Tài liệu Đồ án thiết kế hệ động lực tàu thủy pdf

ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 1 –
12-2010
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2
CHƯƠNG 2. TÍNH SỨC CẢN VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG 15
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ TRỤC 30
CHƯƠNG 4. CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ 42
CHƯƠNG 5. BỐ TRÍ THIẾT BỊ BUỒNG MÁY 60
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 2 –
12-2010
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ MÁY TÀU
1.1.1. Loại tàu, công dụng
Tàu hàng khô sức chở 10.500 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ
quang, một boong chính, một boong dâng lái và boong dâng mũi. Tàu được thiết kế
trang bị 01 diesel chính 2 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt.
Tàu được thiết kế dùng để chở hàng khô, hàng bách hóa.
1.1.2. Vùng hoạt động
Ven biển Việt Nam và Đông Nam Á.
1.1.3. Cấp thiết kế
Tàu hàng 10.500 tấn được thiết kế thoả mãn Cấp không hạn chế theo Quy
phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép – 2003, do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi
trường ban hành. Phần hệ thống động lực được tính toán thiết kế thoả mãn tương ứng
Cấp không hạn chế theo TCVN 6259 – 3 : 2003.
1.1.4. Các thông số cơ bản phần vỏ tàu
– Chiều dài lớn nhất L
max
= 110,00m.

– Chiều dài giữa hai trụ L
pp
= 99,75 m.
– Chiều rộng thiết kế B = 18,80 m.
– Chiều cao mạn D = 13,00 m.
– Chiều chìm toàn tải d = 9,20 m.
– Lượng chiếm nước Disp = 10500 tons.
1.1.5. Hệ động lực chính
– Máy chính 6UEC33LSII - MITSUBISHI.
– Số lượng 01.
– Công suất H = 3400/(4624) kW/(hp).
– Số vòng quay N = 215 rpm.
– Kiểu truyền động Trực tiếp.
– Chân vịt Định bước.
1.1.6. Quy phạm áp dụng
- [1]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – 2003. Bộ Khoa học
Công nghệ và Môi trường.
- [2]– MARPOL 73/78 (có sửa đổi).
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 3 –
12-2010
- [3]– Bổ sung sửa đổi 2003 của MARPOL.
1.1.7. Công ước quốc tế
(1) Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển, 1974
(SOLAS, 74);
(2) Công ước quốc tế về mạn khô tàu biển, 1966 (LOAD LINES, 66);
(3) Công ước quốc tế về ngăn ngừa ô nhiễm biển do tàu gây ra, 73/78
(MARPOL, 73/78);

