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大作业——“凯福”轮主机选型 及换热器选型计算 专 业： 轮 机 工 程 成员及学号： 孙 毅 1120120134 王 浩 1120120138 王在忠 1120120141 王志强 1120120142 2013年6月 目 录 1.主机选型及机桨匹配 1 1.1 初步匹配设计 1 1.1.1 船体主尺度 1 1.1.2 推进因子的确定 2 1.1.3 初步匹配设计计算 3 1.2 主机经济性及运行特性分析 7 1.2.1 优化点燃油消耗率（SFOC）的计算 7 1.2.2 主机运行区域 8 1.3 终结匹配设计 9 1.3.1 船体主尺度 9 1.3.2 主机主要参数 9 1.3.3 推进因子的确定 9 1.3.4 终结匹配设计计算 10 2.缸套水冷却器的设计 12 2.1 淡水冷却水系统 12 2.2 缸套水冷却器传热面积计算 13 2.3 采用管壳式换热器 15 2.3.1 初选试算 15 2.3.2 核算压降（阻力） 15 2.3.3 核算换热面积 19 2.4 采用板式换热器 21 2.4.1 初选试算 21 2.4.2 核算换热系数及热负荷 22 2.4.3 核算压降（阻力） 23 2.4.4 初选BR35换热器 24 2.4.5 初选BR46换热器 26 2.4.6 初选BR50换热器 27 2.4.7 初选BR65换热器 29 2.4.8 初选BR100换热器 30 参考文献 34大作业——“凯福”轮主机选型及换热器选型计算 主机选型及机桨匹配 主机选型和螺旋桨的设计密切相关。在设计中要综合考虑船、机、桨的匹配问题，从而选定螺旋桨参数和主机型号。 在主机选型与螺旋桨参数确定的机、桨匹配计算中分为初步匹配设计和终结匹配设计两个阶段。 初步匹配设计：已知船体主尺度、船体有效功率、船舶设计航速、螺旋桨的直径或转速，确定螺旋桨的效率、螺距比、最佳转速或最佳直径及所需主机功率，从而选定主机和传动设备。 终结匹配设计：根据选定的主机的功率、转速、船体有效功率，确定船舶所能达到的最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率。 1.1 初步匹配设计 本作业选取一艘载重量146591吨的苏伊士型油轮—凯福轮（NEW FORTUNER）进行主机选型和机桨匹配计算。设定为单机、单定距桨，直接驱动，不带轴带发电机。 1.1.1 船体主尺度 表1.1 船舶主尺度表格 设计水线长LWL 268.602m 垂线间长LPP 267.0m 型宽B 44.40m 型深d 24.10m 设计吃水（满载）T 16.902m 方形系数 0.818 排水量（满载） 168965t 排水体积 164844m3 船舶设计航速V 15kn 载重量 146591t （1）螺旋桨直径D 对单桨船约为设计吃水T的0.7~0.8倍，即： 根据类似船型资料[]，D约在8.07~8.60之间。初选D=8.31m。 （2）方形系数 根据文献[1]，计算方形系数： 式中单桨时取k=1.006；其余各参数的值由表1.1获得， 1.1.2 推进因子的确定 （1）伴流分数：=0.359 根据泰勒公式 （适用于海船），对单螺旋桨船有： （2）推力减额分数：=0.251 对单螺旋桨船，有经验公式： ； 式中：对流线型舵或反应舵：；对方形舵柱的双板舵：；对单板舵： 。 选流线型舵，取k=0.70，得 （3）相对旋转效率：=0.98 对单螺旋桨船：。取=0.98； （4）轴系传递效率：=0.96 对无减速齿轮箱的船：。取=0.96； 推进因子结果如表1.2所示： 表1.2 推进因子结果表 伴流分数 推力减额分数 相对旋转效率 轴系传递效率 0.359 0.251 0.98 0.96 1.1.3 初步匹配设计计算 初选MAU型4叶桨，给定螺旋桨直径D=8.31m，其图谱如图1.1所示。螺旋桨直径的匹配计算步骤见表1.3。 图1.1 MAU 4-55 图谱 表1.3 机、桨初步匹配计算（直径D给定）（MAU 桨） 序号 名 称 代号 单位 计算公式及来源 数 据 1 螺旋桨直径 D m 给 定 8.31 8.31 8.31 8.31 2 船身效率 1.168 1.168 1.168 1.168 3 进速 kn 9.615 9.615 9.615 9.615 4 船体有效功率 kW 给 定 6774 6774 6774 6774 5 转速 n r/min 假 定 65 70 75 80 6 直径系数 56.178 60.499 64.821 69.142 7 螺距比 查图谱，由等值线与最佳效率曲线的交点得到 0.8