ГМТУ
КАФЕДРА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СУДОВ
РЕФЕРАТ
«МОРСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ»
НА ТЕМУ
«СУДОВЫЕ ДЫМОВЫЕ ТРУБЫ»
студент ГМТУ группы 11КС2
Нечаев Алексей
Санкт-Петербург
2000
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………2
ДЫМОВАЯ ТРУБА ВО
ВНЕШНЕМ ОБЛИКЕ СУДНА………………………………3
ПОПЫТКА ВНЕДРЕНИЯ ТЯГО-ДУТЬЕВЫХ
МАШИН В СИСТЕМУ ДЫМООТВОДА…………………...8
МНЕНИЕ КАПИТАНА ГАЛАНИНА……………………….9
СВАРКА В ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЫМОВЫХ ТРУБ……….10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………14
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………...15
Введение.
Дымовая труба любого судна, на первый взгляд обычного обывателя, покажется самым простым устройством на судне. Как правило, это мнение глубоко заблуждающегося человека. На самом деле это одно из сложнейших арматурных устройств современного механического судна. Появление дымовой трубы совпало, конечно, с появлением первых судовых двигателей. Предложение некоторыми инженерами того времени вывода отработанных газов на корме из небольшой трубы, как у автомобиля оказалось несерьезным. А вот предложение вывода отработанных газов горения через стальную конструкцию в вертикальном положении была одобрена. Но такой способ построения дымовыводной конструкции в настоящее время применяется в основном на гражданских судах, а на военных кораблях и на подводных лодках используется немного иная система отвода дыма. Но я в своем реферате не хотел бы затрагивать тему военных конструкторских разработок и ограничусь гражданскими пассажирскими и грузовыми судами.
Дымовая труба во внешнем облике судна.
Красота судна в значительной степени зависит от формы, цвета, местоположения дымовой трубы, от сочетания ее с надстройкой и формой оконечностей. Первоначально труба парохода представляла собой высокий и тонкий вертикальный цилиндр, раскрепленный растяжками. Высокая дымовая труба создавала хорошую естественную тягу, необходимую для работы паровых котлов. С ростом мощности главного двигателя увеличивалось количество труб и их размеры. В начале нашего века крупнотоннажные пассажирские суда несли три-четыре дымовые трубы, выражая тем самым мощь паровых машин. Например, на английском лайнере «Титаник», построенном в 1912 году, четыре высокие, слегка наклоненные к корме трубы как бы олицетворяли мощь и надежность энергетической установки (рис 1,а).
Введение искусственного дутья и усовершенствование энергетических систем привело к постепенному уменьшению высоты дымовых труб и сокращению их количества: построенный в 1935 году лайнер «Нормандия» (рис 1,б) нес три трубы, причем кормовая труба была чисто декоративной; позднее строились двухтрубные пассажирские лайнеры, на которых использовалась по назначению только одна, носовая, труба; построенный в 1968 году пассажирский лайнер «Куин Элизабет» имеет уже только одну дымовую трубу (рис 1,в). Современные суда строят с одной дымовой трубой (рис 1,г).
Для работы дизельной энергетической установки не нужна сильная тяга, поэтому на первых теплоходах устанавливали невысокие широкие трубы. К середине нашего века и на судах с паровыми турбинами с введением принудительного дутья значительно уменьшилась высота труб. Невысокие трубы не обеспечивали надежного отвода продуктов сгорания топлива за пределы судна, выхлопные газы загрязняли главную палубу и палубы надстройки, попадали во всасывающие патрубки системы вентиляции, ухудшали обитаемость судна, это объясняется тем, что при движении судна встречный воздушный поток, возмущаемый корпусом, надстройкой, кожухом дымовой трубы и другими значительно выступающими частями, образует вихревые, турбулентные зоны с пониженным давлением. В таких зонах возникают воздушные течения, направленные к палубе и даже в сторону движения судна (рис 2).
