Rozmieszczenie

Rozmieszczenie

siłowni parowych

siłowni parowych

na statku i

na statku i

wskaźniki

wskaźniki

porównawcze

porównawcze

siłowni.

siłowni.

Rozmieszczenie turbiny

Rozmieszczenie turbiny

parowej na statku

parowej na statku

Poszczególne kadłuby turbin, przekładnia,

Poszczególne kadłuby turbin, przekładnia,

skraplacz tworzy zwarty układ , który nazywa

skraplacz tworzy zwarty układ , który nazywa

się

turbozespołem.

Kadłuby

turbin

się

turbozespołem.

Kadłuby

turbin

usytuowane są równolegle a podział mocy

usytuowane są równolegle a podział mocy

pomiędzy turbinami jest równomierny z

pomiędzy turbinami jest równomierny z

uwagi na obciążenie przekładni. Główne

uwagi na obciążenie przekładni. Główne

łożyska oporowe linii wałów może być

łożyska oporowe linii wałów może być

usytuowane w przekładni. Skraplacz z reguły

usytuowane w przekładni. Skraplacz z reguły

jest usytuowany pod turbiną Parowe siłownie

jest usytuowany pod turbiną Parowe siłownie

turbinowe są stosowane na statkach o

turbinowe są stosowane na statkach o

największej nośności czyli o dużych i

największej nośności czyli o dużych i

wysokich kadłubach.

wysokich kadłubach.

Rozmieszczenie

wałów

przekładni

Rozmieszczenie

wałów

przekładni

uzależnione jest z jednej strony od jej

uzależnione jest z jednej strony od jej

typu, z drugiej zaś podyktowane jest

typu, z drugiej zaś podyktowane jest

ogólnym

rozplanowaniem

siłowni

ogólnym

rozplanowaniem

siłowni

okrętowej. Na przykład przekładnie

okrętowej. Na przykład przekładnie

dwustopniowe

typu

walcowego

dwustopniowe

typu

walcowego

najczęściej

są

wysokie,

jak

najczęściej

są

wysokie,

jak

przedstawiono na rys. 1a. W tym

przedstawiono na rys. 1a. W tym

rozwiązaniu skraplacz 3 umieszczony

rozwiązaniu skraplacz 3 umieszczony

jest pod turbiną, a cały zespół

jest pod turbiną, a cały zespół

napędowy

jest

wysoki

choć

napędowy

jest

wysoki

choć

jednocześnie dosyć zwarty.

jednocześnie dosyć zwarty.

a

Rys. 1. Szkic okrętowego zespołu turbinowego: a) z podwieszonym

Rys. 1. Szkic okrętowego zespołu turbinowego: a) z podwieszonym

skraplaczem;

skraplaczem;

b) ze skraplaczem o przepływie osiowym

b) ze skraplaczem o przepływie osiowym

1 - turbina WC, 2 - turbina NC i biegu wstecz; 3 - skraplacz; 4 -

1 - turbina WC, 2 - turbina NC i biegu wstecz; 3 - skraplacz; 4 -

przekładnia redukcyjna;

przekładnia redukcyjna;

5 - łożysko oporowe

5 - łożysko oporowe

Zastosowanie stopni obiegowych w przekładniach

Zastosowanie stopni obiegowych w przekładniach

turbinowych zmieniło kształt i wymiary przekładni.

turbinowych zmieniło kształt i wymiary przekładni.

Wszystkie

wały

umieszczone

są

w

jednej

Wszystkie

wały

umieszczone

są

w

jednej

płaszczyźnie (rys. 1b ), co zmniejszyło wymiary

płaszczyźnie (rys. 1b ), co zmniejszyło wymiary

całego zespołu. Jednocześnie zastosowano osiowe

całego zespołu. Jednocześnie zastosowano osiowe

mocowanie skraplacza do turbiny niskociśnieniowej.

mocowanie skraplacza do turbiny niskociśnieniowej.

Zespół napędowy obniżył się tym samym znacznie,

Zespół napędowy obniżył się tym samym znacznie,

choć jednocześnie nieco wydłużył.

choć jednocześnie nieco wydłużył.

Takie rozwiązanie umożliwiło umieszczenie w

Takie rozwiązanie umożliwiło umieszczenie w

parowej siłowni turbinowej kotłów głównych nad

parowej siłowni turbinowej kotłów głównych nad

turbiną, a tym samym znaczne skrócenie długości

turbiną, a tym samym znaczne skrócenie długości

siłowni.

siłowni.

W niektórych rozwiązaniach w górnej części

W niektórych rozwiązaniach w górnej części

przekładni wbudowano zbiorniki grawitacyjne oleju

przekładni wbudowano zbiorniki grawitacyjne oleju

smarowego.

smarowego.

Zarówno ze względu na zmniejszenie

Zarówno ze względu na zmniejszenie

współczynnika tarcia jak i odprowadzenie

współczynnika tarcia jak i odprowadzenie

ciepła oraz dla uzyskania maksymalnej

ciepła oraz dla uzyskania maksymalnej

cichobieżności, przekładnia powinna być

cichobieżności, przekładnia powinna być

odpowiednio smarowana. Koła i wały

odpowiednio smarowana. Koła i wały

powinny być dynamicznie wyważone, zęby

powinny być dynamicznie wyważone, zęby

przekładni powinny mieć moduł i duży kąt

przekładni powinny mieć moduł i duży kąt

pochylenia linii zęba, korpus przekładni

pochylenia linii zęba, korpus przekładni

powinien być -jeżeli to jest możliwe

powinien być -jeżeli to jest możliwe

-izolowany od fundamentu przekładkami

-izolowany od fundamentu przekładkami

izolującymi akustycznie. Istotny wpływ na

izolującymi akustycznie. Istotny wpływ na

hałaśliwość

ma

także

odpowiednie

hałaśliwość

ma

także

odpowiednie

ukształtowanie kadłuba przekładni. Niekiedy

ukształtowanie kadłuba przekładni. Niekiedy

celowe jest osłonięcie przekładni izolującą

celowe jest osłonięcie przekładni izolującą

osłoną akustyczną.

osłoną akustyczną.

W czasie pracy koła przekładni obracając się

W czasie pracy koła przekładni obracając się

działają jak wentylatory, powodując ruch

działają jak wentylatory, powodując ruch

powietrza w przekładni. Dodatkowo wzrost

powietrza w przekładni. Dodatkowo wzrost

temperatury wynikający na skutek pracy

temperatury wynikający na skutek pracy

tarcia pociąga za sobą wzrost ciśnienia

tarcia pociąga za sobą wzrost ciśnienia

powietrza zawartego w przekładni i w

powietrza zawartego w przekładni i w

przypadku

nieodpowietrzonego

kadłuba

przypadku

nieodpowietrzonego

kadłuba

przekładni może to spowodować wysoce

przekładni może to spowodować wysoce

niepożądane

i

szkodliwe

zjawisko

niepożądane

i

szkodliwe

zjawisko

wydmuchiwania

oleju

z

łożysk

przez

wydmuchiwania

oleju

z

łożysk

przez

uszczelnienia na zewnątrz przekładni. Aby

uszczelnienia na zewnątrz przekładni. Aby

tego uniknąć, wnętrze kadłuba przekładni

tego uniknąć, wnętrze kadłuba przekładni

zębatej musi być dobrze odpowietrzone.

zębatej musi być dobrze odpowietrzone.

Króćce odpowietrzające umieszczane są w

Króćce odpowietrzające umieszczane są w

najwyższych miejscach obudowy np. komór

najwyższych miejscach obudowy np. komór

sprzęgieł, pierwszych stopni przekładni części

sprzęgieł, pierwszych stopni przekładni części

wysokociśnieniowej i niskociśnieniowej oraz

wysokociśnieniowej i niskociśnieniowej oraz

drugiego stopnia przekładni.

drugiego stopnia przekładni.

Zespół napędowy z przekładnią, podobnie do

Zespół napędowy z przekładnią, podobnie do

innych układów napędowych śrub, tworzy

innych układów napędowych śrub, tworzy

układ sprężysty o określonej częstotliwości

układ sprężysty o określonej częstotliwości

drgań własnych. Masy głównego silnika

drgań własnych. Masy głównego silnika

napędowego - w tym przypadku turbin,

napędowego - w tym przypadku turbin,

przekładni, wałów i śruby (czy śrub w

przekładni, wałów i śruby (czy śrub w

układach

wielośrubowych)

muszą

być

układach

wielośrubowych)

muszą

być

dobrane w ten sposób, ażeby częstotliwości

dobrane w ten sposób, ażeby częstotliwości

krytyczne drgań własnych układu nie leżały w

krytyczne drgań własnych układu nie leżały w

zakresie

częstotliwości

wzbudzenia.

zakresie

częstotliwości

wzbudzenia.

Korzystne dla układu napędowego jest

Korzystne dla układu napędowego jest

wprowadzenie

elementów

tłumiących,

wprowadzenie

elementów

tłumiących,

sprzęgieł oraz wałków elastycznych. Niekiedy

sprzęgieł oraz wałków elastycznych. Niekiedy

stosowane są również specjalne tłumiki

stosowane są również specjalne tłumiki

drgań.

drgań.

Elastyczne sprzęgła podatne umieszcza się

Elastyczne sprzęgła podatne umieszcza się

najczęściej tak, aby dzieliły zespół napędowy

najczęściej tak, aby dzieliły zespół napędowy

statku na niezależne od siebie układy

statku na niezależne od siebie układy

drgające. Poza tym sprzęgło podatne powinno

drgające. Poza tym sprzęgło podatne powinno

dzielić układ drgający na układy, których

dzielić układ drgający na układy, których

częstotliwości drgań różnią się jak najbardziej

częstotliwości drgań różnią się jak najbardziej

od częstotliwości drgań układu połączonego

od częstotliwości drgań układu połączonego

sprzęgłem sztywnym.

sprzęgłem sztywnym.

