Dunkerque

Okręty Wojenne lat 1905-1945

Moderatorzy: crolick, Marmik

Awatar użytkownika
esem
Posty: 343
Rejestracja: 2007-05-19, 19:10
Lokalizacja: Wrocław

Re: Dunkerque

Post autor: esem »

jarman pisze:
esem pisze: Nie masz szans obalić mitu: turbina wysokoobrotowa jest bardziej most... bo ten typ tak ma. :o
A jak więc wyjaśnisz takie zestawienie dla turboparowych bloków energetycznych? Elektrownia w Lunen (Niemcy) moc - 820MW; sprawność - 46%, Blok Nr 14 w El Bełchatów - 858MW, sprawność 41%, Bloki 200MW w polskich elektrowniach - sprawność 36-38%. Bloki 120MW w polskich elektrowniach - sprawność 32-34%. Turbiny wszystkich (no może prawie) bloków parowych elektrowni europejskich pracują z prędkością 3000obr./min. wynikającą z konieczności synchronizacji do częstotliwości prądu 50Hz.
A co mam Ci tu wyjaśniać :-D Napisz po polsku o co Ci chodzi bo "po naszemu" musiałbym zgadywać :boje:
Z tego co pamiętam: 120MW to polska myśl konstrukcyjna, 200MW licencja made in ZSRR, 380MW licencja made in Switzerland, 820MW to Alsthon. Ułożyłem w kolejności jak się konstrukcje historycznie pojawiały. :chat:
Awatar użytkownika
G. Kappen
Posty: 21
Rejestracja: 2010-06-26, 11:13

Re: Dunkerque

Post autor: G. Kappen »

esem pisze:2. KAŻDE urządzenie ma najwyższą sprawność w zakresie największej mocy: zasilacz,transformator, silnik spalinowy, turbina, itd
To jest oczywista nieprawda, żeby nie powiedzieć kompletna bzdura. Ani typowy transformator, ani zespól kocioł-turbina, ani tym bardziej silnik spalinowy definitywnie nie mają najwyższej sprawności w zakresie najwyższej mocy.
Awatar użytkownika
esem
Posty: 343
Rejestracja: 2007-05-19, 19:10
Lokalizacja: Wrocław

Re: Dunkerque

Post autor: esem »

G. Kappen pisze:
esem pisze:2. KAŻDE urządzenie ma najwyższą sprawność w zakresie największej mocy: zasilacz,transformator, silnik spalinowy, turbina, itd
To jest oczywista nieprawda, żeby nie powiedzieć kompletna bzdura. Ani typowy transformator, ani zespól kocioł-turbina, ani tym bardziej silnik spalinowy definitywnie nie mają najwyższej sprawności w zakresie najwyższej mocy.
Witamy przedstawiciela czynnych Sił Zbrojnych :aniol: Jak sprawują się Leopardy :D
Nie używaj żołnierskiego żargonu, nie jesteśmy na poligonie. :dupa:
Awatar użytkownika
G. Kappen
Posty: 21
Rejestracja: 2010-06-26, 11:13

Re: Dunkerque

Post autor: G. Kappen »

jarman pisze:To nie jest prawda. Nie wiem jak w przypadku zasilaczy i transformatorów bo nie jestem elektrykiem, ale maszyny cieplne mają najwyższą sprawność przy mocy nominalnej. Ta zwykle jest niższa od mocy maksymalnej.
Nie. W przypadku wolnossącego silnika spalinowego największa sprawność występuje w punkcie najlepszego napełnienia. A ten leży w okolicach obrotów momentu maksymalnego przy obciążeniu (otwarciu przepustnicy) zbliżonym do maksymalnego.
Przykładowa charakterystyka
Obrazek
Dla innych mocy niż nominalna sprawność jest niższa, a powiązane z nią jednostkowe zużycie paliwa wyższe.

