 : nhiệt lượng tổn thất ở động cơ phụ và thiết bị phụ. • Coi tổng các tổn thất không sử dụng được và không tính được. 𝒑 ෍ 𝒒𝒕 = 𝒒 𝒄𝒍 + 𝒒 𝒄𝒈 . 𝒙 + 𝒒 𝒕𝑨𝑬 . 𝒚+ 𝒒𝒕. 𝒛 • Ta có phương trình 𝒑 𝒒 𝒄 + 𝒒 𝒍𝒎 + 𝒒 𝒌𝒙 . 𝒙 + 𝒒 𝒄𝑨𝑬 . 𝒚+ 𝒒 𝒄. 𝒛 + ෍ 𝒒𝒕 = 𝟏 • Như vậy các thành phần 𝒙, 𝒚, 𝒛 thay đổi phụ thuộc vào sơ đồ tận dụng. 2021 LE VAN VANG 12
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU ❑ Như vậy các thành phần 𝒙, 𝒚, 𝒛 thay đổi phụ thuộc vào sơ đồ tận dụng. • Thay thế toán bộ hoặc một phần nồi hơi phụ bằng thiết bị tận dụng (1). 𝒑 𝒒 𝒌𝒙 . 𝒙.  ≤ 𝒒 𝒆 . 𝒛 • Thay thế toàn bộ nồi hơi phụ bằng thiết bị tận dụng và một phần bằng máy phát tua bin hơi (2). 𝒑 𝒒 𝒌𝒙 . 𝒙.  ≤ 𝒒 𝒆 . 𝒛 • Thay thế một phần hay toàn bộ Diesel lai máy phát bằng máy phát tua bin hơi lấy hơi từ nồi hơi khí xả (3). 𝒒 𝒌𝒙 . 𝒙. . 𝜼 𝑷 ≤ 𝒒 𝒆𝑨𝑬 . 𝒚 • Thay thế toàn bộ Diesel lai máy phát bằng máy phát tua bin hơi và 1 phần nồi hơi phụ bằng thiết bị tận dụng (4) 𝒒 𝒌𝒙 . 𝒙. . 𝜼 𝑷 > 𝒒 𝒆𝑨𝑬 . 𝒚 2021 LE VAN VANG 13
CHƯƠNG 5. PHÂN BỐ NHIỆT TRONG DIESEL TÀU THUỶ VÀ KHAI THÁC NGUỒN NHIỆT THẢI TRÊN TÀU • Thay thế toàn bộ Diesel lai máy phát bằng máy phát tua bin hơi và toàn bộ nồi hơi phụ bằng thiết bị tận dụng (5). 𝑨𝑬 . 𝒚 + 𝒒 𝒑 . 𝒛 𝒒 𝒌𝒙 . 𝒙. . 𝜼 𝑷 ≤ 𝒒 𝒆 𝒆 𝜂 𝑃 : Hiệu suất trung bình nhiệt từ nồi hơi khí xả. • Ngoài việc sử dụng nhiệt khí xả, năng lượng nước làm mát có thể sử dụng cho các nhu cầu khác nhau như chưng cất nước ngọt từ nước biển, hâm nước sinh hoạt hoặc nước cấp cho nồi hơi, đây là các giải pháp nâng cao hiệu suất hệ động lực. • Như vậy năng lượng khí xả và nước làm mát có thể sử dụng cùng với năng lượng có ích của hệ động lực. • Hiện nay phổ biến trên tàu thuỷ là sử dụng các sơ đồ (1), (2) và một phần năng lượng nước làm mát sử dụng cho việc chưng cất nước ngọt và các nhu cầu cho việc hâm sấy. 2021 LE VAN VANG 14
CHƯƠNG 4 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHAI THÁC ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ Bài tập-thảo luận tuần 9 I. CÁ NHÂN TỪNG SINH VIÊN 1. Phân biệt cân bằng nhiệt động cơ và cân bằng năng lượng hệ động lực tàu thủy. 2. Xu hướng nâng cao hiệu suất chung của hệ động lực tàu thủy. II. BÀI THEO NHÓM (chuẩn bị bài chuyên đề theo nhóm) 2021 LE VAN VANG 15
CHƯƠNG 4 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHAI THÁC ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ THANK YOU ! 2021 LE VAN VANG 16

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.