Tiêu chuẩn chân vịt pot

CHÂN VỊT TRONG ỐNG
Hệ thống ống chân vòt.
Một trong những biện pháp nâng cao sức đẩy của chân vòt là sử dụng hệ thống
ống đạo lưu với chân vòt. Trong hệ thống này chân vòt tàu thủy được đặt trọn bộ
trong ống trụ, quay trong ống và cùng với ống tạo lực đẩy thường lớn hơn chân vòt
đứng riêng lẻ. Mặt cắt ngang của ống đạo lưu kết cấu hình vành khuyên. Chiều dầy
vành khuyên có thể có giá trò không đổi hoặc có kết cấu không đối xứng qua trục dọc.
Mặt cắt dọc ống cho phép chúng ta quan sát thành ống dưới dạng frofil cánh máy
bay.
Bộ phận quan trọng của hệ thống là chân vòt trong ống. Đây có thể là chân vòt
bước cố đònh, chân vòt bước thay đổi. Trong những trường hợp đặc biệt, ví dụ trên tàu
phóng mìn và các tàu làm nhiệm vụ đặc biệt trong quân đội, chân vòt trong ống phải
là loại cánh quay ngược chiều nhau. Từ kỹ thuật bằng tiếng Anh dùng chỉ chân vòt
trong hệ thống này thường được viết là ducted propeller, propeller in nozzle. Những
năm đầu mới đưa vào ứng dụng chân vòt trong ống thường được gọi là “chân vòt trong
ống Kort” để ghi công lao của công ty Kort trong lãnh vực này. Ban đầu chân vòt
trong ống chỉ dùng cho những trường hợp làm việc của chân vòt nặng, trong chế độ
cao hơn sức kéo chân vòt không ống đến 30% tại chế độ kéo hoặc đến 50% cao hơn
khi ủi bãi.
Có hai dạng chính của ống là ống tăng tốc và ống giảm tốc. Nguyên cớ đặt tên
gọi nằm ở vận tốc dòng nước tại đầu vào và đầu ra của ống. Kết cấu ống làm cho vận
tốc dòng khi vào nhỏ còn khi ra lớn được gọi ống tăng tốc, ngược lại sẽ là ống giảm
tốc.
Hình 7.14: Các dạng ống đặc trưng.
a) Ống tăng tốc; b) Ống thuận cả hai chiều trước và sau.
c) Ống tăng tốc với “rãnh thoát Hannan”; d) Ống giảm tốc.
Profil mặt cắt dọc ống tăng tốc có mặt lồi quay vào trong, mép dầy nằm về
hướng tiến của thân tàu. Miệng hút nằm trước, thường có diện tích lớn hơn diện tích
miệng xả nằm sau. Diện tích tính toán thường gọi là diện tích mặt cắt ngang của ống
nằm khu vực giữa tàu, tại vò trí đặt chân vòt. Các đặc trưng hình học chính của ống
được chỉ rõ trên (H.7.15).

L - chiều dài ống. Trong thực tế thường sử dụng tỷ lệ giữa chiều dài và đường
kính ống làm chiều dài tương đối
n
/=
n
LDl , trong đó: chỉ số n - dùng chỉ ống đạo lưu.
C - độ hở giữa đầu cánh chân vòt và mép trong ống. Tỷ lệ giữa C và D gọi là độ
hở tương đối, /=
nn
cCD.
t - chiều dầy lớn nhất của thành ống. Tỷ lệ giữa t và chiều rộng profil, ký hiệu
/=
n
t t b gọi là chiều dầy tương đối.
Cx = Ax/A - tỷ lệ giữa diện tích miệng hút với diện tích mặt cắt ngang ống.
Cy = Ay/A - tỷ lệ giữa diện tích miệng xả với diện tích mặt cắt ngang ống.
Các hệ số trên đường nằm trong phạm vi:
n
l,,
n
L
05 09
D
==÷; ,,
n
n
C
c 0 005 0 01
D
== ÷ ; t

