ФБОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»
Шифр дисциплины: Б3.Б7
Энергетические комплексы морской техники
Рабочая программа по направлению 180100.62 «Кораблестроение,
океанотехника и объекты морской инфраструктуры»
Профиль “Судовые энергетические установки”
Квалификация - бакалавр
Новосибирск 2013
Рабочая программа составлена доцентом Б.А.Колпаковым на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 180100.62 «Кораблестроение, океанотехника и объекты морской инфраструктуры», профиль “Судовые энергетические установки”
Программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры термодинамики и судовых энергетических установок НГАВТ 11.09.2013 г.
Зав. кафедрой ТиСЭУ
|
|
Б.О.Лебедев
|
Программа согласована:
Декан заочного отделения _____________________ О.Ю Лебедев
Рабочая программа одобрена советом СМФ
27.01.2014 г.
Председатель совета СМФ Д.Л.Лёзин
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Курс «Энергетические комплексы морской техники» (ЭКМТ) является одной из основных профилирующих учебных дисциплин, обеспечивающих подготовку бакалавров по направлению 180100.62 «Кораблестроение, океанотехника и объекты морской инфраструктуры» и дающая знания, необходимые для выполнения проектных, монтажных, научно-исследовательских и ремонтных работ в области морской техники.
Дисциплина базируется на физико-математических и общетехнических предметах: высшая математика, теоретическая механика, техническая физика, вычислительная техника и программирование, сопротивление материалов, детали машин и др.
2 Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к базовому компоненту Профессионального цикла ФГОС ВПО
3 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО):
Профессиональные компетенции (ПК):
ПК-1
|
готов участвовать в разработке проектов судов и средств океанотехники, энергетических установок и функционального оборудования, судовых систем и устройств, систем объектов морской инфраструктуры с учётом технических, эксплуатационных, экономических, технологических, экологических требований
|
ПК-2
|
готов использовать информационные технологии при разработке проектов новых образцов морской техники
|
ПК-3
|
способен применять методы обеспечения технологичности и ремонтопригодности морской техники, уровня унификации и стандартизации
|
ПК14
|
готов участвовать в экспериментальных исследованиях мореходных, технических и эксплуатационных характеристик и свойств морской техники, систем объектов морской инфраструктуры, включая использование готовых методов, технических средств и оборудования, а также обработку полученных результатов
|
ПК-17
|
Готов участвовать научно-исследованиях основных объектов, явлений и процессов, связанных с конкретной областью специальной подготовки
|
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
классификацию и показатели судовых энергетических установок;
назначение, применение, классификацию рабочих веществ, применяемых на объектах морской техники;
типы, состав и особенности главных СЭУ
типы, состав и особенности вспомогательных установок на морских и речных объектах;
аналитические методы решения задач по расчету элементов СЭУ на ЭВМ;
правила графического изображения и оформления документации с учетом новых компьютерных систем и программ;
перспективы развития морской техники;
Уметь:
строить технические схемы и чертежи;
определять основные показатели судовых энергетических установок;
определять параметры и запасы рабочих жидкостей и газов;
выбирать состав главной установки и вспомогательных механизмов;
разрабатывать и изображать на чертежах общие планы машинного отделения;
разрабатывать и изображать судовые системы
Владеть:
навыками чтения схем механизма;
методами расчета и выбора судового оборудования;
методами анализа при комплектации СЭУ;
методами защиты окружающей среды на стадии проектирования.
