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Schiffsmaschinenanlagen > Kapitel 2 - Antriebs- und Schiffsbetriebssysteme und deren Integration in Schiffe > Flashcards

Kapitel 2 - Antriebs- und Schiffsbetriebssysteme und deren Integration in Schiffe Flashcards

1
Q

Nennen Sie 5 unterschiedliche Schiffsantriebskonzepte

A
  • Ein oder mehrere Wellenanlagen
  • Fest- oder Verstellpropeller
  • 2 Takt oder 4 Taktmotoren
  • Direkt-, Getriebe- oder Diesel-Elektischerantrieb
  • Sonderantriebe
    (Schottel-, Wasserstrahl-, Voith-Schneiderantrieb)
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2
Q

Welche generellen Vorteile/Nachteile bietet ein sogenannter Pod-Antrieb?

A

Vorteile:

  • Hohe Manövrierbarkeit
  • Wenig Platzbedarf im Schiff
  • Gute Geräuscheigenschaften
  • Gute Anströmung der Propeller
  • Freie Anordnung des Maschinenraums
  • Wegfall der Ruderanlage

Nachteile:

  • Höherer Propulsionswiederstand
  • Höhere Anschaffungskosten
  • Schlechtere Geradeausfahrt
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3
Q

Welche Antriebsvariante ist generell die preiswerteste Antriebsvariante für ein Handelsschiff?

A

Umsteuerbarer 2 Takt-Diesel mit Festpropeller

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4
Q

Skizzieren Sie den prinzipiellen Aufbau einer Wellenanlage für einen 2 Taktmotor und bennenen Sie die Komponenten

A

Skizze s. Skript
Komponenten: Kupplung, Antriebswelle mit Zwischenwellen und Schwanzwelle, Traglager, Drucklager, Stevenrohr (mit Dichtung und Traglager)

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5
Q

Welche Aufgabe hat ein Drucklager?

A
  • Aufnahme der Schubkraft des Propellers

- Einleitung der Schubkraft in die Schiffsstruktur

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6
Q

Welche Aufgaben hat ein Stevenrohr?

A
  • Wellendurchführung durch die Außenhaut

- Lagerung und Abdichtung der Welle

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7
Q

Welche Aufgaben haben Getriebe im Antriebsstrang eines 4 Taktmotors?

A
  • Anpassen der Drehzahl vom Motor auf die benötigte Propellerdrehzahl
  • Drehrichtungswechsel (Rückwärtsfahrt)
  • Zusammenführung mehrerer Motoren auf eine Welle
  • zweite Welle für Wellengenerator (PTO)
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8
Q

Welche Vor-/Nachteile hat die Verwendung einer Verstellpropelleranlage?

A

Vorteile:

  • Vorwärts- und Rückwärtsfahrt ohne Umsteuerung des Motors oder Getriebe
  • Anpassung der Anlage auf Teillast

Nachteile:

  • höherer mechanischer Aufwand
  • schlechterer Propellerwirkungsgrad
  • Anschaffungskosten, Wartungskosten …
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9
Q

Wie wird aus dem Schiffswiderstand und der Geschwindigkeit die erforderliche Leistung der Antriebsmaschine ermittelt?

A 
PE = RT·v
PD = PE / Propulsionsgütegrad
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10
Q

Nennen Sie mindestens sechs Schiffsbetriebssysteme

A

Ballastwasser-, Lenz-, Frischwasserkühl-, Seewasserkühl-, Frischwasser-, Brauchwasser-, Abwasser- (Grauwasser-, Schwarzwasser-), Feuerlösch-, …

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11
Q

Welche Rohrleitungswerkstoffe werden auf Schiffen hauptsächlich eingesetzt?

A
  • Kupfer
  • Kupfer-Nickel
  • Stahlrohre
  • Edelstahlrohre
  • Kunststoffrohre
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12
Q

Aus welchen beiden Werten setzt sich eine Pumpenkennlinie zusammen?

A
  • Förderhöhe (Förderdruck)

- Förderstrom( Volumenstrom)

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13
Q

Skizzieren Sie den grundsätzlichen Verlauf der Pumpenkennlinie einer Kreiselpumpe.

A

Siehe Skript

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14
Q

Skizzieren Sie den Aufbau eines Einfachfilters.

A

Siehe Skript

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15
Q

Wie kann die Funktionsfähigkeit eines Filters überwacht werden?

A

Mit einem Differenzdruck-sensor

=> bei steigendem Differenzdruck ist der Filter belastet und muss gereinigt werden

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16
Q

Welche grundsätzlichen Bauformen von Wärmetauscher gibt es?

A
  • Platten WT
  • Rohrbündel WT
  • Luft/Wasser WT
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17
Q

Welche Aufgaben hat das Ballastwassersystem eines Schiffes.