n
= 0,11 ÷ 0,14.
C
x
= 1,15 ÷ 1,50; C
y
= 1,0 ÷ 1,15.
Mặt cắt ngang các ống thông dụng đối xứng qua trục. Tuy nhiên để tăng những
tính năng cần thiết cho mỗi loại tàu, ống được sản xuất dưới dạng không đối xứng
qua trục. Có ống dầy thành trên, mỏng dưới, có ống không đối xứng phân bố trước
sau.
Trong các chế độ làm việc nặng
hiệu suất động lực của hệ thống ống-
chân vòt cao hơn hiệu suất chân vòt
không nằm trong ống bao. Điều này có
thể giải thích như sau: trong thành phần
lực đẩy của hệ thống, ngoài lực đẩy T
cv

do chân vòt tạo ra còn có thành phần bổ
sung lực đẩy T
n
, tác động cùng hướng
với T
ev
, do ống đạo lưu dưới dạng cánh
sinh ra khi bò tác động dòng chảy. Trên
(H.7.15) có thể thấy profil cánh của
thành ống đặt sau đuôi tàu, nghiêng so
với đường dòng và bò di chuyển với vận

tốc V. Trên mỗi phần tử cánh xuất hiện
lực nâng dL, và đồng thời lực ma sát dD cản trở chuyển động. Góc nghiêng càng lớn,
lực dL càng có xu hướng ngả về phía trước. Vì rằng lực nâng của cánh trong những
trường hợp này lớn hơn nhiều so với lực cản, thông thường lớn hơn khoảng 25 đến 30
lần, do vậy lực thành phần tử dL lên trục dọc ống lớn hơn lực thành phần của dD
trên cùng trục. Tổng hợp hai lực vừa nêu, với ống có kết cấu hợp lý giá trò của dT
n
=
(dL – dD)
x
sẽ mang giá trò dương, và có xu hướng đẩy tàu về trước. Tổng cộng tất cả
lực thành phần dT
n
chúng ta nhận được lực đẩy bổ sung T
n
. Lực đẩy của hệ thống
ống chân vòt được xét dưới dạng:
T = T
cv
+ T
n
(7.19)
Trong mấy thập kỷ qua, sau hệ thống Kort thành công ở Cộng hòa Liên bang
Hình 7.15: Chân vòt trong ống đạo lưu.
Đức, các nhà nghiên cứu chân vòt tại Hà Lan đã đưa ra hàng loạt mô hình của hệ
thống ống-chân vòt làm việc có hiệu quả. Nhiều công trình đã được công bố rộng rãi,
có thể tìm thấy trong các tài liệu tham khảo.
Các ống được thí nghiệm tại Wageningen mang số liệu sau.
Ống mang số từ 2 đến 11 có tỷ lệ L/D
n

= 0,5 ÷ 0,83, t
n
= 0,125. Chân vòt dùng
trong ống là chân vòt nhóm B, bốn cánh. Ống số 18 đến 20 làm theo tỷ lệ L/D
n
= 0,5,
t
n
= 0,125, dùng chân vòt K.4-55.
Từ ống 19 các chuyên gia Hà Lan đã cải biên, thay đổi kích thước hình học và
đưa chân vòt cánh họ Kaplan vào cùng làm việc. Cần nói rõ thêm, cánh họ Kaplan
nguyên thủy dùng trong ngành chế tạo bơm, khi cùng làm việc với ống 19 cải tiến,
tức là ống 19A, đã trở thành cánh chân vòt mà không cần biến đổi nhiều. Đặc tính
của nhóm ống mang tên chung 19A như sau. Tỷ lệ chiều dài trên đường kính 0,5, tỷ
lệ t/b = 0,125. Profil mặt cắt ống mang dáng dấp profil cánh máy bay, được trình bày
tại bảng dưới đây. Chân vòt được dùng trong thí nghiệm cùng ống 19A gồm chân vòt 3
cánh và 4 cánh Ka-3.50, Ka-4.55. Với chân vòt bốn cánh Ka-4.70 các thí nghiệm được
tiến hành toàn diện, thử trong điều kiện tiến, lùi quay trở và tiến hành cả thí
nghiệm làm máy đẩy góc phương vò, phục vụ quay tàu.
Trong ống 19A còn tiến hành thí nghiệm chân vòt Kaplan 5 cánh Ka-5.75 và
chân vòt nhóm B Wageningen B.4.70.
Ống số 37 cũng là một thành công của Hà Lan trong công cuộc phát triển kiểu
chân vòt trong ống. Trong ống 37 tiến hành lắp đặt chân vòt Ka-4.70 làm đủ các việc
như thí nghiệm với ống 19A cùng Ka-4.70.
Các ống mang số từ 30 đến 36 được lắp chân vòt Kd-5.100.
Profil mặt cắt dọc ống được trình bày tại (H.7.16).
Tọa độ mặt cắt dọc ống 19A được giới thiệu tại bảng 7.27, tọa độ của ống 37
trình bày tại bảng 28.
Bảng 27: Ống 19A.
nn xy

