Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Платов Александр Юрьевич

Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов
<
Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Платов Александр Юрьевич. Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.08.05.- Нижний Новгород, 2000.- 134 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/1946-2

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Анализ методов нормирования 8

1.1 Методы нормирования скорости 8

1.2 Методы нормирования расхода топлива 12

1.3 Проблема построения методов нормирования топлива и скорости 15

ГЛАВА 2. Многофакторный метод расчёта расхода топлива 17

2.1 Методы моделирования равномерного движения судов 17

2.2 Расчёт сопротивления движению судов 23

2.3 Моделирование работы дизельного двигателя 36

2.4 Моделирование работы движительного комплекса 61

2.5 Математическая модель «корпус-двигатель-движитель» 71

ГЛАВА 3. Оптимизация режимов движения судов 91

3.1 Задачи оптимизации режима движения судов 91

3.2 Модели рейсового планирования 94

3.3 Модели навигационного планирования 104

ГЛАВА 4. Практическое применение 108

4.1 Система комплексного нормирования 108

4.2 Система автоматизированных теплотехнических расчётов 113

Заключение... 118

Список использованных источников 121

Приложения 127

Введение к работе

Актуальность темы. Одним из путей обеспечения конкурентоспособности водных перевозок в условиях рыночных отношений является внедрение ресурсосберегающих технологий. В этом плане наиболее управляемые расходы - расходы на топливо и смазку, удельный вес которых составляет от 20% до 40% а прямых расходах по эксплуатации судна. Снизить затраты на топливо можно путем обеспечения рациональных режимоз движения по -отдельным участкам водных путей и в конечном счете использования научно обоснованной системы нормирования расхода топ- . лмва и времени следования, применение которой не требует существенных затрат.

Вопросы создания системы нормирования расхода топлива рассматривались в научных работах Бажана П.И., Кутыркина ВА,' Пискуноаа В.А., Платова Ю.И., Самыкина Г.А., Шапошникова ЕМ.. Разработкой норм расхода топлива занимались также специалисты-практики Есин А.И., Ровин С.Н., Тумаринсон Е.М. м многие др.

Можно выделить два основных подхода к построению системы нормирования. В первом - расчёт норм расхода топлива и времени следования осуществляется на основании аналитических зависимостей, которые строятся для каждого типа судна. Эти зависимости определяются в основном по результатам натурных испытаний большого числа судоэ данного типа. Наиболее комплексный метод такого рода был предложен Шапошниковым ЕМ, Другой подход основан на статистическом материале, который собирается по путевым журналам за несколько навигаций. Нормы

1 .

тского типа использовались долгое время в ОАО «Пароходство «Волготйккер» и «Ленское Объединенное речное пароходство».

Недостатки обоих подходов заключаются в следующая. 8о-пероых, практически не учитызаются индивидуальные характеристики судов. Между судами одного типа существует разница в условиях эксплуатации, судно может быть модернизировано и т.д. То есть разброс между характеристиками судов одного типа может быть значительным. Во-вторых, оба подхода имеют весьма ограниченные возможности учета разнообразных условий плавания. Применяемые способы учета, например, глубины пути или силы ветра являются очень приближёнными. В итоге, как показала практика, нормы, рассчитанные согласно существующим методам, дают значительный разброс по сравнению с фактом, что при современных экономических услозиях заставляет искать пути ых созаршанстьоаания.

Тоіс-ш образом, для создания системы нормирования, удоз-леткоряющей современным условиям, требуются:

о мкогофзэторный метод расчёта скорости и расхода топлива на тарные двигатели (ГД), учитывающий индивидуальные ха-рахтерйстеки судов и разнообразные условия плавания;

в экономические модели для расчёта режимов движения су-\у V As (норм времени следования), ядром которых будет упомянутый шюгофахторной метод.

Следовательно, очевидна актуальность исследований, проводимых в этом направлении.

Цель и задачи диссертационной работы. Основная цель настоящей диссертации заключается в разработке методических

основ комплексного расчёта оптимального режима движения су-доз и определений соответствующего расхода топлива, а таюхэ в построении системы нормирования расхода топлипз м времени следования. Для достижения этой цели необходимо решить две задачи:

  1. Построение клнсгофакторных математических моделгЯ системы корпус-двигатель-движитель (КДД) судна. Для этого необходимо уметь определять сопротивление судна, гидродинамические характеристики движителя и часовой расход топлива двигателя.

