Сейчас на борту: 
Юрген
   [Подробнее...]

Страниц: 1 2 3

#1 12.10.2016 12:21:37

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

От нечего делать решил написать альтернативку. Есть задумка помочь флоту в Русско-Японской войне (и после тоже).

Вопрос такой: например крейсер "Изумруд", в РИ 16 котлов Ярроу, 3 вертикальные машины тройного расширения, 3 винта, мощность 17 000 л.с.

Допустим удалось создать силовую установку АИ с 15 (или 18) котлами близкими к коллам Ярроу (1895-1905) 2 машинами, 2 винтами, мощностью 20 000 л.с.

Вопрос: возможно ли потом модернизировать эту эту установку в тех же габаритах и довести мощность до 40 000 л.с.?

Точно знаю, что с установкой водоподогревателя (экономайзера), пароперегревателя и наддува можно увеличить производительность котлов. Процентов на 20 точно, а в 2 раза?

Паровые машины где-то так и достигли на пике своего развития 20 000 л.с. Хотя, скорее всего, их придется менять.

Но вот уложиться в габариты... Вопрос...

Может на сайте найдется специалисты и подскажут?

Главная идея: попаданцы с ноутбуком хотят установить единую ГЭУ на ЭБР и все крейсера, а потом ее иодернизировать.

#2 12.10.2016 12:27:45

Alex_12
Капитанъ II ранга
k2r
тяжелый авианесущий бриг "Red Alert"
Сообщений: 3934




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

ну, если в ноутбуке пошагово расписаны технологии по изготовлению машин, сплавов, масел, изолирующих материалов, необходимого станочного парка, подробные методики расчета, и тех.документация на существовавшие в реале образцы, то тогды возможно и не такое.  особенно в АИ.

#3 12.10.2016 12:39:58

yuu2
Контръ-адмиралъ
k-admiral
Сообщений: 12928




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

PolkovNik написал:

#1098343
Допустим удалось создать силовую установку АИ с 15 (или 18) котлами близкими к коллам Ярроу (1895-1905) 2 машинами, 2 винтами, мощностью 20 000 л.с.

Уже само по себе сильное допущение. Три машины по 6.000 сил каждая - совсем не то же самое, что две машины по 10.000 сил. Как в отношении габаритов. так и в отношении масс.

Возьмите чертежи машины "Варяга" и попытайтесь вписать их в габариты корпуса "Изумруда".

PolkovNik написал:

#1098343
Вопрос: возможно ли потом модернизировать эту эту установку в тех же габаритах и довести мощность до 40 000 л.с.?

ЕЩЁ удвоить? Котлы сверхкритического давления с принудительной многократной циркуляцией плюс турбины - в габаритах "Изумруда" уместится.

#4 12.10.2016 12:45:44

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

yuu2 написал:

#1098348
Котлы сверхкритического давления с принудительной многократной циркуляцией плюс турбины

А без сверх критического и турбин?

#5 12.10.2016 12:48:42

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

Alex_12 написал:

#1098344
если в ноутбуке

Априори все есть, иначе какая тут АИ с попаданцами и ноутбуком :). Только вопрос именно в том возможна ли МОДЕРНИЗАЦИЯ в заданных параметрах?

#6 12.10.2016 12:52:24

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

yuu2 написал:

#1098348
Уже само по себе сильное допущение

Так АИ с ноутбуком, в котором есть ВСЕ.

#7 12.10.2016 13:22:38

yuu2
Контръ-адмиралъ
k-admiral
Сообщений: 12928




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

PolkovNik написал:

#1098349
А без сверх критического и турбин?

"Вы даёте нереальные планы" (с) "Кавказская пленница"

PolkovNik написал:

#1098354
Так АИ с ноутбуком, в котором есть ВСЕ.

Совсем всё? И цельнотянутые трубки, и современные сплавы для них, и электроприводы для насосов котельной воды, и КИП для их работы, и таблицы кризисов теплообмена, и газодувки для высоконапорности котлов ...

И люди - инженеры, технологи, мастера - чтобы всё это бумажное знание с первой попытки воплотить в железо.

#8 12.10.2016 13:37:32

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

yuu2 написал:

#1098362
Совсем всё?

Конечно ВСЕ. Но не сразу. Но а если не в 2 раза, то насколько возможно? Согласно прочитанной мной литературы о котлах Ярроу на 20-25% КПД поднять точно можно без особых ноу-хау, а вот больше? Это важно. Или все-таки замена котлов и, соответственно, машин на турбины?

#9 12.10.2016 13:50:46

yuu2
Контръ-адмиралъ
k-admiral
Сообщений: 12928




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

КПД котлов - это всего-лишь КПД сгорания топлива. Переведите котёл со 100% мощности на 50% мощности и у Вас полнота использования топлива вырастет, скажем, с 70 до 80%.

КПД машин/турбин - совсем другая история. Максимальный КПД турбин превысил максимальный КПД машин где-то к 1910м. Среднеэксплуатационный КПД сравнялся где-то к 1920м.

#10 12.10.2016 14:47:10

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

yuu2 написал:

#1098381
КПД котлов - это всего-лишь КПД сгорания топлива

Это понятно. Но ведь с этим связана и паропроизводительность и давление пара. Так?

Я в этих вопросах совсем не соображаю, потому и прошу объяснить как для чайника.

#11 12.10.2016 15:04:20

yuu2
Контръ-адмиралъ
k-admiral
Сообщений: 12928




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

С этим. Рост мощности единожды спроектированного котлоагрегата по сравнению с номинальными параметрами СНИЖАЕТ его эксплуатационный КПД.

Т.е. да - при определённых умениях неизменную по конструкции котельную группу с эквивалента паропроизводительности 17.000 сил до эквивалента 20.000 сил форсировать получится. Но расход топлива на номинале при этом вырастет не как (20/17), а как (20/17)*(КПД1/КПД2). Пальцем в небо - процентов на 30-35. А это автоматически - другие планировки трюмов в плане углеперегрузки (+35% к перевозкам угля), другие планировки ям, систем вентиляции и прочего.

Но мало получить пар - надо его ещё и в машинах "переварить". Вы с домашним заданием по вписыванию машин "Варяга" в корпус "Изумруда" справились? ;)

#12 12.10.2016 20:06:39

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

yuu2 написал:

#1098409
Вы с домашним заданием по вписыванию машин "Варяга" в корпус "Изумруда" справились?

Вроде вписал, но придется машины размещать практически в центре корпуса эшелоном со сдвигом к бортам и удлинить корпус на 5-7 (может и 10 м). И валы удлиняются.

Отредактированно PolkovNik (12.10.2016 20:11:25)

#13 13.10.2016 07:49:12

vladimir romanov
Участник форума
из СССР
Сообщений: 1047




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

Некоторые уточнения. "Установка экономайзера, пароперегревателя и наддува" - еще не дадут увеличения паропроизводительности "процентов на 20 точно". Критическими параметрами являются площадь тепловоспринимающей поверхности труб и кратность циркуляции. Касательно КПД котлов. При работе котла (в пределах расчетной производительности) максимальное значение КПД находится  примерно в районе производительности 90% от номинала. В дальнейшем - с увеличением нагрузки - КПД несколько снижается вследствие увеличения потерь тепла с уходящими газами (рост их температуры), даже несмотря на снижение содержания в УГ кислорода. Введение в конструкцию котла пароперегревателя значительно усложняет конструкцию  - необходимость установки пароохладителя, особые требования к качеству питательной воды (во избежание заноса ПП солями) и т. д.  В даном контексте гораздо проще предусмотреть иной вариант - замена вида топлива. Если от использования угля перейти на мазут, то, не изменяя (кроме установки мазутных форсунок) конструкцию котла, вполне реально получить увеличение паропроизводительности на те же искомые 20%. При этом, однако, придется считаться с сокращением срока службы экранных труб. В реальности - в народном хозяйстве СССР - было так (участвовал лично). Перевод весьма распространенных котлов типа ДКВР с твердого топлива (уголь) на жидкое (мазут) или газ реально давал повышение паропроизводительности на 40% (я переводил с угля на газ, но были и переводы с угля на мазут). Это была не самодеятельность, а вполне официальные рекомендации. Для сомневающихся - "Справочник инженера по пуску, наладке и эксплуатации котельных установок", Герасименко И. Е. и др., Киев, 1986, стр.7. Понятно, для периода РЯВ речь может идти только о мазуте. Здесь нюансы такие. В то время в качестве жидкого топлива в РИФ пытались ("Батум") использовать т. н. "нефтяные остатки" - более легкую, чем нынешний "флотский" мазут, фракцию перегонки нефти. Но все равно желательно было топливо подогревать - для лучшего распыления (что дает устойчивость горения). Распыление было паровым (возможно еще механическое - под давлением около 20 атм), но сам процесс распыления требовал тщательного подбора и настройки форсунок. При повышении паропроизводительности судовых котлов на значительную  - до 20% и выше  - величину необходимо учитывать и дополнительные факторы. А именно: производительность питательных насосв (донок); производительность котельных вентиляторов; достаточность тяги (высота дымовых труб !) и др. Естественно, при увеличении продуктивности потребуются и увеличенные запасы топлива. Введение котлов, работающих под наддувом и с многократной циркуляцией - для того времени уж слишком нереально (ИМХО).


Подвергай все сомнению...

#14 13.10.2016 08:01:56

yuu2
Контръ-адмиралъ
k-admiral
Сообщений: 12928




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

vladimir romanov написал:

#1098554
В то время в качестве жидкого топлива в РИФ пытались ("Батум") использовать т. н. "нефтяные остатки" - более легкую, чем нынешний "флотский" мазут, фракцию перегонки нефти.

Скорее - смесь неликвидных фракций, включая (в зависимости от добросовестности переработчика) и долю бензиновой фракции.

vladimir romanov написал:

#1098554
При этом, однако, придется считаться с сокращением срока службы экранных труб

ВСЕХ труб. Во флотских котлах на максимальных режимах использовали короткопламенные сорта угля (а на частичных "регулировали" колосники для снижения длиннопламенности некондиционного угля). Мазут - более летуч/длиннопламенен, чем уголь. Мазут+бензин - вообще смерть трубкам.

И, опять же:

yuu2 написал:

#1098362
люди - инженеры, технологи, мастера - чтобы всё это бумажное знание с первой попытки воплотить в железо

А то к 1900 цельнотянутые (бесшовные) трубки во всём мире освоили 3 или 4 фирмы. Из них - ни одной российской.
Да и с методами контроля качества нефтепродуктов - во всём мире как-то не очень.

Отредактированно yuu2 (13.10.2016 09:52:24)

#15 13.10.2016 11:58:47

vladimir romanov
Участник форума
из СССР
Сообщений: 1047




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

С замечаниями и дополнениями - согласен полностью. К замене топлива с угля на мазут - не могу не заметить: при использовании мазута еще и заметно увеличится КПД котлов. Водотрубные начала 20-го века с ручной подачей в любом случае имели КПД никак не больше 70-75%.  Причины - слишком большие потери от механической неполноты сгорания (потери с провалом, уносом и физическим теплом шлака). Также сильно влияли качество угля и квалификация кочегаров.  Котел на мазуте реально имеет КПД  около  85%. Однако, в реальной эксплуатации котлы НИКОГДА НЕ РАБОТАЮТ С ПОСТОЯННОЙ ПОЛНОЙ НАГРУЗКОЙ. Потому "паспортный" КПД - цифра достаточно умозрительная, вроде показателя "полного хода". Из практики - средний коэффициент нагрузки водогрейных котлов коммунальных котелен за сезон - 0,6 - 0,7, паровых котлов промышленных котелен - 0,7 - 0,8. В итоге и КПД котла (средний эксплуатационный) будет всегда меньше "паспортного". В советские времена эксплуатация котлов с нагрузкой менее 50% считалась заведомо неэффективной, и потому наладку делали, начиная с нагрузки 50% и выше. Потому всегда выгоднее эксплуатировать меньшее число котлов, но на нагрузках, близких к оптимальным с точки зрения КПД. Для случаев необходимого быстрого увеличения нагрузки остальные котлы можно держать в "горячем резерве". В судовых условиях - постоянно пропускать через резервные котлы воду после экономайзеров котлов рабочих. С мазутом тоже проблем хватает.  На котлах мазутных форсунки калибруются (водой на специальном стенде) из расчета на расход мазута с оптимальным распылением в пределах нагрузки 50 - 80% от номинала. Но и тут есть свои нюансы. Несмотря на то, что коэффициенты текучести воды и нагретого мазута близки, ведут они себя при распылении неодинаково. Настройка форсунок вообще - работа долгая и непростая. Именно потому (ИМХО) были неудачны опыты на "Батуме" (не смогли правильно подобрать форсунки), плюс к тому и возможное отсутствие подогрева (о нем не упоминается). И еще с мазутом - для крейсера бронепалубного - приходится считаться с ичезновением бортовой защиты - угольных ям.  О машинах. Установка мощных машин в относительно легком корпусе - решение небесспорное. Возможно возникновение сильной вибрации, вопросы которой в то время вообще были недостаточно изучены. Вибрация корпуса - либо от валопроводов через подшипники, либо от машин - через машинные фундаменты. С машинными фундаментами - вообще большой вопрос, производился ли их расчет (с учетом возможной передачи вибрации), либо делались "по подобию". Хрестоматийный пример - вибрация корпуса на "Аскольде". Или вот - "Варяг". Сильной вибрации корпуса на нем не наблюдалось, но одной из причин "расстройства" машин вполне могла быть вибрация отдельных их частей (но без передачи сильной вибрации на корпус через машинный фундамент). При вибрации отдельных частей машины происходит изменение векторов силовых нагрузок с перекосом в подшипниках  - и всеми вытекающими.  Так что установка машин "Варяга" в корпусе "Изумруда", без соответствующих подкреплений корпуса (заметного увеличения водоизмещения) - мне кажется ненаучной фантастикой. Вопрос - какой резерв мощности был у машин "Изумруда". Возможно, только перевод котлов на мазут (с увеличением паропроизводительности процентов на 20-30) и дал бы несколько лишних узлов. Опять же, с увеличением мощности машин скорость растет незначительно, эта зависимость хорошо изучена и описана.  И потому машины "Варяга" в корпусе "Изумруда" отнюдь не сделают последний "уникальным скороходом".


Подвергай все сомнению...

#16 13.10.2016 12:44:17

vov
Гость




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

PolkovNik написал:

#1098343
крейсер "Изумруд", в РИ 16 котлов Ярроу, 3 вертикальные машины тройного расширения, 3 винта, мощность 17 000 л.с. Допустим удалось создать силовую установку АИ с 15 (или 18) котлами близкими к коллам Ярроу (1895-1905) 2 машинами, 2 винтами, мощностью 20 000 л.с.
Вопрос: возможно ли потом модернизировать эту эту установку в тех же габаритах и довести мощность до 40 000 л.с.?

Дурацкий контрвопрос - а зачем? "Чехлы для машин" (с) и так были самыми быстрыми на театре.
Попытки ценой каких-то невероятных операция со всемогущим ноутбуком:-) добрать еще пару узлов, которые ровным счетом ничего не меняют... Зачэмъ?

yuu2 написал:

#1098362
Совсем всё?
И цельнотянутые трубки, и современные сплавы для них, и электроприводы для насосов котельной воды, и КИП для их работы, и таблицы кризисов теплообмена, и газодувки для высоконапорности котлов ...
И люди - инженеры, технологи, мастера - чтобы всё это бумажное знание с первой попытки воплотить в железо.

Проблема вполне решается захватыванием "тудысь" вместе с чудо-нотэбуком, который "все знает", еще и чудо-три-дэ принтера, который "все умеет". Вполне себе технологично.

(В сторону: возможно, теперь Вам более понятно мое отношение к тырнативам и тырнативщикам, довольно жестко высказанное в соседней ветке с нео-Николаем №2, боевыми братиком и сестричкой оного и лихой тройкой попуданцев:-)

#17 13.10.2016 12:48:18

vov
Гость




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

vladimir romanov

vladimir romanov написал:

#1098585
Установка мощных машин в относительно легком корпусе - решение небесспорное. Возможно возникновение сильной вибрации, вопросы которой в то время вообще были недостаточно изучены. Вибрация корпуса - либо от валопроводов через подшипники, либо от машин - через машинные фундаменты. С машинными фундаментами - вообще большой вопрос, производился ли их расчет (с учетом возможной передачи вибрации), либо делались "по подобию". Хрестоматийный пример - вибрация корпуса на "Аскольде". Или вот - "Варяг". Сильной вибрации корпуса на нем не наблюдалось, но одной из причин "расстройства" машин вполне могла быть вибрация отдельных их частей (но без передачи сильной вибрации на корпус через машинный фундамент). При вибрации отдельных частей машины происходит изменение векторов силовых нагрузок с перекосом в подшипниках  - и всеми вытекающими.  Так что установка машин "Варяга" в корпусе "Изумруда", без соответствующих подкреплений корпуса (заметного увеличения водоизмещения) - мне кажется ненаучной фантастикой.

Спасибо! Здесь и выше Вы отметили многое из того, что хотелось бы сказать. Только лучше, чем мог бы я:-)

(В конце концов, даже "тырнативные" ветки могут быть хоть чем-то полезными)

#18 13.10.2016 13:51:29

yuu2
Контръ-адмиралъ
k-admiral
Сообщений: 12928




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

vov написал:

#1098590
В сторону: возможно, теперь Вам более понятно мое отношение к тырнативам и тырнативщикам

Ну совсем-то обламывать зачем? Мысль должна не только приземляться, но и взлетать. Если есть в идее человека здравое зерно - надо взрастить, даже если в форме альтернативы.