n
L
t
l = = 0,5; t = = 0,125; C = 1,35; C = 1,14
Db
.
L.E.
x/L
0 0,0125
0,025 0,050 0,075 0,100 0,150 0,200 0,250
y
1
/L
0,1825 0,1466
0,1280 0,1087 0,0800 0,0634 0,0387 0,0217 0,0110
y
u
/L
– 0,2072
0,2107 0,2080 Đường thẳng

T.E
x/L
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,95 1,0
y
1
/L
0,0048 0 0 0 0,0029 0,0082 0,0145 0,0186 0,0236
y
u

/L
Đường thẳng 0,0363

Bảng 28: Ống 37
L.E.
x/L
0 0,0125 0,025 0,050 0,075 0,100 0,150 0,200 0,250
y
1
/L
0,1833 0,1500 0,1310 0,1000 0,0790 0,0611 0,0360 0,0200 0,0100
y
u
/L
0,1833 0,2130 0,2170 0,2160 Đường thẳng

T.E
x/L
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,95 1,0
y
1
/L
0,0040 0 0 0 0,0020 0,0110 0,0380 0,0660 0,1242
y
u
/L
Đường thẳng 0,1600 0,1242
Hình 7.16: Các ống thử nghiệm tại Wageningen.
Chân vòt họ Kaplan.
Chân vòt họ Kaplan xuất xứ từ các cánh bơm họ Kaplan, được chuyển hóa sang

tàu thủy. Những chân vòt được thử nghiệm, dùng cho ngành tàu mang tên K
a
, được
giới thiệu dưới đây.
Bảng 7.30: Đường bao cánh chân vòt Kaplan.
Nozzle No. 19A (L/D = 0,5)
No. 21 (L/D = 0,7)
No. 22 (L/D = 0,8)
No. 23 (L/D = 0,9)
No. 24 (L/D = 1,0)

Nozzle No. 2 (L/D = 0.67)
Nozzle No. 3 (L/D = 0,50)
Nozzle No. 4 (L/D = 0,83)
Nozzle No. 37
Nozzle No. 30
Nozzle No. 31
Nozzle No. 32
Nozzle No. 33
Nozzle No. 34
Nozzle No. 35
Nozzle No. 5
Nozzle No. 6
Nozzle No. 7
Nozzle No. 8 (L/D = 0,50)
Nozzle No. 10 (L/D = 0,40)
Nozzle No. 11 (L/D = 0,30)
Nozzle No. 18
Nozzle No. 19
Nozzle No. 20

Nozzle No. 36
r
R

max
b
b

max
1
b
b

max
2
b
b

max
t
D

0,2 67,15 30,21 36,94 4,00
0,3 76,59 36,17 40,42 3,52
0,4 85,19 41,45 43,74 3,00
0,5 93,01 45,99 47,02 2,45
0,6 100 49,87 50,13 1,90
0,7 105,86 52,93 52,93 1,38
0,8 110,08 55,04 55,04 0,92
0,9 112,66 56,33 56,33 0,61

