Судовые энергетические установки. Сегмент вне цикла. Газотурбинные двигатели.

[KWAK2007]

Добрый день дорогие друзья! Я рад вас приветствовать в нашем клубе ППП. И сегодня мы наконец то завершим рассказ о том какие бывают судовые энергетические установки. Сегмент вне цикла.

Газотурбинные двигатели.

  Это завершающий сегмент вот этих рассказов:

• Судовые энергетические установки. Или от пара до  пара. Сегмент первый! Паровые машины.
  
• Судовые энергетические установки. Цикл от пара до пара. Сегмент второй! Судовые дизели.
  
• Судовые энергетические установки. Цикл от пара до пара. Сегмент третий. Судовые атомные.

Мне уже напоминали про этот класс двигателей. Но писать про то что никогда не видел... Это как не  в моих правилах. А газотурбинные системы они в основном над нами летают или в танках катаются а на кораблях до вчерашнего дня не встречал. А тут вот пришел "Ярослав Мудрый"задымил всю Валлетту. Значит это знак!
За мной мой читатель!!!

   В 50-х гг. этого столетия на судах начали применять новый вид главного двигателя — газовую турбину. По принципу действия газовая турбина аналогична паровой. Рабочей средой в них служат газы, образующиеся в результате сжигания жидкого топлива. Газовые турбины используют, в качестве приводов для центробежных компрессоров в турбонаддувочных агрегатах ДВС. В газовых турбинах газы образуются в особой камере сгорания. Так как температура газов очень высока, что влияет на срок службы турбин, в камеру сгорания необходимо подавать намного больше воздуха, чем требуется для сжигания топлива. Из-за избытка воздуха температура рабочих газов понижается до 700—800°С.
На рисунке дана схема газовой турбины с так называемым открытым циклом, когда воздух забирается из атмосферы и отработавшие газы также выбрасываются в атмосферу. Тринадцати ступенчатый осевой компрессор приводится в действие специальной двухступенчатой газовой турбиной. Сжатый до давления около 0,4 МПа воздух подается в камеру сгорания, служащую для получения и последующего охлаждения газов. Отработавшие газы проходят через турбину компрессорного двигателя; при этом их давление понижается до 0,17 МПа, а температура - с 750 до 580°С. Вторая - тоже двухступенчатая - газовая турбина является собственно рабочей турбиной, которая через редукторную передачу приводит в движение либо судовой движитель, либо генератор. В судовых газовых турбинах довольно часто применяются поршневые компрессоры, так называемые свободнопоршневые генераторы.
Газотурбинные двигатели устанавливают в основном на кораблях военно-морского флота. На торговых судах они не оправдали себя; в настоящее время газовые турбины используют только на небольшом количестве судов. Причинами понизившегося интереса к этому виду двигателей являются малый термический КПД, довольно большой расход топлива и высокая рабочая температура, требующая применения высокопрочных и дорогих материалов. К преимуществам газотурбинного двигателя относятся малые габаритные размеры по сравнению с достигаемой мощностью и небольшая собственная масса. Газовые турбины можно также использовать в качестве главных и вспомогательных двигателей на судах на подводных крыльях и воздушной подушке.
Вот его принципиальная схема.



Принцип действия газовой турбины.
1 — осевой компрессор;
2 — форсунка;
3 — камера сгорания;
4 — компрессорная турбина;
5 — рабочая турбина;
6 — редуктор;
7 — пусковой мотор;
8 — сжатый воздух;
9 — газоотводная труба;
10 — отработавшие газы.

И вот на этой фотографии мы с вами хорошо видим чем отличаются корабли с газотурбинными двигателями от остальных кораблей.


Это 2 трубы. Одна большая широкая для отвода отработанных газов. И вторая поменьше для забора воздуха. И в нее до кучи выводится выхлоп вспомогательных дизель генераторов. Поэтому она тоже такая же закопченная как и основная.

Вот на этом в общем все. Эти системы не такие распространенные и соответственно материала для ознакомления не так много.

Большое спасибо, ВСЕМ КТО ДОЧИТАЛ ДО КОНЦА!!! И до новых встреч в нашем клубе ППП.

