哈工程版《船舶动力装置概论》

第一章，总论1，船舶的主要性能指标有哪些？答：排水量△：船舶总重量，由空载重量LW和载重量DW组成；容积▽：水面航行船舶的水下部分的体积,也称作容积排水量；航速：1海里=1.852km续航力S：舰船在用尽全部燃料及其他消费品储量前，以恒速所航行过的距离称为续航力，以海里计；自给力T：舰船在海上航行，中途不补给任何储备品所能持续活动的时间称为自给力，以昼夜计；生命力：舰船能抵御战斗破坏或失事破损并保持其运载、战斗能力的性能称为生命力；机动性：舰船起锚开航、改变航速和航向的性能；隐蔽性：舰船在海上航行并完成战斗运输任务而不被敌方发现的性能；耐波性：舰船能在大风浪不良天气下完成任务的性能；2，船舶动力装置是由哪些装置系统组成的？答：推进系统：主机、传动设备、推进器辅助设备：发电副机组、辅助锅炉装置、压缩空气系统机舱自动化系统船舶系统3，船舶对动力装置有哪些要求？答：技术性能和经济性能，对于军用舰船来说着重于战术技术性能；而民用船舶则倾向于经济性能。

4，船舶动力装置的主要性能指标是什么？答：技术指标：功率指示，重量指标，尺寸指标经济指标：动力装置燃料消耗率，主机燃料消耗率，动力装置每海里航程燃料消耗量，动力装置有效热效率，动力装置的建造、运转及维修的经济性运行性能指标：机动性，可靠性，隐蔽性，遥控和机舱自动化，生命力5，高、中、低速柴油机的转速范围如何？答：低速机：300r/min，中速机：300-1000r/min,高速机：>1000r/min6，柴油机的消耗率一般是多少?答：低速机：160-180g/(kw.h)，中速机：150-220 g/(kw.h)，高速机：200-250 g/(kw.h)7，柴油机的优缺点为何？答：优点：有较高的经济性、重量轻、具有良好的机动性缺点：单机功率低、柴油机工作中振动、噪声大，大修期限较短、柴油机在低速区工作时稳定性差，滑油消耗率高8，蒸汽轮机的优缺点为何，为什么主要应用在大型船舶上？答：单机功率很大；汽轮机叶轮转速稳定，没有周期性作用力，因此汽轮机组振动噪声小汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力，故磨损部件少，工作可靠性高可以使用劣质燃油，滑油消耗率低结构简单、紧凑、管理使用方便，保养检修工作量小9，燃气轮机的主要优缺点及其应用场合？答：优点：单位功率重量尺寸小、机组功率较大。

良好的机动性能。

缺点：主机本身不能自行反转叶片所使用的耐高温合金钢材料价格昂贵，工作可靠性差，寿命短燃气轮机耗油率比柴油机高由于燃气轮机的工作时空气流量大，因此进排气管道尺寸较大，给机舱布置带来困难，甲板上较大的管路切口影响船体强度。

10，简述核动力装置的工作原理。

答：核动力装置是以可控核裂变链式反应所产生的巨大热能，通过加热工质来推动汽轮机工作的一种动力装置，现有的核动力舰船或核电站几乎全部采用压力水型反应堆。

核反应堆中有反应堆芯存放着核燃料，燃料元件吸收中子后能直接产生裂变并放出新中子和巨大能量，用压力水作为中子的慢化剂和堆芯的冷却剂，裂变时释放出的能量被压力水带走，并经蒸汽发生器（热交换器）将能量传递给另一回路中的水使之成为蒸汽，压力水放热降温后再进入冷却剂循环泵，重新被送入反应堆加热，因此压力水形成一个闭合回路。