1,0 122,88 56,44 56,44 0,50

Chiều rộng cánh tại r/R = 0,6 tính theo công thức
max
,**=
e
o
A
1
b1969
ZA
.
Chiều dầy ảo của cánh: t
o
= 0,049*D.
Tọa độ các profil cánh đọc tại bảng 7.31.
Hình 7.17: Chân vòt Kaplan.
Bảng 7. 31
Từ điểm dầy nhất đến mép thoát, % Từ điểm dầy nhất đến mép dẫn, % r/R
100 80 60 40 20 20 40 60 80 90 95 100
MẶT HÚT
0,2 – 38,23 63,65 82,40 95,00 97,92 90,83 77,19 55,00 38,75 27,40 –
0,3 – 39,05 66,63 84,14 95,86 97,63 90,06 75,62 53,02 37,87 27,57 –
0,4 – 40,56 66,94 85,69 96,25 97,22 88,89 73,61 50,00 34,72 25,83 –
0,5 – 41,77 68,59 86,42 96,60 96,77 87,10 70,46 45,84 30,22 22,24 –
0,6 – 43,58 68,26 85,89 96,47 96,47 85,89 68,26 43,58 28,59 20,44 –
0,7 – 45,31 69,24 86,33 96,58 96,58 86,33 69,24 45,31 30,79 22,88 –
0,8 – 48,16 70,84 87,04 96,76 96,76 87,04 70,84 48,16 34,39 26,90 –
0,9 – 61,75 72,94 88,09 97,17 97,17 88,09 72,94 51,75 38,87 31,87
1,0 – 52,00 73,00 88,00 97,00 97,00 88,00 73,00 52,00 39,25 32,31 –

MẶT ĐẨY
0,2 20,21 7,29 0,1 – 0,21 1,46 4,37 10,52 16,04 20,62 33,33 33,33
0,3 13,85 4,62 – – 0,12 0,83 2,72 6,15 8,28 10,30 10,30 21,18
0,4 9,17 2,36 0,56 – – – 0,42 1,39 2,92 3,89 4,44 13,47
0,5 6,62 0,68 0,17 – – – 0,17 0,51 1,02 1,36 1,53 7,81

Ngoài các ống của Hà Lan, các nước khác cũng có riêng ống của mình. Với bạn
đọc quen tài liệu của Nga có thể sử dụng ống số 6 thử tại Nga sau đây làm tài liệu
thiết kế.
Bảng 32: Ống số 6 (tài liệu Nga)
;
nn
n
L
t
l= =0,6; t= =0,125
Db
C
x
= 1,30; C
y
= 1,12.
L.E
x/L 0 0,0125 0,025 0,050 0,075 0,100 0,150 0,200 0,30
y
1
/L – – 0,050 0,040 0,0315 0,0250 0,0150 0,0075 0,0
y
u
/L – – 0,0567 0,0792 0,0958 0,1055 0,1192 0,1267 0,1259

T.E
x/L – 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,95 1,0
y
1
/L – 0 0,0030 0,0085 0,0140 0,085 0,0240 0,0270 0,030
y
u
/L – 0,1167 0,1017 0,0820 0,0625 0,0425 0,0225 0,0133 0,0033

Có mặt ống đạo lưu tại vùng đuôi tàu làm cho dòng chảy tại khu vực này khác
với đường dòng bao tàu không trang bò ống đạo lưu. Ống đạo lưu trong một chừng mức
nhất đònh đã nắn đường dòng, làm thay đổi một số đặc tính lực thủy động. So với
dòng chảy qua cánh chân vòt không nằm trong ống, dòng chảy qua cánh chân vòt bò
nằm trong ống có vận tốc tương đối và tuyệt đối lớn hơn vì sự hạn chế của khe hở rất
nhỏ giữa đầu cánh và thành trong của ống. Vận tốc nhanh hơn này trong rất nhiều
trường hợp tạo ra lợi thế cho hệ thống đẩy loại này: lực đẩy của hệ thống lớn hơn lực
đẩy chân vòt riêng lẻ nhờ nâng cao hiệu suất chân vòt trong dòng. Khe hở bé còn có
tác dụng ngăn phần lớn dòng chảy của nước từ mặt đẩy đến mặt hút qua đầu cánh,
và điều này cũng góp phần nâng cao lực đẩy chân vòt.
Dùng ống đạo lưu cố đònh làm cho tính quay trở của tàu có kém hơn so với
trường hợp không có ống. Để khắc phục tình trạng này diện tích bánh lái cho tàu
kiểu này cần được tăng thêm khoảng 20% đến 30%. Trường hợp dùng ống đạo lưu
quay, vấn đề ăn lái không cần thiết đặt ra vì bản thân quay đạo lưu đã có tác dụng
hướng dòng thoát và đồng thời tạo lực đẩy ngang tàu trong quá trình quay tàu.
Hiệu quả sử dụng hệ thống ống theo quan niệm của những nhà nghiên cứu đầu
thế kỷ XX, phụ thuộc vào hệ số tải
σ
T
= T/(ρV
2