  2. Построение математических моделей оптимизации рэ«и-f.'os движения судов, а тзюке определение практичных методов их решения.

Предмет и методы исследования. В соответствии с целью исследований и поставленными задачами основным предметом исследований стали методы тяговых расчётов судов и методы расчёта часового расхода топлива ГД.

При выполнении исследований рассматривались теории гребных винтов (ГВ), двигателей внутреннего сгорания и гидродинамики судна. Кроме того, при исследовании свойств моделей оптимизации использовались методы выпуклого программирования. Для практической реализации привлекались методы вычислительной математики. Все расчёты проводились на ПЭВМ.

В процессе исследований автором анализировались работы Анфимова В.Н., Васина A.M., Ваганова Г.И., Ваншейдта В.А., Войткунского Я.И., Зв&кова В.В., Кацмана Ф.М., Кутыркина В.А., Павленко Г.Е., Павленко В.Г., Пискунова В.А., Самыкина ПА, Союзова А.А., Шапошникова Е.М. и других учёных.

Разработка методов была бы невозможном без ценных практических рекомендаций Бутакова Д.Ю., Есина А.И., Клюкина Н.Е., Ровика С.Н. и других специалистов речного транспорта.

Научная новизна работы. Впервые на речном транспорте автором сформулированы и решены следующие теоретические и методологические вопросы, которые выносятся на защиту:

многофакторный метод расчета расхода топлива и скорости речных грузовых судов с учётом их индивидуальных характеристик и различных условий плавания;

я модели рейсового и навигационного планирования оптимизации режима движения грузовых судов в зависимости от эксплуатационных ситуаций и условий плавания судов и составов.

Практическая ценность и реализация работы состоят в разработке методов расчёта расхода топлива и скорости движения грузовых судов, а также оптимизационных моделей, которые используются для решения важных прикладных задач повышения эффективности перевозок грузов и конкурентоспособности водного транспорта. Данные разработки эксплуатируются в ряде про-граммнык комплексов, предназначенных для рейсового м навигационного планирования, разработанных при непосредственном участим автора для нескольких судоходных компаний.

Апробация работы. Результаты исследований докладывалась на 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии & науке, проектировании и производства», Н.Новгород, НГТУ, 2000г., в также на технических советах судоходных компаний.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 научных трудах автора, общим объёмом 0,48 печатных листа.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глаз, заключения и приложений в одной книге. Содержание работы изложено на 126 страницах основного машинописного текста, иллюстрируется 9 таблицами ы 22 рисунком. Список использованных источников состоит из 72 наименований.

Методы нормирования расхода топлива

Поскольку расход топлива и скорость движения судна или состава являются взаимосвязанными величинами, то приведённый выше анализ относится большей частью и к нормированию расхода топлива.

Необходимо отметить, что проблема построения методов нормирования расхода топлива далеко не нова. Вопросами совершенствования нормирования топлива занимались в той или иной мере многие учёные и специалисты по эксплуатации водного транспорта.

Первые комплексные методы расчёта норм расхода топлива главными двигателями, ориентированные на использование ЭВМ, были разработаны ЦНИИЭВТ-ом [69]. Расчёт норм производился ГВЦ МРФ РСФСР. Основными недостатками методов расчета этих норм являются следующие: отсутствует зависимость часового расхода топлива от скорости для конкретного судна; расчёт расхода топлива производится только для номинальной скорости судна, что является неприемлемым для практических условий; не учитываются ограничительные характеристики ГД, не гарантирует получение достоверных данных.

В основу всех расчётов положены типовые паспортные характеристики судов, а также некоторые путевые условия: глубина судового хода; скорость течения. Однако учёт только этих факторов недостаточен, так как характеристики конкретных судов имеют широкий разброс. Кроме того, данные характеристики меняются при эксплуатации судна, что приводит к значительному изменению расхода топлива. Поэтому необходим учёт длительности междокового периода (обрастание и коррозия корпуса), геометрии корпуса и величины дедвейта (модернизированные суда), геометрических характеристик и состояния движителя (винт, насадка), времени наработки главных двигателей, температуры воды и воздуха и т.д. На основании сказанного можно утверждать, что разработанные в [69] методы расчета скорости движения судна и расхода топлива являются недостаточно комплексными.