Характер движения воздушного набегающего потока вдоль судна в значительной степени зависит от формы надстройки, особенно от формы ее лобовой стенки. Современные рубленые формы надстроек резко прерывают воздушный поток. Чем шире надстройка и чем круче расположена ее лобовая стенка, обращенная к воздушному потоку, тем больше область турбулентного воздушного потока.
На современных судах дымовые трубы достаточно высоки, чтобы отработанные газы выходили выше границы зоны турбулентности от надстройки, и имеют достаточно обтекаемую форму, чтобы на вывод из трубы отработанного газа в меньшей степени влияла зона турбулентности от самой дымовой трубы. Улучшению отвода отработанных газов способствуют направляющие устройства типа воздушных кольцевых сопел, создающих по периметру опорную струю воздуха. Естественно, что при увеличении скорости вывода отработанного газа уменьшается вероятность захвата его турбулентным потоком. В кормовой части кожуха дымовой трубы современных судов нередко размещен горизонтальный козырек (рис 3,а), форма которого предварительно отработана на моделях, испытанных в аэродинамической трубе. Он отделяет поток дыма или выхлопных газов от области разрежения за дымовой трубой. Над козырьком размещена проницаемая для встречного потока воздуха часть кожуха, чтобы дым не распространялся вниз по трубе, в зону разряжения (рис 3,б, в).
Козырьки на кожухах дымовых труб устанавливают с учетом распространения воздушных потоков вдоль судна, с носа в корму.
В условиях эксплуатации суда нередко испытывают воздействие бокового ветра. Чтобы избежать задымления палуб в этих условиях, на лайнере «Франс» дымовые газы отводятся с подветренной стороны через широкие горизонтальные крылья, сделанные, в верхней части трубы (рис 3,г). Такое архитектурное решение позволило подчеркнуть горизонтальную динамику и придало судну яркую индивидуальность. Необычная, решетчатая форма кожухов дымовых труб принята на пассажирских лайнерах «Микельанджелло» и «Рафаэлло» (рис 3,д). Полная проницаемость кожуха позволила ликвидировать зону разряжения за трубой, а большая часть козырька обеспечила горизонтальное распространение дыма. На пассажирском судне «Айвазоский» решетчатой сделана только часть кожуха, допускающая проход встречной воздушной струи (рис 3,е).
Чтобы поток продуктов горения не попадал в зону местных воздушных вихрей, образующихся у кромки кожуха дымовой трубы, выпускные отверстия газовыхлопных трубопроводов дизелей и дымоходов паровых котлов расположены выше верхнего среза кожуха дымовой трубы (рис 6.20). На пассажирском лайнере «Максим Горький» вместо привычного козырька трубы сделана круглая направляющая площадка диаметром 11.5 метров, возвышающаяся на 5.1 метра выше кожуха. Выходные отверстия дымовых газов размещены на 1 метр выше направляющей площадки (рис 3,ж). Такая конструкция украсила внешний вид судна и обеспечила отвод газов за его пределы.
Формы дымовых труб современных судов весьма разнообразны. Горизонтальные сечения кожуха могут быть прямоугольными, круглыми, овальными и каплевидными. При прямоугольной системе построения форму надпалубной части силуэта обычно применяют трубы прямоугольного сечения. При криволинейной системе зачастую используют трубы каплевидного сечения с закругленной или заостренной задней кромкой. Тубы делают коническими или гранеными с горизонтальной или скошенной в сторону кормы верхней кромкой кожуха.
На ряде судов трубу объединяют с мачтой, которая завершает лобовую часть кожуха (рис 3,з). Для отвода выхлопных газов от дизельной установки используют высокие профилированные дымовые трубы, выполненные в виде спаренных полумачт (рис 3,и). На судах с горизонтальным способом погрузки шахты машинного отделения делают у бортов, чтобы освободить среднюю часть главной палубы для прохода колесной техники. Соответственно на таких судах дымовые трубы разносятся к бортам, симметрично диаметральной плоскости судна (рис 3,к).