Hệ thống tàu thủy dùng cho ngành đóng tàu

Dùng cho nghành đóng tàu.MỤC LỤC :CHƯƠNG 1 : Khái niệm chung về hệ thống tàu thủyCHƯƠNG 2 : Các yếu tố kết cấu của hệ thốngCHƯƠNG 3 : Cơ sở tính toán thủy lực đường ốngCHƯƠNG 4 : Các hệ thống hầm tàuCHƯƠNG 5 : Hệ thống cứu hỏaCHƯƠNG 6 : Các hệ thống vệ sinhCHƯƠNG 7 : Các hệ thống sưởiCHƯƠNG 8 : Hệ thống thông gió và điều hòa không khíCHƯƠNG 9 : Các hệ thống làm lạnhCHƯƠNG 10 : Các hệ thống chuyên dụng trên các tàu dầu

MỤC LỤC

Chương,

mục

Chương 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG TÀU THỦY 6

1.2 Phân loại và các yêu cầu đối với hệ thống tàu thủy 6

2.6 Các dụng cụ đo - kiểm tra và thiết bị 25

Chương 3 CƠ SỞ TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG 29

5.1 Các hệ thống tín hiệu và các biện pháp cứu hỏa trên tàu 47

7.1 Chức năng và yêu cầu cơ bản đối với hệ thống sưởi 67

7.2 Tính toán tổn thất nhiệt của các phòng được sưởi 67

8.5 Các hệ thống điều hòa không khí 87

10.4 Hệ thống thông hơi, thoát khí của tàu dầu 108

10.6 Hệ thống khí trơ 113

LỜI NÓI ĐẦU

Các hệ thống tàu thủy bố trí trên tàu nhằm mục đích phục vụ cho sự làm việc bình thường và an toàn của con tàu, cũng như đảm bảo điều kiện sống cần thiết cho hành khách và cán bộ, thuyền viên trên tàu

Nhờ có hệ thống tàu người ta có thể nhận và trả nước ballast (nước dằn), phòng, phát hiện và chữa cháy, hút khô (vét nước) các khoang, két khi có nước tích tụ trong đó, cung cấp nước ăn, nước rửa cho hành khách, thuyền viên, thải các chất bẩn và nước bẩn, giữ các thông số cần thiết của không khí trong các khoang, phòng

Ngoài ra trên một số tàu, ví dụ như tàu dầu, tàu phá băng, tàu đông lạnh và những tàu khác, do liên quan đến các điều kiện khai thác riêng Ví dụ, như tàu dầu được trang bị các hệ thống chuyên dụng dùng để bốc rót hàng lỏng, làm mát hoặc hâm nóng để làm loãng nó, thuận tiện cho bốc rót hàng, rửa két và lọc sạch chúng

Ngoài những hệ thống dùng chung cho toàn tàu, trên tàu còn có các hệ thống khác phục vụ cho hệ thống động lực, các hệ thống này cung cấp nhiên liệu, dầu nhờn, nước làm mát và khí nén cho máy chính

Bài giảng Hệ thống tàu sẽ đề cập đến các sơ đồ nguyên lý, kết cấu và các cơ

sở tính toán các hệ thống tàu thủy và cả những yêu cầu đối với các hệ thống này Bài giảng dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành đóng tàu hoặc sinh viên học ở các trường đường thủy Ngoài ra còn có thể sử dụng cho các cán bộ kỹ thuật nghiên cứu và khai thác hệ thống tàu

Chương 1

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÁC HỆ THỐNG TÀU THỦY

1.1 KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA CỦA HỆ THỐNG

1.1.1 Định nghĩa

Hệ thống tàu thủy là một hệ bao gồm các máy, các thiết bị, các đường ống, các van, các bộ phận nối ghép ống, các dụng cụ đo (nhiệt độ, tốc độ, áp suất) của dòng chảy trong ống, v.v tất cả chúng phải được nối ghép phù hợp với chức năng, công dụng của mỗi hệ thống

1.1.2 Các yếu tố kết cấu của hệ thống

Như định nghĩa, hệ thống tàu là tập hợp các yếu tố:

Các máy: các bơm (bơm thể tích, bơm cánh dẫn, v.v.), các quạt gió, máy thủy lực, máy nén khí, v.v.…

Các đường ống: ống cứng, ống mềm, v.v.…

Các chi tiết nối ống: đai ốc-ống lồng, ống lồng, mặt bích, v.v.…

Các van dùng để đóng mở hoặc hướng dòng chất lỏng trong ống đi theo một phương nào đó

Bể chứa: khoang, két, xitéc, bình, v.v để giữ công chất

Các thiết bị khác (bộ hâm, làm mát, bay hơi, v.v.) phục vụ cho việc làm thay đổi trạng thái của công chất

Các phương tiện điều khiển hệ thống và kiểm tra sự làm việc của nó

Các bộ phận như trên tạo thành hệ thống tàu gọi là các yếu tố kết cấu của hệ thống

Trong mỗi hệ thống cụ thể, có thể chỉ có một vài máy móc, thiết bị đã kể trên Điều này phụ thuộc vào tính năng của hệ thống và đặc điểm của chức năng mà nó thực hiện

1.1.3.Ý nghĩa của hệ thống

Trên mỗi một con tàu thường được trang bị các hệ thống khác nhau nhằm đảm bảo tính hàng hải, tính an toàn cho nó Ngoài ra hệ thống còn phục vụ cho việc chuyên chở, vận chuyển, bảo quản hàng hoá trên tàu và phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt của hành khách, thuyền viên Vì vậy để nâng cao hiệu suất và tính kinh

tế của hệ thống thì mỗi hệ thống cần phải được cơ giới hoá, tự động hoá và điều khiển từ xa

1.2 PHÂN LOẠI VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC

HỆ THỐNG TÀU THỦY

Các hệ thống tàu thủy thường được phân loại hoặc là theo công chất chuyển động trong đường ống, hoặc theo vai trò, chức năng mà nó đảm nhiệm

1.2.1 Phân loại theo công chất lưu chuyển hệ thống

Theo loại công chất lưu chuyển trong ống, các hệ thống được chia ra thành hệ thống ống dẫn: nước (nước ngọt, nước mặn, nước nóng, nước lạnh), ống dẫn hơi, ống khí, ống gas và ống dẫn dầu

Ưu điểm của sự phân loại này là, thuận tiện cho việc tính toán thủy lực đường ống, nó phụ thuộc chủ yếu vào loại công chất mà hệ thống vận chuyển và chế độ dòng chảy

Nhược điểm, kiểu phân loại như trên sẽ không thuận tiện cho việc nghiên cứu

hệ thống, vì đôi khi ở một hệ thống này hay ở hệ thống khác người ta sử dụng cả các đường ống nước, hơi, khí, v.v Ví dụ hệ thống điều hoà không khí bao gồm cả ống hơi, ống nước mặn và ống không khí

1.2.2 Phân loại theo chức năng và công dụng của hệ thống

Theo chức năng và công dụng mà nó đảm nhiệm, hệ thống tàu thủy được chia thành các nhóm:

Hệ thống hầm tàu

Hệ thống phòng, phát hiện và chữa cháy

Hệ thống vệ sinh và chất thải

Hệ thống vi khí hậu nhân tạo và hệ thống chuyên dụng trên tàu dầu

Ưu điểm của phương pháp phân loại này là, nó thuận tiện cho việc phân biệt,

so sánh giữa các hệ thống về kết cấu và đặc điểm làm việc

1.2.3 Các yêu cầu đối với hệ thống tàu thủy

Mặc dù có sự đa dạng về hình thức kết cấu, nguyên lý hoạt động cũng như chức năng, công dụng của nó, các hệ thống tàu thủy vẫn có những yêu cầu chung đối với chúng Những yêu cầu chung đó là:

Các hệ thống nhất thiết phải đơn giản, dễ sử dụng, làm việc tin cậy trong mọi điều kiện khai thác bình thường của tàu cũng như khi tàu nghiêng, chúi, hoặc ngay

cả khi gặp tai nạn

Khi thiết kế, chế tạo hệ thống phải dựa vào các tiêu chuẩn hoá để lựa chọn các yếu tố kết cấu của hệ thống, cũng như các đặc trưng của dòng chảy (nhiệt độ, tốc

độ, áp suất, v.v.) để đảm bảo tính lắp lẫn khi sửa chữa, thay thế

Để chế tạo hệ thống cần phải chọn các vật liệu đủ bền, có tính chống gỉ, chống xâm thực cao, chịu mài mòn, chịu được nhiệt độ, áp suất, tốc độ cao trong điều kiện khai thác lâu dài của một dòng chất lỏng nhất định chuyển động trong hệ thống

Bố trí hệ thống phải gọn nhẹ, kích thước phải là tối thiểu, không chiếm nhiều diện tích, thể tích khoang, khối lượng phải không lớn Đồng thời phải đảm bảo tính thẩm mỹ cho con tàu, việc khai thác, sửa chữa, thay thế phải thuận tiện, lắp

đặt đường ống với số chỗ uốn cong là tối thiểu, lắp đặt thiết bị điều khiển chỉ cần thiết ở những chỗ thực.

Việc bố trí hệ thống phải ảnh hưởng không nhiều đến khả năng làm hàng và phải loại bỏ được những hư hỏng về mặt cơ học của chúng trong khi làm hàng của tàu

Sự làm việc của hệ thống phải đảm bảo không làm ô nhiễm môi trường vùng biển, vùng bến mà tàu neo đậu do nước có chứa cặn dầu và các chất có hại khác.Các thiết bị máy móc của hệ thống phải có tính kinh tế

Ngoài ra, đối với mỗi hệ thống riêng, do đặc điểm làm việc của chúng còn có những yêu cầu riêng, được nói ở các chương sau

2.1.2 Phân loại đường ống

Đường kính ống, chiều dày thành ống và vật liệu chế tạo nó được xác định phụ thuộc vào tính chất vật lý, vào nhiệt độ, áp suất và tốc độ của dòng chất lỏng di chuyển trong ống

Vật liệu chế tạo ống thường là thép các bon, thép hợp kim, hợp kim đồng, hợp kim nhôm, nhựa hoặc vải tẩm cao su, v.v.…

Đối với đường ống nước, ống thép tráng kẽm được sử dụng rộng rãi do chúng có tính chống gỉ cao hơn thép thông thường Trên các tàu cánh ngầm, các xuồng hoặc trên các tàu vỏ hợp kim nhôm, để giảm khối lượng, người ta dùng ống hợp kim nhôm

Ống làm bằng vật liệu đồng hoặc hợp kim đồng sử dụng cho các đường ống dẫn

freon đường kính tới 20 mm của hệ thống làm lạnh

Các ống thép lót bên trong bằng polyetylen và ống polyetylen cũng được sử dụng trong hệ thống Ống lót polyetylen sử dụng khi nhiệt độ công chất không quá 750 C và

áp suất đến 16 kG/cm 2, còn ống polyetylen sử dụng khi nhiệt độ công chất không quá

500 C và áp suất đến 10 kG/cm 2

Các ống hợp kim được sử dụng trong hệ thống không khí nén, có lớp ngoài là lớp thép, lớp trong được tráng đồng đỏ Còn trong một vài hệ thống (ví dụ: hệ thống chất thải) còn dùng ống thép có bọc lớp bakêlít

Trong đóng tàu, để giảm số lượng kích thước ống, ngoài tiêu chuẩn quốc gia, người ta còn đưa ra các tiêu chuẩn ngành Điều đó cho phép hạ giá thành khi chế tạo, sửa chữa hệ thống

2.1.3 Tính toán đường ống

Ngoài các tiêu chuẩn qui định kích thước và yêu cầu kỹ thuật đối với ống, còn có các tiêu chuẩn xác định lưu lượng, áp suất danh nghĩa, áp suất làm việc, áp suất thử của ống, thiết bị và các bộ phận nối ống

Khi biết Dy và chiều dày thành ống, người ta chọn theo tiêu chuẩn đường kính ngoài của nó Khi lựa chọn kích thước ống, sao cho đường kính Dy sai khác với đường kính trong ít nhất Sai khác giữa chúng không quá10%

Chiều dày thành ống xác định từ tính toán sức bền ống, đối với ống kim loại thì chiều dày đó xác định như sau:

cp].[

.200

p.ds

ở đây: p - áp suất tính toán, kG/cm 2 , nó phụ thuộc vào áp suất làm việc pp trong ống

và nó được lấy tương ứng theo Qui phạm, đối với đường ống hút bằng 1,25.pp

nhưng không nhỏ hơn 2 kG/cm 2, còn đối với ống đẩy bằng pp nhưng không

nhỏ 10 kG/cm 2

dH - đường kính ngoài của ống, mm

 - hệ số bền của mối hàn điện, bằng 0,9 - đối với các ống thép, chế tạo bằng phương pháp điện trở, (đối với ống không có mối hàn  = 1)

[]K - ứng suất kéo cho phép, kG/mm 2, lấy đối với ống làm bằng thép các bon khi nhiệt độ công chất đến 3000 C bằng 7,6 kG/mm 2 (thép CT10) và 9,16

kG/mm 2 (thép 20) Đối với ống đồng hoặc hợp kim nhẹ, []K được lấy theo

c - giá trị hiệu chỉnh cho chiều dày tính toán, tính đến sơ suất có hại khi chế

tạo ống, được lấy bằng 2 mm cho ống cán nóng và hàn; 1,5 mm - cho ống kéo

và cán nguội; 1 mm - cho ống đồng và (0,7  1,4) mm - cho ống hợp kim có

lớp bọc lót

Chiều dày thành ống tính theo công thức (1) phải làm tròn đến kích thước lớn hơn gần nhất tương ứng với tiêu chuẩn của ống Cho phép lấy chiều dày nhỏ hơn gần nhất, nếu nó khác với giá trị tính toán không quá 3

Chiều dày thành ống tối thiểu của ống polyetylen (tỷ trọng nhỏ) có áp lực cao, xác định theo công thức sau:

T KT

H T min

p

2

d.ps





 ,cm (2.2)

