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第一章, 总论1, 船舶的主要性能指标有哪些?答:排水量:船舶总重量,由空载重量 LW和载重量DW组成; 容积:水面航行船舶的水下部分的体积,也称作容积排水量; 航速:1海里=1.852km 续航力S:舰船在用尽全部燃料及其他消费品储量前,以恒速所航行过的距 离称为续航力,以海里计; 自给力T:舰船在海上航行,中途不补给任何储备品所能持续活动的时间称 为自给力,以昼夜计; 生命力 :舰船能抵御战斗破坏或失事破损并保持其运载、 战斗能力的性能称 为生命力; 机动性:舰船起锚开航、改变航速和航向的性能; 隐蔽性 :舰船在海上航行并完成战斗运输任务而不被敌方发现的性能; 耐波性 :舰船能在大风浪不良天气下完成任务的性能;2, 船舶动力装置是由哪些装置系统组成的?答:推进系统:主机、传动设备、推进器辅助设备:发电副机组、辅助锅炉装置、压缩空气系统 机舱自动化系统船舶系统3, 船舶对动力装置有哪些要求?答:技术性能和经济性能, 对于军用舰船来说着重于战术技术性能; 而民用船舶 则倾向于经济性能。4, 船舶动力装置的主要性能指标是什么?答:技术指标:功率指示,重量指标,尺寸指标经济指标: 动力装置燃料消耗率, 主机燃料消耗率, 动力装置每海里航程燃 料消耗量,动力装置有效热效率,动力装置的建造、运转及维修的经济性运行性能指标:机动性,可靠性,隐蔽性,遥控和机舱自动化,生命力5, 高、中、低速柴油机的转速范围如何?答:低速机: 300r/min ,中速机: 300-1000r/min, 高速机: 1000r/min 6, 柴油机的消耗率一般是多少 ?答:低速机: 160-180g/(kw.h) ,中速机: 150-220 g/(kw.h) ,高速机: 200-250 g/(kw.h)7, 柴油机的优缺点为何? 答:优点:有较高的经济性、重量轻、具有良好的机动性 缺点:单机功率低、柴油机工作中振动、噪声大,大修期限较短、柴油机在 低速区工作时稳定性差,滑油消耗率高8, 蒸汽轮机的优缺点为何,为什么主要应用在大型船舶上?答:单机功率很大;汽轮机叶轮转速稳定,没有周期性作用力,因此汽轮机组振动噪声小 汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力,故磨损部件少,工作可靠性高 可以使用劣质燃油,滑油消耗率低 结构简单、紧凑、管理使用方便,保养检修工作量小9, 燃气轮机的主要优缺点及其应用场合?答:优点:单位功率重量尺寸小、机组功率较大。良好的机动性能。缺点:主机本身不能自行反转 叶片所使用的耐高温合金钢材料价格昂贵,工作可靠性差,寿命短 燃气轮机耗油率比柴油机高由于燃气轮机的工作时空气流量大, 因此进排气管道尺寸较大, 给机 舱布置带来困难,甲板上较大的管路切口影响船体强度。10, 简述核动力装置的工作原理。答:核动力装置是以可控核裂变链式反应所产生的巨大热能, 通过加热工质来推 动汽轮机工作的一种动力装置, 现有的核动力舰船或核电站几乎全部采用压 力水型反应堆。核反应堆中有反应堆芯存放着核燃料, 燃料元件吸收中子后能直接产生裂变 并放出新中子和巨大能量, 用压力水作为中子的慢化剂和堆芯的冷却剂, 裂 变时释放出的能量被压力水带走, 并经蒸汽发生器 (热交换器) 将能量传递 给另一回路中的水使之成为蒸汽,压力水放热降温后再进入冷却剂循环泵, 重新被送入反应堆加热, 因此压力水形成一个闭合回路。 由于蒸汽发生器产 生的蒸汽一路进入高压汽轮机和低压汽轮机膨胀作功, 通过减速器驱动螺旋 桨或主发电机,另一路蒸汽进入辅汽轮机膨胀作功驱动副发电机供全船使 用。做过功的乏汽分别经主冷却器和辅冷却器凝结成水、 再由主给水泵送入 蒸汽发生器,完成一个工作循环,称为二回路。