Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0210U000357, 0108U001170 , Науково-дослідна робота Назва роботи Розробка методики проектування суднових енергетичних установок на альтернативних паливах Назва етапу роботи Керівник роботи Горбов Віктор Михайлович, Дата реєстрації 05-02-2010 Організація виконавець Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова Опис етапу Об'єкт дослідження - процеси, що відбуваються в паливних системах суднових енергетичних установках. Мета роботи - розробка наукових методик та рекомендацій для проектування суднових дизельних енергетичних установок, де використовуються такі альтернативні палива, як зріджений природний газ та біодизельні палива. Методи дослідження. Теоретичну основу наукового дослідження склали фундаментальні та прикладні роботи вітчизняних і закордонних фахівців в області гідромеханіки, тепломасообміну, техніки низьких температур, реології. Для визначення параметрів паливних систем використовувався метод математичного моделювання та метод розробки розрахункових методик. При розробці комплексного критерію ефективності використовувалися методи системного аналізу та методи порівняння складних технічних систем. При проведенні експериментальних досліджень для визначення основних параметрів робочого процесу суднового двигуна при роботі на дизельному та біодизельному паливах був застосований метод стендових випробувань.Теоретичні та практичні результати. Розроблено математичну модель паливної системи для зрідженого природного газу, яка включає рівняння, що визначають параметри процесів та характеристики такого обладнання, як кріогенні цистерни, трубопроводи, насоси та випарники-підігрівники, а також враховує випаровуваність рідкої фази. На основі математичної моделі розроблено методику та рекомендації до проектування паливних систем зрідженого природного газу. Для визначення основних параметрів паливних систем зрідженого природного газу розроблено програму на Visual Basic .NET, у якій закладено масиви даних основних вхідних параметрів, що дає змогу отримувати їх раціональні значення. Розроблено математичну модель паливної системи для біодизельних палив, яка включає рівняння, що визначають параметри процесів та характеристики цистерн, трубопроводів, насосів, сепараторів та фільтрів. У процесі дослідження з використанням цієї моделі визначалися наступні характеристики обладнання паливних систем: маса та об'єм запасів палива на рейс, потужність приводів насосів перекачування палива, швидкість фільтрації та сепарації. Результати аналізу проведених за математичною моделлю розрахунків дозволили визначити рівень раціональних параметрів паливних систем СЕУ для біодизельних палив при проектуванні та підборі обладнання. На основі математичної моделі розроблено методику та рекомендації до проектування паливних систем біодизельних палив.Проведене експериментальне дослідження роботи дизельного двигуна 6ЧН 25/34 підтвердило можливість задовільної роботи суднових середньообертових двигунів при переході з дизельного палива на біодизельне. Отримані результати надали можливість розробити рекомендації по зміні характеристик двигуна 6ЧН 25/34 при переведенні його з дизельного на біодизельне паливо.На основі аналізу методів оцінки ефективності технічних рішень розроблено методику визначення ефективності використання на суднах альтернативних палив з урахуванням їх особливостей із застосуванням комплексного критерію. Модель визначення комплексного критерію ефективності використання альтернативних палив враховує вплив типу палива на основні показники СЕУ з їх ранжуванням в залежності від умов та району експлуатації конкретного судна. На основі узагальненої моделі визначення комплексного критерію ефективності використання альтернативних палив в СЕУ розроблено методики визначення комплексного критерію ефективності для біодизельного палива та зрідженого природного газу. Аналіз даних щодо експлуатації СЕУ на альтернативних паливах надав змогу оцінити якісний вплив дизельного та біодизельного палив та їх сумішей, а також важких палив і природного газу на показники суднових енергетичних установок. Новизна отриманих результатів. 1. Вперше визначено закономірності зміни параметрів процесів та характеристик паливних систем СЕУ на зрідженому природному газі для суден, що використовують його лише як паливо, та діапазон вхідних показників (тиск зберігання - 0,6-0,9 МПа, товщина ізоляції цистерн - 7-11% від діаметру вмістищ, відношення діаметру до висоти цистерни - 0,25-0,35), які забезпечують підвищення ефективності використання даного палива в СЕУ. 2. Уточнено для малотоннажних суден закономірності та діапазон зміни параметрів процесів та характеристик паливних систем СЕУ при використанні біодизельних палив: знижуються швидкість фільтрації та сепарації на 60% та 65%, збільшуються: маса запасів палива до 16%, об'єм паливних цистерн - до 10%, витрати енергії на перекачування палива - до 50% порівняно із використанням дизельного палива. 3. Уточнено особливості застосування комплексного критерію ефективності використання альтернативних палив в СЕУ, який відрізняється ранжуванням окремих показників в залежності від району експлуатації та типу суден, що дозволило обґрунтовано приймати рішення стосовно вибору альтернативного палива для суднових енергетичних установок. 4. Отримала подальший розвиток методологія створення паливних систем зрідженого природного газу та біодизельних палив СЕУ шляхом застосування комплексного підходу до визначення термогідродинамічних параметрів (розрахункова випаровуваність, швидкість фільтрації та сепарації, витрати енергії на перекачування палив) і масогабаритних характеристик (маса та об'єм запасів біодизельних палив, відносна маса, питома площа та об'єм цистерн зберігання зрідженого природного газу), що забезпечує ефективне використання альтернативних палив на суднах. Впровадження. Основні результати науково-дослідної роботи впроваджені на ВАТ "Чорноморсуднопроект", ТОВ Проектно-дизайнерське бюро "ПроЛайн", ВАТ "Український науково-дослідний інститут технології суднового машинобудування", де використовуються в перспективних розробках суднових та стаціонарних енергетичних установок на зрідженому природному газі та біодизельних паливах. Сфера використання - проектування суднових та стаціонарних енергетичних установок на зрідженому природному газі та біодизельних паливах. Опис продукції Розробка включає в себе математичні моделі, методики та рекомендацій щодо особливостей проектування та вибору раціональних параметрів паливних систем суднових енергетичних установок при використанні зрідженого природного газу та біодизельних палив, структуру та методики визначення комплексного критерію ефективності використання зрідженого природного газу та біодизельних палив на суднах. Автори роботи . Чередниченко О.К. Євстигнєєва К.В. Кузнєцов О.С. Мітєнкова В.С. Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити