ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY

ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY ĐỒ án THIẾT bị đẩy tàu THỦY

Lời nói đầu

Lý thuyết tàu 2 là một trong những bộ môn cơ sỡ quan trọng của ngành thiết

kế thân tàu thủy nói riêng cũng như khoa đóng tàu và công trình nổi nói chung, qua

đó giúp chúng em hiểu thế nào là tàu thủy và các đặc trưng liên quan như lực nổi,

ổn định, lực cản… Trong đó đồ án thiết bị đẩy là một đồ án quang trọng nhằm cũng

cố vững chắc kiến thức về tàu thủy, cũng như những kiến thức khoa học đặc trưng

về cách một con tàu di chuyển trong nước với lượng tiêu hao năng lượng thấp nhất

và hiệu suất đạt cao nhất Ngoài ra, việc làm đồ án còn góp phần giúp sinh viên tự tôi rèn trong môi trường làm việc khoa học và có trách nhiệm cao để hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao

Với sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của giảng viên bộ môn “lý thuyết tàu 2” bên cạnh đó sự chia sẽ kiến thức của các bạn học trong những giờ làm việc nhóm cũng hết sức quý báu, vì thế em đã hoàn thành tốt đồ án này trong thời gian cho phép Vậy em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giảng viên cũng như tất cả các bạn

đã giúp em trong thời gian vừa qua !

Đồ án đã hoàn thành song do yếu tố thời gian, kiến thức và các yếu tố khác nên chắc chắn không thể không có sai sót và nhầm lẫn trong quá trình làm bài, vì vậy mong thầy (cô) chia sẽ và góp ý để em tự hoàn thiện bản thân mình hơn nữa

 : Hiệu suất nói chung

 : Ứng suất nói chung

 TE: Lực đẩy hữu hiệu chân vịt

 ht: Chiều cao then

 M: Mômen quay chân vịt

 Kiểm tra giá trị

 Ta thấy tất cả các giá trị trên đều “thỏa mãn” và ta áp dụng phương pháp Taylor

để tính gần đúng sức cản trên toàn bộ tàu

 Tiến hành tính toán

2

n

V L R

 EPS ( / )

75

R V m s



 Cụ thể các thông số về sức cản tại các mốc tốc độ khác nhau được tóm tắt

trong bảng như sau:

 A: diện tích phần ngâm nước

 AM: diện tích mặt sườn giữa

III Tính toán chọn máy tàu dựa vào đồ thị Taylor

 với k = 0,6 dùng cho tàu có bánh lái dạng thoát nước

 Đường kính lớn nhất của chân vịt :

 Công suất máy kéo :

 Hiệu suất thân tàu :

 Công suất đẩy tàu :

Vì đồ thị tính cho chân vịt hoạt động trong vùng nước ngọt, nhưng ta tính chân vịt hoạt động trong vùng nước mặn, cần điều chỉnh:

Với các số liệu trên ta có bảng tính sơ bộ giữa vận tốc, công suất máy, và đường kính

chân vịt như sau:

9 Hiệu suất thân tàu ηk =(1-t)/(1-w) 1.18

11 Công suất đẩy tàu Nt' = T*Vp/327,3 560 HP

12

Điều chỉnh Công suất đẩy tàu Nt = Nt'*(1000/1025) 546

HP

Từ các thông số đã tính ta lập được bảng sau:

Chọn chân vịt Wageningen B.4.55 trong tính toán sơ bộ

t

u p

n N B

9 e 0

N N

   



Từ bảng tính trên ta có đồ thị chọn máy sau:

Dựa vào đồ thị ta chọn được máy có

Kết quả tính toán trên hình vẽ những điểm nằm trên đường cong Ne thỏa mãn các mã lực

có hiệu của máy để đảm bảo tàu chạy với vân tốc 12 Hl/h

Theo catalog marin engines _MAN_BW chọn máy có thông số sau:

Type: 6L23/30A-E, công suất định mức P = 960 (kW) = 1305 (BHP)

 Trong đó

 Hệ số môi trường ở 200

C: Cmt= 0.9

 Hiệu suất trục chân vịt: dt 0,97

 công suất máy BHP = PS

 Hiệu suất hộp số: h0,96

Ta chọn kiểu truyền động trực tiếp từ máy đến chân vịt nên vòng quay của chân vịt bằng vòng quay của máy và tần suất quay của chân vịt nhận khoảng 98% - 99% tần suất định mức chọn tần suất chân vịt 98% tần suất định mức

Trong đó: Pa = 1,033 kG/cm2 là áp suất khí quyển tính trên mặt thoáng

 Áp suất hơi bão hòa chọn: Pv = 240 (KG/m2

STT Đại lượng cần tính hoặc xác định Đơn vị Giá trị tính hoặc xác định

2 Kiểm tra tính sủi bọt theo tiêu chuẩn Burrill

 Các thông số có được từ những phần tính trên:

