船舶与动力装置复习思考题.doc

复习思考题第 1 章1.如何理解船舶动力装置的含义？它有那些部分组成？船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体组成部分：1)推进装置：包括主机、推进器、传动设备2)辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统3)机舱自动化设备4)全船系统2.简述柴油机动力装置、燃气动力装置、蒸汽轮机装置、电力推进、喷水推进的优缺点柴油机动力装置：优点：1、有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多 2、重量轻(单位重量的指标小)3、具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速 4、功率范围广缺点：1、柴油机尺寸和重量按功率比例增长快 2、柴油机工作中的噪声、振动较大；3、中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害 4、柴油机低速稳定性差；柴油机的过载能力相当差燃气动力装置：优点：1、单位功率的重量尺寸小 2、启动加速性能好 3、重量轻，体积小 4、独立性较强，生命力好 5、振动小，噪声小 6、低 NOx 排放缺点：1、主机不能反转 2、必须借助启动机械启动 3、叶片材料昂贵，工作可靠性较差，寿命短（500~1000h)；4、进排气管道尺寸大，舱内布置困难。

蒸汽轮机装置：优点：1.单机功率大；2.转速稳定，无周期性扰动力，机组振动噪声小；3、工作可靠性高；4、可使用劣质燃料油，滑油消耗率也很低缺点：1、总重量大，尺寸 2、燃油消耗率高 3、机动性差电力推进装置：优点：1.操纵灵活、机动性好；2.易于获得理想的拖动特性，提高船舶的技术经济性；3.推进装置可由多机组承担，增加了设备选择的灵活性，提高了船舶生命力；4.可以采用中高速不反转原动机；5.原动机与螺旋桨间无硬性机械连接：可以防止振动冲击，有利降噪；使螺旋桨转速可以选择最佳值，而不必受到原动机转速的限制；可以允许柴油机转速也选择最佳值，不必受到螺旋桨转速的限制；可以允许主轴长度大为缩减；可使动力设备布置更加灵活缺点：1.质量较大；2.存在中间损耗，故在额定工况时效率较低；3.初投资较大；4.需要技术水平较高的电气维护人员喷水推进装置：优点：1.推进泵叶轮运行平稳，水下噪声小；2.推进泵业伦在高速范围内较螺旋桨有更好的抗空泡性能，从而能有更高的推进效率；3.推进泵较螺旋桨更适用于重载荷以及限制直径的场合；4.喷水推进适应变工况的能力极强，在工况多变的船舶上能充分利用主机功率，延长主机寿命；5.具有优异的操纵性和动力定位性能；6.推进泵叶片在管道中不易损坏，可靠性好。

缺点：1.在航速低于 30kn 或叶轮直径不受限制时，喷水推进的推进效率一般较螺旋桨低；2.由于增加了管道中水的质量，加大了船舶的排水量；3.在水草或杂物较多的水域，进口容易出现堵塞现象而影响航速3.简述不同推进型式的应用场合可调螺距螺旋桨装置：广泛应用于拖船、渔船、海洋工程船、布缆船、挖泥船、调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等吊舱推进装置：喷水推进装置：适用于内河拖轮、浅水自航船（如客船）、高速船舶（包括滑行艇、侧壁式气垫船、水翼船等），以及要求低噪音的专用船舶上表面桨推进装置：应用于军用快艇、边防高速艇、海关超高速艇Z 型推进装置：广泛应用于渡轮、海洋拖轮、平台供应船等工程船上4.为什么有的船需要联合动力装置，它的优点是什么？联合动力装置类型(COSOG 等的含义)因为对于军用舰艇来说，一种类型的装置只能适应某一功率范围以及某种使用目的舰艇，但是从提高战斗力观点要求应尽可能航速和机动能力因此要在增大功率的同时还要减少装置所占排水量，提高续航力，这不是单一型式的装置所能胜任的，所以需要联合动力装置优点：1、重量尺寸小 2、操纵方便，备车迅速；自巡航到全速工况加速迅速 3、具有多机组并车的可靠性 4、管理与检修费较低。