Rozmieszczenie

sprzęgieł

podatnych

w

Rozmieszczenie

sprzęgieł

podatnych

w

typowej dwustopniowej przekładni zębatej

typowej dwustopniowej przekładni zębatej

typu walcowego przedstawiono na rys. 2.

typu walcowego przedstawiono na rys. 2.

Cztery sprzęgła z których jedno jest podwójne

Cztery sprzęgła z których jedno jest podwójne

między turbiną WC i pierwszym stopniem

między turbiną WC i pierwszym stopniem

przekładni, dzielą układ napędowy na cztery

przekładni, dzielą układ napędowy na cztery

niezależne od siebie układy drgające: turbina

niezależne od siebie układy drgające: turbina

WC, turbina NC, pierwszy stopień przekładni i

WC, turbina NC, pierwszy stopień przekładni i

drugi stopień przekładni.

drugi stopień przekładni.

Rys. 2. Rozmieszczenie sprzęgieł w turbinowym zespole

Rys. 2. Rozmieszczenie sprzęgieł w turbinowym zespole

napędowym 1 - turbina WC; 2 - turbina NC; 3 - turbina biegu

napędowym 1 - turbina WC; 2 - turbina NC; 3 - turbina biegu

wstecz; 4 - podwójne sprzęgło pierwszego stopnia przełożenia

wstecz; 4 - podwójne sprzęgło pierwszego stopnia przełożenia

od strony turbiny WC; 5 - sprzęgło drugiego stopnia

od strony turbiny WC; 5 - sprzęgło drugiego stopnia

przełożenia strony wysokociśnieniowej; 6-sprzęgło pierwszego

przełożenia strony wysokociśnieniowej; 6-sprzęgło pierwszego

stopnia przełożenia strony niskociśnieniowej; 7-sprzęgło

stopnia przełożenia strony niskociśnieniowej; 7-sprzęgło

drugiego stopnia przełożenia strony niskociśnieniowej

drugiego stopnia przełożenia strony niskociśnieniowej

Wszystkie przedstawione wyżej środki, takie jak

Wszystkie przedstawione wyżej środki, takie jak

sprzęgła podatne, wałek skrętny i niekiedy

sprzęgła podatne, wałek skrętny i niekiedy

podatność mocowania dolnej połowy skrzyni

podatność mocowania dolnej połowy skrzyni

przekładniowej (szczególnie w ostatnim stopniu

przekładniowej (szczególnie w ostatnim stopniu

przełożenia) zapewniają prawidłową pracę kół

przełożenia) zapewniają prawidłową pracę kół

zębatych

w

przekładniach

okrętowych.

W

zębatych

w

przekładniach

okrętowych.

W

warunkach pracy statku pod wpływem jego pracy

warunkach pracy statku pod wpływem jego pracy

na fali, zmiany zanurzenia, przenoszenia sił naporu

na fali, zmiany zanurzenia, przenoszenia sił naporu

od śruby, zmian temperatury wody morskiej itp.

od śruby, zmian temperatury wody morskiej itp.

następują bowiem odkształcenia stosunkowo mało

następują bowiem odkształcenia stosunkowo mało

sztywnych fundamentów elementów siłowni w tym

sztywnych fundamentów elementów siłowni w tym

również przekładni i turbin.

również przekładni i turbin.

Sprzęgła podatne umożliwiają zatem współpracę

Sprzęgła podatne umożliwiają zatem współpracę

wałów przy niewielkim braku współosiowości,

wałów przy niewielkim braku współosiowości,

łagodzą

nierównomierności

przenoszonego

łagodzą

nierównomierności

przenoszonego

momentu obrotowego, tłumią drgania skrętne oraz

momentu obrotowego, tłumią drgania skrętne oraz

zmieniają częstość tych drgań w całym układzie.

zmieniają częstość tych drgań w całym układzie.

Rys. 3. Schemat turbinowego układu napędowego ze śrubami

Rys. 3. Schemat turbinowego układu napędowego ze śrubami

nakrywającymi się

nakrywającymi się

1 - turbina WC', 2 - turbina NC prawej burty; 3 — turbina biegu

1 - turbina WC', 2 - turbina NC prawej burty; 3 — turbina biegu

wstecz prawej burty; 4 — turbina NC lewej burty; 5 - turbina biegu

wstecz prawej burty; 4 — turbina NC lewej burty; 5 - turbina biegu

wstecz lewej burty; 6 - przekładnia; 7 - tylna śruba prawoburtowa;

wstecz lewej burty; 6 - przekładnia; 7 - tylna śruba prawoburtowa;

8 - przednia śruba lewoburtowa

8 - przednia śruba lewoburtowa

WSKAŹNIKI I PARAMETRY

WSKAŹNIKI I PARAMETRY

SIŁOWNI OKRĘTOWYCH

SIŁOWNI OKRĘTOWYCH

W praktyce projektowania i eksploatacji siłowni

W praktyce projektowania i eksploatacji siłowni

okrętowych

występuje potrzeba

ich analiz,

okrętowych

występuje potrzeba

ich analiz,

porównywania różnych rozwiązań oraz oceny

porównywania różnych rozwiązań oraz oceny

merytorycznej. Pomocne w tym są tzw. wskaźniki

merytorycznej. Pomocne w tym są tzw. wskaźniki

(umowne)

charakteryzujące

układy

napędu

(umowne)

charakteryzujące

układy

napędu

głównego, elektrownie okrętowe i całe siłownie.

głównego, elektrownie okrętowe i całe siłownie.

Wskaźniki te - niestety - nie są uniwersalne, a

Wskaźniki te - niestety - nie są uniwersalne, a

każdy z nich charakteryzuje siłownię, czy też tylko

każdy z nich charakteryzuje siłownię, czy też tylko

układ napędowy, w jakimś aspekcie (tylko pod

układ napędowy, w jakimś aspekcie (tylko pod

jakimś względem). Najważniejsze z nich to

jakimś względem). Najważniejsze z nich to

wskaźniki

ekonomiczne,

eksploatacyjne

i

wskaźniki

ekonomiczne,

eksploatacyjne

i

energetyczne, które zresztą w jakiejś mierze zależą

energetyczne, które zresztą w jakiejś mierze zależą

wzajemnie od siebie. Ekonomika pracy siłowni w

wzajemnie od siebie. Ekonomika pracy siłowni w

dominującym stopniu decyduje o wynikach

dominującym stopniu decyduje o wynikach

finansowych statku, a przede wszystkim o kosztach

finansowych statku, a przede wszystkim o kosztach

paliwa, oleju smarowego, amortyzacji, remontów,

paliwa, oleju smarowego, amortyzacji, remontów,

kosztach załogi maszynowej i innych kosztach

kosztach załogi maszynowej i innych kosztach

materiałowych.

materiałowych.

Wskaźniki eksploatacyjne, a między innymi

Wskaźniki eksploatacyjne, a między innymi

niezawodność pracy siłowni, przeciążalność

niezawodność pracy siłowni, przeciążalność

silników

napędu

głównego,

zdolność

silników

napędu

głównego,

zdolność

wykonywania

manewrów,

dopuszczalne

wykonywania

manewrów,

dopuszczalne

okresy między remontowe i koszty remontów

okresy między remontowe i koszty remontów

- także stanowią istotne informacje i czynnik

- także stanowią istotne informacje i czynnik

decydujący o jakości siłowni oraz całego

decydujący o jakości siłowni oraz całego

statku. Wreszcie wskaźniki energetyczne, np.

statku. Wreszcie wskaźniki energetyczne, np.

sprawności, jednostkowe zużycie paliwa,

sprawności, jednostkowe zużycie paliwa,

moce i momenty, jako że decydują o

moce i momenty, jako że decydują o

prędkości statku, tym samym -chociaż

prędkości statku, tym samym -chociaż

pośrednio - decydują także o jego efektach

pośrednio - decydują także o jego efektach

ekonomicznych.

Poza

wzmiankowanymi

ekonomicznych.

Poza

wzmiankowanymi

trzema rodzajami wskaźników występuje

trzema rodzajami wskaźników występuje

wiele innych, dotyczących siłowni

wiele innych, dotyczących siłowni

Na przykład wskaźniki masowe i gabarytowe

Na przykład wskaźniki masowe i gabarytowe

(jednostkowe masy i jednostkowe gabaryty) silników,

(jednostkowe masy i jednostkowe gabaryty) silników,

mechanizmów, urządzeń, instalacji oraz całych

mechanizmów, urządzeń, instalacji oraz całych

siłowni

-szczególnie

przydatne

na

etapie

siłowni

-szczególnie

przydatne

na

etapie

projektowania. Istnieją też wskaźniki mające

projektowania. Istnieją też wskaźniki mające

charakter ograniczeń, np. dopuszczalnych poziomów

charakter ograniczeń, np. dopuszczalnych poziomów

drgań w siłowni, hałasu, mikroklimatu, tzn.

drgań w siłowni, hałasu, mikroklimatu, tzn.

temperatury, wilgotności i zanieczyszczeń powietrza

temperatury, wilgotności i zanieczyszczeń powietrza

itp.

itp.

Wielkość siłowni okrętowej określa przede wszystkim

Wielkość siłowni okrętowej określa przede wszystkim

moc głównego lub głównych silników napędzających

moc głównego lub głównych silników napędzających

śrubę czy też śruby. Jest ona zazwyczaj oznaczona

śrubę czy też śruby. Jest ona zazwyczaj oznaczona

symbolem N, a jednostką jest kilowat kW.

symbolem N, a jednostką jest kilowat kW.