Z mocą nominalna nie ma to (przynajmniej w przypadku silnika spalinowego) nic wspólnego.
Namacalnie dla każdego działa to chociażby w napędach samochodowych, które są zwykle projektowane na najmniejsze zużycie paliwa przy 90km/h.
Obawiam się, ze teza o projektowaniu napędu na najmniejsze zużycie paliwa przy 90 km/h to mit. Szczególnie, ze moc konieczna do utrzymania 90 km/h na drodze bez wzniesień to drobny ułamek mocy znamionowej. Dla typowego samochodu osobowego wynosi ona niskie kilkanaście kW.
jarman
Posty: 51
Rejestracja: 2012-04-12, 09:50

Re: Dunkerque

Post autor: jarman »

esem pisze:
jarman pisze:
esem pisze: Nie masz szans obalić mitu: turbina wysokoobrotowa jest bardziej most... bo ten typ tak ma. :o
A jak więc wyjaśnisz takie zestawienie dla turboparowych bloków energetycznych? Elektrownia w Lunen (Niemcy) moc - 820MW; sprawność - 46%, Blok Nr 14 w El Bełchatów - 858MW, sprawność 41%, Bloki 200MW w polskich elektrowniach - sprawność 36-38%. Bloki 120MW w polskich elektrowniach - sprawność 32-34%. Turbiny wszystkich (no może prawie) bloków parowych elektrowni europejskich pracują z prędkością 3000obr./min. wynikającą z konieczności synchronizacji do częstotliwości prądu 50Hz.
A co mam Ci tu wyjaśniać :-D Napisz po polsku o co Ci chodzi bo "po naszemu" musiałbym zgadywać :boje:
Z tego co pamiętam: 120MW to polska myśl konstrukcyjna, 200MW licencja made in ZSRR, 380MW licencja made in Switzerland, 820MW to Alsthon. Ułożyłem w kolejności jak się konstrukcje historycznie pojawiały. :chat:
W oparciu o turbiny energetyczne (Lunen to Siemens, ale kraj pochodzenia konstrukcji nie ma tu akurat nic do rzeczy), chciałem po prostu pokazać, że teza o tym, że wzrost prędkości obrotowej turbin parowych powoduje wzrost sprawności obiegu jest nieuprawniona. Tak akurat się złożyło, że w okresie, któremu się przyglądamy (mniej więcej od Dreadnought’a do Iowy) wraz ze wzrostem sprawności zwiększano też prędkość obrotową turbin, ale nie jest to żadną regułą i nie należy wysnuwać wniosku, że turbiny o wyższej prędkości obrotowej będą miały wyższą sprawność niż turbiny o prędkości niższej. Np. prędkość obrotowa turbiny HP pancerników t. Iowa to 4 905 obr./min, a LP 3 913 obr/min. Trochę mnie to kosztowało czasu, ale wyliczyłem sprawność siłowni New Jersey podczas prób w 1943 roku. Dla punktu pracy przy 29,7w; 186,1 obr./min; 170 960SHP; gdzie jednostkowy wsp. zużycia paliwa był najmniejszy 105tys. lb/h, przyjąłem wartość opałową paliwa (oczywiście nie znalazłem jej w dostępnych materiałach, ale to założyłem mniej więcej dolną wartość dla mazutu) na 42 000 kJ/kg i wyszło mi ok. 23,6 %. Wydaje się, że dla ówczesnych siłowni to wartość jak najbardziej ok. Gdyby przyjąć Twój tok rozumowania i interpolując sprawność siłowni Iowy założyć, że wzrost sprawności i prędkości obrotowej następuje proporcjonalnie, to prędkość obrotowa dla turbin 200MW musiałaby wynosić ok. 8000 obr/min, a turbiny 820MW z Lunen prawie 10000obr./min. Dodatkowo trzebaby stosować jakieś niebotyczne przekładnie dla redukcji obrotów do generatorowych 3000. Nie ma możliwości, aby mający masę 120 ton wirnik 200-tki obracał się z taką prędkością - rozbiegłaby sie już pewno przy 3500obr.min. Tak więc nie jest, a zwiększanie sprawności obiegów truboparowych osiągano innymi drogami, które ktoś już tutaj wskazywał.
Podstawowym tego sposobem jest przede wszystkim zwiększanie parametrów pary zasilającej turbiny, co wiąże się z rozwojem technologii materiałowych zwłaszcza w budowie kotłów. Obniżanie parametrów kondensacji pary z pewnością było trudniejsze do praktycznego zrealizowania na morzu ze względu na duże wahania (pływanie w różnych strefach klimatycznych) temperatury wody chłodzącej kondensatory. Przegrzew wtórny pary raczej na pewno nie był stosowany w siłowniach okrętów wojennych pierwszej połowy XX wieku. Poprawa sprawności obiegów parowych technicznie „materializowała się” w turbinach, które są niejako ich elementami „wykonawczymi”. Wzrost uzyskiwanych z nich mocy był możliwy poprzez min. rozwój konstrukcji układów przepływowych (doskonalenie geometrii układów łopatki kierownicze / łopatki wirnika) oraz optymalizację prędkości obrotowej, co dla dostępnych ówcześnie materiałów konstrukcyjnych stosowano dla ograniczenia wielkości wirujących mas i uniknięcia powstawania nadmiernych naprężeń w konstrukcjach wirników. Z tego nie da się jednak wnioskować, że wzrost prędkości obrotowej turbin powoduje zwiększanie ich sprawności. Prędkość obrotowa turbin wynika z optymalizacji ich konstrukcji dla założonego zapotrzebowania mocy. Obecne technologie materiałowe pozwalają na budowę turbin energetycznych (3000obr./min) o mocach przekraczających 1100MW i wspomianej sprawności 46%.
I na koniec może tego przydługiego wywodu zestawiłem parametry (przybliżone) siłowni dla kilku typów dużych okrętów amerykańskich z XX wieku:
Utah – para: 14 kG/cm2; moc 27 445 SHP; - wsp. jednostkowej masy do mocy siłowni 78,2kg/HP
Colorado – para: 20 kG/cm2; 32 000 SHP; 71,9kg/HP (z przekładnią elektryczną)
North Carolina – para: 40 kG/cm2; 454oC; 121 000 SHP; 27,6 kg/HP
Iowa – para: 42 kG/cm2; 454oC, 212000 SHP; 22,2kg/HP
Saratoga (typ Forrestal, ale lider miał siłownię typu II wojennego) – para: 84 kG/cm2; 510 oC; 280 000 SHP; 22,7kg/HP – ciężar jednostkowy podobny do Iowy można, więc przyjąć, że gabaryty i prędkość obrotowa turbin były podobne – sprawność przy wyższych parametrach pary świeżej była z pewnością większa.

