Энергетические установки кораблей

Изложены основы теории современных энергетических установок надводных кораблей и подводных лодок.
Рассмотрены характеристики основного и вспомогательного энергетического оборудования. Представлены схемы расположения оборудования в отсеках кораблей.
Описываются системы энергетических установок и методы их расчета. Последовательно рассмотрены ядерные энергетические установки, котлотурбинные, газотурбинные, дизельные и комбинированные энергетические установки. Отдельно рассмотрены перспективные типы воздухонезависимых энергетических установок для подводных объектов и их сравнительные характеристики.
Для обучающихся по программам бакалавриата, специалитета, магистратуры, аспирантуры, предметом изучения и исследования которых являются корабельные энергетические установки. Может быть полезно аспирантам, студентам и курсантам высших и средних технических учебных заведений, обучающимся по специальностям, связанным с военно-морской тематикой.

Содержание
Список сокращений и условных обозначений
Введение
1. Назначение, классификация, состав и размещение энергетической установки на корабле
1.1. Назначение и состав энергетических установок надводных кораблей и подводных лодок
1.2. Основы классификации и математического описания корабельных энергетических установок
1.3. Технико-эксплуатационные показатели главных корабельных энергетических установок
1.4. Особенности размещения корабельных энергетических установок
1.5. Организационные основы проектирования корабельных энергетических установок
2. Ядерные энергетические установки кораблей
2.1. Механизм ядерных процессов тепловыделения
2.1.1. Физические основы ядерной энергетики
2.1.2. Конструктивная схема ядерных реакторов и их классификация
2.1.3. Основы физики ядерных реакторов
2.1.4. Замедление и отражение нейтронов
2.1.5. Нейтронный поток и тепловая мощность ядерного реактора
2.1.6. Особенности теплообмена в активной зоне
2.1.7. Изменение реактивности в процессе работы ВВРД
2.2. Материалы биологической защиты активного оборудования
2.3. Управление ядерным энергетическим реактором
2.3.1. Избыточный коэффициент размножения и реактивность реактора
2.3.2. Развитие цепной реакции во времени
2.3.3. Роль запаздывающих нейтронов в управлении реактором
2.3.4. Способы управления цепной реакцией деления
2.3.5. Требования к СУЗ ядерных энергетических реакторов
2.3.6. Исполнительные механизмы СУЗ
2.4. Змеевиковые парогенераторы корабельных ядерных паропроизводящих установок
2.4.1. Конструктивная схема прямоточного парогенератора
2.4.2. Компоновка поверхности нагрева из цилиндрических змеевиков
2.4.3. Уравнения теплового и материального баланса ИГ
2.4.4. Тепловые расчеты ИГ. Т, Q-диаграмма
2.4.5. T, H-диаграмма и ее свойства
2.4.6. Гидравлическое сопротивление однофазного потока в змеевиках
2.4.7. Конвективный теплообмен в змеевиковых трубах ПГ
2.4.8. Кризис теплообмена второго рода в змеевиковых поверхностях нагрева
2.5. Прямотрубные парогенераторы корабельных ядерных паропроизводящих установок
2.5.1. Методы интенсификации теплообмена в прямотрубных ПГ
2.5.2. Гидравлическое сопротивление и теплоотдача протяженных шнековых завихрителей
2.5.3. Гидравлическое сопротивление и теплоотдача каналов с локальными шнековыми завихрителями
2.5.4. Гидравлическое сопротивление и теплоотдача прямотрубных каналов с ленточными завихрителями
2.5.5. Методы оценки эффективности процессов интенсификации теплообмена
2.5.6. Теплогидравлическая неустойчивость парогенерирующих каналов
2.6. Основные системы двухконтурных ядерных паропроизводящих установок
2.7. Принципиальные схемы корабельных ядерных энергетических установок
2.7.1. Ядерные энергетические установки подводных лодок
2.7.2. Использование ЯЭУ малой мощности на дизель-электрических подводных лодках с полным электродвижением
2.7.3. Ядерные энергетические установки надводных кораблей
2.7.4. Реакторные установки РУ РИТМ-200Б и РУ РИТМ-400
2.7.5. Отечественные реакторные установки малой мощности
2.8. Перспективы развития ядерных энергетических установок кораблей
3. Котлотурбинные энергетические установки кораблей
3.1. Состав котлотурбинной энергетической установки и ее термодинамический цикл
3.2. Основы теории паровых котлов органического топлива
3.3. Основы теории корабельных паровых турбин
3.4. Устройство составных частей ГТЗА
3.5. Основные показатели корабельных паровых котлов
3.6. Основные системы котлотурбинной энергетической установки
3.7. Этапы развития корабельных котлотурбинных энергетических установок ВМФ Российской Федерации
3.8. Анализ состояния зарубежных корабельных котлотурбинных энергетических установок