Uprzednio, w dobie maszyn parowych, moc silników

Uprzednio, w dobie maszyn parowych, moc silników

podawana była najczęściej jako moc wewnętrzna N

podawana była najczęściej jako moc wewnętrzna N

i

i

czyli moc rozwijana wewnątrz silnika przez czynnik

czyli moc rozwijana wewnątrz silnika przez czynnik

roboczy .

roboczy .

Dla silników wolnoobrotowych napędzających

Dla silników wolnoobrotowych napędzających

bezpośrednio śrubę moc na sprzęgle N

bezpośrednio śrubę moc na sprzęgle N

e

e

równa jest

równa jest

mocy oddawanej na wał napędowy N

mocy oddawanej na wał napędowy N

w

w

. W

. W

przypadku silników średnio i szybkoobrotowych

przypadku silników średnio i szybkoobrotowych

często jest konieczne stosowanie przekładni, a

często jest konieczne stosowanie przekładni, a

wówczas moc przekazywana na wał N

wówczas moc przekazywana na wał N

w

w

jest

jest

mniejsza od mocy na sprzęgle Ne o straty w

mniejsza od mocy na sprzęgle Ne o straty w

przekładni.

przekładni.

Moc przekazywana śrubie okrętowej jest mniejsza

Moc przekazywana śrubie okrętowej jest mniejsza

od mocy na wale o straty linii wału moc tę

od mocy na wale o straty linii wału moc tę

nazywamy mocą na stożku śruby N

nazywamy mocą na stożku śruby N

s

s

.

.

Z kolei dalsze starty napędowe są związane z pracą

Z kolei dalsze starty napędowe są związane z pracą

śruby i tylko część mocy dostarczanej do śruby N

śruby i tylko część mocy dostarczanej do śruby N

s

s

zostaje efektywnie wykorzystana do napędu statku,

zostaje efektywnie wykorzystana do napędu statku,

tzn do pokonania jego oporów ruchu. Ta część

tzn do pokonania jego oporów ruchu. Ta część

mocy jest określana jako moc holowania N

mocy jest określana jako moc holowania N

h

h

.

.

Moc

efektywną

(zewnętrzną),

tłokowych

Moc

efektywną

(zewnętrzną),

tłokowych

silników spalinowych, jeśli ma być dokładnie

silników spalinowych, jeśli ma być dokładnie

pomierzona, mierzy się na hamowaniach, co

pomierzona, mierzy się na hamowaniach, co

wymaga

dostarczenia

tam

silnika

.W

wymaga

dostarczenia

tam

silnika

.W

warunkach

eksploatacyjnych

siłowni

warunkach

eksploatacyjnych

siłowni

okrętowych, moc określa się na wale

okrętowych, moc określa się na wale

pośrednim

za

pomocą

na

przykład

pośrednim

za

pomocą

na

przykład

torsjometru, poprzez pomiar momentu t

torsjometru, poprzez pomiar momentu t

prędkości obrotowej Ten sposób pomiaru może

prędkości obrotowej Ten sposób pomiaru może

być obarczony błędem nawet do ok. 3% .

być obarczony błędem nawet do ok. 3% .

W przypadku turbozespołów parowych czy

W przypadku turbozespołów parowych czy

spalinowych nie ma możliwości pomiaru mocy

spalinowych nie ma możliwości pomiaru mocy

wewnętrznej i pozostaje tylko pomiar mocy

wewnętrznej i pozostaje tylko pomiar mocy

efektywnej. Pomiary takie przeprowadza się

efektywnej. Pomiary takie przeprowadza się

bądź na hamowni, bądź w siłowni okrętowej za

bądź na hamowni, bądź w siłowni okrętowej za

pomocą torsjometru na wale pośrednim.

pomocą torsjometru na wale pośrednim.

Między momentem a mocą oraz

Między momentem a mocą oraz

prędkością obrotową zachodzi zależność, jak

prędkością obrotową zachodzi zależność, jak

niżej, z tym, że moc N jest wyrażona w

niżej, z tym, że moc N jest wyrażona w

watach [W], a prędkość kątowa o w

watach [W], a prędkość kątowa o w

radianach na sekundę [rad/s], lub prędkość

radianach na sekundę [rad/s], lub prędkość

obrotowa n w obrotach na sekundę[].

obrotowa n w obrotach na sekundę[].

Wówczas moment obrotowy wyrazi się

Wówczas moment obrotowy wyrazi się

zależnością:

zależnością:

 

Nm

n

N

N

M





2





Wskaźniki energetyczne

Wskaźniki energetyczne

okrętowych napędów

okrętowych napędów

głównych

głównych

Stopień wykorzystania energii dostarczonej do

Stopień wykorzystania energii dostarczonej do

wykonania pracy mechanicznej nazywany jest

wykonania pracy mechanicznej nazywany jest

sprawnością. Sprawność jest miernikiem strat

sprawnością. Sprawność jest miernikiem strat

zachodzących w siłowni jako całości, bądź w

zachodzących w siłowni jako całości, bądź w

poszczególnych maszynach i urządzeniach

poszczególnych maszynach i urządzeniach

wchodzących w jej skład. Zwykłe wyodrębnia

wchodzących w jej skład. Zwykłe wyodrębnia

się straty o podobnym charakterze, nadając im

się straty o podobnym charakterze, nadając im

odpowiednie nazwy.

odpowiednie nazwy.

Sprawność jest wskaźnikiem energetycznym, a

Sprawność jest wskaźnikiem energetycznym, a

pośrednio eksploatacyjnym i ekonomicznym,

pośrednio eksploatacyjnym i ekonomicznym,

gdyż stopień wykorzystania energii świadczy o

gdyż stopień wykorzystania energii świadczy o

walorach eksploatacyjnych maszyny i o

walorach eksploatacyjnych maszyny i o

kosztach jej eksploatacji.

kosztach jej eksploatacji.

Punktem wyjścia dla określenia sprawności

Punktem wyjścia dla określenia sprawności

siłowni okrętowej jest ilość energii Q

siłowni okrętowej jest ilość energii Q

p

p

, jaką

, jaką

można by uzyskać z zupełnego i całkowitego

można by uzyskać z zupełnego i całkowitego

spalenia dostarczonego paliwa, przy czym z

spalenia dostarczonego paliwa, przy czym z

reguły przyjmujemy dolną wartość opałową:

reguły przyjmujemy dolną wartość opałową:

gdzie:

gdzie:

B

B

- ilość spalanego paliwa [kg]

- ilość spalanego paliwa [kg]

W

W

d

d

- dolna wartość opałowa paliwa [J/kg]

- dolna wartość opałowa paliwa [J/kg]

d

p

BW

Q 

Przyjmijmy, że do silnika cieplnego, niezależnie od

Przyjmijmy, że do silnika cieplnego, niezależnie od

jego rodzaju, przetwarzającego energię cieplną na

jego rodzaju, przetwarzającego energię cieplną na

energię mechaniczną, dostarczono w czynniku

energię mechaniczną, dostarczono w czynniku

roboczym Q

roboczym Q

d

d

energii cieplnej. W wyniku procesów

energii cieplnej. W wyniku procesów

termodynamicznych część tej energii zostanie

termodynamicznych część tej energii zostanie

zamieniona na energię mechaniczną. Zgodnie z II

zamieniona na energię mechaniczną. Zgodnie z II

zasadą termodynamiki sprawność teoretyczna

zasadą termodynamiki sprawność teoretyczna

(termodynamiczna) tej zamiany wyrazi się wzorem

(termodynamiczna) tej zamiany wyrazi się wzorem

gdzie:

gdzie:

L

L

i

i

- teoretyczna praca obiegu [Nm]

- teoretyczna praca obiegu [Nm]

Q

Q

d

d

-en. doprowadza do czynnika roboczego w

-en. doprowadza do czynnika roboczego w

rzeczywistym obiegu pracy [J]

rzeczywistym obiegu pracy [J]

d

i

t

Q

L





W przypadku siłowni parowych należy

W przypadku siłowni parowych należy

uwzględnić straty w kotle wytwarzającym

uwzględnić straty w kotle wytwarzającym

parę

parę

η

η

k

k

oraz

straty

w

rurociągach

oraz

straty

w

rurociągach

doprowadzających ją do silnika parowego

doprowadzających ją do silnika parowego

η

η

rc

rc

:

:

gdzie:

gdzie:

Q

Q

k

k

- energia pobrana przez wodę i parę w kotle,

- energia pobrana przez wodę i parę w kotle,

Q

Q

d

d

- energia doprowadzona do silnika, równa

- energia doprowadzona do silnika, równa

pobranej przez wodę i parę w kotle i zmniejszona

pobranej przez wodę i parę w kotle i zmniejszona

o straty w rurociągach.

o straty w rurociągach.

p

k

k

Q

Q





k

d

rc

Q

Q





Straty mechaniczne w silniku, takie jak

Straty mechaniczne w silniku, takie jak

tarcie w łożyskach wałów silnika, tarcie w

tarcie w łożyskach wałów silnika, tarcie w

cylindrach itp. oraz pobór mocy przez

cylindrach itp. oraz pobór mocy przez

mechanizmy

zawieszone

na

silniku

mechanizmy

zawieszone

na

silniku

powodują, że moc użyteczna (efektywna)

powodują, że moc użyteczna (efektywna)

silnika, oddawana przez silnik, jest mniejsza

silnika, oddawana przez silnik, jest mniejsza

od

mocy

indykowanej

(wewnętrznej).

od

mocy

indykowanej

(wewnętrznej).