4 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Общая трудоемкость учебной дисциплины составляет: 4 зачетных
единицы
Вид учебной работы
|
Очное обучение (О)
|
Заочное обучение (З)
|
Всего часов
|
Семестры
|
Курс
|
5
|
6
|
4
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
144
|
72
|
72
|
144
|
Аудиторные занятия
|
66
|
36
|
30
|
16
|
Лекции
|
33
|
18
|
15
|
8
|
Практические занятия (ПЗ)
|
15
|
|
15
|
4
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
18
|
18
|
|
4
|
Самостоятельная работа
|
42
|
36
|
6
|
92
|
Изучение литературы теоретического курса
|
32
|
26
|
6
|
46
|
Курсовой проект (работа)
|
|
|
|
|
Расчетно-графические работы (рефераты)
|
10
|
10
|
|
10
|
Вид аттестации
|
|
зачёт
|
экзамен
|
экзамен
|
Подготовка к экзамену
|
36
|
|
36
|
36
|
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1 Разделы, темы дисциплины и виды занятий
Раздел и тема
дисциплины
|
Лекции
|
ПЗ
|
ЛР
|
СР
|
О
|
З
|
О
|
З
|
О
|
З
|
О
|
З
|
5 семестр
|
Раздел1: Главные энергетические комплексы (ГЭК) плавучих объектов
|
Тема 1.1 Типы объектов морской и речной техники и особенности их СЭУ
|
|
|
|
2
|
2
|
|
4
|
4
|
Тема 1.2 Состав судового энергетического комплекса (ЭК)
|
4
|
|
|
|
2
|
|
4
|
4
|
Тема 1.3 Типы тепловых двигателей, применяемых в главных энергетических комплексах (ГЭК)
|
6
|
2
|
|
|
4
|
|
6
|
4
|
Тема 1.4 Системы, обслуживающие ГЭК
|
4
|
|
|
2
|
4
|
|
4
|
4
|
Тема 1.5 Передача мощности в ГЭК морских и речных объектов
|
2
|
2
|
|
|
2
|
|
4
|
4
|
Тема 1.6 Движители и рабочие органы технических судов
|
2
|
|
|
|
|
|
|
2
|
Раздел 2 Рабочие жидкости и газы, используемые на плавобъектах
|
Тема 2.1 Жидкости: топлива, смазочные масла, вода, пенообразователи
|
|
|
|
|
2
|
2
|
4
|
4
|
Тема 2.2 Газообразные и парообразные вещества: сжатый воздух, углекислый газ, азот и хладоны,
|
|
|
|
|
2
|
|
4
|
2
|
|
18
|
|
|
|
18
|
|
36
|
|
6 семестр
|
Раздел 3 Вспомогательные теплоэнергетические комплексы
|
Тема 3.1 Общая схема получения и потребления теплоты
|
2
|
2
|
|
|
|
|
1
|
|
Тема 3.2 Котельные установки. Типы котлов и их устройство.
|
3
|
|
3
|
|
|
|
2
|
4
|
Тема 3.3 Утилизация теплоты на морских и речных объектах
|
2
|
|
2
|
|
|
2
|
2
|
4
|
Тема 3.4 Потребители тепловой энергии
|
1
|
|
|
|
|
|
4
|
4
|
Раздел 4 Электроэнергетические вспомогательные комплексы
|
Тема 4.1 Общая схема электроснабжения судна
|
1
|
2
|
|
|
|
|
|
4
|
Тема 4.2 Состав судовых электростанций
|
1
|
|
2
|
|
|
|
4
|
4
|
Тема 4.3 Палубные потребители электроэнергии
|
1
|
|
|
|
|
|
1
|
4
|
Тема 4.4 Трюмные потребители электроэнергии
|
1
|
|
|
|
|
|
1
|
4
|
Тема 4.5 Методики оценки мощности судовой электростанции
|
1
|
|
4
|
|
|
|
|
4
|
Раздел 5 Холодильные комплексы морских и речных плавучих объектов
|
Тема 5.1 Принципы и схемы получения холода [1,2].