#19 13.10.2016 14:14:44

vov
Гость




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

yuu2 написал:

#1098603
Мысль должна не только приземляться, но и взлетать. Если есть в идее человека здравое зерно - надо взрастить, даже если в форме альтернативы.

Так я и отметил -

vov написал:

#1098594
(В конце концов, даже "тырнативные" ветки могут быть хоть чем-то полезными)

Отредактированно vov (13.10.2016 14:15:32)

#20 13.10.2016 20:20:22

адм
Лейтенантъ
let
Откуда: Ижевск
Сообщений: 5765




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

PolkovNik написал:

#1098343
Вопрос: возможно ли потом модернизировать эту эту установку в тех же габаритах и довести мощность до 40 000 л.с.?

Паровая машина недостаточно эффективно использует энергию пара низкого давления. Установка турбины низкого давления вместо третьей машины позволит решить эту проблему и поднять общую мощность.


Не следует думать, что новые идеи побеждают путем острых дискуссий, в которых создатели нового переубеждают своих оппонентов. Старые идеи уступают новым таким образом, что носители старого умирают, а новое поколение воспитывается в новых идеях, воспринимая их как нечто само собой разумеющееся.

#21 13.10.2016 23:12:43

komo78
Лейтенантъ
let
Сообщений: 1088




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

Ну метод холодной ковки-протяжки + подобрать подходящие сплавы (и методы  контроля при плавке у металургов) и можно не только цельнотянутые трубки получить но и стальные гильзы.  На займет это пару лет + еще пару лечение "детских болезней" и исправление косяков ( оптимистически, в условиях РосИмперии без военного аврала времен ПМВ  пожалуй надо время раза в два увеличивать) . Но в целом можно получит котлы Бельвиля-Догиленка + нефтяные-мазутные форсунки(смешаного отопления) году эдак в 1900-1902 если начинать за 4-5 лет до этого.  Ну и грубо говоря при отработанной технологии котлы вполне в диапазоне 20-30 атмосфер могут работать без особых нареканий ( при обученном техперсонале ). А с паровыми машинами, лучше забить и начать развивать турбинное производство. Думаю турбины мощьностью 5 и 10 МВт в серийном производстве лет через 10 после "впуподанца с ноутбуком" найдт применение и в энергетике , и на флоте. А  флоты по быстрому ПМ двойного расширения + турбины НД  как предлогали выше . Как раз потренироватся и турбинистов пообучать. А самое дешевое по затратам-эффективность это СУАО и методы стрельбы, шведская добавка в порох ( диоксид титана или цинка + воск) и чугунные учебно-пристрелочные снаряды для учебных стрельб . Ну и соответсвенно стрелять на учениях раза в два чаще и лучших комендоров остовлять на сверхсрочную .

#22 14.10.2016 04:52:28

yuu2
Контръ-адмиралъ
k-admiral
Сообщений: 12928




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

Гильзы - да - тянули. Только материал по прочностным характеристикам - совсем не тот, что для трубок котлов.

В сумме - миллионов 10 золотых рубликов и от 5 лет до первой комплектной товарной продукции. А без работающего прототипа врисовывать в чертежи нового крейсера новую систему никто не будет.

Т.е. для крейсера 1901 года закладки нужно в 1900 иметь проект, а в 1895 - ноутбук и тонну золота.

#23 14.10.2016 09:47:00

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

vladimir romanov написал:

#1098554
Если от использования угля перейти на мазут

Нет, спасибо. Меня интересовала только возможная модернизация твердотопливных котлов. До РЯВ в моей АИ мазут не планировался.

#24 14.10.2016 09:49:40

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

yuu2 написал:

#1098556
А то к 1900 цельнотянутые (бесшовные) трубки во всём мире освоили 3 или 4 фирмы. Из них - ни одной российской.

В моей предполагаемой АИ внедрение новых технологий предполагается с 1885. 20 лет должно хватить.

#25 14.10.2016 09:54:35

PolkovNik
Участник форума
СФ БДК-32
Сообщений: 33




Re: Альтернативная ГЭУ для кораблей РЯВ

vov написал:

#1098590
Дурацкий контрвопрос - а зачем?

Вообще идея в том, чтобы сделать единую ГЭУ для крейсеров и ЭБР РЯВ 20 000 л.с. А поднятие до 40 000 л.с. нужно после. Но раз  это черезмерно, то вторая часть отпадает :)

Страниц: 1 2 3


Board footer