Судовые установки

Следует сказать, что использование холодильных машин на судах не ограничивается перечисленными областями их применения. В некоторых случаях холодильные машины используются для охлаждения питьевой воды, грузовых танков бензиновозов и спиртовозов, для создания искусственных катков на крупных пассажирских лайнерах и других целей.

Перспективно использование холодильных машин для опреснения забо

ртной воды путем вымораживания из нее кристаллов пресного льда.

Для получения пресной воды, а также отопления помещений весьма эффективно применение на-некоторых судах холодильных машин, работающих по циклу теплового насоса, так как в этом случае количество тепла, выдаваемого машиной, в несколько раз больше теплового эквивалента затрачиваемой электроэнергии.

В последние годы ведутся исследования по использованию холодильных машин в составе судовых энергетических установок для повышения их мощности и экономичности. Здесь намечаются два пути.

Первый путь — использование отбросного тепла для охлаждения трюмов и получения холода для систем кондиционирования воздуха с помощью так называемых теплоиспользующих холодильных машин, а также для получения дополнительной энергии в прямых циклах, где рабочим делом являются холодильные агенты.

Второй путь — охлаждение воздуха, подаваемого для сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинных установках (ГТУ). Так, испытания дизеля Д-50 показали, что при охлаждении наддувочного воздуха, имеющего давление 2 кГ/см2, до 5° С мощность повысилась с 1200 до 1800 э. л. с. Эффективность применения холодильных машин для этих целей значительно возрастает, если холодильные машины работают за счет тепла отработавших газов.

Приведенными примерами не исчерпываются все возможности использования холодильных машин на судах. Развивающаяся газовая промышленность требует перевозки сжиженных газов (пропана, бутана, метана и т. д.), что выгоднее осуществлять без избыточного давления в емкостях, а для этого необходимо охлаждение газа до весьма низких температур, примерно до —160° С. В этом случае используют каскадные холодильные машины, которые, несмотря на значительные габариты и вес, оправдывают себя, так как перевозка газа под высоким давлением требует стальных танков с большой толщиной стенок. Кроме того, благодаря искусственному охлаждению значительно сокращаются потери газа.

Судовые холодильные установки, как и энергетические, в отличие от стационарных имеют ряд особенностей в отношении общего расположения охлаждаемых помещений, размещения оборудования и выбора его типа.

При проектировании и постройке стационарных холодильников желательно придавать им форму куба, чтобы при наибольшей емкости получить минимальную величину внешних ограждающих поверхностей. На судах общее расположение охлаждаемых грузовых помещений, соотношение их размеров и форма зависят от соотношения размеров корпуса судна и его формы, которые определяются мореходными качествами судна, необходимой прочностью корпуса, его живучестью, районом плавания и многими другими факторами. И все же при проектировании грузовых рефрижераторных судов следует по возможности стремиться к наиболее выгодному соотношению между объемом грузовых помещений и размерами ограждающих поверхностей.

На судах, где производят термическую обработку груза, расход холода через внешние ограждения по сравнению с расходом холода на охлаждение и особенно замораживание сравнительно мал, поэтому высказанные выше соображения имеют меньшее значение. В этом случае при выборе общего расположения грузовых охлаждаемых помещений следует считаться с поточностью технологического процесса и грузовых операций, производимых на судне.

Холодопроизводительность установки должна обеспечивать все статьи расхода холода на судах, причем наличие отдельных статей и их удельный вес зависят от назначения и типа судна.

Расход холода через изоляцию слагается из расхода холода через отдельные изолированные ограждения и зависит от их размеров, коэффициентов теплопередачи и разности температур между окружающими данную конструкцию средами. Таким образом, эта статья расхода холода может быть найдена из выражения

Q1 = kFt + kлинPt + qп ккал/час,

гдеk — коэффициент теплопередачи отдельных изоляционных конструкций, ккал/м2 час град;

F — поверхность конструкций, м2;

kлин — линейный коэффициент теплопередачи на отдельных участках промежуточных палуб или переборок, ккал/м час град;

P — длина отдельных участков, м;

t — соответствующий этим участкам перепад температур,град.;

qп — теплоприток через один пиллерс, ккал/час.

Температура внутри охлаждаемых помещений tT выбирается в зависимости от рода перевозимого груза. Наружная температура ограждающих поверхностей tн выбирается в зависимости от средней температуры окружающей среды в наиболее теплое для данного района плавания время года. Температура настила второго дна и обшивки подводной части бортов принимается равной температуре забортной воды tw, а внешняя температура конструкций, граничащих с внутренними помещениями судна,— температуре этих помещений.

Несколько иначе обстоит дело с выбором температуры внешней поверхности открытой палубы и надводных бортов, подверженных солнечной радиации. Приближенный учет влияния солнечной радиации на температуру палубы и бортов применительно к рефрижераторным судам был произведен С. Д. Левен-соном и В. С. Мартыновским.

Если пренебречь отводом тепла по обшивке бортов в воду, то баланс тепла, отнесенный к 1м2 палубы,

qs = q1+ q2 ккал/м2 час,

где qs — количество излучаемого тепла на 1м2;

q1— тепло, отдаваемое палубой наружному воздуху;

q2— тепло, проходящее внутрь трюма. Величины q1 и q2 находят из выражений

q1 =  (tп — th); q2 = k (tп — tт)

где  — коэффициент теплоотдачи от поверхности палубы к наружному воздуху, ккал/м2 час град;

k — коэффициент теплопередачи изоляции палубы, ккал/м2час град;

tп , th и tт — соответственно наружная температура палубы, наружного воздуха и трюма, оC.

Опытные данные о влиянии солнечной радиации на тепло-притоки в трюмы рефрижераторных судов практически отсут­ствуют. Предварительные наблюдения, проведенные ЛКИ в ав­густе на среднем рыбопромысловом траулере в южной части Каспийского моря, показали, что температура надводного борта при небольшой его высоте (около 1м) практически была равна температуре забортной воды; среднесуточная температура палубы при ширине ее 8 ж была на 50C выше среднесуточной температуры воздуха.

Расход холода на охлаждение и замораживание груза. При расчете судовых холодильных установок транспортных рефрижераторных судов эту статью расхода холода обычно не учитывают, так как такие суда, как правило, принимают груз, уже охлажденный или замороженный в береговых холодильниках или на специальных судах. Эту статью расхода холода обычно учитывают на судах, где наряду с про­мыслом производится также переработка продуктов промысла (рыбопромысловые траулеры, боты, китобойные базы и др.). При небольшой продолжительности рейса (5—10 суток) обычно ограничиваются охлаждением, а при более длительных рейсах — замораживанием.

 Скачать реферат