|
1
|
|
4
|
|
|
|
2
|
4
|
Тема 5.2 Холодильное оборудование газовозов
|
1
|
|
|
|
|
|
|
4
|
Всего за семестр
|
15
|
|
15
|
|
|
|
6
|
|
Всего по курсу
|
33
|
|
15
|
|
18
|
|
42
|
|
5.2 Содержание разделов и тем дисциплины
ПЯТЫЙ СЕМЕСТР
Раздел1: Главные энергетические комплексы (ГЭК) плавучих объектов
Тема 1.1 Типы объектов морской и речной техники и особенности их СЭУ [1,2,9]
Транспортные грузовые и пассажирские суда. Суда технического флота. Спасательные, ледокольные и пожарные суда. Несамоходные суда – баржи, дебаркадеры, плавучие электростанции и мастерские. Доки, судоподъемники, плавкраны. Плавучие морские объекты: бурильные платформы, кабелеукладчики, трубоукладчики.
Тема 1.2 Состав судового энергетического комплекса (ЭК).[1,2,9]
Главные и вспомогательные энергетические комплексы. Назначение и классификация главного энергетического комплекса (ГЭК) самоходных судов. ГЭК на технологических судах – земснарядах, кранах, трубоукладчиках. Структурные схемы ГЭК на разных морских объектах и энергетические схемы преобразования энергии. Схемы преобразования энергии в отдельных механизмах, агрегатах и комплексах судовой установки.
Тема 1.3 Типы тепловых двигателей, применяемых в главных энергетических комплексах [1,2,4,5,6]
Типы судовых ДВС. Классификация дизелей. Оценка возможности применения высокооборотных, среднеоборотных и малооборотных дизелей на судах разного назначения. Возможные схемы повышения эффективности судовых ДВС.
Судовые паротурбинные установки – принцип действия, области применения. Тепловые схемы ПТУ и области применения. Перспективы их использования на судах
Судовые газотурбинные установки. Типы ГТД, применяемые на пассажирских судах и плавучих электростанциях. Возможности повышения эффективности ГТД.
Судовые комбинированные установки. Тепловые схемы и области применения. Разнотипные комбинированные установки из ДВС, ГТД и ПТУ. Перспективы их применения на судах.
Судовые атомные установки.
Тепловые схемы атомных судовых установок. Использование АСТ на ледоколах и энергоблоках. Перспективы применения атомных установок.
Тема 1.4 Системы, обслуживающие ГЭК [1,2, 3,8]
Топливная система. Масляная система. Система сжатого воздуха. Система газовыпуска. Система охлаждения дейдвуда.
Тема 1.5 Передача мощности в СЭУ морских и речных объектов[1,2,4,5,7]
Способы и схемы передачи мощности. Особенности механических, электрических и гидравлических передач.
Тема 1.6 Движители и рабочие органы технических плавобъектов.
Типы гребных винтов – с фиксированным, переменным и регулируемым шагом; открытые и в насадках поворотных и неподвижных. Гребные колёса с поворотными и неповоротными плицами (лопастями). Водомётные движители. Поворотные колонки. Рабочие органы черпаковых и землесосных снарядов. Рабочие органы плавучих кранов.
Раздел 2 Рабочие жидкости и газы, используемые на плавобъектах
Тема 2.1 Жидкости: топлива, смазочные масла, вода, пенообразователи. [1,2,7]
Типы топлив и их основные эксплуатационные характеристики. Особенности использования на судах тяжелых топлив. Типы смазочных масел и области их применения. Вода: питьевая, хозяйственная (мытьевая), техническая, опресненная. Назначение и свойства пенообразователей.
Тема 2.2 Газообразные и парообразные вещества: сжатый воздух, углекислый газ, хладоны, азот, водяной пар [1,2,4,5,7]
Параметры воздуха в судовых пневмосистемах, особенности хранения и получения сжатого воздуха.
Назначение инертных газов – азота и углекислого газа - на судах. Определение их параметров.
Параметры водяного пара, применяемого в судовых устройствах и системах. Способы определения параметров.