ở đây: pT - áp suất thử thủy lực, kG /cm 2, lấy theo tiêu chuẩn của Qui phạm

KT - ứng suất kiểm tra lấy đối với polyetylen (tỷ trọng nhỏ) bằng 70 kG/cm 2

dH - đường kính ngoài của ống, cm

Áp suất danh nghĩa dùng làm chuẩn để chọn áp suất làm việc, mà nó là áp suất lớn nhất của môi chất chuyển dịch trong ống ở nhiệt độ làm việc thực tế Áp suất mà ống phải chịu đựng khi thử gọi là áp suất thử Áp suất danh nghĩa, áp suất làm việc

và áp suất thử được qui định bởi Qui phạm

2.2 CÁC CHI TIẾT NỐI ỐNG

Khi lắp ráp các đường ống trên tàu, phải nối các đoạn ống với nhau và với cả thiết bị, máy móc và các trang thiết bị khác Để làm điều đó, người ta sử dụng các chi tiết nối, chúng được gọi là các chi tiết nối ống hay thiết bị nối ống

Mối nối các ống có thể tháo được và không tháo được Loại tháo được có: nối bằng mặt bích, nối bằng đai ốc - ống lồng, nối bằng ống lồng cứng, nối bằng ống lồng mềm Loại không tháo được có: hàn, gắn keo.…

Trong hệ thống tàu thủy, chủ yếu người ta dùng mối nối tháo được Nó cho phép tháo dỡ và tháo lắp đường ống trong thời gian vận hành và khi sửa chữa Nối không tháo được chỉ dùng ở những phần của đường ống mà nằm ở những chỗ khó tới hoặc không yêu cầu tháo dỡ trong những điều kiện bình thường của hệ thống

Nối bằng mặt bích được sử dụng rộng rãi nhất trong hệ thống tàu thủy Nó được

sử dụng cho các ống có đường kính danh nghĩa Dy  20 mm Mối nối bằng mặt bích

có nhiều kiểu kết cấu khác nhau Các kiểu mặt bích cho đường ống tàu thủy, được qui định bởi Qui phạm

Hình 2.1 Các mặt bích

a - mặt bích phẳng bằng thép hàn; b - mặt bích tự do trên đầu mút ống

c - mặt bích tự do trên ống được gấp mép; d - mặt bích hàn

1 - ống; 2 - mặt bích; 3 - đệm kín (gioăng); 4 - bu lông

Các mặt bích phẳng bằng thép hàn (hình 1.a) có kết cấu đơn giản, làm việc tin

cậy, thường dùng cho ống có áp suất danh nghĩa tới 16 kG/cm 2, đường kính danh nghĩa Dy từ 20 đến 500 mm

Các mặt bích tự do (hình 2.1, b), khác với kiểu hàn ở chỗ nó có thể quay tự do trên ống để làm các lỗ khoét trùng nhau khi lắp bu lông, làm giảm nhẹ quá trình lắp ráp ống

Các mặt bích tự do trên đầu mút ống bằng thép hàn có áp suất danh nghĩa đến 10

kG/cm 2 và Dy từ 20 đến 500 mm

Các mặt bích tự do trên ống gấp mép có áp suất danh nghĩa đến 10 kG/cm 2 và Dy

từ 20 đến 150 mm, (khi py = 6, kG/cm 2 cho phép Dy tới 350 mm) Các mặt bích tự do

trên ống gấp mép bằng hợp kim nhôm khi py = 6 kG/cm 2 và 10 kG/cm 2 cho đường ống có Dy tương ứng từ 20  100 mm và 20  50 mm Mặt bích trên ống đồng gấp

mép cho py tới 10 kG/cm 2 và Dy từ 20  150 mm, (khi py = 6 kG/cm 2 cho phép Dy tới

350 mm) Đối với các ống thép và đồng các bích thường được chế tạo bằng thép, còn

đối với ống bằng hợp kim nhôm các bích thường chế tạo từ hợp kim nhôm

Các mặt bích cũng có thể gắn chặt với ống nhờ ăn khớp ren Trong trường hợp này bích có ren trong ăn khớp với ren ngoài của ống tại đầu ống Các bích này dùng cho các đường ống gas

Để nối các ống polietilen, người ta dùng các mặt bích tự do làm bằng tectolist hoặc chất dẻo vinil

Để đảm bảo độ kín khít của mối nối, giữa bề mặt tiếp xúc của các mặt bích, người ta lắp gioăng Chất lượng làm kín của các bích phụ thuộc vào sự cạo rà mặt bích, vật liệu gioăng, tính chính xác khi lắp ráp và độ đều khi xiết Vật liệu gioăng được chọn dựa theo loại và thông số của công chất chảy trong ống (hình.1.d), còn ngay trên bề mặt mặt bích kim loại người ta tiện các rãnh tròn (2 hoặc 3 rãnh) với

chiều sâu không quá 1 mm

2.2.2 Nối bằng đai ốc - ống lồng

Mối nối này thường sử dụng trong đường ống có đường kính danh nghĩa nhỏ, (Dy

= 3  32 mm) khi áp suất danh nghĩa py đến 100 kG/cm 2 (hình 2.2)

Hình 2.2 Mối nối bằng đai ốc - ống lồng

1 -ống; 2 - ống hãm; 3 - ống lồng; 4 - gioăng; 5 - đai ốc

Trong mối nối, độ kín khít được đảm bảo nhờ gioăng 3, được ép bằng ống lồng 4 choàng giữa đai ốc 1 và ống hãm 2, ống lồng 4 ăn khớp ren với đai ốc

Mối nối đai ốc - ống lồng với ống nước ngọt, không khí, hơi, dầu và các sản phẩm dầu mỏ thường được làm từ thép các-bon

Đối với nước biển, mối nối đai ốc - ống lồng được chế tạo bằng đồng thanh hoặc đồng thau

Gioăng cho mối nối đai ốc - ống lồng được làm bằng cao su amiăng Trước khi lắp người ta phủ lên một lớp graphit

Trong mối nối, ở hai đầu ống người ta tiện ren, đầu một ống tiện ren dài hơn trên

nó có đủ chỗ cho ống lồng và đai ốc hãm, còn trên đầu ống kia - chiều dài ren bằng khoảng một nửa chiều dài ống lồng Các ống được nối bằng cách vặn ống lồng từ đầu ống có ren dài sang đầu kia của ống đến hết ren

Để đảm bảo độ kín cần thiết, người ta quấn quanh ren của ống sợi gai hoặc lanh hoặc cao su non và ép ốc hãm

Hình 2.3 Nối ống bằng ống lồng cứng

a - ống lồng thẳng; b - ống lồng cong

1 - đai ốc hãm; 2 - ống lồng; 3 - ống

2.2.4 Nối bằng ống lồng mềm

Về kết cấu, các mối nối kiểu này gồm có ống lồng đàn hồi được làm từ vải tẩm cao su và các đai kim loại vít hai đầu ống lồng (hình 2.4)

Nhược điểm của mối nối này là thời hạn sử dụng không lâu (khoảng 2  3 năm)

Mối nối bằng ống lồng mềm thường sử dụng ở đoạn nối ống nhánh, nối các đường ống với động cơ và máy móc đặt trên các bộ phận giảm chấn

Phụ tùng, thiết bị của hệ thống có nhiều cách phân loại như: phân loại theo tính năng công dụng của phụ tùng, thiết bị; phân loại theo phương pháp dẫn động của phụ tùng, thiết bị, theo phương pháp chế tạo, v.v

…

2.3.1.1 Phân loại theo công dụng, tính năng của thiết bị

Trường hợp này, phụ tùng, thiết bị của hệ thống tàu được phân thành các kiểu sau:

Thiết bị chặn - chuyển: các van, van chêm (ngăn kéo), khoá vòi, hộp van, v.v.… Thiết bị an toàn: các van an toàn, lưới vào, phin lọc, v.v.…