Другой существенный недостаток таких методов расчёта заключается в том, что для построения всех необходимых аналитических зависимостей требуется обширный опытный материал. Именно на его основании можно построить расчёт «среднего» судна данного типа. Точность расчёта будет существенно зависеть от качества проведённых испытаний.

Вследствие этих причин до настоящего времени используются опытно-статистические нормы, которые разрабатываются судоходными компаниями для своих судов. Среди них самыми распространенными являются почасовые и порейсовые расходы топлива.

Почасовые нормы расхода топлива рассчитываются для типа судна или состава на час работы или э.л.с.ч, исходя из неизменной номинальной мощности. Для учета различных условий применяются различные степени дифференциации норм. Нормы рассчитываются при движении вверх, при движении вниз, при движении по отдельным участкам водных путей, периоду навигации, загрузки судов и составов и т.д. В этом плане наиболее дифференцированными нормами, являются нормы в ОАО «Ленское объединённое речное пароходство». Ясно, что, увеличивая степень дифференциации норм, можно получить хорошую точность расчётов, но при этом нормы будут иметь очень большой объём.

Порейсовые нормы расхода топлива начали разрабатываться с 1965 г. службами судового хозяйства пароходств, в связи с введением порейсового планирования расхода топлива по приказу МРФ РСФСР №158 от 14.06. 1965 г. Эти нормы определялись методами обработки статистического материала со всеми присущими им недостатками. По этим причинам они не нашли широкого применения. Более успешным было применение порейсовых норм по методу, изложенному в [48, 49, 57, 58], где была предложена аналитическая зависимость часового расхода топлива от скорости движения судна, которая в гораздо большей мере учитывала индивидуальные характеристики судов, и, следовательно, меньше зависела от данных натурных испытаний. На основе этого метода в ГИИВТе были рассчитаны нормы расхода топлива для отдельных судов по действующим нормам следования судов для Волжского объединенного пароходства (в настоящее время ОАО «Волга-Флот»). Этот метод, вероятно, можно было бы доработать до уровня, при котором становился также возможным расчёт норм времени следования, учитывающий некоторые условия плавания и некоторые индивидуальные характеристики судна.

Таким образом, вследствие отсутствия достаточно точных многофакторных методов расчёта расхода топлива, можно утверждать, что до настоящего времени практически во всех судоходных компаниях применяются в основном опытно-статистические нормы. 1.3 Проблема построения методов нормирования топлива и скорости

Решение практических задач в современных условиях невозможно без разработки достоверных комплексных норм движения и расхода топлива. Как следует из разд. 1.1 и 1.2 существующие методы расчёта норм не удовлетворяют запросам практики. Недостатки этих методов были очевидны и ранее. Одной из главных причин отсутствия более совершенных методов нормирования, как нам представляется, заключалась в недостаточной производительности ЭВМ. Повсеместное распространение персональных ЭВМ высокой производительности обусловило разработку новых математических моделей движения судов, которые учитывают большое число технических и экономических факторов. Технические факторы можно разделить на три группы: паспортные характеристики судна, куда относятся геометрические характеристики корпуса, геометрические характеристики ГВ (насадки), паспортные данные ГД; характеристики состояния комплекса КДД, куда относятся шероховатость поверхности корпуса и ГВ, степень обрастания корпуса судна, отклонения от геометрических паспортных характеристик корпуса и ГВ в результате повреждений, время наработки двигателя и др. факторы, меняющиеся со временем; условия плавания, куда относятся глубина пути, сила ветра, стеснённость водного пути, температура воды, географический район плавания, ледовые условия, скорость течения и др. К экономическим факторам можно отнести время прибытия, цену топлива, фрахтовую ставку и др.

Расчёт сопротивления движению судов

На основании полученных результатов можно сделать также следующий вывод. Аппроксимации (2.3.3) и (2.3.4) в случае винтовой характеристики имеют вид: В п . Можно показать, что увеличение показателя степени при п только ухудшит результаты. Таким образом, построение степенной аппроксимации часового расхода топлива, пригодной для произвольного ГД, бесперспективно. Зависимость (2.3.1) имеет существенно нестепенной характер. С любой точностью можно аппроксимировать её лишь некоторого конкретного ГД в некотором диапазоне значений частоты вращения вала ГД.

