CC BY
11Результаты, представленные в данной статье, показывают, что использование метода интенсификации теплообмена с помощью нанесения на поверхность труб шахматной системы сферических выштамповок позволяют достичь высоких показателей эффективности. В заключении отметим, что приведенное исследование показывает, что использование метода интенсификации теплообмена с помощью нанесения на поверхность труб системы сферических выштамповок позволяет достичь высоких показателей эффективности. Несомненно, что дальнейшее всестороннее исследование этого метода представляет большой практический интерес.
Индексы: /— параметр потока; вн, н - соответственно параметры внутреннего и наружного геометрического размера; гл - параметр гладкой поверхности; л - параметр сферического углубления-лунки.
Список литературы
[1] Кикнадзе Г.И. Запустите смерч в теплообменник // Энергия, 1991. - Ха 6. - С. 29-31.
[2] Кикнадзе Г.И. и др. Самоорганизация вихревых структур при о&гекании водой полусферической лунки // Доклады АН СССР, 1986. - Т. 291. - Хг 3. - С. 1315-1318.
[3] Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К. Эволюция смерчеобразных течений вязкой жидкости // Доклады АН СССР, 1986. - Т. 290, № 6. -С. 1315-1319.
[4] Теплообмен при самоорганизации смерчевых струкгур / Гачичеладзе И.А., Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К. и др. / Теплообмен-ММФ. Конвективный, радиационный и комбинированный теплообмен: Проблемные доклады. - Минск, 1988. - С. 83-125.
[5] Беленький М.Я., Готовский М.А., Леках Б.М. Экспериментальное исследование тепловых и гидравлических характеристик теплообменных поверхностей, формированных сферическими лунками. //Теплофизика высоких температур, 1991. - Т. 29. - № 6. - С. 1142-1147.
[6] Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей / Под ред. Бродского В.З. и др. - М.: Металлургия, 1982. - 752 с.
RESULTS OF EXPERIMENTAL RESEARCH OF HEAT-EXCHANGE AND HYDRAULIC RESISTANCE FOR TUBULAR SURFACES WITH SPHERICAL CAVITIES AND PROJECTIONS
" — * ■>■■■■. K. L. Muniabin, V. A. Orehvo
The present study contents the results of experimental research of heat-exchange and hydraulic resistance for tubular surfaces profiled by staggered spherical cavities. On base of experimental data generalization derived equations; for keat-hydraulic features of the surfaces with spherical cavities calculation.
УДК 621.431.74-581
В. ИГорелкин, д. m. н., профессор, ВГАВТ.
В. Л, Пономарев, инженер НПП «Эиергетш-Р».
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5, E-mail: [email protected]
> УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСТРЕННОГО ТОРМОЖЕНИЯ ГЛАВНОГО СУДОВОГО ДВИГАТЕЛЯ 6ЧРН 36/45
В статье приводится один из способов пневматического торможения главного двигателя без применения контрвоздуха и механических тормозов. Эффект торможения достигается за счёт декомпрессии рабочихг цилиндров и перетекания рабочего воздуха из одного цилиндра в другой через пусковую магистраль и открытые пусковые и выпускные клапаны.
Современные речные транспортные суда с главными двигателями 6ЧРН36/45 не удовлетворяют требованиям Речного Регистра в части выполнения маневра экстренного реверса двигателя на ходу судна за 25 с. Продолжительность такого маневра, как правило, составляет более 2 мин. Большая часть времени при этом затрачивается на остановку двигателя, коленчатый вал которого совместно с валопроводом и гребным винтом вращается в турбинном режиме. Для торможения двигателя штатными системами управления предусматривается использование контрвоздуха и механических тормозов. Однако, их применение не дает требуемого эффекта вследствие наличия конструктивных недостатков в штатных пусковых системах двигателей.
Основным конструктивным недостатком штатной пусковой системы двигателей 6ЧРН36/45 является большая протяженность импульсных трубопроводов, идущих от воздухораспределителя к управляющим полостям пусковых клапанов. Длина импульсных трубопроводов доходит до 6 м. В результате этого замедляются процессы наполнения и разгрузки управляющих полостей пусковых клапанов, что приводит к снижению быстродействия при их срабатывании.