PS. „Na okrętowym” miałem być okazję dłużej niż jeden semestr, bo skończyłem specjalność Maszyny i Siłownie Okrętowe. Później pływałem 6-lat w PŻM-ie, choć większość kariery zawodowej spędzam w energetyce – stąd moje do niej odniesienia.
jarman
Posty: 51
Rejestracja: 2012-04-12, 09:50

Re: Dunkerque

Post autor: jarman »

G. Kappen pisze:
jarman pisze:To nie jest prawda. Nie wiem jak w przypadku zasilaczy i transformatorów bo nie jestem elektrykiem, ale maszyny cieplne mają najwyższą sprawność przy mocy nominalnej. Ta zwykle jest niższa od mocy maksymalnej.
Nie. W przypadku wolnossącego silnika spalinowego największa sprawność występuje w punkcie najlepszego napełnienia. A ten leży w okolicach obrotów momentu maksymalnego przy obciążeniu (otwarciu przepustnicy) zbliżonym do maksymalnego.
Przykładowa charakterystyka
Obrazek


Nie wiem dlaczego negujesz to co napisałem dodatkowo ilustrując wykresem muszlowym, który dokładnie to potwierdza. Najmniejsze jednostkowe zużycie paliwa (237-240g/kWh) występuje tu dla ok. 3200 obr./min, a przy mocy maksymalnej (tutaj w zasadzie pracy jednostkowej, ale to tożsame) dla ok. 4800 obr./min jednostkowe zużycie paliwa wynosi ok. 275g/kWh. Sprawność jest tożsama z odwrotnością jednostkowego zużycie paliwa.
Z mocą nominalna nie ma to (przynajmniej w przypadku silnika spalinowego) nic wspólnego.