(4) Qui tắc quốc tế tránh va trên biển, 1972 (COLREG, 72);
(5) Công ước đo dung tích tàu biển, 1969 (TONNAGE, 69);
(6) Nghị quyết của Tổ chức lao động quốc tế (ILO).
1.2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
1.2.1. Bố trí buồng máy
Buồng máy được bố trí từ sườn 08 (Sn8) đến sườn 25 (Sn25). Diện tích vùng
tôn sàn đi lại và thao tác khoảng 25 m
2
. Lên xuống buồng máy bằng 04 cầu thang
chính (02 cầu thang tầng1 và 02 cầu thang tầng 2) và 01 cầu thang sự cố.
Trong buồng máy lắp đặt 01 máy chính và các thiết bị phục vụ hệ thống động
lực, hệ thống ống toàn tàu. Điều khiển các thiết bị được thực hiện tại chỗ trong buồng
máy. Điều khiển máy chính được thực hiện tại chỗ trong buồng máy hoặc từ xa trên
buồng lái. Một số bơm chuyên dụng có thể điều khiển từ xa trên boong chính như
bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, các quạt thông gió
Buồng máy có các kích thước chính:
– Chiều dài: 12,5 m.
– Chiều rộng trung bình: 14,70 m.
– Chiều cao trung bình: 3,50 m.
1.2.2. Máy chính
Máy chính có ký hiệu 6UEC33LSII do hãng MISUBISHI – NHẬT BẢN sản
xuất, là động cơ diesel 2 kỳ, 6 xi lanh, có đầu chữ thập, quét thẳng qua xu páp, tăng
áp bằng TUABIN khí xả, cải tiến lần 2.
1.2.2.1. Các thông số cơ bản của máy chính
– Số lượng 01.
– Kiểu máy 6UEC33LSII.
– Hãng sản xuất MITSUBISHI NHẬT BẢN.
– Công suất định mức, [H] 3400/4624 kW/hp.
– Số vòng quay định mức, [N] 215 rpm.
– Số kỳ, [τ] 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 4 –
12-2010
– Số xy-lanh, [Z] 6
– Đường kính xy-lanh, [D] 330 mm.
– Hành trình piston, [S] 1050 mm.
– Khối lượng động cơ [G] 67 tons.
– Suất tiêu hao nhiên liệu ge 180.6 (g/kW.h).
– Thứ tự nổ 1-6-2-4-3-5
1.2.2.2. Các thiết bị kèm theo máy chính
– Bơm LO bôi trơn máy chính 01 cụm
– Bơm nước ngọt làm mát 01 cụm
– Bơm nước biển làm mát 01 cụm
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm
– Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm
– Bơm tay LO trước khởi động 01 cụm
– Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp 01 cụm
– Bình chứa khí nén khởi động 02 bình
– Bầu tiêu âm 01 cụm
– Ống bù hoà giãn nở 01 đoạn
– Phin lọc bán tự động 02 cụm
– Bơm tuần hoàn HFO 02 cụm
– Lưu lượng kế 01 chiếc
– Ống tách khí HFO 50 lít 01 chiếc
– Ống tách khí DO 50 lít 01 chiếc
1. Bơm nước biển làm mát máy chính
– Số lượng 02
– Kiểu Ly tâm nằm ngang

– Lưu lượng 140 m
3
/h
– Cột áp 20 m.c.n
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 15 kW
– Số vòng quay động cơ 2950 rpm
– Tần số 50 Hz
2. Bơm nước ngọt làm mát nhiệt độ thấp
– Số lượng 02
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 170 m
3
/h
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 5 –
12-2010
– Cột áp 12 m.c.n
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 15 kW
– Số vòng quay động cơ 2950 rpm
– Tần số 50 Hz
3. Bơm nước ngọt làm mát nhiệt độ cao
– Số lượng 02
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 29 m
3
/h

– Cột áp 17 m.c.n
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 3,7 kW
– Số vòng quay động cơ 1450 rpm
– Tần số 50 Hz
4. Bơm cấp dầu FO cho máy chính
– Số lượng 02
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 0,9 m
3
/h
– Cột áp 0,39 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 0,75 kW
– Số vòng quay động cơ 750 rpm
– Tần số 50 Hz
5. Bơm dầu nhờn máy chính
– Số lượng 02
– Lưu lượng 30 m
3
/h
– Cột áp 0,44 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 22 kW
– Số vòng quay động cơ 1450 rpm
– Tần số 50 Hz
6. Bơm cấp dầu LO
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 1080 l/h

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 6 –
12-2010
– Cột áp 1,8 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 0,75 kW
– Số vòng quay động cơ 750 rpm
– Tần số 50 Hz
7. Bầu làm mát dầu bôi trơn
– Số lượng 01
– Kiểu RX- 125B- NPM- 141
1.2.3. Tổ máy phát điện
Diesel lai máy phát có ký hiệu 6N 165L- EN là diesel 4 kỳ tác dụng đơn, một
hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp
lực tuần hoàn kín, khởi động bằng không khí nén.
1.2.3.1. Các thông số cơ bản của động cơ Diesel lai máy phát
– Số lượng 02
– Kiểu máy 6N 165L- EN
– Công suất định mức, [Ne] 720 hp
– Số vòng quay định mức, [n] 1200 rpm
– Đường kính xylanh, [D] 330 mm
– Hành trình piston, [S] 232 mm
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 6
1.2.3.2. Các thiết bị kèm theo động cơ Diesel lai máy phát
– Bơm LO bôi trơn máy 01 cụm
– Bơm nước ngọt làm mát 01 cụm
– Bơm nước biển làm mát 01 cụm

– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm
– Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm
– Máy phát điện một chiều 01 cụm
– Mô-tơ điện khởi động 01 cụm
– Các bầu lọc 01 cụm
– Bầu tiêu âm 01 cụm
– Ống bù hòa giãn nở 01 cụm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 7 –
12-2010
1.3. CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC KHÁC
1.3.1. Két
1.3.1.1. Két lắng dầu đốt DO
– Số lượng 01
– Dung tích 01x 3,5 m
3
– Kiểu két Liền vỏ
1.3.1.2. Két lắng dầu đốt H.F.O
– Số lượng 01
– Dung tích 01x 4 m
3
– Kiểu két Liền vỏ
1.3.1.3. Két dầu bẩn H.F.O
– Số lượng 01
– Dung tích 01x 15m
3
– Kiểu két Đáy đôi
1.3.1.4. Két dầu bẩn D.O

– Số lượng 01
– Dung tích 01x 1 m
3
– Kiểu két Rời
1.3.1.5. Két dự trữ dầu DO
– Số lượng 02
– Dung tích 02x 90m
3
– Kiểu két Đáy đôi
1.3.1.6. Két dự trữ dầu HFO
– Số lượng 02
– Dung tích 02x 350 m
3
– Kiểu két Đáy đôi
1.3.1.7. Két dầu đốt hàng ngày DO
– Số lượng 01
– Dung tích 01x 1 m
3
– Kiểu két Liền vỏ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 8 –
12-2010
1.3.1.8. Két dầu đốt hàng ngày HFO
– Số lượng 01
– Dung tích 01x 6,5 m
3
– Kiểu két Liền vỏ
1.3.1.9. Két nước dãn nở máy chính, máy phụ

– Số lượng 01
– Dung tích 01x1,5 m
3
– Kiểu két Rời
1.3.1.10. Két dầu LO cho xilanh
– Số lượng 02
– Dung tích 02x11 m
3
– Kiểu két Rời
1.3.2. Tổ bơm
1.3.2.1. Tổ bơm vận chuyển dầu DO
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 3 m
3
/h
– Cột áp 0,25 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 1,5 kW
– Số vòng quay động cơ 930 rpm
– Tần số 50 Hz
1.3.2.2. Tổ bơm vận chuyển dầu HFO
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 6 m
3
/h
– Cột áp 0,25 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 2,2 kW

– Số vòng quay động cơ 1450 rpm
– Tần số 50 Hz
1.3.2.3. Tổ bơm nước chữa cháy
– Số lượng 01
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 9 –
12-2010
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 55/180 m
3
/h
– Cột áp 70/25 m.c.n
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 37 kW
1.3.2.4. Tổ bơm dùng chung
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 55/180 m
3
/h
– Cột áp 70/25 m.c.n
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 37 kW
1.3.2.5. Tổ bơm nước ngọt sinh hoạt
– Số lượng 02
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 5 m
3

/h
– Cột áp 40 m.c.n
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 3,7 kW
– Vòng quay động cơ 1450 rpm
– Tần số 50 Hz
1.3.2.6. Bơm vận chuyển dầu LO hệ trục
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 0,5 m
3
/h
– Cột áp 0,2 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 0,4 kW
1.3.2.7. Tổ bơm vận chuyển dầu bẩn
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 2 m
3
/h
– Cột áp 0,22 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 10 –
12-2010
– Công suất động cơ điện 1,5 kW
1.3.2.8. Bơm nước đáy tàu

– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 1 m
3
/h
– Cột áp 0,15 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 0,4 kW
1.3.2.9. Bơm tuần hoàn nước ngọt
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 25 m
3
/h
– Cột áp 20 m.c.n
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 3,7 kW
1.3.2.10. Bơm dầu thải LO
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Lưu lượng 5,5 m
3
/h
– Cột áp 0,49 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 2,2 kW
1.3.2.11. Bơm Ejector
– Số lượng 01
– Lưu lượng 10 m
3

/h
– Cột áp 0,47 Mpa
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 3,7 kW
1.3.3. Thiết bị phân ly
1.3.3.1. Bầu phân ly dầu nước
– Số lượng 01
– Lưu lượng 5 m
3
/h
– Cột áp 2,5 kG/cm
2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 11 –
12-2010
1.3.3.2. Bầu làm mát nước ngọt nhiệt độ thấp
– Số lượng 02
– Kiểu RX- 185B- NPM- 115
1.3.3.3. Bầu làm mát nước ngọt nhiệt độ cao
– Số lượng 02
– Kiểu LX- 125B- NJM- 21
1.3.3.4. Thiết bị phân li nước đáy tàu
– Số lượng 01
– Kiểu USC- 20
– Lưu lượng 2 m
3
/h
1.3.3.5. Hệ thống xử lí dầu LO

