哈工程--船舶动力装置原理与设计复习思考题(思考题部分)

1船舶动力装置原理与设计复习思考题一、课件思考题部分第1章1、如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？答：船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。组成部分：1)推进装置：包括主机、推进器、传动设备。2)辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。3)机舱自动化设备。4)全船系统。5)船舶设备，主要指甲板机械。2、简述船舶动力装置设计的特点。答：1)须符合船舶的特殊使用条件——船用条件，包括环境条件、空间条件;2)须设计成具有必要的目标任务条件和合适的保障条件，包括营运条件、作业条件、研究条件及工作条件、生活条件和生存条件。3)须全面地综合地进行设计、进行通盘考虑，包括动力装置与总体性能、动力装置与其他专业、动力装置内部各子系统之间的综合平衡和匹配，以实现预定的技术经济指标.4)须全面掌握动力装置所覆盖的各技术领域，如船舶推进技术、热能转换技术、电气技术、安全技术、消防技术、防污染技术、冷藏技术、通风和空调技术、仿真技术以及人员生活、生存技术等。5)受控于国际公约、规则、船级社规范、船旗国法规等要求和约束。6)须根据市场经济的特点，对设备的选用和配套应在目标成本的控制下进行。3、简述船舶动力装置的设计的主要内容。答：1)主推进系统设计。包括主机选型、主机及齿轮箱配套、主机及齿轮箱和调距桨的配套等；2)轴系设计；3)电站设计(主电站及应急电站)；4)热源系统设计(蒸汽、热媒油等)；5)动力系统设计(燃油、滑油、冷却水、压缩空气、进排气、加热蒸汽或热媒油等系统)和辅助设备选择；6)船舶系统设计(疏排水系统，注入、测量、空气系统，供水系统，舱底水系统，压载水系统，消防系统等，以及油船、液化气船和化学品船的专用系统)；7)自动控制、监测、报警系统设计；8)防污染系统设计(机舱防油污系统、油船防油污系统、生活污水防污染系统及防止有毒液体物质污染系统等)；29)机舱通风系统设计。4、简述柴油机动力装置的特点。答：优点：a)有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多；b)重量轻(单位重量的指标小)；c)具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速；d)功率范围广。缺点：a)柴油机尺寸和重量按功率比例增长快；b)柴油机工作中的噪声、振动较大；c)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害；d)柴油机低速稳定性差；e)柴油机的过载能力相当差5、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？答：a)技术指标标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括功率指标﹑质量指标和尺寸指标。b)经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。c)性能指标代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件、工作人员的依赖性。因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵曳性能以及噪声振动的控制等指标6、画简图说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。答：指示功率→主机额定功率→最大持续功率→轴功率→收到功率→推力功率→船舶有效功率指示功率：表示柴油机气缸中气体作功的能力；最大持续功率（额定功率）MCR：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航区环境条件：绝对大气压为0.1Mpa;环境温度为45℃；相对湿度为60%；海水温度“中冷器进口处”为32℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率；轴功率：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率；螺旋桨收到功率：扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。