A) hoặc B
p
. Với hệ số tải nhỏ σ
T
< 2,5
sử dụng hệ thống ống chân vòt không đưa lại lợi thế về mặt hiệu suất, có đôi lúc còn
chòu tác dụng ngược lại. Ở chế độ làm việc nặng
σ
T
> 2,5, tương đương B
p
> 40, hệ
thống ống chân vòt phát huy đầy đủ thế mạnh. Chính vì vậy ống đạo lưu khi ra đời
đã tìm thấy nơi ứng dụng trên tàu kéo, tàu đẩy, tàu kéo lưới tàu đánh cá.
Ngày nay ống đạo lưu còn tìm thấy chỗ đứng trên tàu chở dầu cỡ lớn, trên các
tàu chở hàng có hệ số đẩy thân tàu khá lớn. Trên các tàu này công suất dẫn đến trục
chân vòt đạt đến 45.000
÷ 50.000 HP, còn chân vòt tuy nằm trong ống song có khi có
đường kính đáng nể, đến 7 - 8m. Ống đạo lưu dùng trên tàu khổng lồ có thể làm tăng
vận tốc tàu thêm 0,4 đến 0,5 HL/h.
Đường kính chân vòt trong ống bé hơn khoảng 10% so với chân vòt cùng kiểu,
song không nằm trong ống. Những chân vòt lớn, khi giảm 10% đường kính sẽ giảm
được lượng vật liệu đáng kể. Điều quan trọng cần đề cập khi dùng hệ thống ống chân
vòt trên tàu là, theo phân bổ lực ghi trong công thức T = T
cv
+ T
n
, đường trục chân vòt
chỉ trực tiếp hứng chòu lực đẩy T
cv

, truyền thẳng vào thân tàu. Điều này giảm áp lực
cho hệ trục và cả cho máy chính, đảm bảo an toàn cao hơn cho máy.
Đặc tính thủy động lực hệ thống ống chân vòt.
Các đường đặc tính thủy động lực chân vòt trong ống, cùng đặc tính thủy động
lực của ống được xác lập tại bể thử được ghi lại dưới dạng các đồ thò.
Hệ số lực đẩy của ống chân vòt:
T
24
T
K
nD
=
ρ⋅ ⋅
(7.20)
Hệ số lực đẩy của riêng ống:
n
Tn
24
T
K
nD
=
ρ⋅ ⋅
(7.21)
K
T
= K
T cv
+ K
T n

. (7.22)
Hệ số momen quay:
Q
25
Q
K
nD
=
ρ⋅
(7.23)
Hệ số vận tốc tiến:
V
p
J
nD
=
⋅

Thiết kế chân vòt trong ống đạo lưu.
Các phép tính tiếp theo thực hiện cho chân vòt họ K
a
, trong ống 19A hoặc 37.
Các hệ số dòng theo w’ và hệ số lực hút t’ khi áp dụng cho chân vòt trong ống,
tính theo công thức:
Tàu một chân vòt: w’ = 0,7*w; t’ = (0,6 ÷ 0,7)t.
Tàu hai chân vòt: w’ = (1,1 ÷ 1,2)*w; t’ = t
trong đó: w, t là các hệ số tương ứng, tính cho trường hợp chân vòt không nằm trong
ống.
Thông thường các hệ số vừa nêu nằm trong phạm vi sau:

w’ t’
tàu kéo một chân vòt 0,15 ÷ 0,20 0,12 ÷ 0,16
tàu kéo hai chân vòt
0,07 ÷ 0,1

0,10 ÷ 0,12
Hình 7.18: Đặc tính thủy động lực chân vòt K
a
– 4.70.
Để tránh sủi bọt cho cánh, tỷ lệ diện tích mặt đóa, chân vòt cần lớn hơn giá trò
tối thiểu sau:
*
(,)
=
⋅
+γ⋅ − − ⋅ ⋅γ
e
D
3
o
asd
A
245 P
A
nD p H p 04D
(7.25)
trong đó: P
D
- công suất dẫn đến trục chân vòt, (PS); n - tần suất quay chân vòt,
(v.s)