– Số lượng 01
– Kiểu HC80E- 427AS/CX
1.3.3.6. Bầu lọc dầu HFO số 2
– Số lượng 01
– Kiểu AF110- TF- X
1.3.3.7. Bầu lọc dầu HFO số 3
– Số lượng 01
– Kiểu ROT- EF- 14BES
1.3.3.8. Bộ chưng cất nước ngọt
– Số lượng 01
– Lưu lượng 10 ton/ngày
1.3.4. Các thiết bị hệ thống khí nén
1.3.4.1. Tổ máy nén khí
– Số lượng 01
– Kiểu Piston 2 cấp
– Lưu lượng 65 m
3
/h
– Áp suất 24,5 kG/cm
2
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 18,5 kW
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 12 –
12-2010
1.3.4.2. Bình chứa không khí nén khởi động máy chính
– Số lượng 02
– Dung tích 02x1300 lít

– Áp suất 24,5 kG/cm
2
1.3.4.3. Bình chứa không khí nén khởi động máy phụ
– Số lượng 02
– Dung tích 02x700 lít
– Áp suất 24,5 kG/cm
2
1.3.4.4. Tổ máy nén khí sự cố
– Số lượng 01
– Kiểu CMA- 15
1.3.5. Các thiết bị chữa cháy buồng máy
1.3.5.1. Bình bọt xách tay kèm đầu phun hỗn hợp
– Số lượng 01
– Dung tích 20 lít
1.3.5.2. Bình bọt dự trữ xách tay
– Số lượng 01
– Dung tích 20 lít
1.3.5.3. Bình bọt chữa cháy cố định
– Số lượng 01
– Dung tích 45 lít
1.3.5.4. Bình bọt chữa cháy AB-10
– Số lượng 06
– Dung tích 20 lít
1.3.5.5. Bình chữa cháy CO2 xe đẩy
– Số lượng 03
– Dung tích 45 lít
1.3.5.6. Bạt phủ dập cháy
– Số lượng 01 tấm
– Kiểu Phớt, amiang
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU

NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 13 –
12-2010
1.3.5.7. Hộp rồng chữa cháy và thiết bị
– Số lượng 02
– Kiểu Sợi tổng hợp tẩm cao su
– Đường kính đầu phun 13 mm
1.3.6. Các thiết bị buồng máy khác
1.3.6.1. Máy khoan
– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.2. Máy mài 2 đá
– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.3. Ê tô nguội
– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.4. Bàn nguội
– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.5. Cửa thông biển buồng bơm chữa cháy sự cố
– Số lượng 01 cửa
1.3.6.6. Cửa thông biển
– Số lượng 02 cửa
1.3.6.7. Tổ điều hoà nhiệt độ buồng đặt bảng điều chỉnh
– Số lượng 01
– Lưu lượng 2400 Kcal/h
1.3.6.8. Bàn ghi nhật ký
– Số lượng 01 Chiếc
1.3.6.9. Bảng điện chính
– Số lượng 01
1.3.6.10. Tay chuông truyền lệnh
– Số lượng 02 bộ

1.3.6.11. Pa lăng
– Số lượng 02 bộ
1.3.6.12. Thiết bị đốt dầu cặn, rác
– Số lượng 01 bộ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 14 –
12-2010
1.3.6.13. Thiết bị xử lý nước thải
– Số lượng 01
– Lưu lượng 1540 l/ngày đêm
1.3.6.14. Cầu thang buồng máy
– Tổng số lượng 06
– Cầu thang chính 04
– Cầu thang sự cố 02
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 15 –
12-2010
CHƯƠNG 2. TÍNH SỨC CẢN VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHONG CHÓNG
2.1. TÍNH SỨC CẢN
2.1.1. Lựa chọn phương pháp tính :
Thông số
C
B
c
x