A

Aufnahme von Wasser zur Sicherstellung der Stabilität, des Trimms und der Lage eines Schiffes

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18
Q

Welche Aufgaben hat ein „Ballast Water Treatment System“ (entsprechend der IMO Vorgaben)?

A

Verhinderung der Ausbreitung von Lebewesen in artfremde Regionen. Abtötung aller Lebewesen, die mit dem Ballastwasser aus dem Starthafen in den Zielhafen gebracht werden könnten

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19
Q

Welche Aufgaben hat das Lenzsystem an Bord von Schiffen

A

Eingedrungenes Wasser aus dem Schiff entfernen

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20
Q

Wie arbeitet eine Lenzanlage?

A

Eingedrungenes Wasser sammelt sich im Bilgenbereich des Schiffes und wird in s.g. Lenzbrunnen von einem Rohrleitungssystem angesaugt. Bei Standardlenzen wird das Wasser/Ölgemisch durch einen Entöler geleitet und separiert. Im Notfall wird das Wasser direkt nach Außenbords gepumpt.

21
Q

Erläutern Sie die prinzipielle Funktionsweise eines Trinkwasseraufbereitungssystem auf einem Handelsschiff.

A

Seewasser wird mit Hilfe von Motorabwärme verdampft. Der Wasserdampf wird kondensiert und dieses destillierte Wasser wird gefiltert und mit Mineralien, Salzen usw. so aufbereitet, dass Trinkwasserqualität erreicht wird

22
Q

Welche Reinigungsprinzipien werden in modernen Abwasserreinigungsanlagen eingesetzt?

A

Mechanische Reinigung (Filtration), Biologische Reinigung (Abbau der organischen Bestandteile), Chemische Reinigung/-aufbereitung

23
Q

Welche physikalische Prinzip nutzen alle elektrischen Maschinen?

A

Induktivität

24
Q

Welche Motorbauform wird auf Schiffen am häufigsten eingesetzt?

