2_introduction in ship propulsion
TRANSCRIPT
Ship Propulsion System !
� Ship propulsion system หรือ ระบบขับเคลื่อนของเรือมีหนาที่หลัก คือ
สรางกำลังงานเพื่อการเอาชนะแรงตานของตัวเรือ (Ship resistance) และทำ
หนาที่กำเนิดกระแสไฟฟาใหกับเครื่องมืออุปกรณตางๆ บนเรือ (แสงสวาง
ระบบควบคุม เครื่องสูบน้ำ เครื่องมือ นำรอง และระบบทำความเย็น
เปนตน)M
Ship Propulsion System !
Ship Propulsion System !
� ระบบขับเคลื่อนของเรือลำหนึ่งจะประกอบไปดวย9◦ เครื่องจักรใหญ่ (Prime Mover)9
◦ ตัวผลักดัน (Propulsor)9
◦ ระบบการถ่ายกําลังหรือ Transmission System)
Ship Propulsion System !
Prime Mover (Power Plant) Transmission Propulsor
Ship Propulsion System !
� เครื่องจักรใหญ (Prime Mover) 9
◦ เป็นตัวสร้างแรงบิด (Torque) Q ขึ้นมาที่ความเร็วรอบเท่ากับ N 9
◦ ตัวอย่างเช่น
� เครื่องจักรไอน้ํา (Steam Engine)
� เครื่องแก๊สเทอร์ไบน์ (Turbine Engine)
� เครื่องยนต์ดีเซล (Diesel Engine)
Ship Propulsion System !
� เครื่องยนตดีเซล (Diesel Engine)9
◦ เป็นระบบที่มีใช้กันแพร่หลายมากที่สุดสําหรับเครื่องจักรใหญ่ เพราะมีอัตราการสิ้นเปลืองน้ํามันต่ําเมื่อเทียบกับเครื่องจักรใหญ่ระบบอื่น
Ship Propulsion System !
Diesel Engine!
Diesel Engine!
� หลักการทำงานของเครื่องจักรดีเซล 5
◦ อากาศเมื่อถูกอัดตัวจะมีความร้อนสูงขึ้น แต่ถ้าอากาศถูกอัดตัวอย่างรวดเร็ว โดยไม่มีการสูญเสียความร้อน(Adiabatic compression) ทั้งแรงดันและความร้อนจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (Boyle's law)
◦ เมื่อฉีดละอองน้ํามันเชื้อเพลิงเข้าไปในอากาศที่ร้อนจัดจากการอัดตัว ก็จะเกิดการเผาไหม้ขึ้นอย่างทันทีทันใด ทําให้เกิดกําลังงานขึ้น
◦ กําลังงานที่เกิดขึ้นจะนําไปใช้ประโยชน์ในรูปของแรงขับหรือแรงผลักดัน ผ่านลูกสูบและก้านสูบทําให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุน ณ กําลังอัดเดียวกัน อากาศที่อุณหภูมิเริ่มต้นสูงกว่า เมื่อถูกอัดย่อมมีอุณหภูมิสูงกว่าหรือร้อนกว่า
Diesel Engine!4-Stroke Engine Cycle!
Diesel Engine!2-Stroke Engine Cycle!
Diesel Engine!2-Stroke Engine Cycle!
Diesel Engine!
Diesel Engine!
� การทำงานของเครื่องยนต 4 จังหวะ9◦ จังหวะดูด (Intake Stroke) เมื่อลูกสูบเลื่อนลงจากจุดศูนย์ตายบนถึงจุดศูนย์ตายล่าง(TDC-BDC) ลิ้นไอดีจะเปิด อากาศจะถูกดูดเข้ามาประจุในห้องเผาไหม้ แต่ในขณะนี้ลิ้นไอเสียยังคงปิดอยู่
◦ จังหวะอัด (Compression Stroke) เมื่อลูกสูบเริ่มเลื่อนขึ้นจากศูนย์ตายล่าง (BDC) ลิ้นทั้งสองจะปิด ดังนั้นอากาศในกระบอกสูบจึงถูกอัดโดยกระบอกสูบ แรงดันและความร้อนของอากาศจึงสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว อากาศในขณะนี้เป็นอากาศที่ร้อนแดง " Red hot Air" ถ้าอัตราส่วนการอัดเท่ากับ 20:1 อากาศจะมีแรงดัน 40-45 กก./ตารางเซนติเมตร และมีอุณหภูมิ 500-600 องศาเซลเซียส
Diesel Engine!