Вывод. Простые аппроксимации сохраняют своё значение для практики в силу своей достаточной точности и простоты. Поскольку степенные зависимости (2.3.3) и (2.3.4) дают качественно верные результаты, то такие аппроксимации можно использовать при разработке алгоритмов оптимизации движения судов, как это показано в главе 3, что в ряде случаев позволяет получить приближённые аналитические решения.

Наиболее полное решение задачи об определении часового расхода топлива может быть получено, если известна детальная картина процессов преобразования тепловой энергии сгорания топлива в механическую работу. Для математического описания рабочих процессов в дизеле разработаны различные теоретические методы. В самой общей форме модель рабочего процесса представляют собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, полученных на основе первого закона термодинамики, уравнений состояния и массового баланса [5, 24, 25, 62, 64]. В качестве независимой переменной выбирается угол поворота коленчатого вала. Большое преимущество такого подхода - возможность расчёта рабочего процесса на неустановившихся режимах. Однако для построения таких моделей привлекается, как правило, большое количество исходных данных, которые затруднительно получить в обычной практике. Кроме того, численное решение системы дифференциальных уравнений резко замедлит скорость работы программ ЭВМ. Поэтому желательно иметь такой метод расчёта, который ограничился бы паспортными данными и данными таких замеров параметров двигателя, которые легко осуществить. Автором диссертации предложен такой метод, алгоритм которого описывается ниже.

Общая идея метода заключается в построении диаграммы теоретического цикла. Алгоритм состоит из двух частей. В первой, предварительной части определяются неизменные характеристики теоретического рабочего цикла, зависящие только от паспортных характеристик двигателя. Неизменными от условий работы двигателя показателями считаются показатели политропы сжатия щ и расширения П2, коэффициент использования теплоты при сгорании и некоторый коэффициент ка, смысл которого будет рассмотрен позже. Кроме того, в предварительной части определяется номинальный коэффициент избытка воздуха при сгорании аяом. Для определения этих пяти величин кроме обычных паспортных данных двигателя требуются ещё три значения расхода топлива, определённых при разных значениях номинальной частоты вращения вала двигателя и среднего эффективного давления. Для расчётов, приведённых ниже, использовались данные, снятые с номограмм двигателя.

Во второй части алгоритма решается некоторое нелинейное уравнение относительно цикловой подачи топлива. Считается, что при заданных п и рте диаграмма цикла полностью определяется цикловой подачей топлива. Тогда нужно найти такое её значение, чтобы работа цикла соответствовала заданной эффективной мощности. Основная сложность, которая возникает при этом - это определение степени повышения давления Л. К сожалению автор не нашёл в литературе подходящих соотношений. При изложении методики расчёта процесса сгорания обычно предполагают Л известным. Поэтому для решения этой проблемы пришлось подбирать некоторую зависимость, основанную на следующих соображениях. По нашему допущению давление сгорания должно полностью определяться величиной цикловой подачи топлива, причём, чем больше величина цикловой подачи, тем больше степень повышения давления. С другой стороны из теории процесса горения известно, что Л зависит от коэффициента избытка воздуха а. Учитывая, что величина а обратно пропорциональна величине цикловой подачи, строим соответствующую степенную зависимость. В результате численных экспериментов была получена формула которая даёт наиболее удовлетворительные результаты. Качество зависимости оценивалось исходя из точности расчёта часового расхода топлива, а также из физичности получающихся результатов. Исходные данные по двигателю: Реком - номинальная мощность, кВт;

Рте ном " номинальное среднее эффективное давление, кПа; Ртешт " минимальное среднее эффективное давление, кПа; Ртах " максимальное давление при сгорании, кПа; Репой " номинальное давление сжатия, кПа;

Модели рейсового планирования

Движитель - третья составная часть системы КДД. Следовательно, для построения модели КДД требуется иметь достаточно простую и точную методику, для определения двух главных показателей работы движителя: упора движителя и момента ГВ. В отечественной практике получил широкое распространение метод Э.Э. Папмеля, в соответствии с которым для каждого ГВ по результатам бассейновых испытаний строятся диаграммы определённого вида, в которых аргументом является относительная поступь винта Яр. По этим диаграммам можно определить так называемые коэффициент упора винта К\ и коэффициент момента К2 Этот метод обеспечивает достаточно высокую точность расчёта, если имеется соответствующая данному ГВ диаграмма. В противном случае прибегают к аппроксимации по имеющимся в распоряжении диаграммам, внося тем самым некоторую погрешность.