ШЕСТОЙ СЕМЕСТР
Раздел 3 Вспомогательные теплоэнергетические комплексы
Тема 3.1 Общая схема получения и потребления теплоты на судне. Источники теплоты. Использование теплоты в системах отопления и горячего водоснабжения, кондиционирования, подогрева вязких жидкостей, подогрева груза в танкерах. [1,2,3,8]
Тема 3.2 Котельные установки, типы котлов и их устройство. Общая схема котельной установки с системами и агрегатами обслуживания. Конструкции котлов. Тепловой баланс котла. Водоподготовка. [1,2,3,4,6]
Тема 3.3 Утилизация теплоты на морских и речных плавобъектах. Возможные схемы утилизации теплоты. Утилизационные котлы. Опреснительные установки. [1,2,7]
Тема 3.4 Потребители тепловой энергии на павобъекте. [1,2,3,4]
Раздел 4 Электроэнергетические вспомогательные комплексы
Тема 4.1 Общая схема электроснаюжения на судне. [1,4]
Источники, распределители и потребители электроэнергии .
Тема 4.2 Состав судовых электростанций. [1,2,6]
Дизель-генераторы, валогенераторы, генераторы с приводом от ГТД, аккумуляторы с зарядными станциями.
Тема 4.3 Палубные потребители электроэнергии. [1,2]
Брашпили, шпили, палубные лебёдки, краны, рулевые машины, люковые закрытия. Подруливающие устройства.
Тема 4.4 Трюмные потребители электроэнергии. Электронасосные агрегаты. Компрессорные агрегаты. [1,2]
Тема 4.5 Бытовые и навигационные потребители электроэнергии. [1,2]
Тема 4.6 Методики оценки мощности судовой электростанции[1,2,11]
Раздел 5 Холодильные комплексы плавучих технических объектов
Тема 5.1 Принципы и схемы получения холода [5,7].
Компрессорные холодильные машины. Абсорбционные холодильные машины. Системы охлаждения рефрижераторных трюмов
Тема 5.2 Холодильное оборудование газовозов[5,7].
Принципы перевозки сжиженных газов. Схемы охлаждения газовых ёмкостей.
5.3 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи
№ в УП
|
Наименование обеспечиваемых дисциплин
|
№№ разделов дисциплины (из табл. 5.1), необходимых для изучения обеспечиваемой дисциплины
|
Б-3.В.ОД.3
|
Системы СЭУ
|
4.1
|
4.2
|
4.3
|
4.4
|
5.1
|
|
|
|
|
Б-3.В.ДВ.1
|
Суд.холод.установки
|
5.1
|
|
5.2
|
|
|
|
|
|
|
Б-3.В.ДВ.4
|
Проектирование СЭУ
|
1.2
|
1.3
|
1.4
|
3.1
|
3.2
|
4.1
|
4.2
|
4.3
|
4.4
|
Б-3.В.ДВ.5
|
Основы экспл.СЭУ
|
2.1
|
2,2
|
3.1
|
3,2
|
4.1
|
4.2
|
4.3
|
4.4
|
5.1
|
Б-3.В.8
|
Технология создания морской техники
|
1.1
|
1.2
|
1.3
|
1.4
|
3.1
|
3.2
|
5.1
|
5.2
|
|
6 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
№ раздела
(темы) дисциплины
|
Наименование лабораторных работ или деловых игр
|
Тема 1.1 Типы объектов морской и речной техники и особенности их СЭУ
|
Анализ особенностей СЭУ различных плавобъектов по плакатам, фото и видеоклипам [1,12,13]
|
Тема 2.1 Жидкости: топлива, смазочные масла, вода, пенообразователи
|
Типы топлив, их характеристики. Типы масел, применяемых в СЭУ. Ознакомление с методами определения технических характеристик нефтепродуктов [12,13]
|
Тема 2.2 Газообразные и парообразные вещества: сжатый воздух, углекислый газ, азот и хладоны,
|
Свойства воздуха, азота и углекислого газа. Методы расчета газов. Хладоны и методы определения технических данных по диаграммам. Вода и водяной пар, определение параметров по таблицам и диаграммам. [5,7]
|
Тема 1.3 Типы тепловых двигателей, применяемых в главных энергетических комплексах (ГЭК)
|
Изучение тепловых схем и конструкций ДВС и газовых турбин: камер сгорания, компрессоров ГТД по плакатам и на натурных образцах. [1, 12,13]
|
Тема 1.4 Системы, обслуживающие ГЭК
|
Изучение схем и методических принципов их расчёта [1,2, 3,8]
|
Тема 1.5 Передача мощности в ГЭК морских и речных объектов
|
Анализ вариантов схем и конструкций передачи мощности. Изучение конструкций элементов валопроводов по альбомам, фото и видеоклипам. [12,13]
|
|
|
7 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
№ раздела
(темы) дисциплины
|
Наименование практических занятий
|
Тема 3.2 Котельные установки, типы котлов и их устройство.