3.9. Проблемы и перспективы дальнейшего развития корабельных котлотурбинных энергетических установок
4. Газотурбинные энергетические установки кораблей
4.1. Общие сведения о корабельных газотурбинных установках
Состав и классификация газотурбинных энергетических установок
Цикл ГТЭУ с изобарным подводом теплоты
Устройство и принцип действия газотурбинного двигателя
4.2. Основное оборудование корабельных ГТЭУ
Особенности проектирования газовой турбины
Охлаждение деталей газовых турбин
Компрессоры газотурбинных двигателей корабельных ГТЭУ
Камеры сгорания газотурбинных двигателей корабельных ГТЭУ
Определение длины и массы корабельного газотурбинного двигателя
Особенности воздухопроводов и газоотводов корабельных ГТЭУ
4.3. Корабельные газотурбинные установки
Основные этапы развития корабельных ГТЭУ
Газотурбинные установки надводных кораблей
4.4. Корабельные газо-газотурбинные энергетические установки
Режимы работы и характеристики корабельных энергетических установок
Эксплуатационные показатели ГТД и расчет номинальных параметров отдельных двигателей в составе ГГТЭУ
Анализ режимов работы ГГТЭУ при помощи эксплуатационной диаграммы
Выбор состава работающих двигателей ГГТЭУ с целью обеспечения назначенной скорости хода при минимальном расходе топлива на милю пути
Определение оптимальной по расходу топлива скорости хода корабля
4.5. Газотурбинные установки замкнутого цикла
4.6. Перспективы развития корабельных ГТЭУ
5. Дизельные энергетические установки кораблей
5.1. Устройство двигателей внутреннего сгорания и классификация дизелей
Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания
Классификация дизелей
5.2. Теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания
Цикл с изохорным подводом теплоты - цикл Отто
Цикл с изобарным подводом теплоты - цикл Дизеля
Цикл со смешанным подводом теплоты - цикл Тринклера
5.3. Принципы устройства и действия четырехтактных и двухтактных дизелей
5.4. Параметры, характеризующие эффективность и экономичность работы двигателей внутреннего сгорания
5.5. Тепловой и эксергетический балансы дизеля
5.6. Системы дизельных установок
5.7. Основные этапы развития корабельных дизельных энергетических установок
5.8. Корабельные дизельные энергетические установки
6. Комбинированные главные энергетические установки кораблей
6.1. Состав корабельной комбинированной главной энергетической установки
Понятие комбинированной энергетической установки корабля
Состав комбинированных главных энергетических установок, содержащих ГТД
6.2. Основные классы надводных кораблей с комбинированной главной энергетической установкой
6.3. Характеристики двигателей, входящих в состав комбинированной ГЭУ
Корабельные газотурбинные двигатели
Двигатели внутреннего сгорания
Котлотурбинные установки
6.4. Универсальные характеристики гребных винтов и пропульсивного комплекса корабля
6.5. Основные показатели корабельных дизель-газотурбинных энергетических установок
6.6. Корабельные комбинированные электроэнергетические установки с полным электродвижением
7. Воздухонезависимые энергетические установки кораблей
7.1. Краткая история развития ВНЭУ подводных лодок
7.2. Воздухонезависимые энергоустановки с дизелями, работающими по замкнутому циклу
7.3. Воздухонезависимые энергоустановки с двигателями Стирлинга
Принцип действия двигателя Стирлинга
Устройство двигателя Стирлинга
Рабочее тело для ДВПТ
Зависимости для определения массогабаритных показателей ДВПТ
Опыт использования двигателей Стирлинга на кораблях
7.4. Паротурбинная установка замкнутого цикла типа MESMA
7.5. Жидкостные и твердотопливные газогенерирующие генераторы на гидрореагирующем топливе
7.6. Энергетические установки с батареями топливных элементов
7.7. Термоэлектрические генераторы (ТЭлГ)
Принцип действия ТЭлГ
Взаимосвязь термоэлектрических эффектов
Коэффициент полезного действия ТЭлГ
Термоэлектрические материалы, используемые для изготовления элементов ТЭлГ
Изотопные ТЭлГ
Реакторные ТЭлГ
7.8. Термоэмиссионные генераторы (ТЭмГ)
Термоэлектронная эмиссия
Типы термоэмиссионных генераторов и режимы их работы
Тепловые трубы
Изотопные термоэмиссионные энергетические установки
Реакторные термоэмиссионные энергетические установки
7.9. Магнитогидродинамические преобразователи энергии
Принципы МГД-преобразования энергии
МГД-установки с жидкометаллическим рабочим телом
Термодинамические основы расчета жидкометаллической МГД-установки с сепарацией пара
Характеристики работы инжектора в жидкометаллической МГД-установке с конденсацией пара
7.10. Перспективы развития корабельных воздухонезависимых энергетических установок
Заключение
Литература