Silniki spalinowe w układach napędowych statków dobiera się do pracy w tzw. MCR (Maximum Continuous Rate, czyli przy maksymalnym obciążeniu ciągłym/trwałym), co oznacza właśnie parametry nominalne. Tutaj współczynnik jednostkowego zużycia paliwa jest najmniejszy, tj. sprawność największa, bo statek ma pływać właśnie przy takim obciążeniu. Zwykle moc nominalną ustala się na ok. 90 % mocy maksymalnej silnika.
Obawiam się, ze teza o projektowaniu napędu na najmniejsze zużycie paliwa przy 90 km/h to mit. Szczególnie, ze moc konieczna do utrzymania 90 km/h na drodze bez wzniesień to drobny ułamek mocy znamionowej. Dla typowego samochodu osobowego wynosi ona niskie kilkanaście kW.
[/quote]

Być może w napędach samochodowych jest inaczej, chociaż nie jestem o tym przekonany.
Awatar użytkownika
Maciej3
Posty: 4748
Rejestracja: 2008-05-16, 11:36

Re: Dunkerque

Post autor: Maciej3 »

Panowie, ale to nie o to chodzi czy turbina zaprojektowana na 1000 obrotów po rozpędzeniu do 3000 będzie palić mniej na wygenerowanie 1 KM
To chodzi o to czy dwie turbiny tej samej mocy, ale o różnych obrotach nominalnych będą miały inne spalanie ( reszta układu jest „idealna” )
Historia jest najlepszą nauczycielką życia, bo
Jeszcze nigdy, nikogo, niczego nie nauczyła.
Awatar użytkownika
esem
Posty: 343
Rejestracja: 2007-05-19, 19:10
Lokalizacja: Wrocław

Re: Dunkerque

Post autor: esem »

Maciej3 pisze:Panowie, ale to nie o to chodzi czy turbina zaprojektowana na 1000 obrotów po rozpędzeniu do 3000 będzie palić mniej na wygenerowanie 1 KM
To chodzi o to czy dwie turbiny tej samej mocy, ale o różnych obrotach nominalnych będą miały inne spalanie ( reszta układu jest „idealna” )
Cały czas to tłumaczę z uporem godnym lepszej sprawy. :brawo:
@jarman: w Europie wszystkie turbiny napędzające bloki elektryczne mają tą samą prędkość obrotową, bo prąd musi mieć 50Hz (+ - coś tam). Po co wypisywałeś sprawności całych bloków nie pisząc nic o kotłach a o paliwie nie wspominając :co: Co innego węgiel kamienny (zależy z której kopalni) co innego brunatny a co innego z reaktora jądrowego. :shock: Na drugiej półkuli turbiny kręcą się 3600/obr/min i to te 200MW jak i 1200MW :aniol: Tak więc wróć do śruby okrętowej i dobierz turbinę (i ew. przekładnię iluś tam stopniową (pewnie od 0 do 20 - tak podręcznikowo mi się napisało)) i masz najlepszy zespół napędowy jaki potrzebujesz. Tak to działa na Świecie ale nie w Internecie. :faja:
Awatar użytkownika
Maciej3
Posty: 4748
Rejestracja: 2008-05-16, 11:36

Re: Dunkerque

Post autor: Maciej3 »

w Europie wszystkie turbiny napędzające bloki elektryczne mają tą samą prędkość obrotową, bo prąd musi mieć 50Hz (+ - coś tam). [...] Na drugiej półkuli turbiny kręcą się 3600/obr/min
A to mnie zastanawia czemu.
I tu i tu mamy przekładnię 1:60.
Dlaczego akurat tak?
Ktoś robi "przekłanię standardową" czy tak się przyjęło, czy z jakiś względów praktycznych ( wielkość/koszt czy co tam ) akurat 1:60 jest optymalna a 1:40 czy 1:80 albo 100 już nie?
Historia jest najlepszą nauczycielką życia, bo
Jeszcze nigdy, nikogo, niczego nie nauczyła.
Awatar użytkownika
esem
Posty: 343
Rejestracja: 2007-05-19, 19:10
Lokalizacja: Wrocław

Re: Dunkerque

Post autor: esem »

No nie. W Europie jest 50HZ a w USA 60Hz. Generator ma dwie pary biegunów. Nie ma żadnej przekładni mechanicznej. :-D
Awatar użytkownika
G. Kappen
Posty: 21
Rejestracja: 2010-06-26, 11:13

Re: Dunkerque

Post autor: G. Kappen »

Maciej3 pisze:Ktoś robi "przekłanię standardową" czy tak się przyjęło, czy z jakiś względów praktycznych ( wielkość/koszt czy co tam ) akurat 1:60 jest optymalna a 1:40 czy 1:80 albo 100 już nie?
Tam nie ma przekładni, lecz wal generatora jest bezpośrednio połączony z walem turbiny. Generator przy 3000/min obraca się 50 razy na sekundę, co w przypadku generatora dwubiegunowego daje zamierzone 50 Hz.