目前有三种联合方式:COSOG 或 COSAG(蒸汽轮机+ 加速燃气轮机联合）、 CODOG 或CODAG（柴油机装置+燃气轮机联合）、COGAG(燃气轮机装置+加速燃气轮机联合)5.简述船舶动力装置的技术指标（功率、重量与尺寸指标，并用简单的公式说明）技术指标代表整套动力装置技术装备总指标，包括功率指标、重量指标、尺寸指标功率指标：它表示船舶作功的能力为了保证船舶具有一定的航行速度，就要求推进装置提供足够的功率而动力装置的功率是按船舶的最大航速来确定的公式见书 p3）重量指标：是相对于主机功率或者船舶的排水量而言，在一定的排水量下，为了保证船舶具有足够的排水量，要求动力装置的重量轻些为好公式见 p4）尺寸指标：面积饱和度：每平方米机舱面积所分配的主机有效功率（公式见 p5)容积饱和度：每立方米机舱容积所分配的主机有效功率6.画简图说明推进装置功率传递过程，并解释各个功率的含义指示功率 →主机额定功率 →最大持续功率 →轴功率 →收到功率 →推力功率 →船舶有效功率  指示功率 pi：表示柴油机气缸中气体作功的能力； 最大持续功率 pmc（额定功率）MCR：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航区环境条件：绝对大气压为 0.1Mpa;环境温度为 45℃；相对湿度为 60%；海水温度“中冷器进口处” 为 32 ℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率； 轴功率 ps：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率； 螺旋桨收到功率 pp： 扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。

敞水收到功率 po 是指考虑相对旋转效率后所输出的功率 推力功率 pT：是螺旋桨产生使船航行的功率 船舶有效功率 PE：P e=R×Vs×10-37.如何理解经济航速的含义？每海里航程的燃料消耗量最低的航速8.续航力的概念船舶一次装足燃料后，不再补充而能连续行驶的最大航程9.动力装置设计的原则要求？1、营运经济性2、可靠性(冗余度)3、操纵性(操纵简单,管理方便 )4、可维性(设备的结构形式 \系统与管路的布置应使维修方便简捷)5、建造经济性6、重量、尺寸指标7、振动、噪声指标10.了解主要的法规公约，如 SOLAS、MARPOL 等SOLAS:International Convention for Safety of Life At Sea 国际海上人命安全公约MARPOL: International Convention for the Prevention of Pollution from Ships 国际船舶防污染公约第 2 章1.主推进装置的组成与作用主推进装置包括主机、传动设备、轴系和推进器等其作用是由主机发出功率，通过传动设备和轴系传给推进器，以实现推进船舶的使命，简称推进装置。

2.主推进装置的主要型式有哪些，不同类型船舶的主推进装置型式的适配特点 单机单桨刚性直接传动，定距螺旋桨，主机反转 单机单桨刚性直接传动，调距桨，主机不反转 单机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，双转向齿轮箱，主机不反转 双机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，主机反转 三机单桨齿轮减速传动，调距桨，主机不反转 柴油机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转  燃气轮机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转  双机单桨电传动，定距螺旋桨，主机不反转 3.详述主推进装置型式的选择主要考虑哪些因素1、按船舶用途、种类和要求；2、按主机总功率的大小；3、按船舶航区的吃水深度；4、按推进装置的经济性4.什么是机桨匹配设计，可分为哪两类？机桨匹配设计实际上是通过船、机、桨匹配计算和分析选定螺旋桨参数和主机型号，在满足设计技术要求（如航速、桨径、转速、功率）的基础上，同时考虑重量、尺寸、油耗、造价、可靠性、可维度、使用寿命、吊缸高度、振动等前提下，从而选择一套从主机到螺旋桨的最佳的推进装置分为两类：初步匹配设计和终结匹配设计5.什么是机桨初步匹配设计与终结匹配设计，掌握其设计过程。