Określa

to

współczynnik

sprawności

Określa

to

współczynnik

sprawności

mechanicznej silnika

mechanicznej silnika

N

N

e

e

- moc efektywna silnika mierzona na końcówce wału

- moc efektywna silnika mierzona na końcówce wału

poboru mocy.

poboru mocy.

L

L

i

i

-praca indykowana silnika

-praca indykowana silnika

i

e

i

e

m

N

N

L

L







Następne

starty

występują

w

Następne

starty

występują

w

przekładni

i

sprzęgle.

Określa

to

przekładni

i

sprzęgle.

Określa

to

współczynnik

sprawności

przekładni

współczynnik

sprawności

przekładni

(mechanicznej, elektrycznej, hydraulicznej) i

(mechanicznej, elektrycznej, hydraulicznej) i

sprzęgła:

sprzęgła:

gdzie:

gdzie:

N

N

w

w

- moc na wale (mierzona za przekładnią).

- moc na wale (mierzona za przekładnią).

e

w

e

w

r

N

N

L

L







Niektórzy autorzy traktują oddzielnie straty w

Niektórzy autorzy traktują oddzielnie straty w

samej przekładni i oddzielnie w sprzęgle,

samej przekładni i oddzielnie w sprzęgle,

wprowadzając sprawność przekładni

wprowadzając sprawność przekładni

η

η

r

r

i sprawność

i sprawność

sprzęgła

sprzęgła

η

η

sp

sp

.

.

Wówczas:

Wówczas:

gdzie:

gdzie:

η

η

g

g

- sprawność prądnicy (generatora),

- sprawność prądnicy (generatora),

η

η

s

s

c

c

- sprawność sieci elektrycznej,

- sprawność sieci elektrycznej,

η

η

s

s

e

e

- sprawność silnika elektrycznego.

- sprawność silnika elektrycznego.

sp

r

r









W

przypadku

przekładni

elektrycznej:

se

sc

g

re











W przypadku cieplnych silników wirnikowych

W przypadku cieplnych silników wirnikowych

używa

się

pojęcia

sprawności

ogólnej

używa

się

pojęcia

sprawności

ogólnej

turbozespołu parowego, gdzie:

turbozespołu parowego, gdzie:

m

i

t

rc

k

eTZp















Sprawność ogólna silnika i jego jednostkowe

zużycie paliwa zależą od typu silnika i jego

rozwiązania konstrukcyjnego. Współzawodnictwo

pomiędzy różnymi rodzajami silników głównych

napędów okrętowych trwało od lat i trwa nadal,

przyczyniając się do ich rozwoju. Daje to w

efekcie ciągłe zmniejszanie się jednostkowego

zapotrzebowania energii cieplnej dla uzyskania

jednostki

mocy,

tzn.

zmniejszenia

się

jednostkowego zużycia paliwa. Proces ten na

przestrzeni lat 1900-1985 obrazuje orientacyjnie

rys. 4.

Rys. 4

Rys. 4

A - kocioł i maszyna parowa tłokowa; B - kocioł i turbina parowa

A - kocioł i maszyna parowa tłokowa; B - kocioł i turbina parowa

(turbozespół parowy); C -tłokowy silnik spalinowy wolnoobrotowy;

(turbozespół parowy); C -tłokowy silnik spalinowy wolnoobrotowy;

D - tłokowy silnik spalinowy szybkoobrotowy; E -turbozespół

D - tłokowy silnik spalinowy szybkoobrotowy; E -turbozespół

spalinowy stacjonarny (w zastosowaniu okrętowym); F -

spalinowy stacjonarny (w zastosowaniu okrętowym); F -

turbozespoły spalinowe -ekslotnicze

turbozespoły spalinowe -ekslotnicze

Na rysunku 5 przedstawiono orientacyjnie, jak

Na rysunku 5 przedstawiono orientacyjnie, jak

wzrastały i w jakim zakresie mieściły się

wzrastały i w jakim zakresie mieściły się

sprawności ogólne różnych silników okrętowych

sprawności ogólne różnych silników okrętowych

napędu głównego na przestrzeni XX wieku.

napędu głównego na przestrzeni XX wieku.

Rys. 5

Wskaźniki energetyczne

Wskaźniki energetyczne

siłowni okrętowych

siłowni okrętowych

Jedną z podstawowych wielkości charakteryzujących

Jedną z podstawowych wielkości charakteryzujących

optymalność zaprojektowanej siłowni jest jej

optymalność zaprojektowanej siłowni jest jej

sprawność.

Porównanie

sprawności

siłowni

sprawność.

Porównanie

sprawności

siłowni

podobnych statków służy zwykle jako kryterium

podobnych statków służy zwykle jako kryterium

sprawdzające. W zależności od rodzaju silnika

sprawdzające. W zależności od rodzaju silnika

głównego oraz od liczby silników pomocniczych i

głównego oraz od liczby silników pomocniczych i

innych urządzeń spalających paliwo, sprawność

innych urządzeń spalających paliwo, sprawność

siłowni przyjmuje wartości w dość szerokich

siłowni przyjmuje wartości w dość szerokich

granicach - patrz tabela 1. Sprawność siłowni jest to

granicach - patrz tabela 1. Sprawność siłowni jest to

stosunek energii równoważnej pracy na wale

stosunek energii równoważnej pracy na wale

napędu głównego statku do energii zawartej w

napędu głównego statku do energii zawartej w

spalonym paliwie zużytym do napędu wszystkich

spalonym paliwie zużytym do napędu wszystkich

mechanizmów siłowni:

mechanizmów siłowni:

p

w

s

Q

L







gdzie:

gdzie:

ΣQ

ΣQ

p

p

- całkowita ilość energii cieplnej w paliwie

- całkowita ilość energii cieplnej w paliwie

dostarczona w siłowni (głównie do silników głównych,

dostarczona w siłowni (głównie do silników głównych,

do

silników

pomocniczych

i

do

kotła).

do

silników

pomocniczych

i

do

kotła).

Stąd sprawność siłowni parowej można wrazić:

Stąd sprawność siłowni parowej można wrazić:

r

m

i

t

rc

k

p

p

p

w

s

Q

Q

Q

L























Sprawność siłowni można wyrazić zależnością:

Sprawność siłowni można wyrazić zależnością:

gdzie:

gdzie:

B

B

h

h

- zużycie paliwa przez silniki główne w jednostce czasu

- zużycie paliwa przez silniki główne w jednostce czasu

- np. zużycie godzinowe [kg/h];

- np. zużycie godzinowe [kg/h];

Σ

Σ

B

B

h

h

- całkowite zużycie paliwa przez siłownię (silniki

- całkowite zużycie paliwa przez siłownię (silniki

główne i pomocnicze oraz inne urządzenia siłowni) w

główne i pomocnicze oraz inne urządzenia siłowni) w

jednostce czasu - np. godzinowe [kg/h];

jednostce czasu - np. godzinowe [kg/h];

Zamiast sprawności można też posługiwać się

Zamiast sprawności można też posługiwać się

jednostkowym zużyciem ciepła przez siłownię

jednostkowym zużyciem ciepła przez siłownię

q

q

s

s

[kJ/kWh].

[kJ/kWh].

d

h

r

e

d

h

w

s

W

B

N

W

B

N









3600

3600





Jeśli w siłowni występuje tylko jeden rodzaj paliwa,
wówczas sprawność jej można określić ze wzoru:

r

e

h

h

s

B

B











W okrętownictwie stosowane też jest pojęcie

W okrętownictwie stosowane też jest pojęcie

ogólnej sprawności energetycznej siłowni

ogólnej sprawności energetycznej siłowni

η

η

en.s

en.s

. Jest

. Jest

to stosunek pozyskiwanej energii użytecznej

to stosunek pozyskiwanej energii użytecznej

(mechanicznej, elektrycznej i cieplnej) do energii

(mechanicznej, elektrycznej i cieplnej) do energii

zawartej w paliwach-spalanych we wszystkich

zawartej w paliwach-spalanych we wszystkich

paliwo chłonnych urządzeniach siłowni.

paliwo chłonnych urządzeniach siłowni.

gdzie:

gdzie:

N

N

el

el

- moc elektrowni - mierzona na zaciskach

- moc elektrowni - mierzona na zaciskach

prądnicy [kW],

prądnicy [kW],

Q

Q

- strumień energii produkowanej przez siłownię w

- strumień energii produkowanej przez siłownię w

postaci ciepła [kJ/h],

postaci ciepła [kJ/h],





d

h

el

w

s

en

W

B

Q

N

N









3600

.



Ten wskaźnik - ta sprawność siłowni pozwala

Ten wskaźnik - ta sprawność siłowni pozwala

na całościowe porównywanie różnych rozwiązań

na całościowe porównywanie różnych rozwiązań

układów energetycznych siłowni konkretnego

układów energetycznych siłowni konkretnego

statku. Uwzględnia też utylizację ciepła spalin

statku. Uwzględnia też utylizację ciepła spalin

wylotowych silnika napędu głównego, które

wylotowych silnika napędu głównego, które

przeważnie

są

wykorzystywane

dla

celów

przeważnie

są

wykorzystywane

dla

celów

grzewczych.

grzewczych.