A

DrehstromASYNCHRON-Motoren

25
Welche Generatorbauform wird auf Schiffen am häufigsten eingesetzt?
DrehstromSYNCHRON- Generatoren
26
Wie kann die Drehrichtung eines Drehstrom Asynchron Motors verändert werden?
Durch Vertauschen einer Phase am Motor
27
Wie können Spannungen in einem Wechselstromnetz verändert werden?
Durch Einsatz eines Transformators
28
Wie sind Bordnetze auf modernen Schiffen aufgebaut?
Es werden Drehstromnetze mit 440 V /60Hz oder 400V/50Hz eingesetzt. Transformatoren stellen auch 230V /240V Strom und 24 V Gleichstrom zur Verfügung.
29
Wozu werden Mittelspannungsnetze auf Schiffen eingesetzt?
3,3 kV, 6,6 kV, 11kV: Für elektrische Anlagen auf Schiffen mit einem Leistungsbedarf über 5 MW (Z.B. für elektrische Antriebsmaschinen oder große Querschubanlagen)
30
Aus welchen Komponenten ist die Energieversorgung an Bord aufgebaut?
- Hauptschalttafel mit Stromversorgungsschiene und ferngesteuerte Leistungsschalter (Schütze) für Stromgeneratoren und Verbraucher - Notschalttafel mit Verbindung zur Hauptschalttafel - Notstromaggregat und Verbraucher, die auch im Notbetrieb benötigt werden - dazu Unterverteiler - Kraft- und Beleuchtungsverteilung - Pulte
31
Nennen Sie die Vorteile und Nachteile, die der Einsatz eines Wellengenerators bietet.
Der Hauptvorteil von Wellengeneratoren liegt darin, dass der Generator mit dem niedrigen spezifischen Brennstoffverbrauch der Hauptmaschine betrieben werden kann. Nachteile: Wellengeneratoren können nur auf See sinnvoll genutzt werden, da die Wellenanlage mit eine weitgehend konstanten Drehzahl betrieben werden muss. Bei schwerem Seegang => unruhigem Wellenlauf kann ein Wellengenerator ebenfalls nicht genutzt werden
32
Erläutern Sie den grundsätzlichen Aufbau der Notstromversorgung an Bord.
``` Siehe Skript Komponenten: - Notschalttafel - Stromstromgenerator - wichtige Verbraucher - zusätzlich für Rechnersysteme: USV = unterbrechungslose Stromversorgung ```
33
Welche Aufgabe hat eine USV Anlage und wie ist sie aufgebaut?
USV = Unterbrechungsfreie Stromversorgung. Mit der unterbrechungslosen Stromversorgung soll für bestimmte Geräte (insbesondere für die Kommunikation, Radaranlage und Computernetze) ein unkontrolliertes Herunterfahren der Geräte durch eine fehlende Stromversorgung verhindert werden. Ein plötzlicher Stopp dieser Anlagen kann einen Datenverlust nach sich führen und gefährliche Situationen verursachen. Eine USV besteht aus Akkumulatoren, Stromrichtern und einer elektronischen Regelung. Bei Ausfall des Netzes übernimmt ein Batteriesystem über einen Wechselrichter unterbrechungslos die Stromversorgung von ausgewählten Verbrauchern für eine bestimmte Zeit.
34
Welche Aufgaben hat eine Manövriereinrichtung?
Bereitstellung von Kräften und Momenten um die Lage oder Kurs eines Schiffes zu beeinflussen
35
Welche Formen von Manövriereinrichtungen gibt es?
- Ruder - drehbare Antriebe - Querstrahlanlagen
36
Aus welchen Komponenten besteht eine Ruderanlage
- Blatt - Schaft mit Lagerung - Rudermaschine - Energieversorgung - Steuerung - Notsteuerung
37
Welche Vorteile hat die Anordnung eines Ruders im Propellerstrom, welche Nachteile gibt es?
Vorteil: - Gute Ruderwirkung insbesondere bei niedriger Schiffsgeschwindigkeit, Nachteil: - Verschlechterung des Propulsionswirkungsgrades führt zu Kraftstoffmehrverbrauch
38
Nennen Sie die wichtigsten Ruderbauformen. Bitte skizzieren sie die unterschiedlichen Bauformen
Skizze siehe Skript. - Vollschweberuder - Halbschweberuder - Hackenruder
39
Welche Vorteile bietet ein Halbschweberuder, welche Nachteile hat es gegenüber einem Vollschweberuder?
Bei einem Vollschweberuder muss der Ruderschaft sowohl das Biegemoment als auch das Torsionsmoment aufnehmen. Bei Halbschweberudern gibt es eine klare Trennung zwischen dem Übertragen des Biege- und Torsionsmomentes. Hier wird das Ruder in einem, fest am Schiff angebrachten Sporn im sogenannten Fingerling drehbar gelagert. Das untere Lager kann in der Nähe des hydrodynamischen Druckpunktes untergebracht werden. Diese Ruder haben Nachteile bei großen Anstellwinkeln gegenüber den Vollschweberudern (bis zu 70% weniger Auftrieb)
40
Mit welcher Ruderbauform werden Handelsschiffe hauptsächlich ausgestattet und warum?
Halbschweberuder, da es bei diesen Schiffen nicht auf eine sehr hohe Manövrierfähigkeit ankommt und die Integration der Ruder (insbesondere bei großen Schiffen) wesentlich einfacher ist
41
Welchen Einfluss auf den Ruderbetrieb hat die Anordnung des Ruderschaftes im Ruderblatt?
Das erforderliche Drehmoment zum Drehen des Ruders sinkt deutlich, wenn das Ruder durch die Anordnung des Ruderschaftes eine „mitdrehende Kraftkomponente“ durch eine Ruderfläche vor dem Drehpunkt bekommt
42
Wie werden die unterschiedlichen Anordnungen des Ruderschaftes im Ruderblatt bezeichnet? Bitte skizzieren sie die unterschiedlichen Bauformen
Skizze siehe Skript. - Normalruder - halbbalanciert - balanciert - überbalanciert
43
Welche Bauformen für moderne Rudermaschinen gibt es?
- Hubkolbenmaschinen | - Drehkolbenmaschinen
44
Welche Ruderwinkel müssen nach GL-Forderungen, in welcher Zeit erreicht werden können?
Von + 35° Ruderwinkel nach - 35° Ruderwinkel innerhalb von mind. 28 Sekunden
45
Welche Aufgaben haben Querstrahlruder?
Querstrahlanlagen sollen eine möglichst große Querkraft sowie ein möglichst großes Giermoment (zur Drehung des Schiffes) erzeugen. Deshalb werden sie so weit wie möglich vorne oder hinten am Schiff eingebaut
46
Wodurch wird der Einsatzbereich von Querstrahlrudern begrenzt?
Bei Schiffsgeschw. über 4 -5 kn wird der Wasserstrahl so weit abgelenkt, dass keine wesentliche Querkraft mehr auf das Schiff aufgebracht werden kann
47
Wie /womit werden Querstrahlanlagen angetrieben?
- elektrisch - hydraulisch - mit einem eigenen Dieselmotor
48
Welche Vorteile hat eine drehbare Antriebsanlage?
Sehr gutes Manövrierverhalten durch Ausrichtung der Antriebsströmung in die gewünschte Richtung

Schiffsmaschinenanlagen (3 decks)

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