khai thac he dong luc

Đặc tính chân vịtGiả định: Hiệu suất truyền động bằng 1 Xột cho HĐL động cơ đi-ờ-zen lai chõn vịt định bước Đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số công tác của động cơ lai châ

Trường đại học hàng hai việt nam khoa máy tàu biển–

B môn Động lực tàu biển ộ HẢI PHềNG 11- 2005

PhÇn I : Khai th¸c c«ng suÊt

Chương I

Đặc tính công tác của diesel tàu thủy

Sự phối hợp công tác với chân vịt

Đặc tớnh cụng tỏc của đi-ờ-zen tàu thuỷ

1 Đặc tính ngoài

- Đường đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa các chỉ tiêu, thông số công tác của động cơ với số vòng quay của nó khi lượng cung cấp nhiên liệu cho mỗi chu trình là không thay đổi (dw = const) gọi là đặc tính ngoài

Me = f(n), với dw = const

với giả thiết ηo = const,

(dw = const) thì công suất phát ra của động cơ tỷ lệ bậc nhất với tốc độ quay của nó

Đồ thị đặc tính ngoài

Trong thực tế vì hiệu suất động cơ giảm dần theo chiều tăng tốc độ quay Mặt khác lượng nhiên liệu cũng giảm do tăng sự dò lọt khi tốc độ động cơ tăng lên nên đường đặc tính ngoài là đường cong:

Ne (ml)

0 nmin nn nmax n (v/ph)

Đường lí thuyết

Đường thực tế

Các đường đặc tính ngoài trong thực tế khai thác

Trong khai thác chúng được chia thành các đường cơ bản sau:

Hình 1.7.Đặc tính công suất trong khai thác được chia thành.

1: Đặc tính giới hạn - là đặc tính công suất giới hạn độ bền của động cơ (N gh )

2: Đặc tính lớn nhất - là đặc tính thể hiện khả năng phát ra công suất lớn nhất của động cơ (N max ) ở vòng quay lớn nhất.

3: Đặc tính ngoài (đặc tính định mức) - là đặc tính thể hiện khả năng phát ra công suất lớn nhất ổn định,

4: Đặc tính khai thác - là đặc tính công suất được sử dụng rộng rãi nhất trong quá trình khai thác động cơ

suất khai thác, thường sử dụng trong điều kiện manơ

2 Đặc tính chân vịt

Giả định:

Hiệu suất truyền động bằng 1

Xột cho HĐL động cơ đi-ờ-zen lai chõn vịt định bước

Đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số công tác của động cơ lai chân vịt với tốc độ quay hoặc tốc độ tàu khi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình là thay đổi gọi là đặc tính chân vịt.

x: là số mũ phụ thuộc vào kết cấu vỏ tàu và trang trí hệ động lực

Với một con tàu cụ thể x = const x=2,5 ~3,2 (x = 2,5 với tàu cao tốc như tàu lướt, tàu khách, x = 3,2 đối tàu hàng)

Đặc tính chân vịt được xây dựng bằng phương pháp thực nghiệm:

Để xây dựng được đặc tính chân vịt ta phải giả định rằng lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình là thay đổi và toàn bộ công suất động cơ phát ra được truyền hết cho chân vịt Bằng thực nghiệm cho thấy rằng với đa số tàu hàng công tác độc lập (như tàu biển, tàu sông, tàu không lai kéo ) có x = 3 nên (4) được viết lại là:

N e = C.n 3

M e = C’.n 2

Với một con tàu cụ thể trong một điều kiện khai thác nhất định thì C = const Nói cách khác trong đặc tính chân vịt quan hệ công suất vòng quay là quan hệ bậc ba

XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CHÂN VỊT

TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC KHÁC NHAU

Trong thực tế khai thác, điều kiện khai thác luôn thay đổi ví dụ như khi tàu khai thác trong điều kiện sóng gió, vùng có dòng chảy, vùng biển cạn Do đó hệ số C thay đổi theo điều kiện khai thác kết quả cho ta một họ các đường đặc tính chân vịt

Hình 1.8 Biểu diễn mối quan hệ giữa N e với n khi dw=var trong các điều kiện khai thác khác nhau.

Phương thức truyền động giữa động cơ và chõn vịt

a) Truyền động trực tiếp:

Thường áp dụng cho HĐL động cơ công suất lớn chậm tốc của các hãng Sulzer, Man,

N s = N e ηtr ηp

M s = M e ηtr ηp

Thường áp dụng cho động cơ trung tốc lai chân vịt như động cơ hãng Semt-Pielstick, hay hãng Mitsubishi với loại này trên đường trục thường có li hợp, hộp giảm tốc hoặc

thay đổi phụ thuộc vào tỷ số truyền,

n s = i.n

N s = N e ηtr ηp ηlh ηgt.