Распространение ЭВМ внесло некоторые коррективы в данный метод. Непосредственное занесение значений коэффициентов К\ и К.2 в базу данных нерационально, ибо для обеспечения достаточной точности требуется очень большой объём данных. В связи с этим были предложены различные способы аппроксимации диаграмм Папмеля, которые в самом общем случае имеют вид:

Аппроксимации, предложенные в [31], имеют очень высокую точность, но имеют очень ограниченный диапазон изменения относительной поступи винта и неудобны в использовании.

В [60] рассматривается несколько аппроксимаций, гораздо более удобных для программирования. Однако, как указывается там же, эта зависимости были получены расчётом по методу Лербса [9], и потому могут быть использованы лишь для оценки влияния различных геометрических элементов на гидродинамические характеристики винта.

Здесь нужно сделать два важных замечания. Во-первых, для построения некоторых моделей КДД, как это будет показано в разделе 2.5, высокая абсолютная точность расчёта характеристик винта не является необходимой. Во-вторых, на практике эксплуатируемые ГВ часто не соответствуют чертежу, поэтому обеспечение высокой абсолютной точности расчёта ГВ, соответствующего некоторому типовому чертежу, становится бессмысленным.

Из этих замечаний можно сделать два вывода. Во-первых, любой, даже не очень точный метод, оказывается применимым для построения некоторых моделей КДД при условии, что он обеспечит физически корректный учёт влияния геометрических характеристик винта. Это утверждение полностью подтверждается практическими расчётами. Во-вторых, имеется потребность в таком методе расчёта, который обеспечила бы учёт наибольшего числа факторов, с тем, чтобы иметь возможность рассчитывать нестандартные винты, винты с отклонениями от чертежа, а также повреждённые винты.

Таким образом, дальнейшие практические разработки по расчёту гидродинамических характеристик ГВ, применительно к построению моделей КДД судов, находящихся в эксплуатации, как нам представляется, нужно сосредоточить на создании алгоритма, который наиболее полно учитывал бы изменения в геометрии винта. Кроме того, имеет значение объём исходной информации, которая, учитывая современный уровень эксплуатации судов, ограничена. Алгоритм такого типа предлагается в п. 2.4.2.

Вихревая теория ГВ, основы которой заложены Н.Е. Жуковским, трудами советских и зарубежных учёных достигла значительных результатов. На основе этой теории было создано несколько практически применимых методов поверочного и проектировочного расчёта ГВ, в которых лопасть винта заменяется одиночным присоединённым вихрем (теория несущей линии). Все эти методы были ориентированы на ручной счёт, поэтому учёт ширины лопасти и ограниченного числа лопастей винта производился по некоторым эмпирическим поправкам. В силу этого данные методы имеют приближённый характер. Более строгие методы основаны на теории несущей поверхности, требуют большого объёма вычислений и широко применяются при проектировании винтов. Но, как следует из 2.4.1, для построения модели КДД не требуется очень высокая точность расчёта. Поэтому для наших целей предпочтительнее использовать более простые методы, которым к тому же не требуется большого объёма исходной информации.

За основу для построения метода расчёта гидродинамических характеристик ГВ был выбран метод Глауэрта-Папмеля [9], который был модифицирован автором диссертации применительно к основной задаче - построению модели КДД. Рассмотрим алгоритм модифицированного метода Глауэрта-Папмеля. Список исходных данных для расчёта. - диаметр винта, м; Н - геометрический шаг винта, м; 9 - дисковое отношение винта; г - число лопастей винта; - относительный диаметр ступицы винта; — - относительная толщина лопасти на оси винта; относительная толщина лопасти винта, как функция радиуса; - наибольшая ширина лопасти, м; - относительная ширина лопасти винта, как функция радиуса; - относительная кривизна средней линии профиля; 8Н - относительный подъём входящей кромки профиля; Заметим, что для винтов серии В наибольшая ширина лопасти может быть получена из выражения:

Система автоматизированных теплотехнических расчётов

Необходимость выполнения работы по расчёту норм следования возникла в связи с тем, что ранее рассчитываемые аналитически рейсовые нормы расхода топлива не соответствовали опытно-статистическим нормам следования [59]. При расчете норм расхода топлива не учитывалось ухудшение пропульсивных качеств судна (ребристость корпусов, качество винтов, снижение мощности главных двигателей), разнообразные условия плавания. Достаточно сказать, что изменение температуры воды с 5 С до 20 С приводит к изменению часового расхода топлива для танкера проекта №1577 на 5 кг/ч, а кроме этого своё влияние оказывают загрузка, обрастание корпуса, глубина пути и т.д. Одновременное же изменение всех этих факторов может привезти к чрезвычайно резкому изменению часового расхода топлива по сравнению с нормативным.