[reinecke]

No comments. +

[tankowik]

KWAK2007 (14 Янв 2013 - 11:46) писал:

А тут вот пришел "Ярослав Мудрый"задымил всю Валлетту. Значит это знак! За мной мой читатель!!!

Да, это так!)
Спасибо за весь этот рассказ, было очень интересно!

[_Rashidych_]

Спасибо Квак.Пиши ещё, интересно тебя читать.

[CKOTUHA]

Спасибо :) +

[solboom75]

Как всегда прекрасно оформленная тема ! Спасибо за цикл ( двигатели )! Ждём новых !+

[Naz765]

Интересный цикл вышел  :Smile_great: +

[Black_Hunter]

Маловато, конечно, но...  :Smile_smile:  Вот здесь есть статья про советские турбоходы.

Если КВАК не против - дополню.

Газовые турбины на судах и кораблях появились не просто так. Не с бухты-барахты.

Во-первых, высокая удельная и агрегатная мощности.

Во-вторых, меньший вес и размеры (по сравнению с паровыми, если считать в кучу котлы, холодильники, турбины и воду-пар в них).

В-третьих, меньшая вибрация (чем у дизелей).

 

Собственно говоря, корабельные турбины имеют с авиационными мало общего. Т.е. они не являются развитием или конверсией авиационных. И для этого есть много объективных причин.

Применение газовых турбин позволило достигать больших скоростей ценой меньшего веса. Однако, ничего бесплатного в мире не бывает. Невысокий КПД и большой расход топлива - это то, что многие знают (или догадываются). Кроме этого корабельные турбины имеют еще много скрытых для стороннего наблюдателя проблем.

В первую очередь - воздух для работы. Его нужно МНОГО. Однако простой морской воздух напрямую загнать в турбину - убийство для неё. В морском воздухе большая влажность, а морская вода (и её пары) очень агрессивна. Чтобы турбина не заржавела через неделю воздух пропускается через специальные фильтры и осушители. Да и сами части турбины изготавливают из жаропрочных и коррозионностойких металлов. Соответственно, в этом плане корабельная турбина получается никак не дешевле, а даже дороже авиационной. К тому же большое количество отработавших газов тоже нужно куда-то девать. И если на гражданских судах это не является большой проблемой, то на военных кораблях необходимо думать о инфракрасной сигнатуре очень сильно. И поэтому на них ставят на выходе всевозможные охладители перед тем, как выбросить отработавшие газы в атмосферу. А это - лишнее место и вес. Так что газовые турбины со всей навесной арматурой и устройствами намного тяжелее, объемнее и дороже авиационных.

Современная проблема строительства газотурбоходов - развал СССР. Практически единственный завод в союзе, который строил корабельные турбины - ЮТЗ в Николаеве (остался в Украине). В России подобного производства нет. А суда с такими двигателями Украина не строит. Да и вообще она для себя практически ничего не строит. В основном - забугорные заказы.

Советские газотурбоходы типа "Капитан Смирнов" (ролкер пр.1609 типа «Атлантика») были судами двойного назначения и строились под вполне конкретные задачи - быстрая переброска войск вместе с тяжелой техникой в любой порт мира. А то, что они и на гражданских линиях работали и приносили неплохую прибыль - это была не самая основная их задача. Хотя они с ней вполне успешно справлялись. Но нужно признать, что с экономической точки зрения ролкеры и паромы проигрывают контейнеровозам и лихтеровозам. Коэффициент полезной загрузки у них ниже. Соответственно и стоимость перевозки на единицу груза - выше. Их основные преимущества - скорость как доставки, так и погрузки-выгрузки даже в необорудованных портах без привлечения портового оборудования.

А сейчас из-за отсутствия современных "последователей" тот уникальный полученный опыт проектирования и эксплуатации скорее всего будет абсолютно утрачен.

[KWAK2007]

Дополнения это всегда здорово!!!

Так что с огромным удовольствием почитал.

Потому что действительно по этому типу двигателей информации кот наплакал.

[_SkyFog_]

Клуб ППП рулит +

[Lonkraft]

Цитата

В морском воздухе большая влажность, а морская вода (и её пары) очень агрессивна.

Я бы сказал что слишком соленый, а соль разьедает металл на ура.