初步匹配设计:已知船舶主尺度、船舶要求的航速 Vs、船体的有效功率曲线 Pe(V)、螺旋桨的直径 D 或转速 n 确定螺旋桨的效率、螺旋桨参数盘面比、螺距比 p/D、螺旋桨的最佳直径所需主机的功率终结匹配设计：已知主机的功率与转速、船舶的有效功率曲线、传动设备与轴系的传送效率 ηs、桨的收到功率 Pd、船身效率 ηh 等计算船舶所能达到的航速、螺旋桨的最佳要素 (螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率）6.详述主机选型要考虑的因素1、重量与尺寸；2、功率与转速；3、燃油与滑油；4、主机的造价、寿命及维修；5、振动与噪声；6、柴油机的热效率和燃油消耗率7.什么是减额输出？理解其含义所谓减额输出，即把最高燃烧压力 Pmax 维持在标定功率时的最高燃烧压力，降低标定功率时的有效压力，使二者比值增大，来实现比标定功率时低的燃油消耗率一般将减额输出区中的最大输出称为标定额定输出（NMCR），将减额输出区内除最大输出点以外的任何输出称为减额输出（DMCR）8.详述主机选型的步骤9.什么是直接传动与间接传动，它们的优缺点直接传动：是主机直接通过轴系把功率传给螺旋桨的传动方式，在主机与轴系中无其它传动设备，在任何工况下，螺旋桨与主机具有相同的转速与转向。

优点：结构简单；使用寿命长；燃料费用低；维修保养方便；噪声低；传动损失小；推进效率高；缺点:重量与尺寸大;倒车必须利用可逆发动机,其机动性差；非设计工况下运转时经济性差；低速和微速航行受到柴油机最低稳定转速的限制间接传动：是通过传动设备（机械的、电动的或液动的），使主机与轴系连接在一起的一种传动方式优点：重量与尺寸小；主机的转速不受螺旋桨要求的转速限制；轴系布置方便；带倒顺离合器时可选用不可逆转的主机；有利于多机并车、单机分车与轴带发电机布置缺点：结构复杂；传动损失大；效率低10.剩余功率的概念及计算方法在部分负荷工况下，螺旋桨特性线与发动机外特性线之间存在一差值，即柴油机能发出的功率和扭矩均大于螺旋桨所需的功率或扭矩，对于船舶来说，常称这部分没能发挥的功率为剩余功率第 3 章1.简述船机桨三者之间的关系主机是能量发生器，桨是能量转换器，船是能量吸收器2.如何反映船、机、桨的工作特性？ 船的特性：船的特性可用航速变化时的阻力特性来表示；机的特性：主机的特性主要用其柴油机的供油量、平均有效压力、轴的输出扭矩及功率等随 转速（航速）的变化关系表示，并受到推进装置的组成和型式的影响；桨的特性：桨的特性受到桨的结构和水动力因素的影响，常用推力和扭矩来表示。

3.何谓工况？研究工况与配合的目的是什么？ 所谓工况，就是指船、机、桨三者的工作条件目的：1)当了解船机桨的特性与配合关系后，就能合理地确定其设计平衡点的负荷，使其达到能量供求的平衡；2) 根据船舶种类、用途及运行方式，合理对船机桨进行合理组合及选优，以提高其经济效益及满足使用要求；3)了解船机桨特性参数的变化规律，以便能够合理的设计和管理4.影响机桨匹配特性的因素？如何影响？5.船舶阻力的组成、海军系数法、方型系数的概念及对船舶阻力的影响6.什么叫柴油机特性？研究柴油机特性的目的是什么？柴油机的特性是指，柴油机的性能指标及主要参数与运转情况之间变化关系7.什么叫柴油机工况？根据其用途不同，船舶柴油机有哪几种工况？简述其运转特点？ 柴油机工况：柴油机的工作条件1、发电机工况：调速器控制使 n 恒定（如电力传动主机和发电副机）2、螺旋桨工况：直接驱动桨的主机稳定工况下，主机发出功率等于桨吸收功率3、其它工况：功率与转速没有一定的关系，功率由阻力决定如驱动调距桨的主机，驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机，变工况主机）8.何谓柴油机的外特性？包括哪几种？有何实用意义？ 柴油机运转中，只改变转速 n，而 pe 保持不变，这种运转特性称为速度特性或外特性。

包括 1h 功率特性、12h 功率特性、标定外特性、部分外特性实用意义：首先是确定柴油机允许工作的的最高负荷限制线，其次是用。