11, 联合动力装置的优缺点及其应用场合。答:优点:在保证足够大功率情况下,动力装置尺寸重量小 操纵方便,备车迅速,紧急情况下可用燃气轮机立即开车 自巡航到全速工况加速迅速 两机组共用一个减速齿轮箱,具有多机组并车的可靠性 缺点:舰船上和基地需准备两种机型的备件 应用场合:电力推进躲在潜艇及特种船舶上使用12, 特种动力装置有些什么型式? 答:(1)喷水推进装置( 2)不依赖空气推进系统: 用于水下潜器的小型核能装置, 不依赖空气的闭 式循环热能动力发动机,燃料电池(3)蓄热式非传统能源( 4)采用空间传输机构的活塞式发动机 .第二章,船舶柴油机装置1用示功图说明四冲程和二冲程柴油机的工作原理r-a :进气过程a-c :压缩过程 c-z-b :膨胀过程上止点下止点b-r :排气过程a-k :扫气过程(k为扫气终点)k-c :压缩过程c-m:膨胀过程m-n:自然排气过程n-a :强制排气过程2. 柴油机的动力性指标有哪些?答:有效功率:柴油机在单位时间内所作的功称为功率标定功率:国家标准规定制造厂根据柴油机的用途和使用特点平均有效压力:作用在活塞顶上的假想的大小不变的压力, 它使活塞移动一个行程所作的功,等于每循环所作的有效功。活塞平均速度:Cm=2S. n/60=s .n /30 (m/s)3. 何谓柴油机的负荷特性?P31答:柴油机的负荷特性曲线是指在转速保持不变, 柴油机的主要性能指标(耗油 率ge,排温t以及耗油量Gt)随负荷(Pe、Mk pe)变化的关系。4. 柴油机的主要运动机件有哪些?答:活塞组:活塞、活塞环;连杆组;曲轴5. 试述活塞环的密封原理。(泵油原理)答:当活塞向下运动时,环压在环槽得上端面,被气环刮下的滑油充满环与环槽 之间的空间。当活塞向上运动时,环压在环槽的下端面,而滑油被挤入上部 的环槽间隙中。6. 绘图说明柴油机的配气相位。P437. 说明柴油机喷油泵的工作原理。答:当柱塞位于下部位置时,柱塞套上的两个油孔被打开,柱塞套内腔与泵体内 的油道相通,燃油迅速注满油室。当凸轮顶到滚轮体的滚轮上时,柱塞便升起。从柱塞开始向上运动到油孔被 柱塞上端面挡住前为止。在这一段时间内,由于柱塞的运动,燃油从油室被 挤出,流向油道。所以这段升程称为 预行程。当柱塞将油孔挡住时,便开始压油过程。柱塞上行,油室内油压急剧升高。当压力超过出油阀的弹簧弹力和上部油压时,就顶开出油阀,燃油压入油管 送至喷油器。柱塞上的进油孔被柱塞上端面完全挡住的时刻称为理论供油始 点。柱塞继续向上运动时供油也一直持续着,压油过程持续到柱塞上的螺旋斜边 让开柱塞套回油孔时为止,当油孔一被打开,高压油从油室经柱塞上的纵向 槽和柱塞套上的回油孔流回泵体内的油道。此时柱塞套油室的油压迅速降 低,出油阀在弹簧和高压油管中油压的作用下落回阀座,喷油器立即停止喷油。这时虽然柱塞仍继续上行,但供油以终止。柱塞套上回油孔被柱塞斜边 打开的时刻称为理论供油终点。柱塞向上运动的整个过程,只有中间一段行程才是压油过程, 这一行程被称 为柱塞的有效行程。8活塞和气缸之间是怎样润滑的?答:机械注油器注油润滑,用机械注油器通过油管将润滑油供至气缸套周围的许 多油孔或油槽内来进行润滑。9. 柴油机的起动方法有几种?答:(1)电力起动装置(2)压缩空气起动系统10. 简述柴油机冷却系统的种类。答:开始冷却系统:用海水泵将海水从舷外吸入送至柴油机冷却空腔, 冷却后又 排至舷外。闭式冷却系统:用淡水循环冷却柴油机,而受热的淡水再用海水来冷却。第三章,船舶燃气轮机装置1. 船舶燃气轮机装置有哪些优点?答:优点:单位功率重量尺寸小;机组功率较大;良好的机动性能。2. 试用T-S图表示简单开式循环的理想过程和实际过程线。 并说明与各线段相对应的工作部件。答:1-2 :压气机2-3:燃烧室3-4 :涡轮1-2-3-4 :理想循环1-2 -3-4 实际循环(考虑了压气机、 涡轮中的损失)3. 