Spotyka się czterobiegunowe generatory pracujące dla 50 Hz na 1500/min, ale to są zwykle maszyny spalinowe, albowiem 1500 obrotów leży zbyt blisko typowych (mechanicznych) częstotliwości własnych dużych turbogeneratorów.
Awatar użytkownika
G. Kappen
Posty: 21
Rejestracja: 2010-06-26, 11:13

Re: Dunkerque

Post autor: G. Kappen »

esem pisze:No nie. W Europie jest 50HZ a w USA 60Hz. Generator ma dwie pary biegunów.
Trzymasz poziom.
Przy 3000/min i czterech biegunach miałbyś prąd o częstotliwości 100 Hz.
Awatar użytkownika
G. Kappen
Posty: 21
Rejestracja: 2010-06-26, 11:13

Re: Dunkerque

Post autor: G. Kappen »

Maciej3 pisze:czy dwie turbiny tej samej mocy, ale o różnych obrotach nominalnych będą miały inne spalanie ( reszta układu jest „idealna” )
Tak. Przy wolnym wyborze docelowych obrotów turbina geometrycznie większa będzie ekonomiczniejsza (w rozsądnych granicach rozmiarowych).
Awatar użytkownika
Maciej3
Posty: 4748
Rejestracja: 2008-05-16, 11:36

Re: Dunkerque

Post autor: Maciej3 »

Panowie sorry. Nie wiem skąd mi sie wziął Hertz jako okres na minutę. :/
Ale co do rozmiarów. Jeśli turbina geometrycznie większa jest bardziej ekonomiczna to coś mi nie pasuje. Przecież wolnoobrotowa jest większa...
Historia jest najlepszą nauczycielką życia, bo
Jeszcze nigdy, nikogo, niczego nie nauczyła.
Awatar użytkownika
G. Kappen
Posty: 21
Rejestracja: 2010-06-26, 11:13

Re: Dunkerque

Post autor: G. Kappen »

jarman pisze:maszyny cieplne mają najwyższą sprawność przy mocy nominalnej. Ta zwykle jest niższa od mocy maksymalnej.
Jednocelowe silniki pracujące przez 90% czasu swego życia z jedna prędkością obrotowa i jednym obciążeniem to dla maszyn cieplnych raczej wyjątek, niż reguła ;-)
Nie wiem dlaczego negujesz to co napisałem dodatkowo ilustrując wykresem muszlowym, który dokładnie to potwierdza.
Podany wykres potwierdza, ze obszar największej sprawności jest w podanym przykładzie dość daleko od mocy znamionowej.
Być może w napędach samochodowych jest inaczej, chociaż nie jestem o tym przekonany.
Tam jest definitywnie inaczej, albowiem (przynajmniej dla samochodów osobowych i dostawczych) nie egzystują nominalne punkty pracy, do których można by dostroić układ napędowy. Praca silnika samochodu osobowego to jeden wielki stan nieustalony.
Co najwyżej w przypadku dalekobieżnych ciężkich ciężarówek można się pokosić o optymalizacje na prędkość autostradowa. Ta w rzeczy samej dla ciężarówek leży w Europie w praktyce w okolicach 85..95 km/h. W innych regionach świata może być i jest inaczej.
Awatar użytkownika
G. Kappen
Posty: 21
Rejestracja: 2010-06-26, 11:13

Re: Dunkerque

Post autor: G. Kappen »

Maciej3 pisze:Jeśli turbina geometrycznie większa jest bardziej ekonomiczna to coś mi nie pasuje. Przecież wolnoobrotowa jest większa...
Przeczytaj jeszcze raz post Jarmana N gru 22, 2013 12:25.
ODPOWIEDZ