船舶动力装置作业及其参考答案.docx

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船舶动力装置作业及其参考答案

自动0791/2《船舶动力装置》作业

（第一次）

班级姓名学号成绩

一、选择题（每题8分，共48分）

1、（）船舶动力装置按各机械、设备、系统所起的作用不同，可划分为：

①推进装置、管路系统；②辅助装置、甲板机械；③防污染设备、自动化系统。

2、（）影响发动机加速时间长短的因素是发动机。

①运动部件的质量惯性；②受热部件的热惯性；③固定部件的热惯性。

A.②+③B.①+②+③C.①+②D.①+③

3、（）大功率中速柴油机发展的优势在于：

①可燃用重质燃油；②轴带发电机；③管理方便

A.①对B.②对C.①+②D.③对

4、（）关于发动机装置的机动性的理解，错误的是：

A.发动机由起动达到全功率的时间，中速机比低速机短B.主机换向时间应大于15s

C.最低稳定转速越低，推进装置机动性越好D.对于可换向主机，换向次数≥12次

5、（）发动机由起动到达全功率的时间则动力装置的越好。

A.长，机动性B.短，起动性C.短，机动性D.长，起动性

6、（）目前对功率超过22000KW和船速超过20kn的船舶，从各方面条件考虑，选用动力装置比较优越。

A.柴油机B.燃气轮机C.蒸汽轮机D.核动力

二、计算题（52分）

某大型船舶主机有效功率为42000KW，主机、发动机柴油机、辅锅炉采用同一种燃料，主机日耗油量80t/d，发电柴油机日耗油量12t/d，辅锅炉日耗油量4t/d，航速为25节时，推进系数为0.8，轴系传动效率为0.95，螺旋桨推进效率为0.9，试求

（1）船舶有效功率（12分）；

（2）动力装置燃料消耗率（15分）；（3）动力装置有效热效率（15分）；（4）每海里燃油消耗量（10分）。

第一次作业参考答案

一、选择题（每题8分，共48分）

1、D2、C3、C4、B5、C6、C

二、计算题（52分）

（1）船舶有效功率=推进系数x主机有效功率=0.8x42000=33600KW（12分）

（2）螺旋桨推进功率=主机有效功率x轴系传动效率x螺旋桨效率（15分）

=42000x0.95x0.9

=35910KW

动力装置每小时燃油消耗量=[主机日耗油量+发电柴油机日耗油量+辅锅炉日耗油量]/24

=[80+12+4]/24

=4t/h

=4000Kg/h

动力装置燃料消耗率=动力装置每小时燃油总消耗量/螺旋桨推进功率

=4000/35910=0.1114Kg/KWh=111.4g/KWh

（3）3600（15分）

动力装置有效效率=————————————————

动力装置燃料消耗率x燃料低热值

3600

=————————————

0.1114x42000

=0.7722

（4）每海里燃油消耗量=每小时动力装置燃油总耗量/航速（10分）

=4000/25=160Kg/nmile

自动0791/2《船舶动力装置》作业

（第二次）

班级姓名学号成绩

一、选择题（共10题，每题4分）

1、在柴油机中对外作功的工质是.

A.燃油B.空气C.燃烧产物D.可燃混合气

2、通常,在热机中柴油机热效率最高的原因是.

A.柴油热值高B.内部燃烧C.压缩发火D.B+C

3、四冲程柴油机的气阀重叠角是指.

A.下止点前后,进,排气同时开启的曲轴转角B.下止点前后,进,排气阀同时开启的凸轮转角

C.上止点前后,进,排气同时开启的曲轴转角D.上止点前后,进,排气阀同时开启的凸轮转角

4、直接表示气缸中工质在一个循环中作功能力的是.

A.压缩压力B.最高爆发压力C.平均指示压力D.平均有效压力

5、下列关于机械效率ηm的说法中,错误的是.

A.ηm越高,有效功率越高B.若转速不变,ηm岁负荷的增加而下降

C.适当提高油温与冷却水温可提高ηmD.增压机的ηm高于非增压机的ηm

6、若活塞行程S=2m,柴油机转速n=90r/min,则其相应的活塞平均速度Vm为.

A.3m/sB.4m/sC.1.5m/sD.6m/s

7、下列有关有效参数与指示指标的关系,错误的是.

A.Pi=Pe/ηmB.ηe=ηi·ηmC.ηi=ηe/ηmD.ge=gi·ηm

8、在气缸容积与转速相同的情况下,二冲程机功率不能达到四冲程机功率的两倍的原因是.

A.换气质量差B.有效膨胀行程缩短

C.扫气泵消耗轴功率D.A+B+C

9、柴油机采用增压技术的根本目的是.

A.降低油耗B.提高效率

C.提高平均有效压力和有效功率D.提高最高爆发压力

10、柴油机性能指标ge,gi,ηe,ηi之间存在如下关系.