Tàu thiết kế
0,75
5,85
2,04 4,54 1.5 %
Giới hạn
0,65 ÷ 0,8 2,02 ÷ 3,96 4,232 ÷ 6,36 -2% ÷ +3,54%
-
Trong đó : V = L.B.d. C
B
(m
3
) là lượng chiếm nước thể tích của tàu.
-
Tàu thiết kế sườn mũi quả lê, lựa chọn phương pháp Holtrop tính sức cản cho tàu.
2.1.2. TÍNH LỰC CẢN VÀ CÔNG SUẤT KÉO TÀU :
Sức cản toàn bộ :

ATBBwAPPFT
RRRRRkRR ++++++= )1(
10
(KN )
Trong đó :
R
FO
(1+k
1
)_Sức cản ma sát tương đương (KN)
R
APP
_Sức cản phần nhô (KN)

R
w
_Sức cản sóng (KN)
R
B
_Sức cản áp suất bổ sung do mũi (KN)
R
TB
_Sức cản áp suất bổ sung do ngập đuôi kiểu tuần dương hạm (KN)
R
A
_Sức cản hiệu chỉnh giữa tàu thực và mô hình (KN)
2.1.2.1. R
FO
_ Sức cản ma sát tương đương tính theo công thức:

2
1
2
Fo Fo
R C v
ρ
= Ω
(kN)

ρ
: khối lượng riêng của nước ở 20
0
C

ρ
=
1.025(tấn/
3
m
) - nước mặn
V: tốc độ tàu (m/s)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
3
V
L
T
B
B
L
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 16 –
12-2010

Ω
:diên tích mặt cắt ướt của vỏ bao thân tàu (
2
m
)
*/ Hệ số sức cản ma sát tính theo công thức ITTC – 1957

2
0,075
(lg Re 2)

FO
C =
−
theo ITTC – 1957
Re.10
-6
= v
γ
L
_ Số Raynoll
Trong đó : v (m/s)_Tốc độ tàu
L = 110 (m)_ Chiều dài thiết kế của tàu

ν
- hệ số nhớt động học của nước
ν
= 1,056.10
-6
,nước biển ở 20
o
C
*/ 1+k
1
: Hệ số hình dáng được tính theo công thức:
1+k
1
= 0,93+0,4817118 .C
14
604247.036486,0
3

121563,046106,006806,1
)1()()()()(
−
−
∆
ϕ
L
L
L
L
T
L
B
R
= 1,298
Trong đó:
L =110(m) _Chiều dài đường nước
d = 9,2 (m) _Chiều chìm thiết kế của tàu
B = 18,8 (m)_Chiều rộng thiết kế của tàu

ϕ
_ Hệ số béo thân ống tính ở chiều dài đường nước thiết kế L
C
P
=
β
δ
ϕ
=
= 0,7614

L
R
_Chiều dài bóp đuôi được xác định theo công thức:

0.06
(1 )
4 1
B
R
x
L L
ϕ
ϕ
ϕ
= − +
−
= 18,14 (m)

B
x
=1,5%_Hoành độ tâm nổi đo từ 0,5L,tính theo tỉ lệ % của chiều dài L,
giá trị dương theo hướng mũi tàu.
C
13
_Hệ số xét đến hình dáng đuôi tàu :
C
13
= 1 + 0,011C
AP
=1,011

C
AP
= 10_Với sườn hình chữ U
V =14269,2 (m
3
)-Lượng chiếm nước của tàu
*/ Ω_diện tích mặt ướt của tàu xác định theo công thức :

(2 ) (0,453 0,4425 0,2862. 0,03467 0,3696. ) 2,38
BT
AB
L T B
T
β δ β α
δ
Ω = + + − − + +
= 3320,62 (m
2
)

Trong đó:A
BT
= 5 (m
2)
:diện tích ngâm nước mũi cầu(quả lê).