Thiết bị cho môi chất qua chỉ theo 1 chiều: các van một chiều, van chặn một chiều, van dẫn hướng, v.v.…

Thiết bị điều chỉnh: các van tăng, giảm áp, van bướm, tay máy, v.v.…

Thiết bị đặc biệt: van thông biển, vòi chữa cháy, van chêm đáy, v.v

…

2.3.1.2 Phân loại theo phương pháp chế tạo

Theo phương pháp này, có thiết bị đúc, thiết bị hàn và thiết bị rèn

Thiết bị của hệ thống tàu thường được làm từ gang, thép và hợp kim màu (đồng thanh các loại, đồng thau)

Đối với thiết bị làm việc trong nước biển, người ta hay dùng đồng thanh nhôm mangan mác

Những chi tiết riêng (đĩa, đế) của thiết bị bằng thép, gang được chế tạo từ hợp kim màu

Các thiết bị bằng chất dẻo đã được sử dụng, bởi nó nhẹ hơn thiết bị bằng kim loại

và có thể làm việc trong môi trường ăn mòn

2.3.1.3 Phân loại theo phương pháp dẫn động

Theo phương pháp này, có thiết bị được dẫn động bằng tay, dẫn động bằng cơ giới hoá, hoặc điều khiển tự động

2.3.2 Các loại thiết bị, phụ tùng cơ bản của hệ thống

2.3.2.1 Van chặn - chuyển

Nhờ thiết bị này mà người ta thực hiện đóng, mở hoặc chuyển các đường ống trong các hệ thống (hình 2 5)

Các van chặn - chuyển có nhiều loại như: van thẳng, van chêm (ngăn kéo), van

ba ngả và một kiểu đặc biệt của thiết bị chặn - chuyển là van hộp, nó gồm vài van (2

 4 van) nằm trong thân chung v.v Sau đây ta xét nguyên lý làm việc của van thẳng:

Các van chặn thẳng (hình 2.5, a) thuộc loại thiết bị chặn phổ biến nhất trên tàu Việc đóng chúng được thực hiện nhờ đĩa 9, được ép nhờ cần van 5 vào các bề mặt làm kín 10 và 11 trong đĩa và vỏ van 1 Khi quay tay van 3 thì cần van, nhờ có ren ở

bề mặt ngoài của nó với ren trong của xy lanh van 4, chuyển động tương đối với thân van, nâng hoặc hạ nắp van Để đảm bảo độ kín, ở chỗ cần van qua nắp 2 của thân van, người ta đặt vòng bít kín nước gồm có ống lót 6 được ép, đệm 7 và vòng tựa 8

Vị trí của đĩa van trong thân van được kiểm soát nhờ cái chỉ báo hành trình chuyển dịch giữa vạch chuẩn 0 và 3, nó tương ứng với việc mở và đóng hoàn toàn của van

Các van luôn được lắp trong các đường ống sao cho áp suất bên trong của chất lỏng trong ống tác động vào mặt dưới của đĩa Trường hợp này độ kín của vòng bít được bảo đảm khi van đóng

2.3.2.2 Van an toàn

Để đề phòng áp suất trong đường ống tăng cao hơn áp suất qui ước, trên các hệ thống riêng, người ta đặt van an toàn làm việc tự động, bình thường van ở chế độ thường đóng Chỉ khi, vì nguyên nhân nào đó, áp suất trong ống cao hơn áp suất qui ước, van mở và cho một lượng chất lỏng nào đó đi từ vùng có áp suất cao đến vùng

có áp suất hơn (ví dụ: vào khí quyển) Sau khi một phần chất lỏng từ ống ra và áp suất trong đó hạ đến áp suất qui ước thì van đóng lại Van như vậy giữ đường ống không bị phá hủy khi có sự tăng áp suất ngẫu nhiên cao hơn cho phép Van an toàn

để điều chỉnh đến áp suất nhất định được kẹp chì

Khả năng cho đi qua của van an toàn phải làm sao cho áp suất trong ống không thể vượt quá 1, 2 lần áp suất làm việc

Hình 2.5 Van chặn - chuyển

a - van thẳng; b - van chêm (ngăn kéo); c - van ba ngả

Để đề phòng các vật lạ (các mẩu sờn, mòn, v.v.) lọt vào máy móc và các thiết bị trên đường ống, ở đầu hút các ống người ta đặt các lưới hút hoặc chắn rác Trong vài

hệ thống, để làm sạch môi chất công tác, người ta dùng phin lọc

2.3.2.4 Van điều chỉnh (van giảm áp, van bướm tay máy)

Các van điều chỉnh phục vụ việc điều chỉnh hướng dòng chảy hay áp suất làm

việc của môi chất, gồm van giảm áp, van bướm, v.v

2.4 DẪN ĐỘNG CÁC THIẾT BỊ

Sự điều khiển thiết bị chặn - chuyển, nằm ở những chỗ có thể đến được, được tiến hành nhờ tay quay và vô lăng có ở trên thiết bị Để điều khiển những thiết bị ở những chỗ không thể đến được, người ta sử dụng cơ cấu dẫn động Nó được lắp ở chỗ thuận tiện cho việc vận hành

Các bộ dẫn động được dùng khi vị trí điều khiển thiết bị nằm ở xa nó (điều khiển

từ xa)

Liên quan đến những điều nói trên, cơ cấu dẫn động được chia ra là: dẫn động tại chỗ và điều khiển từ xa Bộ điều khiển tại chỗ được thực hiện bằng tay, còn từ xa - bằng tay và cơ khí hoá hoặc điện khí hoá hoặc đường ống khí nén

Cơ cấu điều khiển từ xa là: truyền động bằng trục, bằng khí nén thủy lực và điện, còn tại chỗ - bằng trục

Bộ truyền phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản sau:

Bảo đảm kiểm soát được sự đóng và mở của thiết bị

Loại bỏ khả năng tự động đóng mở của thiết bị không theo ý muốn của người điều khiển

Trong trường hợp cần thiết, cho phép sử dụng phương tiện điều khiển dự phòng Các chi tiết của nó phải không phá hỏng tính chống thấm của các mặt lát bọc lót trên tàu, mà chúng đi qua

Người ta dùng các ống có đường kính ngoài từ 15  45 mm làm trục Sơ đồ cơ cấu

dẫn động trục được cho trong hình 2.6

Hình 2.7 Dẫn động van từ xa

a - dẫn động bằng khí nén; b - dẫn động bằng thủy lực

2.4.2 Dẫn động bằng khí nén

Van với cơ cấu dẫn động khí nén được mô tả ở hình 2.7, a Khi cấp khí nén qua

ống 7 vào khoang trên của xy lanh 8, piston 4 chuyển dịch xuống và nhờ cần 3 nó ép

khi đó đĩa, dưới tác dụng của lò xo, được nâng lên và vòng làm kín 2 được đặt lên đế, khi đó piston trở về vị trí bên trên

Để mở van bằng tay, dùng vô lăng 5, khi nó quay theo chiều kim đồng hồ, trục 6 chuyển dịch xuống và mở van

Theo nguyên tắc thì các hệ thống dẫn động bằng khí không có nguồn khí nén riêng mà người ta sử dụng nó từ hệ thống không khí nén trên tàu hoặc trực tiếp từ đường ống chính hoặc từ bình đã chứa đầy khí