推力功率：是螺旋桨产生使船航行的功率。船舶有效功率：Pe=R×Vs×10-37、如何理解经济航速的含义？答：3每海里航程的燃料消耗量bn，主机燃油消耗率为bz。这里的经济航速，并非船舶最大的盈利航速，欲获得船舶最大的盈利航速，尚需考虑船舶折旧费用、客货的周转量，运输成本及利润等因素。不同的航区和船种将有其对应的最大盈利航速，需要通过调研、统计及分析加以确定。8、谈谈你对新型船舶动力装置的认识（喷水推进、电力推进、吊舱推进、表面桨、AIP等。(书上)第2章1.画简图说明推进装置的组成。答：组成：主机、传动设备、轴系和推进器。2.推进装置的形式有哪些？有何特点？（见课本P18）答：单机单桨刚性直接传动，定距螺旋桨，主机反转单机单桨刚性直接传动，调距桨，主机不反转单机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，双转向齿轮箱，主机不反转双机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，主机反转三机单桨齿轮减速传动，调距桨，主机不反转柴油机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转燃气轮机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转双机单桨电传动，定距螺旋桨，主机不反转3.什么是电力传动推进装置？有哪些优缺点？适用于哪些船舶？答：电力传动是主机驱动主发电机发电，然后并网，再由电网供电给电动机驱动螺旋桨的一种传动型式。主机和螺旋桨间没有机械联系，机、桨可任意距离布置。4优点：机组配置和布置比较灵活、方便，舱室利用率高；改变直流电动机的电流方向可使螺旋桨转向改变，便于遥控，机动性和操纵性好；发电机转速不受螺旋桨转速的限制；正倒车具有相同功率和运转性能，具有良好的拖动性能。缺点：能量经过两次转换，损失大，传动效率低；增加了发电机和电动机，装置总的重量和尺寸较大，造价和维修费用较贵。适用的船舶：4.推进装置的选择应考虑哪些问题？答：按船舶用途、种类与要求按主机总功率的大小按船舶航区的吃水深度按推进装置的经济性在考虑推进装置型式时，要抓住主要矛盾，从全局的经济性出发，权衡利弊，优化方案，采用最佳的推进装置型式。5.主机选型与螺旋桨参数确定需进行那几个阶段？各阶段的主要任务是什么？答：a)初步匹配设计：已知：船舶主尺度、船舶要求的航速Vs、船体的有效功率曲线Pe(V)、螺旋桨的直径D或转速n确定：螺旋桨的效率、螺旋桨参数盘面比、螺距比p/D、螺旋桨的最佳直径、所需主机的功率b)终结匹配设计：已知：主机的功率与转速、船舶的有效功率曲线、传动设备与轴系的传送效率ηs、桨的收到功率Pd、船身效率ηh等确定：船舶所能达到的最高航速、螺旋桨的最佳要素(螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率)6.主机选型应考虑哪些问题？答：重量与尺寸功率与转速燃油与滑油主机的造价、寿命及维修振动与噪声柴油机的热效率和燃油消耗率7.轴系的基本任务是什么？由哪些部件组成？答：轴系的基本任务是：连接主机(机组)与螺旋桨,将主机发出的功率传给螺旋桨,同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体,以实现推进船舶的使命。5轴系的组成：1.传动轴：中间轴、推力轴、尾轴或螺旋桨轴2.支承轴承：中间轴承、推力轴承及尾管轴承3.联轴器：固定联接法兰、可拆联轴节、液压联轴节、弹性联轴节、夹壳联轴节、齿形联轴节、万向联轴节等4.轴系附体（用于连接传动轴的联轴器；制动器；隔舱填料函、尾管密封；还有中间轴承、推力轴承、尾管轴承的润滑与冷却管路；接地装置；防腐蚀装置等）5.减速齿轮箱6.电气接地装置。8.船舶推进轴系工作时，所受机械负荷有哪些？答：螺旋桨在水中旋转的扭应力，推进中正倒车产生的拉应力，轴系自重产生的弯曲应力，轴系安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力等所产生的附加应力等。9.在传动轴系中，尾轴的工作条件比较恶劣，主要表现在哪些方面？