Analogicznie używa się wskaźnika jednostkowego

Analogicznie używa się wskaźnika jednostkowego

energetycznego zużycia ciepła przez siłownię:

energetycznego zużycia ciepła przez siłownię:

Najbardziej dokładną metodą określania wskaźników

Najbardziej dokładną metodą określania wskaźników

energetycznych napędu głównego, czy też całych

energetycznych napędu głównego, czy też całych

siłowni okrętowych, jest pomierzenie mocy użytecznej

siłowni okrętowych, jest pomierzenie mocy użytecznej

na wale napędu śruby

na wale napędu śruby

N

N

w

w

oraz wielkości zużycia paliwa

oraz wielkości zużycia paliwa

B

B

h

h

;

;

ΣB

ΣB

h

h

w rzeczywistych warunkach pracy silnika tabela

w rzeczywistych warunkach pracy silnika tabela

1. Orientacyjne zestawienie sprawności elementów

1. Orientacyjne zestawienie sprawności elementów

zespołu napędowego w zależności od rodzaju silnika

zespołu napędowego w zależności od rodzaju silnika

głównego.

głównego.

s

en

s

en

q

.

.

3600





Wskaźniki masowe i

Wskaźniki masowe i

objętościowe siłowni

objętościowe siłowni

Na rys. 6 orientacyjnie przedstawiono, jak kształtują

Na rys. 6 orientacyjnie przedstawiono, jak kształtują

się w zgrubnym przybliżeniu zakresy stosowania,

się w zgrubnym przybliżeniu zakresy stosowania,

moce i masy siłowni statków oraz okrętów będących

moce i masy siłowni statków oraz okrętów będących

obecnie w eksploatacji. Wygodniejsze jest jednak

obecnie w eksploatacji. Wygodniejsze jest jednak

posługiwanie

się

wielkościami

względnymi,

posługiwanie

się

wielkościami

względnymi,

przeważnie odniesionymi do mocy nominalnej silników

przeważnie odniesionymi do mocy nominalnej silników

napędu głównego statku- Spośród nich wielce

napędu głównego statku- Spośród nich wielce

przydatne dla porównań i analiz, szczególnie na etapie

przydatne dla porównań i analiz, szczególnie na etapie

wstępnego projektowania siłowni, są wskaźniki masy

wstępnego projektowania siłowni, są wskaźniki masy

jednostkowej siłowni (masa siłowni w odniesieniu do

jednostkowej siłowni (masa siłowni w odniesieniu do

mocy napędu głównego) oraz wskaźniki objętości

mocy napędu głównego) oraz wskaźniki objętości

siłowni. Siłownia zbyt ciężka i zbyt duża gabarytowo

siłowni. Siłownia zbyt ciężka i zbyt duża gabarytowo

rzutuje ujemnie na nośność użyteczną statku i

rzutuje ujemnie na nośność użyteczną statku i

pośrednio na prędkość i zasięg pływania. Bywa, że

pośrednio na prędkość i zasięg pływania. Bywa, że

wskaźniki odniesione są do całego obiektu, np.

wskaźniki odniesione są do całego obiektu, np.

wyporności statku. Wtedy staje się możliwe nie tylko

wyporności statku. Wtedy staje się możliwe nie tylko

porównywanie masy i objętości różnych siłowni czy też

porównywanie masy i objętości różnych siłowni czy też

układów napędowych, ale nawet różnych typów i

układów napędowych, ale nawet różnych typów i

różnych wielkości statków.

różnych wielkości statków.

Rozróżnia się trzy pojęcia masy siłowni:

Rozróżnia się trzy pojęcia masy siłowni:

G

G

ss

ss

- masa siłowni suchej, to znaczy masa

- masa siłowni suchej, to znaczy masa

wszystkich maszyn, mechanizmów, instalacji i

wszystkich maszyn, mechanizmów, instalacji i

wyposażenia bez wody, paliwa i oleju smarowego;

wyposażenia bez wody, paliwa i oleju smarowego;

G

G

s

s

- masa siłowni pracującej (czynnej), to znaczy

- masa siłowni pracującej (czynnej), to znaczy

masa siłowni suchej + woda, paliwo i olej

masa siłowni suchej + woda, paliwo i olej

smarowy w maszynach, instalacjach i w

smarowy w maszynach, instalacjach i w

zbiornikach w siłowni (bez zapasów);

zbiornikach w siłowni (bez zapasów);

ΣG

ΣG

s

s

-

-

całkowita masa siłowni wraz z zapasami wody,

całkowita masa siłowni wraz z zapasami wody,

paliwa i oleju smarowego, przy czym ,gdzie:

paliwa i oleju smarowego, przy czym ,gdzie:

G

G

z

z

-

-

masa zapasów wody, paliwa i oleju smarowego

masa zapasów wody, paliwa i oleju smarowego

przeznaczonych dla pracy siłowni podczas rejsu.

przeznaczonych dla pracy siłowni podczas rejsu.

W praktyce projektowej i eksploatacyjnej

W praktyce projektowej i eksploatacyjnej

przeważnie używa się dwóch pojęć: masy siłowni

przeważnie używa się dwóch pojęć: masy siłowni

suchej

suchej

G

G

ss

ss

oraz masy zapasów

oraz masy zapasów

G

G

z

z

. Nie podaje się

. Nie podaje się

ich łącznie, gdyż wielkość zapasów

ich łącznie, gdyż wielkość zapasów

G

G

z

z

zależy nie

zależy nie

tylko od typu i mocy siłowni, ale także od zasięgu

tylko od typu i mocy siłowni, ale także od zasięgu

pływania - niezależności statku od bazy.

pływania - niezależności statku od bazy.

Jednostkowe współczynniki masy suchej siłowni, w zależności od

Jednostkowe współczynniki masy suchej siłowni, w zależności od

rodzaju silników napędu głównego ogólnie, przedstawiają się

rodzaju silników napędu głównego ogólnie, przedstawiają się

następująco:

następująco:

- dla statków towarowych z napędem bezpośrednim silnikami

- dla statków towarowych z napędem bezpośrednim silnikami

wolnoobrotowymi 80-110kg/kW

wolnoobrotowymi 80-110kg/kW

- dla statków towarowych z napędem pośrednim tłokowymi silnikami

- dla statków towarowych z napędem pośrednim tłokowymi silnikami

spalinowymi

średnioobrotowymi

poprzez

jednostopniową

spalinowymi

średnioobrotowymi

poprzez

jednostopniową

przekładnię mechaniczną 60-75 kg/kW

przekładnię mechaniczną 60-75 kg/kW

- jak wyżej - poprzez dwustopniową przekładnię mechaniczną 40-60

- jak wyżej - poprzez dwustopniową przekładnię mechaniczną 40-60

kg/kW

kg/kW

- dla jednostek półślizgowych i wodolotów z napędem tłokowymi

- dla jednostek półślizgowych i wodolotów z napędem tłokowymi

szybkoobrotowymi silnikami spalinowymi, ewentualnie poprzez

szybkoobrotowymi silnikami spalinowymi, ewentualnie poprzez

przekładnię mechaniczną 4-12 kg/kW

przekładnię mechaniczną 4-12 kg/kW

- dla statków towarowych, lodołamaczy i holowników z

- dla statków towarowych, lodołamaczy i holowników z

napędem spalinowo-elektrycznym 90-110kg/kW

napędem spalinowo-elektrycznym 90-110kg/kW

- dla statków towarowych z napędem turboparowym 50-70 kg/kW

- dla statków towarowych z napędem turboparowym 50-70 kg/kW

- dia lodołamaczy i statków pasażerskich z napędem

- dia lodołamaczy i statków pasażerskich z napędem

turboparowym poprzez przekładnię elektryczną 70-90 kg/kW

turboparowym poprzez przekładnię elektryczną 70-90 kg/kW

- dla małych szybkich statków wypornościowych i

- dla małych szybkich statków wypornościowych i

półślizgowych z napędem turbozespołami spalinowymi 3-10 kg/kW

półślizgowych z napędem turbozespołami spalinowymi 3-10 kg/kW

- dla wodolotów z napędem turbozespołami spalinowymi 2-3 kg/kW

- dla wodolotów z napędem turbozespołami spalinowymi 2-3 kg/kW

- dla poduszkowców z napędem turbozespołami spalinowymi 1-1,5

- dla poduszkowców z napędem turbozespołami spalinowymi 1-1,5

kg/kW

kg/kW

Rys. 6. Orientacyjne zestawienie zakresów stosowania,

Rys. 6. Orientacyjne zestawienie zakresów stosowania,

mocy i mas różnych rodzajów siłowni okrętowych (w

mocy i mas różnych rodzajów siłowni okrętowych (w

przypadku

siłowni

jednorodnych

linią

pionową

przypadku

siłowni

jednorodnych

linią

pionową

podcieniowaną zaznaczone maksymalną moc pojedynczego

podcieniowaną zaznaczone maksymalną moc pojedynczego

silnika napędu głównego).

silnika napędu głównego).

Uwzględnienie masy zapasów paliwa, jakie statek musi

Uwzględnienie masy zapasów paliwa, jakie statek musi

zabierać na rejs, w sposób istotny rzutuje na łączny

zabierać na rejs, w sposób istotny rzutuje na łączny

wskaźnik masy siłowni i zapasów. Masa zapasów paliwa

wskaźnik masy siłowni i zapasów. Masa zapasów paliwa

dla statków o dużym zasięgu pływania może być większa

dla statków o dużym zasięgu pływania może być większa

od masy całej siłowni suchej. To może powodować

od masy całej siłowni suchej. To może powodować

zmiany

hierarchii

wskaźników

różnych

rodzajów

zmiany

hierarchii

wskaźników

różnych

rodzajów

napędów. Ma to miejsce np. w przypadku napędu

napędów. Ma to miejsce np. w przypadku napędu

wolnoobrotowymi tłokowymi silnikami spalinowymi i

wolnoobrotowymi tłokowymi silnikami spalinowymi i

napędu turboparowego. Na rys. 7 ukazano, jak układają

napędu turboparowego. Na rys. 7 ukazano, jak układają

się względem siebie łączne wskaźniki masy siłowni +

się względem siebie łączne wskaźniki masy siłowni +

zapasy paliwa tych dwóch rodzajów napędu statków.

zapasy paliwa tych dwóch rodzajów napędu statków.