2.4.3 Dẫn động bằng thủy lực

Trên hình 2.7, b chỉ ra van chêm với cơ cấu dẫn động bằng thủy lực Xy lanh

thuỷ lực 8 được đặt trong thân van 1 Trong xy lanh có piston 5 chuyển dịch, nó nối với đĩa chêm bằng cần 10 Lối của cần vào thân van chêm và vào xy lanh thuỷ lực được làm kín bằng các vòng bít 2 và 3 Để mở van chêm, dầu được đưa vào khoang dưới của xy lanh theo đường 9 Để đóng nó, dầu theo đường 6 được đưa vào khoang trên của xy lanh Lỗ 4 và 7 để đưa khí ra khi hệ thống được dầu điền đầy

Dầu được cấp vào xy lanh thuỷ lực theo các ống qua bộ phận phân phối đặc biệt (ngăn kéo), dầu đến đó từ ống góp nhờ bơm

Van chêm kiểu hình 2.7, b được đặt ở một số tàu dầu chạy biển Điều khiển nó

được thực hiện từ vị trí điều khiển công việc làm hàng

2.4.3 Dẫn động bằng thủy lực

Trên hình 2.7, b chỉ ra van chêm với cơ cấu dẫn động bằng thủy lực Xy lanh

thuỷ lực 8 được đặt trong thân van 1 Trong xy lanh có piston 5 chuyển dịch, nó nối với đĩa chêm bằng cần 10 Lối của cần vào thân van chêm và vào xy lanh thuỷ lực được làm kín bằng các vòng bít 2 và 3 Để mở van chêm, dầu được đưa vào khoang dưới của xy lanh theo đường 9 Để đóng nó, dầu theo đường 6 được đưa vào khoang trên của xy lanh Lỗ 4 và 7 để đưa khí ra khi hệ thống được dầu điền đầy

Dầu được cấp vào xy lanh thuỷ lực theo các ống qua bộ phận phân phối đặc biệt (ngăn kéo), dầu đến đó từ ống góp nhờ bơm

Van chêm kiểu hình 2.7, b được đặt ở một số tàu dầu chạy biển Điều khiển nó

được thực hiện từ vị trí điều khiển công việc làm hàng

2.5 CÁC MÁY MÓC CỦA HỆ THỐNG TÀU THUỶ

Trong hàng loạt các yếu tố, chi tiết kết cấu tạo thành hệ thống tàu thuỷ, các máy (các bơm, các quạt gió, các máy nén khí, v.v.) chiếm một vị trí quan trọng Đặc biệt

là bơm được sử dụng rộng rãi, chúng được sử dụng trong các hệ thống có chất lỏng chảy qua Các quạt gió được dùng trong các hệ thống thông gió và điều hoà không khí, còn các máy nén khí - trong các hệ thống làm lạnh và điều khiển đẩy chất thải ra ngoài tàu

Chúng ta sẽ nghiên cứu những đặc điểm cơ bản và cấu tạo chung của các bơm và các quạt gió

2.5.1 Phân loại bơm thuỷ lực

Những cơ cấu này, hay chính xác hơn là các máy, chuyển cơ năng của động cơ dẫn động thành cơ năng của chất lỏng chuyển dịch Dựa vào nguyên lý hoạt động, các bơm được chia thành ba nhóm: bơm thể tích, bơm kiểu cánh và bơm kiểu phụt

Bơm thể tích có: bơm piston và rôto (bánh vít, trục vít) Chúng hoạt động theo nguyên tắc thay thế (chuyển vị)

Bơm kiểu cánh gồm: bơm ly tâm, bơm hướng trục và bơm xoáy Nguyên tắc hoạt động của các bơm này dựa trên lực tương tác của cánh bơm với dòng chất lỏng chảy qua nó

Bơm kiểu phụt, thuộc nhóm hoàn toàn riêng biệt Đối với nó thì định nghĩa bơm như là máy biến cơ năng của động cơ thành năng lượng của chất lỏng không được thích hợp Nguyên tắc hoạt động của bơm kiểu phụt là, dựa vào việc sử dụng động năng của dòng công chất, được đưa đến nó để bơm chuyển chất lỏng

2.5.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của bơm thuỷ lực

Đặc trưng cơ bản của bơm thủy lực hay những thông số kỹ thuật của nó là những thông số biểu thị khả năng làm việc của bơm bất kỳ Các thông số chủ yếu là: lưu lượng Q, cột áp H, công suất N, hiệu suất  và cột áp hút cho phép của bơm [ HCK]

2.5.2.1 Lưu lượng của bơm Q

Lưu lượng của bơm là lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được trong một đơn

vị thời gian

Đơn vị tính lưu lượng thể tích: m 3 /g; m 3 /s hoặc l/phút, v.v.…

Đơn vị tính lưu lượng khối lượng: kg/s; t/g, v.v.…

Đơn vị tính lưu lượng trọng lượng: N/s hoặc daN/s, v.v.…

Lưu lượng bơm được xác định nhờ thiết bị đo tức thời lắp trên đầu ống đẩy, ống

Verturi, tấm chắn Giả sử ta có vận tốc dòng chảy qua ống là v, m/s, diện tích tiết diện ngang của ống là F, m 2, thì lưu lượng Q được tính theo công thức:

Q =v.F , m 3 /s hoặc Q =3600.v.F , m 3 /g (2.3)

Phương pháp này chỉ xác định được lưu lượng trung bình của bơm trong một đơn

vị thời gian

2.5.2.2 Cột áp của bơm H

1 Phương trình năng lượng của bơm

Để xét và biết được cột áp của bơm, ta đi xét năng lượng của chất lỏng trước, trong và sau khi ra khỏi bơm, tức là xét phương trình năng lượng của bơm Giả sử ta

cần đưa chất lỏng từ bể chứa A (bể hút) lên bể chứa B (bể đẩy) theo sơ đồ như hình

2.8

Năng lượng của chất lỏng tại cửa vào, cửa ra của bơm là E0 và E1 được tính như sau:

.zg.2

vp

2 1 1



 (2.4)

.zg.2

vp

2 2 2



 (2.5)

trong đó: p 1 , v 1 , z 1 là áp suất, vận tốc và cao độ của dòng chất lỏng tại cửa vào của

bơm so với mặt thoáng bể hút

p 2 , v 2 , z 2 là áp suất, vận tốc và cao độ của dòng chất lỏng tại cửa ra của bơm

so với mặt thoáng bể hút

Ta đi xét độ chênh năng lượng của chất lỏng tại cửa vào và cửa ra của bơm

g.2

vvppEE

2 2 2 1 1 2 1

Từ phương trình trên ta có các nhận xét như sau:

Nếu E = 0, tức chất lỏng trong ống là chất lỏng lý tưởng, không có độ nhớt và không xảy ra tổn thất năng lượng

Nếu hai tiết diện là rất gần nhau thì ít nhất chất lỏng phải cần một phần năng lượng để thắng áp lực thuỷ tĩnh, tức E > 0, do đó nếu không cấp thêm năng lượng cho bơm thì E < 0, là do một phần năng lượng bị tiêu tốn để thắng sức cản thủy lực trong ống Do đó để chất lỏng chuyển động được từ bể hút lên bể đẩy, thì phần năng lượng do bơm cung cấp phải thắng được áp lực thủy tĩnh và tổn thất thủy lực trong