A.gi＞ge,ηi＞ηeB.gi＞ge,ηi＜ηeC.gi＜ge,ηi＜ηeD.gi＜ge,ηi＞ηe

二、计算题

1、某四冲程增压柴油机的进气阀开启提前角θ1=40︒，进气阀关闭滞后角θ2=32︒，排气阀开启提前角θ3=50︒，排气阀关闭滞后角θ4=44︒，试求出气阀重叠角、进排气凸轮作用角。

（10分）

2、某大型船舶主机有效功率为42000KW，主机燃油日耗油量180t/d[天]，已知机械效率为0.9，取燃油低热值42000KJ/Kg，试求有效油耗率、指示油耗率、有效热效率、指示热效率。

（20分）

3、6ESDZ78/155柴油机各缸示功图面积（mm²）为：

300、310、290、300、308、292；示功图长度50mm，示功弹簧比例6mm/Mpa，转速100r/min，油耗量为1400Kg/h，机械效率为0.88，求：

指示功率、有效功率、指示耗油率、有效耗油率、指示热效率、有效热效率？

（30分）

第二次作业参考答案

一、选择题（共10题，每题4分）

1、C；2、D；3、C；4、C；5、B；6、D；7、D；8、D；9、C；10、D；

二、计算题

1、答：

（1）重叠角=进气提前角+排气滞后角=84︒（5分）

（2）进气凸轮作用角=126︒、排气凸轮作用角=137︒（5分）

2、答：

Gf=180t/d=180000/24=7500Kg/h

（1）有效油耗率ge=7500x1000/42000=178.6g/Kwh（5分）

（2）指示油耗率gi=ge∙ηm=178.6∙0.9=160.7g/Kwh（5分）

（3）有效热效率ηe=3600Ne/[GfHu]=3600x42000/[7500x42000]=0.48（5分）

（4）指示热效率ηi=ηe/ηm=0.48/0.9=0.533（5分）

3、答：

（1）气缸参数C=1/4πD²Sm/60000=1.23x10*（-5）（2分）

（2）示功图平均面积f平均∑f/6=300；（2分）

（3）示功图平均高度hi=300/50=6mm；（4分）

（4）平均指示压力Pi=6/6=1MPa；（4分）

（5）指示功率Ni=Cpini=1.23x10*（-5）x10*（6）x100x6=7380Kw（3分）

（6）有效功率Ne=7380x0.88=6494.4KW（3分）

（7）指示油耗率gi=1400/7380=0.1897Kg/KWh=190g/KWh（3分）

（8）有效油耗率ge=gi/ηm=216g/KWh（3分）

（9）指示热效率ηi=3600/gixHu=45.1%（3分）

（10）有效热效率ηe=3600/gexHu=39.7%（3分）

自动0791/2《船舶动力装置》作业

（第三次）

班级姓名学号成绩

一、如下图活塞组件，试回答如下问题：

（50分）

（1）比较其结构组成异同点。

（30分）

（2）说明各自的冷却方式并比较其冷却效果。

（20分）

PC2-6活塞RTA活塞MC机活塞

二、试比较下图连杆结构组成上的异同点。

（50分）

第三次作业参考答案：

一、

1、

①相同点：

均为油冷、浅盆活塞顶、组合式活塞，均有活塞头部、裙部、密封环。

②不同点：

PC2-6活塞有活塞销、连杆、刮油环；RTA、MC活塞有活塞杆，无刮油环。

2、

①PC2-6、MC机活塞采用循环+振荡冷却；RTA活塞采用喷射+振荡冷却。

②因均有振荡冷却，所以冷却效果均很好，其中RTA因有喷射冷却效果理论上效果最好。

二、

（1）相同点：

均由小端、大端、杆身三部分组成，连杆大小端轴承薄壁轴承或合金层；大端均有轴承盖、轴承座。

（2）不同点：

①连杆杆身：

PC2-6采用工字型截面，MC、RTA采用圆形截面；

②小端：

PC2-6采用承套式结构，MC采用刚性结构，RTA采用自整位弹性结构；

③大端：

PC2-6、MC为车用大端，无压缩比调整垫片；RTA为船用大端，有压缩比垫片。

④大端轴承剖分面：

PC2-6采用斜切口，剖分面锯齿形结构；MC、RTA采用直切口；

⑤大端轴瓦：

PC2-6、MC机有轴瓦；RTA有轴瓦，但RTA38无轴瓦。

自动0791/2《船舶动力装置》作业

（第四次）

班级姓名学号成绩

1、试比较船舶大型低速十字头式柴油机和中速筒状活塞式发电柴油机连杆大端轴承润滑的异同点。

（20分）

2、试比较S-MC-C型与S-MC型柴油机贯穿螺栓的异同点。

（20分）

3、试比较曲轴主轴颈与曲柄臂采用大圆角与车入式导角过渡的优缺点。

（20分）

4、试比较下图主轴承结构组成上的异同点。

（20分）

RTA正置式主轴承倒挂式主轴承

5、试述船用主柴油机的允许工作范围是由哪些特性线组成的。

（20分）

第四次作业参考答案

1、答：

相同点：

均为液体动力（压）润滑；不同点：

润滑油来源不同；前者滑油来自十字头经连杆中空通道进入大端；后者由润滑主轴承的滑油经曲轴钻孔进入大端。

2、答：

相同点：

均将缸体、机架、机座连为一体，即作用一样；不同点：

前者双贯穿螺栓，后者采用单贯穿螺栓；前者贯穿螺栓不再一直插到机座底部，而是拧入机座顶部的螺栓孔，从而缩短了贯穿螺栓的长度，减轻了重量，减小主轴承座孔（因贯穿螺栓上紧而引起）变形，后者贯穿螺栓一直插到机座底部，长度长，重量大，易造成主轴承座孔变形。