Na przestrzeni lat w budownictwie okrętowym obserwuje

Na przestrzeni lat w budownictwie okrętowym obserwuje

się

ciągłe

zmniejszanie

się

jednostkowych

się

ciągłe

zmniejszanie

się

jednostkowych

współczynników masowych silników, mechanizmów,

współczynników masowych silników, mechanizmów,

urządzeń, instalacji i całych siłowni. Pozwoliło to na

urządzeń, instalacji i całych siłowni. Pozwoliło to na

koncentrację coraz większych mocy w siłowniach i na

koncentrację coraz większych mocy w siłowniach i na

pływanie z większymi prędkościami. To zmniejszenie mas

pływanie z większymi prędkościami. To zmniejszenie mas

jednostkowych uzyskiwano poprzez stosowanie nowych

jednostkowych uzyskiwano poprzez stosowanie nowych

materiałów konstrukcyjnych, dokładniejsze obliczenia

materiałów konstrukcyjnych, dokładniejsze obliczenia

wytrzymałościowe, stosowanie nowych konstrukcji

wytrzymałościowe, stosowanie nowych konstrukcji

elementów i całych maszyn czy też urządzeń,

elementów i całych maszyn czy też urządzeń,

doskonalenie niezawodności pracy, co prowadziło do

doskonalenie niezawodności pracy, co prowadziło do

zmniejszenia ilości części zapasowych na statku.

zmniejszenia ilości części zapasowych na statku.

Rys. 7 Zależność wskaźnika łącznej masy siłowni (wraz z zapasami paliwa) od

Rys. 7 Zależność wskaźnika łącznej masy siłowni (wraz z zapasami paliwa) od

mocy napędu głównego i czasu trwania rejsu;

mocy napędu głównego i czasu trwania rejsu;

-----dla siłowni z wolnoobrotowym tłokowym silnikiem spalinowym;—dla

-----dla siłowni z wolnoobrotowym tłokowym silnikiem spalinowym;—dla

siłowni z turbiną

siłowni z turbiną

parową

parową

Podczas projektowania statku, już na etapach

Podczas projektowania statku, już na etapach

początkowych pojawia się konieczność oszacowania

początkowych pojawia się konieczność oszacowania

wielkości (objętości, powierzchni i długości) siłowni.

wielkości (objętości, powierzchni i długości) siłowni.

Pomocne w tym są wskaźniki objętościowe

Pomocne w tym są wskaźniki objętościowe

(gabarytowe) zwane też wskaźnikami nasycenia

(gabarytowe) zwane też wskaźnikami nasycenia

siłowni mocą. Wskaźniki te zazwyczaj odniesione są

siłowni mocą. Wskaźniki te zazwyczaj odniesione są

do objętości siłowni

do objętości siłowni

V

V

s

s

jej powierzchni

jej powierzchni

F

F

s

s

i do

i do

długości

długości

L

L

s

s

. O długości siłowni decyduje przede

. O długości siłowni decyduje przede

wszystkim długość silnika napędu głównego, o

wszystkim długość silnika napędu głównego, o

powierzchni dodatkowo szerokość statku w obrębie

powierzchni dodatkowo szerokość statku w obrębie

siłowni, a o objętości także wysokość. Wymagana

siłowni, a o objętości także wysokość. Wymagana

minimalna szerokość i wysokość siłowni, a tym

minimalna szerokość i wysokość siłowni, a tym

samym i ewentualne miejsce jej na statku, zależy

samym i ewentualne miejsce jej na statku, zależy

głównie od rodzaju napędu (patrz rys. 8). Na przykład

głównie od rodzaju napędu (patrz rys. 8). Na przykład

w razie napędu bezpośredniego siłownia musi być

w razie napędu bezpośredniego siłownia musi być

wysoka, gdyż silniki sięgają nawet powyżej pokładu

wysoka, gdyż silniki sięgają nawet powyżej pokładu

głównego. Podobna sytuacja może występować w

głównego. Podobna sytuacja może występować w

siłowniach turboparowych z powodu wysokich kotłów.

siłowniach turboparowych z powodu wysokich kotłów.

Rys. 8 Możliwości rozmieszczenia różnego rodzaju siłowni na rufie

Rys. 8 Możliwości rozmieszczenia różnego rodzaju siłowni na rufie

statku i orientacyjne jej wielkości;

statku i orientacyjne jej wielkości;

a - napęd turbospalinowy; b- napęd średnioobrotowym tłokowym

a - napęd turbospalinowy; b- napęd średnioobrotowym tłokowym

silnikiem spalinowym poprzez mechaniczną przekładnię redukcyjną

silnikiem spalinowym poprzez mechaniczną przekładnię redukcyjną

jednostopniową; c - napęd turboparowy

jednostopniową; c - napęd turboparowy

Wielkości wskaźników gabarytowych przedstawia

Wielkości wskaźników gabarytowych przedstawia

tabela 2. Przedstawione tam zależności mają

tabela 2. Przedstawione tam zależności mają

charakter tylko orientacyjny, gdyż nie występuje

charakter tylko orientacyjny, gdyż nie występuje

parametr prędkości statku

parametr prędkości statku

TZP

„

„

Luksus" objętościowy w siłowni zależy też od rodzaju statku, a nawet w

Luksus" objętościowy w siłowni zależy też od rodzaju statku, a nawet w

jakiejś mierze od kraju czy armatora. Największe nasycenie siłowni

jakiejś mierze od kraju czy armatora. Największe nasycenie siłowni

mechanizmami i urządzeniami niewątpliwie występuje na okrętach

mechanizmami i urządzeniami niewątpliwie występuje na okrętach

wojennych - szczególnie tych o dużych prędkościach pływania. Na

wojennych - szczególnie tych o dużych prędkościach pływania. Na

przykład, wtedy gdy wszelkie przejścia w siłowniach statków nie

przykład, wtedy gdy wszelkie przejścia w siłowniach statków nie

mogą być mniejsze od 1 m, na okrętach wojennych w niektórych

mogą być mniejsze od 1 m, na okrętach wojennych w niektórych

miejscach dopuszcza się nawet 40 cm (do wysokości kolan)..

miejscach dopuszcza się nawet 40 cm (do wysokości kolan)..

Wskaźniki energetyczne

Wskaźniki energetyczne

okrętowych napędów

okrętowych napędów

głównych

głównych

Stopień wykorzystania energii dostarczonej

Stopień wykorzystania energii dostarczonej

do wykonania pracy mechanicznej nazywany

do wykonania pracy mechanicznej nazywany

jest sprawnością. Sprawność jest miernikiem

jest sprawnością. Sprawność jest miernikiem

strat zachodzących w siłowni jako całości,

strat zachodzących w siłowni jako całości,

bądź w poszczególnych maszynach i

bądź w poszczególnych maszynach i

urządzeniach wchodzących w jej skład.

urządzeniach wchodzących w jej skład.

Zwykłe wyodrębnia się straty o podobnym

Zwykłe wyodrębnia się straty o podobnym

charakterze, nadając im odpowiednie nazwy.

charakterze, nadając im odpowiednie nazwy.

Sprawność jest wskaźnikiem energetycznym,

Sprawność jest wskaźnikiem energetycznym,

a

pośrednio

eksploatacyjnym

i

a

pośrednio

eksploatacyjnym

i

ekonomicznym, gdyż stopień wykorzystania

ekonomicznym, gdyż stopień wykorzystania

energii

świadczy

o

walorach

energii

świadczy

o

walorach

eksploatacyjnych maszyny i o kosztach jej

eksploatacyjnych maszyny i o kosztach jej

eksploatacji.

eksploatacji.

Punktem wyjścia dla określenia sprawności

Punktem wyjścia dla określenia sprawności

siłowni okrętowej jest ilość energii Q

siłowni okrętowej jest ilość energii Q

p

p

, jaką

, jaką

można by uzyskać z zupełnego i całkowitego

można by uzyskać z zupełnego i całkowitego

spalenia dostarczonego paliwa, przy czym z

spalenia dostarczonego paliwa, przy czym z

reguły przyjmujemy dolną wartość opałową

reguły przyjmujemy dolną wartość opałową

gdzie:

gdzie:

B

B

- ilość spalanego paliwa [kg]

- ilość spalanego paliwa [kg]

W

W

d

d

- dolna wartość opałowa paliwa [J/kg]

- dolna wartość opałowa paliwa [J/kg]

d

p

BW

Q 

Przyjmijmy, że do silnika cieplnego, niezależnie od

Przyjmijmy, że do silnika cieplnego, niezależnie od

jego rodzaju, przetwarzającego energię cieplną na

jego rodzaju, przetwarzającego energię cieplną na

energię mechaniczną, dostarczono w czynniku

energię mechaniczną, dostarczono w czynniku

roboczym Q

roboczym Q

d

d

energii cieplnej. W wyniku procesów

energii cieplnej. W wyniku procesów

termodynamicznych część tej energii zostanie

termodynamicznych część tej energii zostanie

zamieniona na energię mechaniczną. Zgodnie z II

zamieniona na energię mechaniczną. Zgodnie z II

zasadą termodynamiki sprawność teoretyczna

zasadą termodynamiki sprawność teoretyczna

(termodynamiczna) tej zamiany wyrazi się wzorem

(termodynamiczna) tej zamiany wyrazi się wzorem

gdzie:

gdzie:

L

L

i

i

- teoretyczna praca obiegu [Nm]

- teoretyczna praca obiegu [Nm]

Q

Q

d

d

-en. doprowadza do czynnika roboczego w

-en. doprowadza do czynnika roboczego w

rzeczywistym obiegu pracy [J]

rzeczywistym obiegu pracy [J]

d

i

t

Q

L





Natomiast

w

przypadku

turbozespołów

Natomiast

w

przypadku

turbozespołów

spalinowych czy też turbozespołów parowych

spalinowych czy też turbozespołów parowych

ilość energii cieplnej doprowadzonej do

ilość energii cieplnej doprowadzonej do

obiegu w turbinie jest znacząco mniejsza od

obiegu w turbinie jest znacząco mniejsza od

energii, jaką można uzyskać ze spalenia

energii, jaką można uzyskać ze spalenia

paliwa.