由于蒸汽发生器产生的蒸汽一路进入高压汽轮机和低压汽轮机膨胀作功，通过减速器驱动螺旋桨或主发电机，另一路蒸汽进入辅汽轮机膨胀作功驱动副发电机供全船使用。

做过功的乏汽分别经主冷却器和辅冷却器凝结成水、再由主给水泵送入蒸汽发生器，完成一个工作循环，称为二回路。

11，联合动力装置的优缺点及其应用场合。

答：优点：在保证足够大功率情况下，动力装置尺寸重量小操纵方便，备车迅速，紧急情况下可用燃气轮机立即开车自巡航到全速工况加速迅速两机组共用一个减速齿轮箱，具有多机组并车的可靠性缺点：舰船上和基地需准备两种机型的备件应用场合：电力推进躲在潜艇及特种船舶上使用12，特种动力装置有些什么型式？答：（1）喷水推进装置（2）不依赖空气推进系统：用于水下潜器的小型核能装置，不依赖空气的闭式循环热能动力发动机，燃料电池（3）蓄热式非传统能源（4）采用空间传输机构的活塞式发动机.第二章，船舶柴油机装置1．用示功图说明四冲程和二冲程柴油机的工作原理。

r--a : 进气过程a--c : 压缩过程c--z--b : 膨胀过程b--r : 排气过程a--k：扫气过程（k为扫气终点）k--c：压缩过程c--m: 膨胀过程m--n: 自然排气过程n--a：强制排气过程2．柴油机的动力性指标有哪些？答：有效功率：柴油机在单位时间内所作的功称为功率标定功率：国家标准规定制造厂根据柴油机的用途和使用特点平均有效压力：作用在活塞顶上的假想的大小不变的压力，它使活塞移动一个行程所作的功，等于每循环所作的有效功。

活塞平均速度：Cm=2S.n/60=s.n/30 (m/s)3．何谓柴油机的负荷特性？P31答：柴油机的负荷特性曲线是指在转速保持不变，柴油机的主要性能指标（耗油率ge,排温t以及耗油量Gt）随负荷（Pe、Mk、pe）变化的关系。

4．柴油机的主要运动机件有哪些？答：活塞组：活塞、活塞环；连杆组；曲轴5. 试述活塞环的密封原理。

（泵油原理）答：当活塞向下运动时，环压在环槽得上端面，被气环刮下的滑油充满环与环槽之间的空间。

当活塞向上运动时，环压在环槽的下端面，而滑油被挤入上部的环槽间隙中。

6. 绘图说明柴油机的配气相位。

P43答：7. 说明柴油机喷油泵的工作原理。

答：当柱塞位于下部位置时，柱塞套上的两个油孔被打开，柱塞套内腔与泵体内的油道相通，燃油迅速注满油室。

当凸轮顶到滚轮体的滚轮上时，柱塞便升起。

从柱塞开始向上运动到油孔被柱塞上端面挡住前为止。

在这一段时间内，由于柱塞的运动，燃油从油室被挤出，流向油道。

所以这段升程称为预行程。

当柱塞将油孔挡住时，便开始压油过程。

柱塞上行，油室内油压急剧升高。

当压力超过出油阀的弹簧弹力和上部油压时，就顶开出油阀，燃油压入油管送至喷油器。

柱塞上的进油孔被柱塞上端面完全挡住的时刻称为理论供油始点。

柱塞继续向上运动时供油也一直持续着，压油过程持续到柱塞上的螺旋斜边让开柱塞套回油孔时为止，当油孔一被打开，高压油从油室经柱塞上的纵向槽和柱塞套上的回油孔流回泵体内的油道。

此时柱塞套油室的油压迅速降低，出油阀在弹簧和高压油管中油压的作用下落回阀座，喷油器立即停止喷油。

这时虽然柱塞仍继续上行，但供油以终止。

柱塞套上回油孔被柱塞斜边打开的时刻称为理论供油终点。

柱塞向上运动的整个过程，只有中间一段行程才是压油过程，这一行程被称为柱塞的有效行程。

8. 活塞和气缸之间是怎样润滑的？答：机械注油器注油润滑，用机械注油器通过油管将润滑油供至气缸套周围的许多油孔或油槽内来进行润滑。

9. 柴油机的起动方法有几种？答：（1）电力起动装置（2）压缩空气起动系统10. 简述柴油机冷却系统的种类。

答：开始冷却系统：用海水泵将海水从舷外吸入送至柴油机冷却空腔，冷却后又排至舷外。

闭式冷却系统：用淡水循环冷却柴油机，而受热的淡水再用海水来冷却。

第三章，船舶燃气轮机装置1.船舶燃气轮机装置有哪些优点？答：优点：单位功率重量尺寸小；机组功率较大；良好的机动性能。

2.试用T-S图表示简单开式循环的理想过程和实际过程线。

并说明与各线段相对应的工作部件。

答：1--2 ：压气机2--3 ：燃烧室3--4 ：涡轮1-2-3-4 ：理想循环1-2’-3-4’：实际循环（考虑了压气机、涡轮中的损失）3.燃气轮机热力循环性能指标有哪些？与哪些参数有关？提高热循环的途径有哪些？P75答：（1）循环比功：1Kg工质流量在装置中完成一个热循环后向外界输出的功。