δ
= 0,75 _ hệ số béo thể tích

β

= 0.985 _ hệ số béo sườn giữa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 17 –
12-2010

α
= 0,86 _ hệ số béo đường nước
2.1.2.2. R
APP
: Sức cản phụ

02
2
)1(5,0
FeqAPPAPP
CkSvR +=
ρ
Trong đó :

ρ
: Tỷ trọng của nước
3
1.025 /t m
ρ
 
=
 
v _Tốc độ tàu (m/s)

S
APP
_Diện tích mặt ướt của phần phụ (m
2
).
1+k
2
_yếu tố hình dáng của phần phụ.
(1+k
2
)
eq
được xác định theo công thức :
(1+k
2
)
eq
=
∑
∑
+
APP
APP
S
Sk )1(
2
= 1,9143
Lập bảng:
Tên bộ phận 1+k
2

Chọn (1+k
2
) S
APP
(m
2
)
Bánh lái sau đuôi tàu 1,3 ÷ 1,5 1,4 10
Ky lái 1,5 ÷ 2,0 1,8 4
S
APP
_ Diện tích phần phụ : S
APP
= 14 (m
2
)
2.1.2.3. Rw_Sức cản sóng :
Công thức tính lực cản sóng phụ thuộc vào số frude. (Fr ).Với vận tốc giả thiết
v
s
= (11 ÷ 15 ) hl/g ,Số Fr
max
= (
Lg
v
.
)
max
=0,235 < 0,4, thì lực cản sóng được
tính theo công thứ sau:

[ ]
)cos(exp
2
4
9.0
1521
−−
+∆= FrmFrmgCCCR
w
λρ
Trong đó:
*/
( )
37565.1
07961,1
78613,3.
71
90.2223105
−
−






=
E
i

B
T
CC
= 1,244
Trong đó:
C
7
=
B
L
= 0,171 với tàu có 0,11 <
B
L
< 0,25
Góc vào nước của đường nước i
E
được tính theo công thức:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 18 –
12-2010
i
E
=
0.345740.80856 0.16302
0.30484 0.6367
3
1 89exp (1 ) (1 0.0225 ) 100
R

B
LL
x
B B L
α ϕ
 
∆
 
   
+ − − − −
 
 ÷  ÷
 ÷
    
 
 
= 33,7(
o
)
*/
2 3
exp( 1,89 )C C= −
= 0,85
Hệ số C
3
được tính:

[ ]
=
−+

=
BFBT
BT
hTABT
A
C
31,0(
56,0
5,1
3
0,0074
Trong đó:
T
F
= 9.2 (m) : Mớn nước đo tại đường vuông góc mũi .
h
B
=5 (m) : Chiều cao cách đường chuẩn của tâm diện tích A
BT
(m)
và h
B
< 0,6.T
F
.
*/
β
BT
A
C

T
8,0
1
5
−=
= 0,967
A
T
= 6 (m
2
) : Diện tích phần đuôi vuôngngập nước .
*/
=−−
∆
−=
16
3/1
1
79323,475254,10140407,0 C
L
B
LT
L
m
-2,221
Trong đó:

2 3
16
8,07981. 13,6873. 6.984388. . 1,196

p P p
C C C C= − + =
với tàu có
ϕ
= 0, 7614 < 0,80
*/
=−=
B
L
03,0446,1
ϕλ
0,921 với tàu có
=
B
L
6,11< 12
*/
)034,0exp(4,0
29.3
154
−
−= FrCm
Trong đó:
C
15
= -1,694_hệ số Với tàu có
3
L
V
= 93,27 < 512

2.1.2.4. R
B
_Sức cản áp suất bổ sung do mũi quả lê tạo ra :
)1(
)3exp(11.0
2
5,132
i
BTiB
B
Fr
gAFrP
R
+
−
=
−
ρ
(KN)
Trong đó :
P
B
:liên quan đến chiều sâu ngập nước của mũi tàu :
P
B
= 0,56.
A
BT
.(T
F

– 1,5.h
B
) = 2,129
Fr
i
: liên quan đến chiều sâu ngập nước :
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 19 –
12-2010
(
)
(
)
i
2
F B BT
v
Fr
g T – h 0,25. A 0,15.v
i
=
− +
2.1.2.5. RTR _Sức cản áp suất bổ sung do ngập đuôi kiểu tuần dương
hạm :