При пуске двигателя, когда частота вращения коленчатого вала не превышает 30-50 мин-1, указанный недостаток не оказывает существенного влияния на качество работы пусковой системы. Однако при торможении двигателя контрвоздухом, когда частота вращения коленчатого вала составляет 120-130 мин-1 происходит значительное запаздывание срабатывания пусковых клапанов. Осциллографирование процессов, протекающих в пусковой системе двигателя 6ЧРН36/45 при торможении контрвоздухом показывает, что пусковые клапаны открываются с опозданием на 20...40, а закрываются с опозданием на 100...200 и более градусов поворота коленчатого вала (п.к.в.) [1]. В результате этого, фактические фазы работы пусковых клапанов значительно смещаются в сторону запаздывания относительно своих геометрических фаз и контрвоздух подается в цилиндры двигателя несвоевременно.
Кроме этого, по причине замедленной разгрузки управляющих полостей пусковые клапаны повторно открываются на такте расширения, сжатый воздух из пусковой магистрали снова подается в рабочие цилиндры и тем сямым подкручивает коленчатый вал в прежнем направлении.
Существенным недостатком штатной пусковой системы двигателя является то, что при торможении контрвоздухом пусковые клапаны самопроизвольно захлопываются на такте сжатия. В результате этого в конце такта сжатия в цилиндре возникает давление, превышающее максимальное давление сгорания топлива, что приводит к срабатыванию предохранительных клапанов. Если учесть, что частота вращения вала двигателя при торможении составляет 15...25 % от номинального значения, то можно сделать вывод, что коленчатый вал при этом подвергается значительным механическим перегрузкам по крутящему моменту и крутильным колебаниям. Наряду с этим детали цилиндро-поршневой группы подвергаются высоким термическим напряжениям вследствие расширения пускового воздуха и резкого понижения его температуры. Таким образом, применение контрвоздуха в штатных пусковых системах является неэффективным, приводит к механическим и термическим перегрузкам двигателя, а также к повышенному расходу сжатого воздуха.
В 70-х годах сотрудниками кафедры судовых энергетических установок были предложены устройства, защищенные авторскими свидетельствами на изобретение, повышающие быстродействие штатных пусковых систем: клапаны ускоренной разгрузки и пусковые клапаны с управляющими золотниками. Применение этих устройств позволило приблизить действительные фазы работы пусковых клапанов к геометрическим, устранить самопроизвольное их захлопывание и повторное открытие на линии расширения при торможении двигателя контрвоздухом и сократить время вы-
полнения экстренного реверса до 8... 10 с. Однако, пусковые клапаны с управляющими золотниками технологически сложны в изготовлении, а при установке их на двигателе требуется замена всех штатных пусковых клапанов, что увеличивает стоимость модернизации.
В 90-х годах был предложен принципиально новый способ пневматического торможения главного судового двигателя без применения контрвоздуха и механических тормозов. Эффект торможения достигается за счет декомпрессии рабочих цилиндров и перетекания рабочего воздуха из одного цилиндра в другой через пусковую магистраль и открытые пусковые и выпускные клапаны.
Разработанное устройство подключается к штатной пусковой системе двигателя и функционирует автономно. Устройство содержит один дополнительный стандартный клапан РПК 25/80, который устанавливается на входной полости главного пускового клапана и сообщается трубопроводом со штатным воздухораспределителем через перекидной клапан. Идея работы устройства заключается в том, чтобы управлять открытием пусковых клапанов при закрытом главном пусковом клапане. Пусковая магистраль при этом остается без сжатого воздуха и используется для перетекания воздуха в момент декомпрессии цилиндра.
При нормальном пуске или реверсе двигателя работает только штатная пусковая система. Запуск двигателя осуществляется в обычном порядке. При экстренном реверсе двигателя ручка управления системы ДАУ переводится в положение «Стоп». Устройство экстренного торможения включается в действие путем подачи управляющего сигнала на клапан РПК 25/80, который открывается и обеспечивает подачу сжатого воздуха на штатный воздухораспределитель. Так как распределительный вал двигателя находится в положении переднего хода (порядок работы цилиндров на передний ход 1 - 4 - 2 - 6 - 3 - 5), то воздухораспределитель управляет открытием пусковых клапанов в соответствии с геометрическими фазами газораспределения для переднего хода.