循环热效率：循环比功与燃料在每一循环中加给1Kg工质的热量之比。

（2）循环参数对热力性能指标的影响：1.压比和温比：在同一温比条件下，当压比由小增大时，比功和热效率都有一个极大值（最佳压比）；而在压比提高时相应地提高温比，亦可以改善热力性能指标。

2.压气机效率、涡轮效率、燃烧室效率之间存在线性关系。

3.流动压力损失的影响。

4.试在T-S图中表示基元级中压缩过程。

答：5.什么是喘振？防喘振措施有哪些，其机理是什么？P89答：定义：由于严重失速导致在压气机和连接管道中，出现工质流量以较低的频率振荡为特征的不稳定流动的有害工况。

措施：（1）中间级放气发：在压气机中间适当地方开一些放气口。

在低速时，放气阀打开，放气口以前的压气机级组排气阻力就下降，是前面级组的流量增大，从而防止前面的级的旋转失速，同时也使后面级流量减少，从而使后面级脱离了堵塞，防止了喘振的发生。

（2）可转导叶法：使压气机进口导叶和前几级静叶可转。

（3）双转子压气机法：分为前后两个。

低压压气机由燃气发生器中的低压燃气涡轮带动，高压压气机由高压燃气涡轮带动。

（4）合理选择运行工况线：使运行工况线与喘振边界线保持一定距离。

6.燃烧室的功用及其组成？对设计燃烧室提出哪些要求？答：功用：将压气机送来的高压空气同燃料很好的混合和燃烧，产生给定温度的燃气。

组成：燃烧室外壳、火焰管、涡流器、喷油嘴、混合器要求：燃料燃烧要完全，燃烧过程要稳定，应有较小的流动阻力损失。

尽可能地提高燃烧热强度，以减小燃烧室的尺寸和重量；燃烧室出口的温度场在径向和周向都尽可能均匀，以免是涡轮叶片受热不均。

7.燃烧室分类及其特点？燃烧室的主要技术特性参数有哪些？含义是什么？答：分类：（1）圆管形燃烧室：多用于固定式燃气轮机中。

结构简单，流动阻力较小，宜于燃烧重燃料。

缺点是难于做全尺寸燃烧室的全参数试验，燃烧强度较低。

（2）管式燃烧室：舰船燃气轮机上多采用此种燃烧室。

（3）环形燃烧室：由四个彼此同心的圆筒壳体套装而成。

技术参数：燃烧效率：表示燃料化学能释放程度和热能利用程度的经济性指标。

燃烧热强度：在单位时间内、单位容积的燃烧空间中燃料能够释放出的热量。

熄火极限：表示燃烧室稳定范围的安全性指标。

流阻损失系数：表示工质流经燃烧室时，压力能损失程度的经济性指标。

8.火焰管为什么要冷却？有哪些冷却方案？燃烧室火焰管中掺冷的作用是什么？有几种结构型式？答：原因：火焰管在高温、高压的燃烧产物和燃烧火焰的作用下，火焰管承受着高的热负荷和一定的机械振动负荷。

在热应力、蠕变应力和疲劳应力的交变作用下，火焰管常常会发生变形、翘曲，甚至发生裂纹损坏，严重影响燃烧室的工作寿命。

方案：气膜冷却方式（鱼鳞孔式、斑孔式、波纹环）掺冷的作用：使燃气温度降低，以获得给定的燃烧室出口燃气温度。

结构形式：射流孔混合器，径向楔形混合器，喷管型混合器。

9.（燃气涡轮在）燃气轮机中的功用是什么？对其转子有哪些要求？答：燃气涡轮在燃气轮机中的功用是将来自燃烧室的高温、高压燃气中的能量尽可能多地转变成为机械功。