� การทำงานของเครื่องยนต 4 จังหวะ9◦ จังหวะระเบิด (power Stroke) เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นเกือบจุดศูนย์ตายบน ในปลายจังหวะอัด ละอองน้ํามันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ทําให้เกิดการเผาไหม้อย่างทันทีทันใด แรงดันจากการเผาไหม้จะผลักดันให้ลูกสูบเลื่อนลง อุณหภูมิจะสูงขึ้นเป็นประมาณ 2000 องศาเซลเซียส และแรงดันสูงขึ้นเป็น 55-80 กก./ตารางเซนติเมตร ในจังหวะระเบิดนี้พลังงานความร้อนจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานกล
◦ จังหวะคาย (Exaust Stroke) ปลายจังหวะระเบิด ลิ้นไอเสียจะเปิด แก๊สไอเสียจึงขับไล่ออกจากกระบอกสูบ ด้วยการเลื่อนขึ้นของลูกสูบ
� เครื่องยนตเทอรไบน (Turbine Engine) 9
◦ เป็นระบบที่มีใช้ในเรือรบที่ทันสมัยและมีความเร็วสูง ค่ากําลังต่อน้ําหนักของแก๊สเทอร์ไบน์สูงกว่าเครื่องยนต์ดีเซล
Ship Propulsion System !
Ship Propulsion System !
Ship Propulsion System !
Ship Propulsion System !
� ตัวผลักดัน (Propulsor)9
◦ ทําหน้าที่ผลักให้เรือเคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยความเร็วอันหนึ่ง ต้องสร้างแรงดัน (Thrust) ขึ้นมาเท่ากับ T 9
◦ เช่น ใบจักร ใบพัด และเครื่องพ่นน้ํา (Waterjet)
เป็นต้น 9
� เครื่องพนน้ำ (Waterjet Propulsion)9
◦ มีหลักการคือ น้ําจะถูกดูดผ่านระบบท่อหรือทางไหลด้วยปั๊ม และถูกพ่นออกมาด้วยความเร็วสูงในทิศตรงข้าม ทําให้เกิดแรงผลักดันเรือไปข้างหน้า ◦ ระบบขับเคลื่อน Water jet จะถูกติดตั้ง ณ ส่วนท้ายเรือ น้ําจะถูกดูดเข้าสู่ระบบ Water jet จากใต้ท้องเรือ เกิดความเร่งผ่านสู่ระบบและ ถูกปล่อยผ่านท้ายเรือด้วยความเร็วสูง
Ship Propulsion System !
� ขอดีเครื่องพนน้ำ (Waterjet propulsion advantages)9
◦ มีการควบคุมการเคลื่อนตัวที่ดีมาก
◦ มีประสิทธิภาพสูง ◦ มีความต้านทานเรือต่ํา (Low Drag) และกินน้ําตื้น
(Shallow Draft)
◦ เครื่องเดินเรียบและเงียบ
◦ ปลอดภัยต่อผู้ที่อยู่ใต้น้ําใกล้กับเรือ เนื่องจากไม่มีใบจักรที่ยื่นออกมา
Ship Propulsion System !
Ship Propulsion System !
Ship Propulsion System !
� ระบบการสงถายกำลัง (Transmission System)9
◦ เพลา ชุดเกียร์ หรืออุปกรณ์ลดความเร็วอื่นๆ 9
Ship propulsion system !
� สำหรับเครื่องจักรกลไมวาจะเปนอะไรก็ตามแตที่มีการหมุน เชน ในกรณีของ
เรือก็คือ เครื่องจักรใหญ เพลา และใบจักร
เปนตน คาของกำลังหรือแรงมาสามารถ
เขียนออกมาไดเทากับ9
Q มีหนวยเปน ฟุต – ปอนด และ N มีหนวยเปน RPMM
(หนวยเปนแรงมา)9
Ship Propulsion System !
� ในฐานะที่เปนวิศวกรเครื่องกลเรือส่ิงที่ตองทำก็คือ ตองนำเอาสวนประกอบ
ตางๆ ที่กลาวถึงนี้มาตอรวมเขาดวยกันใหไดอยางเหมาะสม ทำงานเปน
ระบบอันหนึ่งอันเดียวกัน และสามารถผลิตแรงดันหรือกำลังที่ตองการใน
การผลักดันเรือออกมาใหได9