Εγκαταστάσεις 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 1 Θέμα Μιχάλης Φωτεινός (ΥΔ) Γραφείο Α8, 210-7721132 m.foteinos@lme.ntua.gr
Διανομή Σημειώσεων, Βοηθημάτων 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 2 web site
31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 3 Εγκαταστάσεις Ιστοσελίδα μαθήματος - πλοήγηση http:// 1 Academic info 2 3 Εγκαταστάσεις πρόωσης 4 Προσφερόμενα μαθήματα Παρουσιάσεις, Βοηθήματα, Video Διαλέξεων, Άρθρα, Ασκήσεις
Παρουσιάσεις, Video Διαλέξεων, Οδηγίες Θέματος, Βοηθήματα, Άρθρα 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 4
Θέμα επιλογής και μελέτης κινητήρα Ζητείται η εκπόνηση μίας πλήρους τεχνικής έκθεσης 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 5 Αντικείμενο της τεχνικής έκθεσης είναι η μελέτη μίας πλήρους εγκατάστασης πρόωσης πλοίου. Συγκεκριμένα ζητείται: Επιλογή προωστήριας μηχανής Επιλογή ηλεκτροπαραγωγού ζεύγους Επιλογή συστήματος εκκινήσεως Κύριας μηχανής Θερμικός Ισολογισμός της Κ.Μ. στο σημείο ΜΣΙ Διαστασιολόγηση αξονικού συστήματος Σκαρίφημα μηχανοστασίου Τεχνοοικονομική μελέτη Βαρύτητα Θέματος:20% επί του τελικού Βαθμού
Θέμα - Εκφώνηση 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 6 Κάθε σπουδαστής επιλέγει από τον Πίνακα ΜΣΙ 2016 2017 την Μέγιστη Συνεχή Ισχύ (ΜΣΙ) άξονα και τις αντίστοιχες στροφές της έλικας που απαιτούνται για την επίτευξη της ταχύτητας υπηρεσίας από πλοίο στη ρυπασμένη κατάσταση. Στη δοθείσα ισχύ περιλαμβάνεται προσαύξηση 25% ενώ, οι στροφές περιλαμβάνουν προσαύξηση 3.1% και τα δύο σε σχέση με τα αντίστοιχα μεγέθη για καθαρή γάστρα και έλικα και ήρεμη θάλασσα.
Θέμα Πίνακας ΜΣΙ 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 7 Αρχικό γράμμα ονόματος ή επωνύμου Ισχύς / γράμμα P [kw] Στροφές έλικας [rpm] Γράμμα επωνύμου Τύπος πλοίου Γράμμα επωνύμου Α 12000 96 Τ Β 9000 114 Ε Γ 4500 132 ΓΦ Δ 8000 102 ΓΦ Ε 21000 82 Τ Ζ 13000 98 Τ Η 22000 88 ΓΦ Θ 18500 84 C Ι 11000 112 Τ Κ 25000 82 C Λ 7500 116 Τ Μ 27000 76 Τ Ν 1800 138 Τ Ξ 17000 92 ΓΦ Ο 15000 95 Τ Π 3000 128 Τ Ρ 15000 90 Τ Σ 16000 90 C Τ 12000 102 ΓΦ Υ 31000 80 Τ Φ 4200 134 Ε Χ 5500 144 ΓΦ Ψ 18000 88 ΓΦ Ω 21000 84 Τ Συνολική Ισχύς =P ΕΠΩΝ + P ΟΝΟΜ Ε: Επιβατηγό/Οχηματαγωγό ΓΦ: Γενικού Φορτίου Τ: Tanker C: Containership
Θέμα Eρωτήματα 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 8 1. Να επιλεγεί κατάλληλος Κινητήρας Diesel ως κύρια μηχανή (ΚΜ) πρόωσης. 2. Να επιλεγεί κατάλληλος Μειωτήρας εφ όσον απαιτείται. 3. Να εκτιμηθεί το απαιτούμενο ηλεκτρικό φορτίο υπηρεσίας του πλοίου και να εκλεγούν ηλεκτροκινητήρες, σε κατάλληλη διάταξη, για την εξυπηρέτηση του φορτίου αυτού. 4. Εφ όσον επιλεγεί βραδύστροφος 2 Χ κινητήρας, να σχεδιαστεί το Διάγραμμα Περιοχής Λειτουργίας του και να σημειωθούν τα δύο σημεία απαιτήσεων μέσα σ αυτό.
