燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置的發(fā)展方向是提高單機(jī)功率搓谆、熱效率和使用壽命,改善低負(fù)荷性能,使用低質(zhì)液體燃料渤刃、燃?xì)夂吞烊粴狻?/p>
核動(dòng)力裝置利用原子核的裂變能通過工作介質(zhì)(蒸汽或燃?xì)?推動(dòng)汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)以帶動(dòng)螺旋槳的一種動(dòng)力裝置。已獲得實(shí)用的唯一裝置是壓水堆-汽輪機(jī)推進(jìn)裝置贴膘。以鈾235為主的核燃料在壓水堆內(nèi)進(jìn)行裂變并放出大量熱能溪掀。壓力較高的冷卻水在反應(yīng)堆與蒸汽發(fā)生器之間進(jìn)行循環(huán),一方面使反應(yīng)堆冷卻步鉴,同時(shí)在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給水揪胃,產(chǎn)生蒸汽供給汽輪機(jī)作功。核動(dòng)力裝置的特點(diǎn)是核燃料的消耗很少氛琢,續(xù)航力很大喊递,這對(duì)遠(yuǎn)航軍艦和破冰船是很有利的。此外阳似,它不需要空氣助燃骚勘,發(fā)動(dòng)機(jī)無需進(jìn)氣和排氣,能為潛艇提供在水下長(zhǎng)期航行的可能撮奏,同時(shí)大大提高潛艇的隱蔽性和水下作戰(zhàn)能力俏讹。它的缺點(diǎn)是必須備有質(zhì)量和尺寸較大的防護(hù)屏裝置和一整套安全防護(hù)設(shè)施,而且造價(jià)昂貴珠校,操縱管理技術(shù)復(fù)雜幸园,換料和核廢物處理等都很麻煩,所以主要是在潛艇和大型水面艦上應(yīng)用络蟋,而在民用船舶中尚難以推廣谐绽。
性能要求 為推進(jìn)船舶和供應(yīng)船上所需的各種能量,要求船舶動(dòng)力裝置可靠性高络跷、機(jī)動(dòng)性和操縱性好绑僵、燃料消耗費(fèi)用低、振動(dòng)小、噪聲低池致。對(duì)于軍艦宰蘸,還要求耐沖擊和有核防護(hù)。
可靠性 動(dòng)力裝置應(yīng)在規(guī)定的航行環(huán)境(如風(fēng)浪鹽霧剥犯、冰區(qū))和航行狀態(tài)(如規(guī)定風(fēng)浪下的搖擺捂臣、縱傾、橫傾等)下安全可靠的運(yùn)行固弥,這是船舶最重要的性能要求吻育。為此,對(duì)動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)淤井、制造布疼、安裝和試驗(yàn)均有專門的船舶建造規(guī)范和章程予以規(guī)定”液荩可靠性還取決于正確的操縱管理和設(shè)備的配置游两。對(duì)重要輔助設(shè)備的配置需要考慮到有部分損壞時(shí)不致影響動(dòng)力裝置的正常運(yùn)行。
機(jī)動(dòng)性 包括啟動(dòng)漩绵、加速贱案、換向、倒車持續(xù)能力和低速穩(wěn)定工作能力等性能止吐。機(jī)動(dòng)性對(duì)于軍艦和經(jīng)常變負(fù)荷宝踪、變工況的船舶(如拖船、破冰船碍扔、漁船和救助船等)尤為重要瘩燥。各種動(dòng)力裝置的機(jī)動(dòng)性各有優(yōu)缺點(diǎn)。柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)性能好不同,但低速穩(wěn)定性較差露揽。汽輪機(jī)低工況穩(wěn)定性好,但啟動(dòng)性較差酵吴。雙機(jī)雙槳?jiǎng)恿ρb置能提高船舶的轉(zhuǎn)向能力屏部。調(diào)距槳在加速、急停律腊、倒航等機(jī)動(dòng)性能方面較定距槳優(yōu)越藐捉。電力傳動(dòng)雖然兩次能量損失較大,但由于有較好的操縱性能而在某些船上得到應(yīng)用份帮。
燃燒消耗費(fèi)用 燃料消耗費(fèi)用與燃料的種類驮屑、價(jià)格和消耗率等有關(guān)。柴油機(jī)的燃料消耗率最低手财,低速柴油機(jī)已達(dá)163克/(千瓦?時(shí))以下。蒸汽動(dòng)力裝置可使用包括煤在內(nèi)的各種燃料,而其他裝置尚只能使用液體和氣體燃料徐扯。低速柴油機(jī)已能普遍燃用較高粘度的燃料油(即重油)经融,甚至已有試用高粘度劣質(zhì)燃料油的。某些中速柴油機(jī)也能使用燃料油苫馏,因此可降低燃料費(fèi)用雏节。高速柴油機(jī)和航空派生型燃?xì)廨啓C(jī)用輕柴油,而工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)和大部分中速柴油機(jī)則使用重柴油高职。進(jìn)一步降低燃料消耗率和采用劣質(zhì)燃料是動(dòng)力裝置的一個(gè)發(fā)展方向钩乍。軍艦因長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行,還應(yīng)考慮低負(fù)荷時(shí)的經(jīng)濟(jì)性怔锌。