 Vận tốc tịnh tiến của chân vịt: Vp = 8,28 hl/h= 4,26 m/s

 Tần suất quay của chân vịt: n = 3,38( m/s)

 Đường kính chân vịt: D = 2,68 m

 Số sủi bọt trung bình:

Trong đó:

 Áp suất tĩnh tính tại chiều chìm trục chân vịt:

= + γHs – pv = 10330+ 1,025.3,1-240 =10093 kG/m2

 Áp suất khí quyển trên mặt thoáng: pa = 10330 kG/m2

 Chiều chìm tới trục chân vịt:

 Áp suất hơi bão hòa: pv = 240 kG/m2

 Khối lượng riêng của nước biển:  101, 69 kGs2/m4

 Căn cứ vào đồ thị Burill cho ta hệ số lực:

 Như vậy diện tích tối thiểu của diện tích chiếu chân vit:

 Diện tích thật của mặt chiếu chân vịt:

( )

 Diện tích thực tế Ac > Amin tính theo tiêu chuẩn Burrill cho phép kết luận, chân vịt với tỉ lệ mặt đĩa = 0.55 trong trường hợp này có khả năng tránh sủi bọt

3 Kiểm tra độ bền cánh chân vịt

 Chân vịt làm bằng đồng thau có ứng suất cho phép σ = 600-700kG/cm2

 Áp dụng phương pháp Romson tiến hành kiểm tra độ bền cánh tại hai bán kính

r = 0,2R và r = 0,6R Theo phương pháp này ứng suất trong cánh gồm ứng suất do mômen uốn σ1 gây ra và σ2 cho lực ly tâm

 Chiều dày cánh tại r: e =10,9(cm)

 Vòng quay chân vịt trong một phút: N = 203( v/ph)

 Hiệu suất chân vịt: ηd = 0.54



 hệ số tiến của chân vịt:

 Các hệ số CA, CB, X0 miêu tả đặc trưng phân bố lực đẩy, lực vòng trên cánh: đọc

đồ thị hình 5.10 sách Lý Thuyết Tàu- Trần Công Nghị phần Sức Cản Tàu Và Thiết

 Tại bán kính r = 0,2R giá trị các ứng suất tính theo công thức được trình bày

 Công thức tính ứng suất σ1 do mômen uốn gây ra

4 Khối lượng chân vịt và mômen quán tính

 Theo Kopeetski khối lượng chân vịt:

 Hệ số ảnh hưởng của lõi C1 = 1,025

 Hệ số ảnh hưởng của profin C2 = 1

 Hệ số ảnh hưởng của dạng cánh C3 = 1

 Hệ số ảnh hường chiều dày cánh ở đỉnh C4

Với:

 Chiều dày tưởng tượng của cánh ở trục: e0 = 134 mm

 Chiều dày của cánh ở đỉnh: ed = 13 mm

 Khối lượng riêng của đồng thau = 8,6 T/m3

 Chiều dài lỗ khoét giảm trọng lượng : l'h = (0,3 - 0,45)lh = 253 mm

 Chiều dày tại phần hạ bậc: D = 0,9e0 = 120,6 mm

 Đường kính trục chân vịt : √

Trong đó:

- công suất định mức của máy: Ne = 1305 PS

- số vòng quay chân vịt trong một phút: n = 203 v/ph

 Độ côn trong: 1:10

 Chiều dày cánh ở đỉnh: ed = 0,035D = 93,8 mm

 Chiều dày đầu cánh: er = 13 mm

 Chiều dày giả định tại tâm củ: e0 = (0,04 - 0,05)D = 134 mm

√ (

) Trong đó:

K2 =1,26 theo bảng 3/6.3 chương 7 phần III – QCVN 2010 (trục có rảnh then để lắp chân vịt)