Команда на открытие пу скового клапана подается в конце такта сжатия за 5° п. к.в. до ВМТ, а команда на закрытие - при 130° п.к.в, за ВМТ. Однако, вследствие запаздывания команд, пусковые клапаны открываются при 20...40° п.к.в. за ВМТ, а закрываются при 230...3000 п.к.в. за ВМТ. Таким образом, в момент открытия пускового клапана, например, в 4-м цилиндре, предшествующий пусковой клапан в 1-м цилиндре еще находится в открытом состоянии, вместе с этим в 1-м цилиндре при 135° п.к.в. за ВМТ открывается выпускной клапан и на протяжении 100... 170° п.к.в. все три клапана остаются в открытом состоянии. Поэтому воздух, сжатый до давления 1500-2000 кПа, из 4-го цилиндра попадает в пусковую магистраль, затем перетекает в 1-й цилиндр и выбрасывается через открытый выпускной клапан в выпускной коллектор двигателя.
При дальнейшем движении поршня к НМТ в 4 цилиндре возникает частичное разрежение.
Таким образом, в результате естественных процессов сжатия воздуха и декомпрессии цилиндров в начале такта расширения, на коленчатом валу двигателя возникает тормозной момент, позволяющий эффективно гасить энергию турбинного режима гребного винта.
Испытания разработанного устройства были выполнены на главных двигателях 6ЧРН36/45 судов различных проектов: пр. 507Б «Волго-Дон 223», пр. Р 19 «В. Труба-чев», пр.302 «Д. Фурманов», пр. Н-3290 «ОТ-2423». Результаты испытаний подтвердили теоретические исследования. Продолжительность торможения одного двигателя на полном ходу судна сократилась до 10 с., продолжительность выполнения маневра экстренного реверса уменьшилась до 22 с.
В последующие навигации разработанное устройство прошло опытную эксплуатацию на пяти судах пр. Р 19, трех судах пр. 507Б, двух судах пр. 302. Результаты опытной эксплуатации подтвердили высокую эффективность и надежность работы
устройства.
Устройство имеет простую конструкцию, легко монтируется на базе штатной пусковой системы двигателя, функционирует автономно, не требует специальной регулировки. Устройство исключает механические перегрузки двигателя, которые имеют место при торможении двигателя контрвоздухом и обеспечивает «мягкое» пневматическое торможение. Система удобна в эксплуатации, так как позволяет быстро останавливать двигатель, как при реверсировании, так и при обычной остановке. Система повышает надежность экстренного реверса, что имеет важный психологический фактор для судоводителей, так как позволяет им уверенно действовать при маневрировании в сложной навигационной обстановке.
Слисок литературы
[1] Горелкин В.И. Реверсирование судовых автоматизированньгх дизелей. - М.: Транспорт, 1984 - 160 с.
DEVICE FOR URGENT RETARDING OF 36/45 SHIP MAIN ENGINE
V. /. Gorelkin, V. L. Ponomariev
One of methods of pneumatik retarding of ship main engine without usage of counter air and mechanical brakes is deseribed. The retarding effect is gained due to decompression of cylinders and flow of actuating air from one cylinder to another trough inlet manifold and inlet and outlet valves.
УДК 629.12.015
Н. Л. Пономарёв, к. т. н„ доцент, ВГАВТ.
603600,Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ЯКОРЯ ДЛЯ ПЛАВУЧИХ НАВИГАЦИОННЫХ ЗНАКОВ
Дама оценка эксплуатационных качеств якорей, используемых для плавучих навигационных знаков на водохранилищах и речных участках.
Рассмотрены возможные направления совершенствования сегментного якоря или его замены.
Предлагается новая конструкция якоря, зарывающегося в грунт одной-двумя лапами и сохраняющего держащие свойства при любом направлении усилия.
Иле я коренным образом усовершенствовать якорь для плавучих знаков навигационной обстановки была высказана д. т. н. профессором Н.В. Лукиным в 1995 году, незадолго до его трагической гибели...
В настоящее время на внутренних водных путях используются металлические буи четырёх типоразмеров: речные (2-го н 4-го типоразмеров), озёрно-речные (5-го) и озёрные (6-го). Всё большее применение находят непотопляемые пластмассовые буи (типоразмер 5* - для крупных рек). Для удержания буёв в основном используются сегментные якоря. Некоторые показатели применяемых буёв и якорей приведены в табл. 1.