M s = (1/i).M e ηtr ηp ηlh ηgt.

b) Truyền động gián tiếp:

Sự phối hợp cụng tỏc giữa động cơ và chõn vịt định bước

Ngày nay truyền động trực tiếp lai chân vịt định bước được sử dụng rộng rãi bởi tính ư

u việt của nó là đơn giản trong chế tạo, hiệu suất truyền động cao và ta có thể xem:

Hỡnh 1.11 Điểm phối hợp cụng tỏc giữa động cơ và chõn vịt định bước

N, K : Các điểm khai thác tương ứng với các vị trí tay ga khác nhau.

h KT =const

Giả sử tàu công tác trong vùng biển yên sóng gió tương

const) ứng với lượng cấp nhiên liệu định mức (dwn =

const)

Điểm phối hợp công tác sẽ là giao điểm N của đường

đặc tính chân vịt (C0)và đường đặc tính ngoài (Mn ,hn)

Tại đây mômen do động cơ sinh ra cân bằng với

mômen cản trên đế chân vịt, lực đẩy cân bằng với lực

cản, và tại N công suất động cơ là công suất định mức

khai thác yên sóng gió.

ga định mức.

N, K, I, H: Các điểm khai thác tương ứng với các vị trí tay ga khác nhau.

a) Xét trường hợp điều kiện khai thác không thay đổi.

Tuy nhiên trong thực tế khai thác không phải lúc nào ta cũng đạt được công suất tại điểm N Chẳng hạn: khi

động cơ đã cũ, khi một vài xylanh bị sự cố, tuabin tăng

áp bị hỏng hay khi tàu khai thác trong luồng lạch hẹp, cạn thì ta phải thay đổi tay ga để tìm một điểm khai thác có công suất hợp lý mà vẫn an toàn cho động cơ

Một lí do nữa mà ta thường sử dụng công suất phát ra của động cơ nhỏ hơn công suất định

nhằn tăng cao tuổi thọ động cơ Do đó điểm phối hợp công tác giữa động cơ & chân vịt thường là điểm K và ta có:

(5’)

(5”)

hợp công tác sẽ thay đổi nhưng luôn nằm trên đường đặc tính chân vịt

n

K n

n

K n

Giả sử sức cản con tàu thay đổi do sóng gió hay tải trọng hàng hóa thay đổi tương ứng

sẽ là KU, K1, K0, K2, Kϕ.

Hình 1.12 Sự phối hợp công tác giữa động cơ & chân

vịt khi điều kiện khai thác thay đổi giữ nguyên tay ga.

Ta thấy khi điều kiện khai thác khó khăn hơn chẳng hạn điểm phối hợp công tác chuyển từ

sức cản vỏ tàu Ta có:

(6)

không đổi trong suốt giải vòng quay công tác thì:

(6’)

K K

Kn

n N

N

0

01 1

n N

1 =

Vậy khi điều kiện khai thác thay đổi nếu ta giữ nguyên tay ga thì điểm phối hợp công tác sẽ thay đổi trên đường đặc tính động cơ MK = const

Song phải chú ý tới điều kiện khai thác vì trong điều kiện tăng sức cản lớn có thể gây quá tải công suất còn quá nhẹ tải sẽ quá tải về vòng quay Do vậy cần khai thác động cơ

ở tay ga hợp lý

c) Sự phối hợp công tác giữa động cơ và chân vịt trong thực tế khai thác.

BCA

BĐT

c) Sự phối hợp công tác giữa động cơ và chân vịt trong thực tế khai thác.

c) Sự thay đổi điểm phối hợp cụng tỏc khi phụ tải tăng

Trong thực tế động cơ chính tàu thủy được trang bị bộ điều tốc nhằm duy trì vòng quay ở giá trị đặt nhất định, dù phụ tải tác động lên chân vịt thay đổi, bằng việc tăng giảm nhiên liệu phù hợp tương ứng với tải bên ngoài

Hình 1.12 Phối hợp công tác giữa động cơ & chân vịt khi động cơ trang bị BĐT nhiều chế độ.

c) Sự thay đổi điểm phối hợp cụng tỏc khi phụ tải giảm

Trong thực tế động cơ chính tàu thủy được trang bị bộ điều tốc nhằm duy trì vòng quay ở giá trị đặt nhất định, dù phụ tải tác động lên chân vịt thay đổi, bằng việc tăng giảm nhiên liệu phù hợp tương ứng với tải bên ngoài

Hình 1.12 Phối hợp công tác giữa động cơ & chân vịt khi động cơ trang bị BĐT nhiều chế độ.

c) Sự thay đổi điểm phối hợp cụng tỏc khi phụ thay đổi lớn

Trong thực tế động cơ chính tàu thủy được trang bị bộ điều tốc nhằm duy trì vòng quay ở giá trị đặt nhất định, dù phụ tải tác động lên chân vịt thay đổi, bằng việc tăng giảm nhiên liệu phù hợp tương ứng với tải bên ngoài

Hình 1.12 Phối hợp công tác giữa động cơ & chân vịt khi động cơ trang bị BĐT nhiều chế độ.

KÕt thóc bµi gi¶ng

Xin c¶m ¬n!