建造成本 建造成本往往與熱經(jīng)濟(jì)性有矛盾寥粹。例如利用廢熱可以節(jié)約燃料,但要增加設(shè)備而使造價(jià)相應(yīng)增加埃元。因此在采用新型動(dòng)力裝置和某種節(jié)能措施時(shí)必須考慮建造成本涝涤。采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品岛杀,簡(jiǎn)化施工過程等都能降低建造成本阔拳。
重量和尺寸 安置動(dòng)力裝置的機(jī)艙是船的非生產(chǎn)性容積,應(yīng)盡量減小,因而對(duì)動(dòng)力裝置的重量和尺寸大小就有一定的限制。軍艦航速高类嗤、功率大糊肠,對(duì)動(dòng)力裝置的重量和尺寸有更高的要求。例如遗锣,高速驅(qū)逐艦汽輪機(jī)動(dòng)力裝置的比重量通常只有13.5~20千克/千瓦,但動(dòng)力裝置的重量卻占去軍艦標(biāo)準(zhǔn)排水量(指軍艦空載排水量加上額定人員捌养、淡水、糧食交豪、彈藥唾囚、供應(yīng)品、給水善占、鍋爐和凝汽器內(nèi)常用水位的水君哮、機(jī)器內(nèi)的潤(rùn)滑油,但不包括燃料遮英、備用潤(rùn)滑油和備用鍋爐水時(shí)的排水量)的1/6~1/4焊槐。在各種動(dòng)力裝置中,航空派生型燃?xì)廨啓C(jī)裝置重量最小厅瘩,而低速柴油機(jī)和蒸汽機(jī)裝置重量最大斗液。低速柴油機(jī)裝置重量雖大,但耗油少紊尺,故燃料儲(chǔ)量也少彰晌,對(duì)總重量仍然有利领姨。
振動(dòng) 振動(dòng)影響船員和旅客的舒適性,對(duì)于軍艦還影響其隱蔽性张弛。嚴(yán)重的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備荒典、儀表和船體局部結(jié)構(gòu)損環(huán)。振動(dòng)主要來源于往復(fù)式機(jī)器和螺旋槳吞鸭。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),其動(dòng)力是不平衡的,因此在設(shè)計(jì)和制造時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)钠胶獯胧┧露缪b設(shè)平衡質(zhì)量、平衡裝置刻剥。在發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)座之間安放彈性隔振器可以減少和隔離機(jī)器振動(dòng)向船體傳遞遮咖。螺旋槳因機(jī)械不平衡和工作在不均勻流場(chǎng)中而引起的船舶振動(dòng),在制造時(shí)可通過精細(xì)的平衡和采用合適的槳葉葉梢與船體之間的間隙來解決造虏。
發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳的激勵(lì)力會(huì)使推進(jìn)軸系發(fā)生振動(dòng)御吞,包括扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、回旋振動(dòng)和縱向振動(dòng)酗电。推進(jìn)軸系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳的不均勻扭矩引起的魄藕,它會(huì)導(dǎo)致軸系斷裂和傳動(dòng)齒輪損壞。劃定轉(zhuǎn)速禁區(qū)撵术、改變推進(jìn)系統(tǒng)的自振頻率(如加大軸徑背率、采用彈性聯(lián)軸節(jié))、降低干擾力矩和采用減振器等邪盼,可減少以至消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)蛇筷。回旋振動(dòng)又稱橫向振動(dòng)梗擅,是由軸系設(shè)備的制造和安裝誤差慧菜、材質(zhì)不均勻、螺旋槳的干擾力引起的意苞,它會(huì)導(dǎo)致艉管密封漏水或漏油祖匕、軸承磨損、軸承座松動(dòng)美域,甚至破裂汪怒。調(diào)整中間軸承位置和數(shù)目和改變螺旋槳葉數(shù),可減少回旋振動(dòng)茧纵『祭澹縱向振動(dòng)是由螺旋槳推力不均勻引起的,它嚴(yán)重時(shí)會(huì)使推力軸承嚴(yán)重磨損和燒壞郭销、曲柄箱破裂隶丁、傳動(dòng)齒輪損壞。改變槳葉數(shù)呕童、加強(qiáng)推力軸剛度漆际、對(duì)軸系進(jìn)行中校核等淆珊,可減少縱向振動(dòng)。
噪聲 中速柴油機(jī)灿椅、高速柴油機(jī)套蒂、燃?xì)廨啓C(jī)钞支、減速齒輪箱茫蛹、通風(fēng)機(jī)、增壓器烁挟、空壓機(jī)和齒輪泵等設(shè)備是最強(qiáng)的噪聲源婴洼。為降低機(jī)艙噪聲級(jí)、改善工作環(huán)境撼嗓,一般采取下列措施:①減少噪聲的傳出柬采,如裝設(shè)消聲器和隔聲罩;②吸收噪聲的能量且警,如裝設(shè)吸聲屏板和敷設(shè)吸聲材料粉捻;③設(shè)置隔聲效果好的集中控制室,使輪機(jī)員和機(jī)器設(shè)備分開阿钞。
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