W

turbozespołach

spalinowych

paliwa.

W

turbozespołach

spalinowych

występują straty w komorze spalania i w

występują straty w komorze spalania i w

kanałach doprowadzających czynnik roboczy

kanałach doprowadzających czynnik roboczy

do turbiny. Ujmuje to tzw. współczynnik

do turbiny. Ujmuje to tzw. współczynnik

sprawności komory spalania, którego wartość

sprawności komory spalania, którego wartość

mieści się w zakresie 0,96-0,98.

mieści się w zakresie 0,96-0,98.

d

d

p

d

BW

Q

Q

Q







W przypadku siłowni parowych należy

W przypadku siłowni parowych należy

uwzględnić straty w kotle wytwarzającym

uwzględnić straty w kotle wytwarzającym

parę

parę

η

η

k

k

oraz

straty

w

rurociągach

oraz

straty

w

rurociągach

doprowadzających ją do silnika parowego

doprowadzających ją do silnika parowego

η

η

rc

rc

.

.

gdzie:

gdzie:

Q

Q

k

k

- energia pobrana przez wodę i parę w kotle,

- energia pobrana przez wodę i parę w kotle,

Q

Q

d

d

- energia doprowadzona do silnika, równa

- energia doprowadzona do silnika, równa

pobranej przez wodę i parę w kotle i zmniejszona

pobranej przez wodę i parę w kotle i zmniejszona

o straty w rurociągach.

o straty w rurociągach.

p

k

k

Q

Q





k

d

rc

Q

Q





Straty mechaniczne w silniku, takie jak

Straty mechaniczne w silniku, takie jak

tarcie w łożyskach wałów silnika, tarcie w

tarcie w łożyskach wałów silnika, tarcie w

cylindrach itp. oraz pobór mocy przez

cylindrach itp. oraz pobór mocy przez

mechanizmy

zawieszone

na

silniku

mechanizmy

zawieszone

na

silniku

powodują, że moc użyteczna (efektywna)

powodują, że moc użyteczna (efektywna)

silnika, oddawana przez silnik, jest mniejsza

silnika, oddawana przez silnik, jest mniejsza

od

mocy

indykowanej

(wewnętrznej).

od

mocy

indykowanej

(wewnętrznej).

Określa

to

współczynnik

sprawności

Określa

to

współczynnik

sprawności

mechanicznej silnika

mechanicznej silnika

N

N

e

e

- moc efektywna silnika mierzona na końcówce wału

- moc efektywna silnika mierzona na końcówce wału

poboru mocy.

poboru mocy.

L

L

i

i

-praca indykowana silnika

-praca indykowana silnika

i

e

i

e

m

N

N

L

L







Następne

starty

występują

w

Następne

starty

występują

w

przekładni

i

sprzęgle.

Określa

to

przekładni

i

sprzęgle.

Określa

to

współczynnik

sprawności

przekładni

współczynnik

sprawności

przekładni

(mechanicznej, elektrycznej, hydraulicznej) i

(mechanicznej, elektrycznej, hydraulicznej) i

sprzęgła.

sprzęgła.

gdzie:

gdzie:

N

N

w

w

- moc na wale (mierzona za przekładnią).

- moc na wale (mierzona za przekładnią).

e

w

e

w

r

N

N

L

L







Niektórzy autorzy traktują oddzielnie straty w

Niektórzy autorzy traktują oddzielnie straty w

samej przekładni i oddzielnie w sprzęgle,

samej przekładni i oddzielnie w sprzęgle,

wprowadzając sprawność przekładni

wprowadzając sprawność przekładni

i sprawność

i sprawność

sprzęgła

sprzęgła

.

.

Wówczas:

Wówczas:

gdzie:

gdzie:

η

η

g

g

- sprawność prądnicy (generatora),

- sprawność prądnicy (generatora),

η

η

s

s

c

c

- sprawność sieci elektrycznej,

- sprawność sieci elektrycznej,

η

η

s

s

e

e

- sprawność silnika elektrycznego.

- sprawność silnika elektrycznego.

sp

r

r









W

przypadku

przekładni

elektrycznej:

se

sc

g

re











W przypadku silników cieplnych stosunek

W przypadku silników cieplnych stosunek

ilości

pracy

użytecznej

do

ilości ciepła

ilości

pracy

użytecznej

do

ilości ciepła

doprowadzonego do czynnika roboczego w

doprowadzonego do czynnika roboczego w

rzeczywistym obiegu nazywany jest sprawnością

rzeczywistym obiegu nazywany jest sprawnością

ogólną lub efektywną silnika.

ogólną lub efektywną silnika.

W przypadku cieplnych silników wirnikowych

W przypadku cieplnych silników wirnikowych

używa się pojęcia sprawności ogólnej turbozespołu

używa się pojęcia sprawności ogólnej turbozespołu

spalinowego i turbozespołu parowego, gdzie:

spalinowego i turbozespołu parowego, gdzie:

m

i

t

d

e

e

Q

L













m

i

t

ks

eTZS













m

i

t

rc

k

eTZp















Podobnie

w

przypadku

turbozespołów

Podobnie

w

przypadku

turbozespołów

spalinowych przekładnia pierwszego stopnia, jeśli

spalinowych przekładnia pierwszego stopnia, jeśli

występuje, to także zawsze jest zamontowana

występuje, to także zawsze jest zamontowana

bezpośrednio

przy

turbinie

napędowej

bezpośrednio

przy

turbinie

napędowej

(niskoprężnej, swobodnej) - przeważnie we wspólnej

(niskoprężnej, swobodnej) - przeważnie we wspólnej

obudowie. Wtedy sprawność ogólną turbozespołu

obudowie. Wtedy sprawność ogólną turbozespołu

spalinowego określa zależność:

spalinowego określa zależność:

Sprawność ogólna silnika i jego jednostkowe zużycie

Sprawność ogólna silnika i jego jednostkowe zużycie

paliwa zależą od typu silnika i jego rozwiązania

paliwa zależą od typu silnika i jego rozwiązania

konstrukcyjnego. Współzawodnictwo pomiędzy różnymi

konstrukcyjnego. Współzawodnictwo pomiędzy różnymi

rodzajami silników głównych napędów okrętowych

rodzajami silników głównych napędów okrętowych

trwało od lat i trwa nadal, przyczyniając się do ich

trwało od lat i trwa nadal, przyczyniając się do ich

rozwoju. Daje to w efekcie ciągłe zmniejszanie się

rozwoju. Daje to w efekcie ciągłe zmniejszanie się

jednostkowego zapotrzebowania energii cieplnej dla

jednostkowego zapotrzebowania energii cieplnej dla

uzyskania jednostki mocy, tzn. zmniejszenia się

uzyskania jednostki mocy, tzn. zmniejszenia się

jednostkowego zużycia paliwa. Proces ten na

jednostkowego zużycia paliwa. Proces ten na

przestrzeni lat 1900-1985 obrazuje orientacyjnie rys. 4.

przestrzeni lat 1900-1985 obrazuje orientacyjnie rys. 4.

r

m

i

t

ks

d

w

e

Q

L

















Rys. 4

Rys. 4

A - kocioł i maszyna parowa tłokowa; B - kocioł i turbina parowa

A - kocioł i maszyna parowa tłokowa; B - kocioł i turbina parowa

(turbozespół parowy); C -tłokowy silnik spalinowy wolnoobrotowy;

(turbozespół parowy); C -tłokowy silnik spalinowy wolnoobrotowy;

D - tłokowy silnik spalinowy szybkoobrotowy; E -turbozespół

D - tłokowy silnik spalinowy szybkoobrotowy; E -turbozespół

spalinowy stacjonarny (w zastosowaniu okrętowym); F -

spalinowy stacjonarny (w zastosowaniu okrętowym); F -

turbozespoły spalinowe -ekslotnicze

turbozespoły spalinowe -ekslotnicze

Na rysunku 5 przedstawiono orientacyjnie, jak

Na rysunku 5 przedstawiono orientacyjnie, jak

wzrastały i w jakim zakresie mieściły się

wzrastały i w jakim zakresie mieściły się

sprawności ogólne różnych silników okrętowych

sprawności ogólne różnych silników okrętowych

napędu głównego na przestrzeni XX wieku.

napędu głównego na przestrzeni XX wieku.

Rys. 5

Wskaźniki energetyczne

Wskaźniki energetyczne

siłowni okrętowych

siłowni okrętowych

Jedną z podstawowych wielkości charakteryzujących

Jedną z podstawowych wielkości charakteryzujących

optymalność zaprojektowanej siłowni jest jej

optymalność zaprojektowanej siłowni jest jej

sprawność.

Porównanie

sprawności

siłowni

sprawność.