燃气轮机热力循环性能指标有哪些?与哪些参数有关?提高热循环的途径有哪些? P75答:(1)循环比功:1Kg工质流量在装置中完成一个热循环后向外界输出的功。 循环热效率:循环比功与燃料在每一循环中加给 1Kg工质的热量之比。(2)循环参数对热力性能指标的影响:1. 压比和温比:在同一温比条件下,当压比由小增大时,比功和热效率都有一个极大值(最佳压比);而在压比提高时相应地提高温比,亦可以改善热力性能指标。2. 压气机效率、涡轮效率、燃烧室效率之间存在线性关系。3. 流动压力损失的影响。4. 试在 T-S 图中表示基元级中压缩过程。答:5. 什么是喘振?防喘振措施有哪些,其机理是什么? P89答:定义:由于严重失速导致在压气机和连接管道中, 出现工质流量以较低的频 率振荡为特征的不稳定流动的有害工况。措施:(1)中间级放气发: 在压气机中间适当地方开一些放气口。 在低速时, 放气阀打开, 放气口以前的压气机级组排气阻力就下降, 是前面级组 的流量增大, 从而防止前面的级的旋转失速, 同时也使后面级流量减 少,从而使后面级脱离了堵塞,防止了喘振的发生。(2)可转导叶法:使压气机进口导叶和前几级静叶可转。( 3)双转子压气机法: 分为前后两个。 低压压气机由燃气发生器中的 低压燃气涡轮带动,高压压气机由高压燃气涡轮带动。(4)合理选择运行工况线: 使运行工况线与喘振边界线保持一定距离。6. 燃烧室的功用及其组成?对设计燃烧室提出哪些要求?答:功用: 将压气机送来的高压空气同燃料很好的混合和燃烧, 产生给定温度的 燃气。组成:燃烧室外壳、火焰管、涡流器、喷油嘴、混合器 要求:燃料燃烧要完全,燃烧过程要稳定,应有较小的流动阻力损失。尽可 能地提高燃烧热强度, 以减小燃烧室的尺寸和重量; 燃烧室出口的温 度场在径向和周向都尽可能均匀,以免是涡轮叶片受热不均。7. 燃烧室分类及其特点?燃烧室的主要技术特性参数有哪些?含义是什么? 答:分类:(1)圆管形燃烧室:多用于固定式燃气轮机中。结构简单,流动阻力 较小,宜于燃烧重燃料。 缺点是难于做全尺寸燃烧室的全参数试 验,燃烧强度较低。(2)管式燃烧室:舰船燃气轮机上多采用此种燃烧室。(3)环形燃烧室:由四个彼此同心的圆筒壳体套装而成。技术参数:燃烧效率:表示燃料化学能释放程度和热能利用程度的经济性指 标。燃烧热强度:在单位时间内、 单位容积的燃烧空间中燃料能够释 放出的热量。熄火极限:表示燃烧室稳定范围的安全性指标。 流阻损失系数: 表示工质流经燃烧室时, 压力能损失程度的经济 性指标。8. 火焰管为什么要冷却?有哪些冷却方案?燃烧室火焰管中掺冷的作用是什么?有几种结构型式?答:原因:火焰管在高温、高压的燃烧产物和燃烧火焰的作用下,火焰管承受着 高的热负荷和一定的机械振动负荷。 在热应力、蠕变应力和疲劳应力 的交变作用下,火焰管常常会发生变形、翘曲,甚至发生裂纹损坏, 严重影响燃烧室的工作寿命。方案:气膜冷却方式(鱼鳞孔式、斑孔式、波纹环)掺冷的作用:使燃气温度降低,以获得给定的燃烧室出口燃气温度。 结构形式:射流孔混合器,径向楔形混合器,喷管型混合器。9. (燃气涡轮在)燃气轮机中的功用是什么?对其转子有哪些要求?答:燃气涡轮在燃气轮机中的功用是将来自燃烧室的高温、高压燃气中的能量尽可能多地转变成为机械功。对转子的要求:有足够的强度、刚度和较好的热对中性能。10. 什么是燃气轮机的共同运行线?什么是外特性曲线?与运行负荷有什么关系? P105答:装置外特性是指装置变工况时有效功率 Pe、有效效率和输出扭矩Mk与动力 燃气涡轮转速n之间的变化关系。11. 试述大气参数变化对燃气轮机装置运行特性的
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