ống Nếu gọi tổn thất thủy lực trong đường ống là h thì tổn thất năng lượng viết dưới

dạng đầy đủ là (E + h) và phương trình năng lượng dạng tổng quát là:

)zz(g.2

vvpph

2 1 2 2 1 2

Định nghĩa: cột áp của bơm là phần năng lượng mà bơm cần cung cấp cho một

đơn vị khối lượng chất lỏng để nó chuyển động được từ vị trí này đến vị trí khác

Ký hiệu: H

Đơn vị: mét cột nước (m c n)

Theo định nghĩa trên, thì cột áp của bơm là độ chênh năng lượng riêng (tính cho đơn vị) của chất lỏng khi ra khỏi bơm và khi vào bơm Cột áp, như giá trị năng lượng

có liên quan đến đơn vị khối lượng, có thứ nguyên tuyến tính (kg.m/kg = m)

Thiết lập công thức tính cột áp H: xét bơm làm việc theo sơ đồ như hình 2.8,

trong đó: z h- khoảng cách thẳng đứng từ cửa vào của bơm đến mặt thoáng bể hút, gọi

là chiều cao hút

z đ - khoảng cách thẳng đứng từ mặt thoáng bể đẩy đén cửa ra của bơm, gọi

là chiều cao đẩy

Hình 2.8 Sơ đồ làm việc của bơm

Thiết lập công thức tính cột áp H: xét bơm làm việc theo sơ đồ như hình 2.8,

trong đó: z h- khoảng cách thẳng đứng từ cửa vào của bơm đến mặt thoáng bể hút, gọi

là chiều cao hút

z đ - khoảng cách thẳng đứng từ mặt thoáng bể đẩy đén cửa ra của bơm, gọi

là chiều cao đẩy

y - độ chênh cao độ giữa cửa ra và cửa vào của bơm

z = z h + y + z đ - gọi là chiều cao dâng

v 0 , v 1 , v 2 , v 3 và p 0 , p 1 , p 2 , p 3 là vận tốc và áp suất của dòng chất lỏng tương ứng ở mặt thoáng bể hút, cửa vào, cửa ra của bơm và mặt thoáng bể đẩy

Để tính cột áp của bơm ta đi khảo sát phương trình năng lượng của dòng chất lỏng khi đi vào và đi ra khỏi bơm

Năng lượng của dòng chất lỏng tại cửa vào của bơm là:

.zg.2

vp

2 1 1



 (2.8)

vp

2 2 2

vvppEEH

2 1 2 2 1 2 h

Áp suất p1, p2 được xác định nhờ đồng hồ chân không kế và áp kế lắp ở cửa vào

và cửa ra của bơm

Trong công thức trên, nếu đường kính ống hút bằng đường kính ống đẩy, tức vận tốc v1 = v2 (vì cùng lưu lượng Q) và khoảng cách y đủ nhỏ để bỏ qua thì cột áp H

được xác định như sau:

vpE

2 0 0



g.2

vpE

2 3 3

Do đó, cột áp của bơm là: H = Eđ - Eh = E3 - E0 + hh + hđ hay:

g.2

vv()ppz(

2 0 2 3 0 3

Nếu gọi Ht là thành phần cột áp tiêu phí để khắc phục độ chênh áp tĩnh giữa cửa vào, cửa ra của hệ thống và đưa chất lỏng từ bể hút lên bể đẩy, thì nó đặc trưng cho thế năng của dòng chất lỏng tại bể đẩy, gọi là cột áp tĩnh

Nếu gọi Hđ là thành phần cột áp tiêu phí để khắc phục sự chênh tốc giữa cửa vào, cửa ra của hệ thống và để thắng được sức cản thủy lực trong đường ống, thì nó đặc trưng cho động năng của dòng chất lỏng, gọi là cột áp động

g.2

vv

H     , m.c.n

2.5.3 Công suất và hiệu suất của bơm

Công suất yêu cầu của bơm là năng lượng mà bơm nhận được từ động cơ trong

một đơn vị thời gian, còn gọi là công suất trên trục của bơm Ký hiệu: N

Công suất thủy lực hay công suất có ích của bơm là phần năng lượng mà chất

lỏng nhận được từ bơm trong một đơn vị thời gian Ký hiệu: Ntl

Khi bơm làm việc, một phần năng lượng tiêu tốn trong bơm ở dạng tổn thất, như

ma sát giữa trục bơm với thân bơm,…Nếu trừ từ công suất tiêu thụ N đi tất cả các tổn thất N trong bơm, thì ta có quan hệ giữa công suất có ích và công suất yêu cầu là:



, cv =

102

H Q



, kw (2.14)

trong đó: G - là lưu lượng khối lượng của bơm, kg/s

Q - là lưu lượng thể tích của bơm, m 3 /s

H - là cột áp của bơm, m.c.n

 - khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m 3

Hiệu suất của bơm là tỷ số giữa công suất có ích và công suất yêu cầu của bơm

Ký hiệu: 

Hiệu suất  của bơm đặc trưng cho tổn thất năng lượng trong bơm, ta có:

100

Ntl



  (2.15)

Từ đó, công suất cần thiết của bơm:

H.Q.N



.102

H.Q

Trong quá trình hút chất lỏng, bánh công tác của bơm phải tạo nên độ chênh áp giữa cửa vào của bơm và áp suất mặt thoáng bể hút Độ chênh áp này được gọi là cột

áp hút của bơm, nhờ cột áp này mà chất lỏng mới chảy được từ bể hút vào bơm

H , m.c.n (2.17)

Mặt khác, phương trình Béc-nu-li viết cho dòng chất lỏng chảy từ bể hút đến cửa vào của bơm là:

h h

2 1 1 2 0 0

hzg.2

vpg.2

vp

g.2

vvpp

2 1

g.2

v

H    , m.c.n (2.20)

Từ công thức trên ta thấy, cột áp hút của bơm phải đủ để khắc phục được chiều cao hút, khắc phục được tổn thất thủy lực trong đoạn ống hút và tạo nên động năng cần thiết để dòng chất lỏng chảy từ bể hút đến bơm

Cột áp hút của bơm phụ thuộc vào trị số áp suất trên mặt thoáng của bể hút, mà

áp suất này thường có giá trị nhất định Nếu p0 = pa (áp suất khí quyển), thì khả năng

hút tối đa của bơm ứng với p1 = 0 là: Hh = Hck = 9,81 m.c.n Do đó điều kiện làm việc

được của bơm là:

h h

2 1

g.2

v

H     Hck, m.c.n (2.21)

Thực tế cột áp hút của bơm không bao giờ đạt được 9,81 m.c.n, bởi vì khi áp suất

p1 tại cửa vào của bơm nhỏ tới một giá trị nào đó, bằng áp suất pd của hơi bão hòa của chất lỏng, thì hiện tượng xâm thực trong bơm xảy ra Để tránh hiện tượng này, người ta qui định cột áp chân không cho phép [ H ]ck ứng với từng loại bơm và được ghi vào hồ sơ kỹ thuật của bơm Khi đó điều kiện đầy đủ để bơm làm việc được là:

h h

2 1

g.2

v

H     [H]ck, m.c.n (2.22)

2.5.4.2 Chiều cao hút cho phép của bơm (hay vị trí đặt bơm tối đa)

Từ phương trình trên, ta thấy chiều cao hút của bơm thoả mãn:

)hg.2

v(]H[

2 1 ck

h    , m (2.23)

Do đó, chiều cao hút cho phép của bơm là:

),hg.2

v(]H[]z

2 1 ck

h    m (2.24)

Công thức trên dùng để xác định chiều cao hút cho phép khi biết cột áp chân không cho phép của bơm [H]ck

Trong trường hợp không có [H] ck trong hồ sơ kỹ thuật của bơm, ta cũng có thể

xác định được chiều cao hút cho phép của bơm theo điều kiện không xảy ra xâm thực

Như đã biết, áp suất tại cửa vào của bơm phải lớn hơn áp suất của hơi bão hòa của chất lỏng (p1 > pd), ứng với một nhiệt độ làm việc nhất định nào đó thì mới tránh được hiện tượng xâm thực trong bơm Từ đó ta có phương trình:

hpg.2

h h

2 1 1

hzg.2

vp

p(

p]z

Q.n.(

trong đó: n - vận tốc quay của bánh công tác của bơm, vg/ph

Q - lưu lượng thể tích của bơm, m 3 /s

C - hệ số phụ thuộc vào kiểu kết cấu của bơm, C = 800  1000

2.5.5 Các kiểu kết cấu của bơm

Có nhiều loại và kết cấu của bơm Ở đây chúng ta chỉ xét ngắn gọn các bơm thường được sử dụng trong hệ thống tàu thủy

Bơm piston Trước kia, trong các hệ thống tàu thủy, bơm piston được sử dụng

rộng rãi, do các bơm piston có khả năng tự hút tốt, nhưng có kích thước và khối lượng lớn do tính chất chạy chậm quyết định bởi sự chuyển động không đều của piston Ngoài ra, kết cấu của chúng phức tạp hơn các bơm cánh dẫn nhiều

Trong các hệ thống hiện đại, rất hiếm khi gặp bơm piston Chúng được sử dụng chủ yếu trong các hệ thông lọc của tàu dầu để giải phóng các két khỏi các cặn của hàng

Để hút khô các hầm nhỏ, người ta dùng các bơm piston tay

Bơm ly tâm Hiện nay trong các hệ thống tàu thủy, người ta hay dùng các bơm ly

tâm nhất Khi bánh công tác quay, nó tác dụng lực lên dòng chất lỏng và truyền cơ năng cho chất lỏng Sự tăng áp suất chất lỏng trong bánh được tạo ra chủ yếu là nhờ

tác dụng của lực ly tâm

Ở bơm ly tâm, cửa vào của chất lỏng vào bánh công tác theo hướng trục, còn cửa

Các bơm ly tâm có loại thẳng đứng, có loại nằm ngang Bơm đặt đúng dành được

nhiều sự ưu tiên hơn vì nó chiếm ít diện tích

Nhược điểm cơ bản của bơm ly tâm là không có khả năng tự hút, hay còn gọi là

hút khan hoặc hiện tượng e, khi trong đường ống có không khí Cho nên trước

khi khởi động bơm ly tâm, bơm và đường ống phải được điền đầy chất lỏng Với mục

đích này bơm được cung cấp một thiết bị tự hút đặc biệt - bơm chân không, dùng để

đẩy không khí khỏi đường ống hút, nhờ nó mà bơm và đường ống được điền đầy chất

lỏng Nếu bơm nằm thấp hơn mực chất lỏng trong bể chứa, thì không cần trang bị

thiết bị tự hút cho bơm

Bơm chân không, là các bơm hút khô, làm việc trong các hệ thống hút khô

Khi chọn bơm ly tâm cho hệ thống tàu thủy, cần phải biết các đặc tính của nó, là

các quan hệ theo đồ thị cột áp H, công suất N và hiệu suất  đối với lưu lưọng Q khi

vận tốc quay của bơm cố định n, vg/ph (hình 2.9) Chúng được xây dựng nhờ thử

bơm trên bệ thử và đưa vào các Catalogue Nếu kết hợp đặc tính của đường ống với

đặc tính H = f(Q) của bơm (hình 2.10), thì có thể xác định được chế độ làm việc của

bơm Điểm A, giao điểm của đường đặc tính bơm và ống, được gọi là điểm làm việc

của bơm Nó chỉ ra rằng, bơm làm việc với đường ống đã cho, sẽ đảm bảo lưu lượng

Q1 và cột áp H1 Nếu thay đổi đặc trưng của ống gây ra sự dịch chuyển của điểm A

theo đường đặc tính của bơm, và dĩ nhiên, gây ra thay đổi chế độ làm việc của bơm

Hình 2.9 Đặc tính của bơm ly tâm Hình 2.10 Xác định cột áp làm việc

của bơm

Khi xây dựng đặc tính ống, người ta sử dụng mối quan hệ:

,Q.Kh

H   2 m.c.n (2.28)

trong đó:

hCT - chiều cao cấp tĩnh, bằng tổng chiều cao hình học và chiều cao áp suất, chiều cao áp suất có nghĩa là chiều cao ứng với áp suất dư (hộp khí nén, đường ống cứu hỏa, v.v.)

K - đại lượng không đổi, xác định đối với mỗi đường ống, nó bao gồm các trị số tính toán không đổi của các công thức xác định tổn thất thủy lực

QTP - lưu lượng chất lỏng qua ống

Tưởng tượng bây giờ, trong ống chất lỏng được cấp không phải bằng 1 bơm mà là

2, chúng được nối với ống song song Khi nối song song thì sẽ bảo đảm cấp nhiều chất lỏng hơn vào đường ống Chúng ta giả sử rằng, các bơm là như nhau và đặc tính

H = f(Q) của mỗi bơm được mô tả bằng đường cong 1 (hình 2 11, a)

Hình 2.11 Sự phối hợp làm việc của các bơm ly tâm

a - khi làm việc song song; b - khi làm việc nối tiếp

Đặc tính tổng 2 của hai bơm song song nhận được bằng cách cộng lưu lượng của chúng lại khi các cột áp như nhau (hình 2.11, a) Đem đặc trưng ống 3 so với các đặc tính này ta sẽ nhận được các điểm làm việc A1 và A2 xác định được lượng chất lỏng

mà bơm vận chuyển trong đưềng ống bằng một và hai bơm làm việc song song

Trong thực tế còn gặp các bơm làm việc nối tiếp Khi mắc nối tiếp, cột áp của bơm nâng cao (hình 2.11, b) Trên hình vẽ, đường cong 1 là đường đặc tính của một bơm, còn đường cong 2 là đặc tính của bơm khác

Đặc tính tổng cộng 3 của hai bơm làm việc nối tiếp nhận được bằng cách cộng cột áp của chúng khi cùng lưu lượng

Giao của đặc tính 3 của các bơm với đặc trưng của đường ống 4 ở điểm A, xác định chế độ làm việc của hai bơm ly tâm mắc nối tiếp

Bơm xoáy lốc Khi lưu lượng nhỏ và cột áp lớn, người ta dùng bơm xoáy

lốc.Hoạt động của chúng, cũng như của bơm ly tâm, dựa trên cơ sở truyền năng lượng từ cánh bơm cho dòng chất lỏng

Hiệu suất của bơm xoáy lốc thấp hơn bơm ly tâm và không vượt quá 40  50% Điều này hạn chế phạm vi sử dụng chúng