通常发生的故障有哪些？10.轴系设计有哪些具体要求？答：1.有足够的强度和刚度，工作可靠并有较长的使用寿命；2.有利于制造和安装，在满足工作需要的基础上，力求简化，使制造与安装方便并便于日常的维护保养；3.传动损失小、合理选择轴承种类、数目及润滑方法；4.对船体变形的适应性好，力求避免在正常航行状态下因船体变形引起轴承超负荷；5.保证在规定的运行转速范围内不发生扭转、横向和耦合共振；6.避免海水对尾轴的腐蚀，尾管装置具有良好的密封性能；7.尽可能减小轴的长度和减轻轴的重量。11.何为轴线？理想轴系是如何确定的？为什么有些船舶的轴线具有倾斜角和偏斜角？答：轴线是指主机（或离合器或齿轮箱）输出法兰端面中心至螺旋桨桨毂端面中心间的连线。理想轴线的布置与龙骨线平行。有时为保证螺旋桨浸入水中有一定的深度，而主机位置又不能放低，只能使轴线向尾部有一倾斜角，轴线与基线的夹角α，一般限制在0一5°之间。双轴线时除α角外，其与船舶纵中垂面偏角β，一般限制在0-3°，从而保证轴系有较高的推力，不会因α、β角太大而使推力损失过多。12.中间轴轴承跨距的确定受哪些因素的影响？（轴的弯曲变形、柔性和应力）答：尾管无前轴承者，则中间轴承尽量靠近尾管前密封；中间轴承应设在轴系上集中质量处附近，如调距桨轴系的配油箱附近热源附件避免设中间轴承，如滑油循环舱顶上每根中间轴一般只设一个中间轴承（极短中间轴不设）。613.画简图说明螺旋桨轴尾部结构各部分的作用。14.桨与桨轴有哪几种联结方式？答：机械联接，油压无键套合联接，环氧树脂粘结。15.螺旋桨导流罩的主要作用是什么？答：减少桨后面的涡流损失及保持轴末端的水密性。16.如何防止轴的腐蚀？答：轴的防腐措施一般采用的“阴极保护法”，或使轴和海水隔离轴上涂防腐漆或镀金属联合保护法：即在涂层上面又包上一层防护层，并在其上面刷涂防腐漆。轴上包以橡胶复盖层17.写出海规轴径计算的基本公式，并给出式中各量的含义。答：)160560(3beenNFCdmm•d——轴的直径，mm；•F——推进装置型式系数，•F=95，对于涡轮推进装置﹑具有滑动型联轴节的柴油机推进装置和电力推进装置；•F=100，对于所有其它型式的柴油机推进装置；•C——不同轴的设计特性系数；•Ne——轴传递的额定功率，kW；•ne——轴传递Ne的额定转速，r/min；•σb——轴材料的抗拉强度•对于中间轴，若σb800N/mm2时，取800N/mm2•对于螺旋桨轴和尾管轴，若σb600N/mm2时，取600N/mm2。34a0cdd-11dmm（轴的孔径大于0.4d时）dc——修正后轴的直径；d——轴的计算直径；d0轴的实际孔径；da轴的实际外径。18.如何进行中间轴、螺旋桨轴的强度校核计算？答：719.在轴的强度校核计算中，如何确定许用安全系数？答：许用安全系数由以下原则确定：1.轴的负荷情况；2.材料性质及加工、装配质量；3.军用船舶轴系的工作条件较好，为了减轻重量采用较低的安全系数。20.滑动式中间轴承润滑性能的校核应从哪些方面着手？答：应从承载能力、最小油膜厚度、轴承工作时的温度。21.简述滑动式中间轴承和滚动式中间轴承的特点。答：滑动式中间轴承：优点：结构简单，工作较可靠；承受载荷较大，抗振抗冲击性好；安装修理方便；制造成本低。缺点：摩擦系数大；必须有一定的间隙才能正常工作，转速和载荷变化过大时难于形成较佳的承载油膜；润滑与维护保养麻烦。滚动式中间轴承：优点：摩擦损失小；无须冷却，滑油消耗少；轴承有自动调整能力；修理时便于更换，并可直接在市场购置。缺点：工作噪声大；轴承为非剖分式，为能安装，中间轴至少一端用可拆联轴节；承载能力小；安装工艺要求高。22.画简图说明油楔形成原理。答：见课本P13923.选择滑动式推力轴承主要应考虑哪些参数？答：轴承间隙Δ=0.001d+0.10mm极限间隙：Δj=2.5Δ长径比L/d=0.8-1.2承载能力的校核24.简述隔舱填料函的作用、要求及结构形式。答：作用：保证水密性，防止海水进入水密舱室。要求：1.在传动轴通过隔舱填料函时，无论轴系转动与否，应能承受一定的水压不发生泄漏；2.拆装方便，能在舱壁的一侧调整其松紧；3.外形尺寸小，结构简单，重量轻；4.当轴正常工作时，温度不超过60℃。结构形式：整体式和可分式。可分式有两种形式：1.填料函孔与轴同心布置；2.填料函体外形为椭圆，其轴线对函体偏心布置。25.尾管装置的任务是什么？由哪几部分组成？有几种结构形式？答：任务：1.支撑螺旋桨轴；