ds: Dường kính yêu cầu của trục chân vịt

Ts =600 N/mm2- giới hạn bền kéo danh nghĩa của trục chân vịt

H = Ne = 1305 PS công suất trục lớn nhất của động cơ

N = 203 vg/ph - Vòng quay lớn nhất của trục trung gian

Bảng 6: Đường bao cánh chân vịt nhóm B.4

 Với khoảng cách từ trục tới mép dẫn: b1

 Khoảng cách từ chiều dày max tới mép dẫn; b2

 Khoảng cách từ mép dẫn tới mép thoát: b

Bảng 7: Tọa độ tương đối prôfin

r/R Từ điểm dày nhất đến mép thoát Từ điểm dày nhất đến mépdẫn

Mặt hút

0,2 - 58,05 79,05 94,55 104,95 107,28 102,82 94,66 80,95 70,02 61,97 - 0,3 - 49,02 68,89 83,51 93,13 94,67 90,44 81,78 69,75 60,28 52,82 - 0,4 - 39,88 58,74 72,37 81,11 82,11 77,97 70,49 58,87 50,30 43,65 - 0,5 - 30,82 48,58 61,15 68,85 69,67 65,62 58,45 48,08 40,34 34,52 - 0,6 - 23,49 29,23 49,89 56,55 57,31 53,31 46,36 37,16 30,5 25,33 - 0,7 - 18,06 30,66 38,91 44,29 44,73 40,7 34,33 26,12 20,26 16,04 - 0,8 - 13,61 22,53 28,35 32,14 32,43 28,35 22,83 16,03 11,48 8,13 - 0,9 - 9,32 14,45 17,95 20,02 20,14 17,95 14,45 9,32 2,61 4,54 - Mặt đẩy

0,2 32,64 19,8 11,86 5,93 1,69 0,49 2,5 6,42 14,64 22,1 28,51 43,52 0,3 24,39 11,74 5,58 1,64 0 0,048 1,25 4,43 10,44 15,9 21,36 36,13 0,4 14,93 5,18 1,25 0 0 0 0,25 2,22 6,5 10,45 14,97 28,85

6 Xây dựng tam giác đúc

Việc xây dựng tam giác đúc sau khi thiết kế chân vịt, nhằm mục đích giúp người thiết kế khuôn đúc đúc chính xác chân vịt đúng như chân vịt đã thiết kế

VI Đường đặc tính của chân vịt

1 Đường làm việc ở chế độ M = const

Hl/h

1,98 4,12 6,45 9,15 12,28 16,4

9

2 Đường làm việc ở chế độ n=const

Thực hiện phép tính cho loạt giá trị của n từ 0.6- 0.7 giá trị tần suất định mức đến giá trị lớn nhất n = 1.03n định mức

Ký hiệu Đơn vị Kết quả

VII TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Sổ tay thiết kế tàu thủy (tập I) – của nhiều tác giả

2 Lý thuyết tàu (tập II) : Sức cản vỏ tàu và thiết bị đẩy – Trần Công Nghị; Trường đại học giao thông vận tải TP.HCM

3 Lý thuyết tàu thủy (tập 2) – PGS.TS.Nguyễn Đức Ân, KS.Nguyễn Bân

PHỤ LỤC 1: CÁC BẢNG TÍNH

Bảng 1: Bảng tính sức cản theo Taylor………4

Bảng 2: Thông số tính chọn máy……….7

Bảng 3: Tính sơ bộ chọn máy……… 8

Bảng 4: Tính chọn thông số hình học chân vịt……… 11

Bảng 5: Bảng thống kê các hệ số……… 14

Bảng 6: Đường bao cánh chân vịt nhóm B.4………19

Bảng 7: Tọa độ tương đối prôfin……… 19

Bảng 8 : Kết quả đường làm việc ở chế độ M = const……… 21

Bảng 9: Tính các hệ số……… 22

Bảng 10: Kết quả đường làm việc ở chế độ n = const……… 22

PHỤ LỤC 2: CÁC ĐỒ THỊ Đồ thị 1: Sự phụ thuộc của sức cản vào vận tốc……… 5

Đồ thị 2: Sự phụ thuộc của công suất vào vân tốc……… 5

Đồ thị 3: Đồ thị chọn máy………9

Đồ thị 4: Đường đặc tính của chân vịt……… …24



MỤC LỤC

I Các thông số tàu………3

II Phương pháp tính sức cản vỏ tàu……….3

1 Phương pháp Taylor (1910-1943)……….2

III Tính toán chọn máy tàu dựa vào đồ thị Taylor……… 6

2 Tính các thông số mở đầu.……….6

IV Thết kế chân vịt theo đồ thị taylor……… 9

1 Thiết kế chân vịt………9

2 Kiểm tra tính sủi bọt theo tiêu chuẩn Burrill……… 12

3 Kiểm tra độ bền cánh chân vịt……….13

4 Khối lượng chân vịt và mômen quán tính……… 15

V Bản vẽ chân vịt………16

1 Các thông số………16

2 Xác định kích thước hình học của chân vịt……… 16

3 Tính chọn then……….17

4 Tọa độ khai triển của cánh……… 18

5 Đặc trưng hình học cánh chân vịt………18

6 Xây dựng tam giác đúc………20

VI Đường đặc tính của chân vịt ……… 20

1 Đường làm việc ở chế độ M = const………20

2 Đường làm việc ở chế độ n=const ……… 22

VII Tài liệu tham khảo……… 25

VIII Các phụ lục……… 25

THE END