3、答：

都是为了避免应力集中[4分]；大圆角过渡的优点是曲柄臂强度不会削弱，缺点是轴颈有效长度的缩短；车入式导角过渡的优点正好相反[12分]；在相同曲轴直径和长度时，后者有利于提高主轴承的支承面积，即利于继续提高柴油机功率[强化程度][2分]；在相同气缸数和功率下，后者有利于缩短曲轴程度，提高曲轴的刚度[2分]。

4、答：

（1）相同点：

均有轴承座、轴承盖、轴瓦、轴承连接螺栓；

（2）不同点：

正置式轴承盖在上、轴承座在下，倒挂式轴承座在上、轴承盖在下；图a采用撑杆螺栓，图b及倒挂式采用普通连接螺栓。

5、答：

全负荷调速特性线、限制特性线、略高于最低稳定转速的最低转速线、最小负荷外特性性组成。

自动0791/2《船舶动力装置》作业

（第五次）

班级姓名学号成绩

1、按工作原理分，船用泵分为几种类型？

简单解释其工作原理（25分）

2、解释几个船用泵定义：

流量、扬程（压头）、允许吸上真空度（25分）

3、试比较往复泵和离心泵工作原理上和用途上的异同点（25分）

4、压缩制冷循环的基本组成元件有哪些？

它们的功用是什么？

（25分）

《船舶动力装置》第五次作业参考答案

1、按工作原理，船用泵主要可分为三类：

容积式泵、叶轮式泵、喷射泵。

容积式泵——靠工作部件运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，靠挤压使液体压力能增加（包括往复泵和回转泵）；

叶轮式泵——靠叶轮带动液体高速旋转而使流过叶轮的液体的压力能和动能增加（如离心泵、轴流泵和旋涡泵）；

喷射泵——靠工作流体产生的高速射流引射需排送的流体，通过动量交换使其能量增加。

2、流量（Q）：

泵在单位时间内所输送的液体量，常用单位为m3/s（l/min、m3/h）。

扬程（压头H）：

指单位重量的液体通过泵后所增加的机械能（亦称压头），单位m。

允许吸上真空度：

泵工作时所允许的最大吸入真空度。

3、答：

相同点：

一般均作为水泵；不同点：

（1）往复泵属于容积式泵，而离心泵属于叶轮式泵；

（2）往复泵有单作用式、多作用式——相当于单级并联，而离心泵有单级式、多级式——相当于单级串联。

4、答：

（1）膨胀阀：

控制冷剂的流量，并使流过的冷剂节流降压；

（2）蒸发器：

使流经其中的冷剂吸热气化；（3）压缩机：

抽吸蒸发器产生的冷剂气体并将其压送到冷凝器中；（4）冷凝器：

使送来的冷剂气体降温并冷凝。

自动0791/2《船舶动力装置》作业

（第六次）

班级姓名学号成绩

1、燃油净化处理系统包括哪些环节？

它们的功用是什么？

（30分）

2、试比较壳管式与板式热交换器的优缺点，并指出它们的应用场合。

（30分）

3、船舶动力装置为什么都趋向采用中央冷却系统？

（20分）

4、船舶舱底水系统和压载水系统各采用什么类型阀件？

为什么？

（20分）

《船舶动力装置》第六次作业参考答案

1、答：

（1）分段加热：

防止凝固、降低粘度以减小流体阻力；

（2）沉淀分离：

实现重力场作用下的油水杂质分离；（3）分段过滤：

将油中杂质滤除；（4）离心分离：

实现离心力场作用下的油水杂质分离。

2、答：

优缺点比较：

（1）壳管式密封容易，板式密封困难；

（2）板式换热效果比壳管式好；（3）板式因采用钛合金而制造成本高，壳管式普通钢管而制造成本低。

应用场合：

均用于采用海水、淡水作冷却介质的热交换器，但壳管式因容易解决密封问题而适用压力和温度范围广，而板式则因密封困难而适用于压力和温度较低的场合。

3、答：

（1）采用淡水作为冷却介质，再将淡水热量传递给海水，因二海水管系短，而使维修工作量减少；

（2）系统工况稳定，可使柴油机处于最佳冷却状态运转，以提高热效率。

4、答：

舱底水系统要求单向流动，常采用截止止回阀，以确保污水只出不进，防止倒流；压载水系统要求双向流动，常采用调驳阀箱，以确保能进又能出。