6
2
5,0 CAvR

TTR
ρ
=
(KN)
Trong đó :A
T
= 5 (m
2
)
Hệ số: C
6
= 0,2(1-0,2.Fr
T
) khi Fr
T
< 5
C
6
= 0 khi Fr
T
≥ 5
Fr
T
= v/ (2g.A
T
/(B+B.C
WL
))
1/2
2.1.2.6. Sức cản bổ sung do tính chuyển từ mô hình sang tàu thực

AA
SCvR
2
5,0
ρ
=
Trong đó :
=
−
+−+=
−
)04,0(5,7
003,000205,0)100(006,0
42
4
16,0
CCC
L
LC
B
A
0,0005
Trong đó : C
4
= 0,04 đối với
F
T
L
= 0.084 > 0,04

C
2
= 0,85 : Tính trong phần (2.2.3)
Từ số liệu ta lập được bảng tính lực cản và công suất kéo của tàu như sau:
Bảng 2.1: Tính lực cản và công suất kéo của tàu theo phương pháp Holtrop-Mennen
STT
Đại lượng tính
toán
Đơn vị Các giá trị tính toán
1 v
S
hl/h 12 12.5 13 13.5 14
2 v m/s 6.173 6.430 6.687 6.944 7.202
3 v
2
m
2
/s
2
38.103 41.345 44.719 48.225 51.863
4 Fr - 0.188 0.196 0.204 0.211 0.219
5 C
P
- 0.7614 0.7614 0.7614 0.7614 0.7614
6 lcb %L -3.3 -3.3 -3.3 -3.3 -3.3
7 L
R
m 18.140 18.140 18.140 18.140 18.140
8 c
13

1.011 1.011 1.011 1.011 1.011
9 1+k
1
1.298 1.298 1.298 1.298 1.298
10 S m
2
3320.620 3320.620 3320.620 3320.620 3320.620
11 Re.10
-9
0.643 0.670 0.697 0.723 0.750
12 C
F
.10
3
1.618 1.610 1.602 1.594 1.587
13 R
F
kN 104.923 113.259 121.891 130.821 140.045
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 20 –
12-2010
14 1+k
2
1.9143 1.9143 1.9143 1.9143 1.9143
15 R
APP
kN 0.847 0.914 0.984 1.056 1.130
16 c

7
0.1709 0.1709 0.1709 0.1709 0.1709
17 i
E
®é 31.38 31.38 31.38 31.38 31.38
18 c
1
4.730 4.730 4.730 4.730 4.730
19 c
3
0.0074 0.0074 0.0074 0.0074 0.0074
20 c
2
0.850 0.850 0.850 0.850 0.850
21 c
5
0.967 0.967 0.967 0.967 0.967
22 c
16
1.196 1.196 1.196 1.196 1.196
23 m
1
-2.221 -2.221 -2.221 -2.221 -2.221
24 c
15
-1.694 -1.694 -1.694 -1.694 -1.694
25 m
4
0.000 0.000 -0.001 -0.002 -0.005
26

λ
0.925 0.925 0.925 0.925 0.925
27 R
w
kN 22.970 32.942 46.080 62.849 83.556
28 P
B
2.129 2.129 2.129 2.129 2.129
29 Fr
i
0.959 0.993 1.027 1.060 1.092
30 R
B
kN 2.930 3.145 3.360 3.575 3.788
31 Fr
T
3.115 3.245 3.374 3.504 3.634
32 c
6
0.075 0.070 0.065 0.060 0.055
33 R
TR
kN 10.308 10.415 10.432 10.352 10.167
34 c
4
0.040 0.040 0.040 0.040 0.040
35 C
A
0.0005 0.0005 0.0005003 0.0005 0.0005
36 R

A
32 35 38 41 44
37 R
total
kN 205.71 229.65 257.17 288.72 324.60
38 P
E
kW 1270 1477 1720 2005 2338
- Ta có đồ thị quan hệ giữa lực cản và công suất kéo có ích theo vận tốc :
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 21 –
12-2010
Hình 2.1 : Đồ thị sức cản và công suất kéo theo vận tốc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 22 –
12-2010
2.2. TÍNH CHONG CHÓNG
2.2.1. Chọn vật liệu
- Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259-2003
(Bảng 7A/7.3), chọn vật liệu làm chong chóng là hợp kim đồng.
+ Loại: Đồng thau mangan đúc cấp 1.
+ Cấp: HBsC 1
+ Giới hạn chảy:
[ ]
175
≥