Θέμα Eρωτήματα 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 9 5. Να χαραχθούν οι δύο χαρακτηριστικές αντιστάσεως (καθαρή και ρυπασμένη κατάσταση) και το Διάγραμμα Φορτίσεως της ΚΜ. Αν σε θάλασσα με ισχυρούς κυματισμούς προβλέπεται (για τη ρυπασμένη κατάσταση) αύξηση της απαίτησης σε ισχύ πρόωσης της έλικας κατά 20%, να βρεθεί η περιστροφική ταχύτητα την οποία μπορεί, στις συνθήκες αυτές, να αναπτύξει η έλικα του πλοίου χωρίς υπερφόρτιση του κινητήρα. 6. Τα χαρακτηριστικά του συστήματος εκκινήσεως της ΚΜ. 7. Ο θερμικός ισολογισμός της ΚΜ στη ΜΣΙ και η διαθέσιμη από τα καυσαέρια θερμότητα (σε kj/h) για την παραγωγή ατμού σε λέβητα καυσαερίων.
Θέμα Eρωτήματα 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 10
Θέμα Eρωτήματα 11. Η ημερήσια κατανάλωση καυσίμου και λιπαντικών (kg/24h) 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 11 12. Να υπολογιστούν τα παρακάτω τεχνο οικονομικά στοιχεία ανά έτος για σενάριο λειτουργίας που θα εκλέξει κάθε σπουδαστής: (α) Κόστος κτήσης ΚΜ (β) Κόστος συντήρησης ΚΜ (γ) Κόστος καυσίμου (δ) Κόστος λιπαντικών Δίδονται οι παρακάτω τρέχουσες τιμές: Κόστος κτήσης Κ.Μ. Κόστος συντήρησης Κ.Μ. Κόστος πετρελαίου IFO 380 (RMG 35) Κόστος πετρελαίου IFO 180 (RMG 25) Κόστος πετρελαίου MDO (DMB) Κόστος πετρελαίου MGO (DMA) Κόστος κυλινδρελαίου Κόστος ελαίου συστήματος 2Χ: 400 $/kw 4Χ: 500 $ / kw 2Χ: 0.004 $/kwh 4Χ: 0.005 $/kwh 530 $/t 570 $/t 900 $/t 950 $/t 4400 $/t 5180 $/t
1. Επιλογή Κύριας Μηχανής 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 12
1. Επιλογή Κύριας Μηχανής 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 13 Με γνώση των παραπάνω μπορούμε να υπολογίσουμε τον συντελεστή C για το νόμο της έλικας και συνεπώς να χαράξουμε τις καμπύλες για κάθε κατάσταση.
Κατάλογοι Κατασκευαστών 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 14
Κατάλογοι Κατασκευαστών 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 15
1. Επιλογή Κύριας Μηχανής Τρεις υποψήφιοι κινητήρες A,B,C. Επιλογή ενός ώστε να καλύπτονται οι απαιτήσεις. 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 16 Engine Power (kw) 2.4 x 104 2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 Engine A Clean Hull and Calm Weather Operating Point Fouled Hull Operating Point Engine B Engine C Layout Diagram 65 70 75 80 85 90 Engine Speed (rpm)
1. Επιλογή Κύριας Μηχανής 2.4 x 104 Layout Diagram 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 17 Engine Power (kw) 2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 L3 Layout Diagram Clean Hull and Calm Weather Operating Point Fouled Hull Operating Point L1 L2 L4 1 65 70 75 80 85 90 95 Engine Speed (RPM)
Θέμα Υποδείξεις 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 18
2. Επιλογή Μειωτήρα εφ όσον απαιτείται 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 19
3. Εγκατάσταση Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 20
Θέμα Υποδείξεις 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 21 Σχ.6: Απαίτηση Ισχύος βοηθητικών μηχανημάτων για διάφορους τύπους πλοίων Link to file (dieselduck.com)
4. Διάγραμμα Περιοχής Λειτουργίας Κ.Μ. 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 22 Engine Power (kw) 2.4 x 104 Layout Diagram Layout Diagram L1 Clean Hull and Calm Weather Operating Point 2.2 Fouled Hull Operating Point 2 1.8 1.6 1.4 L3 L2 1.2 L4 1 65 70 75 80 85 90 95 Engine Speed (RPM) Engine Speed Engine Power L1 Ν L1 P L1 L2 Ν L2 =Ν L1 P L2 L3 Ν L3 P L3 L4 Ν L4 =Ν L3 P L4