Porównanie

sprawności

siłowni

podobnych statków służy zwykle jako kryterium

podobnych statków służy zwykle jako kryterium

sprawdzające. W zależności od rodzaju silnika

sprawdzające. W zależności od rodzaju silnika

głównego oraz od liczby silników pomocniczych i

głównego oraz od liczby silników pomocniczych i

innych urządzeń spalających paliwo, sprawność

innych urządzeń spalających paliwo, sprawność

siłowni przyjmuje wartości w dość szerokich

siłowni przyjmuje wartości w dość szerokich

granicach - patrz tabela 1. Sprawność siłowni jest to

granicach - patrz tabela 1. Sprawność siłowni jest to

stosunek energii równoważnej pracy na wale

stosunek energii równoważnej pracy na wale

napędu głównego statku do energii zawartej w

napędu głównego statku do energii zawartej w

spalonym paliwie zużytym do napędu wszystkich

spalonym paliwie zużytym do napędu wszystkich

mechanizmów siłowni:

mechanizmów siłowni:

p

w

s

Q

L







gdzie:

gdzie:

ΣQ

ΣQ

p

p

- całkowita ilość energii cieplnej w paliwie

- całkowita ilość energii cieplnej w paliwie

dostarczona w siłowni (głównie do silników głównych,

dostarczona w siłowni (głównie do silników głównych,

do

silników

pomocniczych

i

do

kotła).

do

silników

pomocniczych

i

do

kotła).

Stąd sprawność siłowni z tłokowymi silnikami

Stąd sprawność siłowni z tłokowymi silnikami

spalinowymi napędu głównego można wyrazić

spalinowymi napędu głównego można wyrazić

zależnością:

zależnością:

Dla siłowni, w których napęd główny stanowią

Dla siłowni, w których napęd główny stanowią

turbozespoły spalinowe:

turbozespoły spalinowe:

r

m

i

t

p

p

p

w

s

Q

Q

Q

L



















r

m

i

t

ks

p

p

p

w

s

Q

Q

Q

L





















Dla siłowni parowej natomiast

:

r

m

i

t

rc

k

p

p

p

w

s

Q

Q

Q

L























Sprawność siłowni można wyrazić zależnością:

Sprawność siłowni można wyrazić zależnością:

gdzie:

gdzie:

B

B

h

h

- zużycie paliwa przez silniki główne w jednostce czasu

- zużycie paliwa przez silniki główne w jednostce czasu

- np. zużycie godzinowe [kg/h];

- np. zużycie godzinowe [kg/h];

Σ

Σ

B

B

h

h

- całkowite zużycie paliwa przez siłownię (silniki

- całkowite zużycie paliwa przez siłownię (silniki

główne i pomocnicze oraz inne urządzenia siłowni) w

główne i pomocnicze oraz inne urządzenia siłowni) w

jednostce czasu - np. godzinowe [kg/h];

jednostce czasu - np. godzinowe [kg/h];

Zamiast sprawności można też posługiwać się

Zamiast sprawności można też posługiwać się

jednostkowym zużyciem ciepła przez siłownię

jednostkowym zużyciem ciepła przez siłownię

q

q

s

s

[kJ/kWh].

[kJ/kWh].

d

h

r

e

d

h

w

s

W

B

N

W

B

N









3600

3600





Jeśli w siłowni występuje tylko jeden rodzaj paliwa,
wówczas sprawność jej można określić ze wzoru:

r

e

h

h

s

B

B











W okrętownictwie stosowane też jest pojęcie

W okrętownictwie stosowane też jest pojęcie

ogólnej sprawności energetycznej siłowni

ogólnej sprawności energetycznej siłowni

η

η

en.s

en.s

. Jest

. Jest

to stosunek pozyskiwanej energii użytecznej

to stosunek pozyskiwanej energii użytecznej

(mechanicznej, elektrycznej i cieplnej) do energii

(mechanicznej, elektrycznej i cieplnej) do energii

zawartej w paliwach-spalanych we wszystkich

zawartej w paliwach-spalanych we wszystkich

paliwo chłonnych urządzeniach siłowni.

paliwo chłonnych urządzeniach siłowni.

gdzie:

gdzie:

N

N

el

el

- moc elektrowni - mierzona na zaciskach

- moc elektrowni - mierzona na zaciskach

prądnicy [kW],

prądnicy [kW],

Q

Q

- strumień energii produkowanej przez siłownię w

- strumień energii produkowanej przez siłownię w

postaci ciepła [kJ/h],

postaci ciepła [kJ/h],





d

h

el

w

s

en

W

B

Q

N

N









3600

.



Ten wskaźnik - ta sprawność siłowni pozwala

Ten wskaźnik - ta sprawność siłowni pozwala

na całościowe porównywanie różnych rozwiązań

na całościowe porównywanie różnych rozwiązań

układów energetycznych siłowni konkretnego

układów energetycznych siłowni konkretnego

statku. Uwzględnia też utylizację ciepła spalin

statku. Uwzględnia też utylizację ciepła spalin

wylotowych silnika napędu głównego, które

wylotowych silnika napędu głównego, które

przeważnie

są

wykorzystywane

dla

celów

przeważnie

są

wykorzystywane

dla

celów

grzewczych.

grzewczych.

Analogicznie używa się wskaźnika jednostkowego

Analogicznie używa się wskaźnika jednostkowego

energetycznego zużycia ciepła przez siłownię:

energetycznego zużycia ciepła przez siłownię:

Najbardziej dokładną metodą określania wskaźników

Najbardziej dokładną metodą określania wskaźników

energetycznych napędu głównego, czy też całych

energetycznych napędu głównego, czy też całych

siłowni okrętowych, jest pomierzenie mocy użytecznej

siłowni okrętowych, jest pomierzenie mocy użytecznej

na wale napędu śruby

na wale napędu śruby

N

N

w

w

oraz wielkości zużycia paliwa

oraz wielkości zużycia paliwa

B

B

h

h

;

;

ΣB

ΣB

h

h

w rzeczywistych warunkach pracy silnika Tabela

w rzeczywistych warunkach pracy silnika Tabela

1. Orientacyjne zestawienie sprawności elementów

1. Orientacyjne zestawienie sprawności elementów

zespołu napędowego w zależności od rodzaju silnika

zespołu napędowego w zależności od rodzaju silnika

głównego.

głównego.

s

en

s

en

q

.

.

3600





Podział doprowadzonego do siłowni ciepła na pracę

Podział doprowadzonego do siłowni ciepła na pracę

użyteczną

i

poszczególne

straty

obrazowo

użyteczną

i

poszczególne

straty

obrazowo

przedstawiają tzw. wykresy Sankeya.

przedstawiają tzw. wykresy Sankeya.

Na rysunku 6. przedstawiono dla przykładu uproszczone

Na rysunku 6. przedstawiono dla przykładu uproszczone

schematy wykorzystania energii zawartej w paliwie przez

schematy wykorzystania energii zawartej w paliwie przez

okrętowy napęd główny siłowni z tłokowym silnikiem

okrętowy napęd główny siłowni z tłokowym silnikiem

spalinowym oraz z turbozespołem spalinowym.

spalinowym oraz z turbozespołem spalinowym.

Rys.6

Natomiast na rysunku 7 przedstawiono dokładniej

Natomiast na rysunku 7 przedstawiono dokładniej

taki wykres dla wolnoobrotowego, tłokowego silnika

taki wykres dla wolnoobrotowego, tłokowego silnika

spalinowego,

gdzie

uwidoczniono

straty

spalinowego,

gdzie

uwidoczniono

straty

ważniejszych podzespołów silnika oraz ukazano

ważniejszych podzespołów silnika oraz ukazano

ciepło utylizacji spalin wylotowych.

ciepło utylizacji spalin wylotowych.

Rys. 7

Wykres

Sankey'a

dla

okrętowego,

Wykres

Sankey'a

dla

okrętowego,

wolnoobrotowego, tłokowego silnika spalinowego

wolnoobrotowego, tłokowego silnika spalinowego

firmy Sulzer dla obciążenia znamionowego - z

firmy Sulzer dla obciążenia znamionowego - z

utylizacją części ciepła spalin wylotowych

utylizacją części ciepła spalin wylotowych

q

q

d

d

-

-

jednostkowa energia cieplna doprowadzona do silnika;

jednostkowa energia cieplna doprowadzona do silnika;

q

q

uż

uż

- jednostkowa energia cieplna równoważna energii

- jednostkowa energia cieplna równoważna energii

mechanicznej;

mechanicznej;

q

q

sw

sw

- straty wylotowe spalin;

- straty wylotowe spalin;

q

q

od

od

-

-

energia cieplna spalin odzyskana w kotle

energia cieplna spalin odzyskana w kotle

utylizacyjnym;

utylizacyjnym;

q

q

c

c

- straty chłodzenia tulei

- straty chłodzenia tulei

cylindrowych, głowic i turbosprężarek;

cylindrowych, głowic i turbosprężarek;

q

q

t

t

-straty

-straty

chłodzenia tłoków;

chłodzenia tłoków;

q

q

w

w

- straty chłodzenia wtryskiwaczy;

- straty chłodzenia wtryskiwaczy;

q

q

os

os

- straty chłodzenia oleju smarowego silnika i

- straty chłodzenia oleju smarowego silnika i

turbosprężarek;

turbosprężarek;

q

q

pd

pd

- straty chłodzenia powietrza

- straty chłodzenia powietrza

doładowującego; Σq

doładowującego; Σq

chł

chł

- łączne straty chłodzenia;

- łączne straty chłodzenia;

q

q

r

r

-

-

reszta strat (m.in. straty energii cieplnej uchodzącej

reszta strat (m.in. straty energii cieplnej uchodzącej

do otoczenia przez promieniowanie i konwencję oraz

do otoczenia przez promieniowanie i konwencję oraz

błąd bilansu cieplnego)

błąd bilansu cieplnego)