C
σ
N/ mm
2

+ Giới hạn bền kéo:
[ ]
446
K
σ
≥
N/ mm
2
.
2.2.2. Lựa chọn sơ bộ D:
- Ta xác định D theo công thức :

4
11,84.
m
D n T=
+ Với n = 215 vg/ph=3,58 vg/s
+ T =303,13 KN
Thay số vào ta có D = 3,35 m
- Ta tính toán với D =3,3 m
2.2.3. Hệ số dòng theo , hệ số hút :
- Hệ số dòng theo được tính theo công thức Papmiel :
3
w 0,165. 0,1*( 0,2) 0,335
zp

T B
V
C Fr
D
= − − =
- Hệ số hút : t = 0.7* w
T
= 0,235
- Hệ số ảnh hưởng của dòng không đều đối với moomen quay và lực đẩy được
lấy : i
T
=1 ; 1/i
Q
=1+ 0,125(w
T
-0,1) =1,029
- Hiệu suất ảnh hưởng của thân tàu
1 1
. 1,185
1 w
H
T Q
t
i
η
−
= =
−
- Ở tốc độ 12,5 knot , ta xác định được R
TB

= 229,65 (KN)
- Lực đẩy của chong chóng T= T
E
/(1-t) = 303,13
2.2.4. Chọn số cánh Z :
. 1,169 2
DT A
K v D
T
ρ
= = <
Ta chọn số cánh Z =4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 23 –
12-2010
2.2.5. Chọn tỉ số đĩa theo điều kiện bền và điều kiện xâm thực :
- Từ điều kiện đảm bảo bền với :
T = 303,13
[ ]
4
6*10 kPa
σ
=
; m = 1.15 ;
ax
0.08
m
δ

=
[ ]
2/3
3
0 ax
min
2/3
3
4
10. .
0.24.(1,08 )
.
4 10.1,15.303,13
0.24.(1,08 0,167). 0,52
3,3.0,08 6.10
E
H
m
A Z mT
d
A D
δ σ
   
= −
 ÷  ÷
   
 
= − =
 ÷
 

- Từ điều kiện không xảy ra xâm thực trên cánh chong chóng : Xác định theo
phương pháp kiểm tra của bể thử Hà Lan Wageningen:
''
min
00








≥








A
A
A
A
EE
= + = 0,666
- Trong đó:
Số cánh Z = 4

Lực đẩy của chong chóng T = 303,13 kN
Số chong chóng Zp = 1
Áp suất khí quyển Pa = 101 kN/m
2
Tỉ trọng nước biển γ = 10 kN/m
3
Độ ngập sâu của trục hs = d – 0,55D
sb
7,385 m
Áp suất hơi bão hòa Pv = 2,3 kN/m
2
- Chọn tỉ số đĩa A
E
/Ao = 0,7
2.2.6. Tính toán chong chóng, đảm bảo tốc độ tàu đã cho :
- Vận tốc tàu V
s
= 12,5 knot hay v = 6,425 m/s
- Vận tốc dòng chảy đến chong chóng :
.(1 w ) 6,425.(1 0,335) 4,27( / )
A T
v v m s= − = − =
- Kết quả tính toán chong chóng được thể hiện trong bảng sau :
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 24 –
12-2010
Bảng 2.2 : Tính toán chong chóng đảm bảo tốc độ đã cho
- Theo kết quả tính toán , ta xây dựng được đồ thị biểu diễn quan hệ P

s
(n) và
D
opt
(n) như hình 2.2 , ở điều kiện n = 215 vg/ph , ta xác định được P
s
= 3285 (kW) ; D
= 3,37 vg/ph.
-
Động cơ được lắp đặt trên tàu là động cơ diesel 6UEC33LSII – MITSUBISHI
có đặc tính định mức là P
s
= 3400 kW và n=215 vg/ph
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1
ĐỒ ÁN THIẾT KÉ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 25 –
12-2010
Hình 2.2 : Xác đinh đường kính chong chóng và công suất cần thiết
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA TK & CN ĐÓNG TÀU
NGUYỄN ĐỨC TOÀN
LỚP VTT49 – ĐH1