5. Διάγραμμα Φόρτισης Κύριας Μηχανής 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 23 Το διάγραμμα φόρτισης χαράσσεται με τη βοήθεια του project guide του κατασκευαστή. Οι χαρακτηριστικές Αντίστασης σχεδιάζονται με βάση το Νόμο της Έλικας: P=C N 3 για: Καθαρή γάστρα και ήρεμη θάλασσα Ρυπασμένη γάστρα και ήρεμη θάλασσα Ρυπασμένη γάστρα και ισχυρούς κυματισμούς (αύξηση απαίτησης ισχύος πρόωσης κατά 20%) Σημείωση: Οι τρείς συντελεστές αντίστασης C θα πρέπει να προσδιοριστούν με ακρίβεια τουλάχιστον τριών δεκαδικών ψηφίων
5. Διάγραμμα Φόρτισης Κύριας Μηχανής 3.5 x 104 Load Diagram, 2-Stroke Engine 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 24 POWER (kw) 3 2.5 2 1.5 1 0.5 Fouled Hull Operating Point (MCR) Clean Hull & Calm Weather Operating Point Engine Load Diagram - 2nd deg. curve (Torque-Speed Limit) Engine Load Diagram - lines (Engine limit) Fouled Hull Prop. Curve Clean Hull & Calm Weather Prop. Curve Fouled Hull & Heavy Weather Prop. Curve Fouled Hull & Heavy Weather Overloading Limit 0 55 60 65 70 75 80 85 90 95 SPEED (rpm)
5. Διάγραμμα Φόρτισης Κύριας Μηχανής 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 25 Το ζητούμενο όριο υπερφόρτισης του κινητήρα προσδιορίζεται: Γραφικά από το διάγραμμα φόρτισης ή Αναλυτικά ως σημείο τομής καμπυλών
6. Σύστημα Εκκίνησης Κύριας Μηχανής 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 26
6. Σύστημα Εκκίνησης Κύριας Μηχανής 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 27 Από το Project Guide του κινητήρα καθορίζονται: Ποσότητα εισερχόμενου αέρα Πίεση συμπιεσμένου αέρα Όγκος αεροφυλακίων Από τη σχέση: V AIR,COMP =1.7 V REC (p 9) (Συστήματα και Βοηθητικά Μηχανήματα Πλοίου σελ.64) προσδιορίζεται η παροχή κάθε συμπιεστή Με βάση τα παραπάνω γίνεται η επιλογή συμπιεστών και αεροφυλακίων Έλεγχος της συνολικής ισχύος των συμπιεστών με τη σχέση: (Συστήματα και Βοηθητικά. n-1 n n N=pV(ψ ) Μηχανήματα Πλοίου σελ.65) i i -1 n-1
7. Θερμικός Ισολογισμός Κύριας Μηχανής 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 28
8. Διαστασιολόγηση αξονικού συστήματος 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 29 Ζητείται η διαστασιολόγηση του αξονικού συστήματος Μήκος και διάμετρος αξόνων Αριθμός και θέση εδράνων Η διαστασιολόγηση να γίνει με κανονισμούς νηογνώμονα (π.χ. LRS ή άλλου). Απαιτείται να αναγράφεται η πηγή τόσο των κανονισμών (π.χ. LRS Shafting Rules 2013) όσο και των τύπων που λαμβάνονται υπόψη κατά τον υπολογισμό (π.χ. Chapter 5, Page 12). Σε μία τεχνική έκθεση αναγράφεται η πηγή για οτιδήποτε έχουμε λάβει από κάποιον τρίτο (π.χ. τύπους, διαγράμματα, σχήματα κλπ)
10. Σκαρίφημα Γενικής Διάταξης Μηχανοστασίου Παράδειγμα Πλάγιας όψης Μηχανοστασίου 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 30
Θέμα Υποδείξεις Παράδειγμα κάτοψης Μηχανοστασίου 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 31
Θέμα Υποδείξεις Παράδειγμα Πλάγιας όψης Μηχανοστασίου 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 32
31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 33 Εγκαταστάσεις Θέμα Διαδικασία 1. Απαιτείται τουλάχιστον μία υπογραφή κατά τη διάρκεια της εκπόνησης του Θέματος (ερωτήματα 1 5) 2. Εμπρόθεσμη παράδοση του Θέματος: απαραίτητη προϋπόθεση για συμμετοχή στις εξετάσεις Φεβρουαρίου ή/και Σεπτεμβρίου 3. Παράδοση: Ημέρα Γραπτής Εξέτασης 4. Ώρες γραφείου Α8: ΔΕ: 15:00 16:00, ΠΑΡ: 13:00 14:00
Θέμα Παρατηρήσεις 31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 34 Χρήση MATLAB για υπολογισμούς, διαγράμματα Σχολιασμός επιλογών και αναφορά πηγών Χρήση MS Word, Latex με Εξώφυλλο, Περίληψη, περιεχόμενα, Εισαγωγή header/footer, αριθμό σελίδων αρίθμηση & λεζάντες σε εικόνες/πίνακες, παραπομπές παραρτήματα με στοιχεία εξοπλισμού (οχι printscreen) γραμματοσειρά Times New Roman/12 Χρήση AUTOCAD για σκαρίφημα (OXI PRINTSCREEN)
31/10/2016 Εγκαταστάσεις Μ. Φωτεινός Page 35 ΤΕΛΟΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