Данная работа потребовала применения многофакторной модели равномерного движения судов, описанной в п. 2.5.3 настоящей диссертации, для расчета скоростей движения и расхода топлива. Ранее на речном транспорте предпринимались попытки расчёта норм времени следования и топлива [22, 29, 30, 33, 40, 48, 49, 58, 65, 69]. Однако в этих работах были предложены весьма приближённые зависимости, рассмотренные в п. 2.5.1. Эти зависимости не обеспечивали расчётов при изменении многих условий плавания и пропульсивных качеств судна и не были ориентированы на использование в условиях высокой информатизации управленческой деятельности. Поэтому подход, основанный на комплексном нормировании ходового времени судов (составов) и расхода топлива в составе автоматизированных рабочих мест, применён для речного транспорта впервые.

Для решения задач по расчёту норм совместно с сотрудниками ИИЦ ОАО «Пароходство «Волготанкер» был создан комплекс программ и баз данных. Автором диссертации были написаны на языке программирования Си несколько программ, которые в дальнейшем использовались в программах по рейсовому и навигационному планированию. В этих программах были применены не только методы расчёта скорости и топлива, описанные в разд. 2.5, но и математические модели оптимизации режимов движения судов, описанные в разд. 3.2 настоящей диссертации. Накопленный теоретический материал расчёта позволил по-новому подойти к расчёту норм.

На ранних этапах работы над созданием комплекса программ нормирования в качестве основы расчёта выбирались нормы времени следования, полученные ранее на основе обобщения опытных данных нескольких навигаций. По этим нормам с помощью многофакторной методики расчёта топлива определялись нормы расхода топлива. Однако оказалось возможным с помощью оптимизационных моделей также определять и нормы времени следования. Таким образом, современная система нормирования включает в себя несколько режимов расчёта, которые различаются между собой способом определения режима движения судов - нормы времени: либо по существующим статистическим нормам, либо по какому-нибудь оптимизационному критерию. Расчёт норм следования и расхода топлива осуществляется на основании характеристик участков водных путей и индивидуальных характеристик судов и составов. Для каждой названной группы данных имеется своя таблица базы данных (БД). Общая норма расхода топлива за рейс складывается как сумма норм расхода топлива на ход, на стоянки, на выгрузку нефтепродуктов своими насосами, но хозбытовые нужды и отопление, на поддержание температуры погруженного нефтепродукта, на бункеровочные операции и др. Норма расхода топлива на ход включает в себя расход топлива на работу главных и вспомогательных двигателей, включая движение по каналам, шлюзам, а также на маневрах при подходе и отходе от причалов, бун- керовочных станций и станций подсланевых вод. Норма расхода топлива на хозбытовые нужды и отопление определяется умножением часового расхода топлива на общее время стоянок и ходового времени и учитывает теплопотери в зависимости от сложившихся средних температур воды и воздуха по бассейнам плавания. В нормах принято условное разделение на холодный и теплый периоды со средней температурой воздуха -10С и 10 С. Норма расхода топлива на выгрузку нефтепродуктов определяется умножением часового расхода топлива на выгрузку на плановое время выгрузки. Плановое время определяется, исходя из мощности грузовых насосов, усреднённых характеристик трубопроводов нефтебаз и дизельных то- плив, соответствующих температуре нефтепродукта 15 С. Норма расхода топлива на стоянках определяется умножением часового расхода топлива на стоянке на время стоянок по рейсовому планированию. Нормы расхода топлива на выгрузку сухогрузов берутся по нормам на стоянках. Нормы расчёта топлива на поддержание температуры вязких нефтепродуктов определяются по методике [36]. Пересчёт норм на условия отличные от тех, при которых нормы были рассчитаны осуществляется по графикам, которые построены для каждого типа судна.

Похожие диссертации на Теоретические основы нормирования ходового времени и расхода топлива на главные двигатели речных грузовых судов