Bơm xoáy lốc được sử dụng ở các hệ thống cấp nước

Người ta dùng động cơ điện làm động cơ dẫn động cho các bơm của các hệ thống tàu thủy

Bơm phụt (phun) Bơm phun có loại thuỷ lực và hơi Ở bơm phun hơi, công chất

là hơi Trong các hệ thống của tàu hơi nước, người ta dùng hầu như rất ít bơm phun thủy lực

Quạt gió Quạt truyền cho không khí năng lượng cần thiết để nó chuyển dịch

trong đường ống Các thông số cơ bản của quạt bao gồm: lưu lượng Q, cột áp H, công suất tiêu thụ N và hiệu suất 

Khác với bơm, cột áp trong các quạt đo bằng mm cột nước (mm.c.n) Cột nước cao 1 mm tạo ra áp lực bằng 1 kg/m 2

Lưu lượng và cột áp quạt thường được người ta đưa ra xuất phát từ giả thiết rằng, không khí được nạp vào là tiêu chuẩn, tức là không khí, ở nhiệt độ 200 C, trọng lượng

riêng  =1.2 kg/m 3 , độ ẩm tương đối 50% và áp suất 760 mm.Hg Điều này cho phép

so sánh các quạt với nhau, xác định các khả năng sử dụng chúng để làm việc ở các thông số khác nhau của không khí, đánh giá các giá trị của cột áp và lưu lượng Công suất tiêu thụ của bơm được xác định bằng công thức:

H.Q

75.3600

H.Q





.367200

H.Q

N , kw (2.29)

trong đó: Q - tính bằng, m 3 /g; H - tính bằng, mm.c.n

Các quạt có quạt hướng trục và quạt ly tâm Trong các hệ thống tàu thủy, các quạt

ly tâm được sử dụng rộng rãi nhất

2.6 CÁC DỤNG CỤ ĐO - KIỂM TRA VÀ THIẾT BỊ

Để kiểm tra trạng thái của môi chất chảy trong đường ống củ các hệ thống tàu, người ta dùng ma-nô-mét, chân không kế và nhiệt kế Ma-nô-mét dùng đo áp suất của môi chất cao hơn áp suất khí quyển, còn chân không kế - dùng đo áp suất môi chất thấp hơn khí quyển Nhiệt kế thủy ngân phục vụ việc đo nhiệt độ môi chất Trên các thang chia của ma-nô-mét và nhiệt kế có vạch đỏ để chỉ các thông số làm việc lớn hơn cho phép

Lượng chất lỏng trong két, bình (xi-téc), hiện nay được đo chủ yếu bằng các ống

đo (còn gọi là thước đo) và cái đo mức chất lỏng ở dạng các cột chỉ báo với thiết bị phao Ngoài ra còn sử dụng thiết bị chỉ báo mức chất lỏng từ xa

Hình 2.12 Ống đo mức nước

a - ống bao; b - ống rọi hàn với bệ

2.6.1 Thước đo mức nước

Ống đo 4 (hình 2.12, a), nhờ ống nối 3, liên kết được với ống 2 của boong, ống 2 này được trang bị nắp 1

Đầu dưới của ống lắp chặt trên thanh giằng 5 Để đo mức chất lỏng, người ta hạ vào ống thước đo 7 Để loại bỏ sự va đập, dưới cửa dưới của ống, người ta hàn nổi tấm 6

Thước đo được làm ở dạng thanh răng kim loại hoặc kẻ vạch ở dạng thước kẻ gồm nhiều đoạn Chúng có thể được chia độ theo đơn vị dài, thể tích hoặc khối lượng chất lỏng Thanh đo được nối chặt với nắp của ống đo hoặc để gần ống đo

Các thước đo đã có số hiệu chuẩn cho dung tích đã cho, gọi là biểu kế (hình 2.12, b) Các ống đo dẫn ra từ chỗ sâu nhất của két theo đường thẳng Đôi khi, bắt buộc nó phải cong, nhưng không cản trở sự di chuyển của thước đo

2.6.2 Ống khí

Thường ống đo được gộp với ống không khí, các ống bảo đảm lối ra cho không khí của xi-téc khi đầy và dẫn không khí khí quyển vào khi thải chất lỏng ra Ống đo nối với ống không khí, ống này có cửa với lỗ thủng để hạ thước đo vào xi-téc Ở phần trên của ống (dưới lớp bọc lót của két), người ta làm các rãnh xẻ dọc nối ra của không khí Ống không khí, được đặt cách biệt với lớp lát (trên boong) của két

Để loại trừ khả năng các chất bẩn và nước rơi vào xi-téc, đầu bên ngoài của ống được uốn cong 1800 (dạng cổ ngỗng) Đôi khi, người ta còn trang bị nắp chụp bảo vệ

Ống khí được dẫn ra từ điểm cao nhất của két Tổng diện tích của mặt cắt của nó phải không nhỏ hơn diện tích mặt cắt của các ống chất lỏng Trong mọi trường hợp,

đường kính trong của ống không khí không nhỏ hơn 40 mm, còn ống đo - không nhỏ hơn 25 mm

2.6.3 Cột chỉ báo mức nước

Các cột chỉ báo làm việc theo nguyên tắc của các bình thông nhau Cấu tạo của

cột đơn giản nhất đo mực nước được đưa ra trên hình 2.13, a

Ống xy lanh trụ thủy tinh 2 đường kính 15  3,5 mm có đầu dưới được lắp ghép

và làm kín trng vỏ đồng thanh 1, còn đầu trên được nối kín với ống nối kim loại 4 Ống được báo vệ bị phá huỷ nhờ vỏ 6 Các đầu của cột được vặn thêm vào vật hàn 5 nằm trên thành két Lượng nước nằm ở trong két được xác định theo thang chia 3 Tách riêng cột và két được thực hiện nhờ có tay quay 8 nằm trong đó

Hình 2.18 Cột chỉ báo mức nước

a - cột chỉ báo hình trụ; b - cột chỉ báo bằng phao

2.6.3.1 Chỉ báo mức nước bằng phao

Trên hình 2.13, b biểu diễn sơ đồ chỉ báo mực chất lỏng bằng phao Khi chiều

cao mức chất lỏng trong xi-téc thay đổi, thì vị trí phao 4 và đối trọng 3 được nối bằng dây cáp mềm, sẽ thay đổi Để giảm ma sát, cáp chuyển dịch theo con lăn 1 Bên ngoài của vỏ xi-téc có thang chia độ với điểm không ở bên trên và điểm cực đại ở dưới Khi thay đổi mực chất lỏng thì phao và đối trọng, nối với nó bằng cáp, sẽ chuyển dịch, đối trọng chỉ trên thang chia mức chất lỏng có trong xi-téc

2.6.3.2 Thiết bị chỉ báo chất lỏng từ xa

Các bộ chỉ báo chất lỏng từ xa có nhiều kiểu khác nhau Như dụng cụ YYMEK -

60 (Thiết bị chỉ báo mức chất lỏng bằng điện của tàu), dùng để đo mức nước, nhiên liệu lỏng và dầu, trong các xi-téc và khoang, két của tàu

Cảm biến nằm ngoài xi-téc trong ống đặc biệt với mặt bích ở mức được chấp nhận qui ước là không đối với xi-téc đã cho Thiết bị ở bên trong xi-téc trong ống được thừa nhận