|
Изучение конструкций водотрубных и огнетрубных парогенераторов и водогрейных котлов. [3,4,5]
|
Тема 3.3 Утилизация теплоты на морских и речных плавобъектах.
|
Оценка возможности утилизации теплоты в судовых двигателях и изучение конструкций утилизаторов.Когенерационные установки. [1,2,3,7]
|
Тема 3.3 Потребители тепловой энергии
|
Изучение конструкций подогревателей жидкостей, радиаторов и других теплообменников. Ознакомление с принципами расчета систем отопления и подогрева груза на танкерах. [1,2,3,7]
|
Тема 1.4 Системы, обслуживающие ГЭК
|
Тепловые расчеты при проектировании систем, обслуживающих ГЭК: расчёт однотопливных и двухтопливных систем; расчет масляной системы; расчет системы охлаждения. [7,8]
|
Тема 4.2 Состав судовых электростанций.
Тема 4.6 Методики оценки мощности судовой электростанции
|
Ознакомление с методами расчета судовых электростанций и выбора источников тока. Особенности палубных, трюмных , навигационных потребителей электроэнергии[4]
|
Тема 5.1 Принципы и схемы получения холода
|
Знакомство со схемами получения холода и конструктивными особенностями холодильных машин в лаборатории холодильной техники. [5]
|
8 КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Курсовой проект не предусмотрен.
9 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
9.1 Расчетно-графическая работа, рефераты, контрольные работы
№ раздела
(темы) дисциплины
|
Наименование РГР, реферата
|
Тема 1.2 Состав судового энергетического комплекса (ЭК)
|
Главный энергетический комплекс морского (речного) объекта – реферат.
|
|
|
9.2 Цель, содержание и структура курсовой работы (проекта)
Курсовой проект не предусмотрен.
Наименование раздела
|
Объём
|
Часы
|
Литература
|
графическая
часть
|
текстовая
часть
|
|
|
|
|
|
10 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
10.1 Рекомендуемая литература
а) Основная литература
1 Судовые машины, установки, устройства и системы. Учебник под ред В.М.Харина/ В.М.Харин и др./ Одесса:Феникс, 2010. – 648 с. (20 )
2 Костылев Судовые cистемы. Учебник./И.И.Костылев, В.А.Петухов/ – СПб.; ГМА им.адм. С.О.Макарова. 2010. – 417 с. (10 )
3 Лебедев О.Н. Судовые энергетические установки и их эксплуатация [Текст]: Учеб. для вузов / О.Н. Лебедев, С.А. Калашников. – М.: Транспорт, 1987. – 336с. (200)
4 Конаков Г.А. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота. [Текст]:Учеб. Для вузов. / Г.А.Конаков, Б.В Васильев. – М.: Транспорт, 1980. – 423с.(100 )
5 Ладин Николай Васильевич. Основы теории холодильных машин : учеб. пособие / Н. В. Ладин ; Федер. агентство мор. и реч. трансп., ФГОУ ВПО "ГМА им. адм. С. О. Макарова", Каф. теплотехники, судовых котлов и вспом. установок . - СПб. : Изд-во ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2007. - 48 с. (1)
б) Дополнительная литература
5 Колпаков Б.А. Оборудование судовых энергетических установок и палубные механизмы. Методическое пособие [Текст]/ Б.А.Колпаков, А.А.Мартынов, А.М.Пичурин – Новосибирск: НГАВТ 2004. – 75 с.(100)
6 Колпаков Б.А. Оборудование судовых энергетических установок и палубные механизмы Методическое пособие [Текст]/ Б.А.Колпаков, А.А.Мартынов, А.М.Пичурин – Новосибирск: НГАВТ 2012. – 115 с.(100)
7 Колпаков Б.А. Техническая физика.Часть1 – Теплофизические основы судовой энергетики. Учебное пособие [Текст]/ Б.А.Колпаков, Б.О.Лебедев– Новосибирск: НГАВТ 2003. – 205 с.(200)
8 Колпаков Б.А. Судовые энергетические установки. Метод. указания по выполнению курсового проекта. [Текст]/ Б.А.Колпаков, В.Д.Сисин, А.М.Пичурин, О.Г.Хатеев – Новосибирск: НГАВТ, 2009 – 57с (200)
9 Справочник по серийным транспортным судам. Т.1-3 ЦБНТИ МРФ [Текст]М: “Транспорт”, 1974. 244 с.
10.2 Обязательная литература
11 Российский Речной Регистр. Правила: в 4 т. [Текст]/ Отв. За выпуск В.Т. Огарков. – М.: По Волге, 2002. – 264 с.
Т.1: Положение о классификации судов внутреннего смешанного (река – море) плавания. ПОСЭ. ПТНП. – 264 с.
Т.2: Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания (ПСВП). – 394 с.
Т.3: ПСВП. Энергетические установки и системы. Судовые устройства и снабжение. Электрическое оборудование, средства радиосвязи, навигационное оборудование. – 419 с.
Т.4: Правила классификации и постройки судов смешанного (река – море) плавания. Правила экологической безопасности. – 197 с.
12 Санитарные правила для речных судов СССР [Текст]: Л.: Транспорт, 1987. – 112 с.
13 Наставление по предотвращению загрязнения водных объектов с судов внутреннего плавания [Текст]: утв. Министерством речного флота РСФСР 17.01.1987. – М.: Транспорт, 1987. – 33 с.
10.3 Информационные средства обеспечения дисциплины
а) Обязательные информационные средства
б) Рекомендуемые информационные средства
14 MathCAD version 14.0, Copyright © 2007 Parametric Technology Corporation. All Rights Reserved. – 217 Mb (http://www.pts-russia.com/products/mathcad.htm).
11 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Специализированная лаборатория СЭУ, оборудованная двумя насосными установками, вентиляторной установкой и компрессорной установкой для проведения лабораторных работ, двумя газотурбинными двигателями – макетами для изучения конструкций, модель-макет машинного отделения судна; компьютерный класс, оборудованный мультимедийным проектором, экраном и 10 ПК с операционной системой не ниже Windows XP. Имеются стандартные установки по определению температуры вспышки, удельной теплоты сгорания и вязкости топлива. Имеются более 20 фотоклипов по отдельным темам занятий, выполненных в программе ПОВЕР ПОЙНТ. Лекции читаются в специализированной аудитории 308Л с проекционной аппаратурой.
12 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В библиотеке академии имеются методические указания по всем видам учебных занятий и самостоятельной работы.
13 ФОРМЫ КОНТРОЛЯ
Зачёт по кафедре – 5 семестр при условии выполнения учебного графика.
Экзамен – в 6 семестре при условии получения зачёта по кафедре. Допускается проведение экзамена в устной или письменной форме по билетам, утвержденным на кафедре ТиСЭУ. Имеется тестовая программа по СЭУ, которую можно использовать для промежуточного контроля знаний студентов.
Для заочной формы обучения – экзамен на 4 курсе.
|