D - đường kính chân vòt, (m); p
a
- áp suất khí quyển, (kG/m
2
)
H
s
- chiều sâu đến trục chân vòt, (m); γ - trọng lượng riêng của nước,
(kG/m
3
)
p
d
- áp suất hơi bão hòa, (kG/m
2
).
Ví dụ: thiết kế chân vòt trong ống đạo lưu cho tàu kéo ven bờ, có các đặc tính
sau. Vận tốc kéo V
T
= 7 HL/h; máy chính: máy diesel kiểu 6L350PN với công suất
đònh mức BHP = 980PS, vòng quay trục cơ N = 375 v/ph; chiều chìm đến trục chân
vòt Hs = 2,20m;
Sức cản vỏ tàu đọc theo bảng dưới đây:

Vận tốc tàu, (HL/h)
6,45 8,07 9,68 11,3 12,9
Sức cản R, (kG)
1372 2301 3637 5703 9279
Công suất kéo tàu EPS, (PS)
60,7 127,4 241,5 442 821

Hệ số dòng theo w’ = 0,15; hệ số lực hút t’ = 0,10.
Chân vòt được chọn thuộc họ Kaplan, 4 cánh, nằm trong ống 19A.
Theo các chỉ dẫn ghi rõ trong chương trước, các dữ liệu cần thiết cho thiết kế
được tính từ dữ liệu đầu vào vừa nêu như sau:
Công suất dẫn đến trục chân vòt: P
D
= 0,86* P
B
= 843 PS;
vòng quay chân vòt khi làm việc trong hệ thống với vỏ tàu, máy chính được giảm 2%
và N = 0,98*375 v/p = 367,5 v/ph, hoặc có thể tính tiếp n = 6,125 v/s.
Vận tốc tiến của chân vòt khi kéo:
V
a
= VT*(1 – w’) = 5,95 HL/h; B
p
= 0,5144* V
a
= 3,06 m/s.
Hệ số B
p
:
,*
,
*, *,
,
==
p
2

367 5 843 75
B1212
76 1 025 5 95
595

Sử dụng hệ số B
p
để chọn δ
opt
, trên đồ thò chân vòt Ka-4.55 và ka-4.70, cho các
phép tính tiếp theo. Kết quả tính đọc theo bảng sau.

Bảng 7.36
Ký hiệu Đơn vò
K
a
-4.55 K
a
-4.70
δ
opt
, đọc từ đồ thò – 350 335
δ = 0,98*δ
opt
– 343 328,3
P/D – 0,89 0,96
,*
a
V
D 0 3048

N
δ⋅
=

m 1,69 1,62

Tỷ lệ mặt đóa cần thiết nhằm tránh sủi bọt tính theo công thức (7.25). Với chân
vòt K
a
-4.55D = 1,69 m tỷ lệ này bằng 0,60, với chân vòt Ka-4.70 đường kính D =
1,62m tỷ lệ A
E
/A
o
= 0,68. Trong trường hợp này chọn tỷ lệ mặt đóa 0,70 gần với 0,68
vừa nêu, và chân vòt Ka-4.70 tiếp tục được sử dụng trong tính toán.
Tại vận tốc nhỏ hơn V
T
= 7 HL/h chân vòt làm việc ở chế độ momen quay đònh
mức,
Q = const, đặc tính động lực của hệ thống ống chân vòt tính cho hai trường hợp giới
hạn V
s
= 0 và V
s
= V
T
= 7 HL/h như sau. Trong bảng tính tiếp theo sử dụng các
đường đặc tính thủy động lực K
T

, K
Tn
, K
Q
cho chân vòt K
a
-4.70 doWageningen công
bố.
Bảng 7.37: Đặc tính của chân vòt tại chế độ ủi bãi và tại V
T
.
TT Ký hiệu và công thức Đơn vò Kết quả tính
1
V
s
, cho trước
HL/h 0 7
2
V
p
= 0,5144*Vs*(1 – w)
m/s 0 3,0607
3
,
==
⋅
Vp Vp
J
n D 9 922

– 0 3,3085
4 K
T
, đọc từ đồ thò – 0,48 0,325
5 K
Tn
, đọc từ đồ thò – 0,235 0,110
6 K
Q
, đọc từ đồ thò – 0,0395 0,0376
7 K
T*
= K
T
– 0,3K
Tn
– 0,410 0,292
8
=
ρ⋅ ⋅
5
Q
Q
n
DK

v/s 5,97 6,125
9
*
()* *=−

T
E
Q
KQ
T1t
KD

kG 9474 7096
10 Z
0
= T
E
– R kG 9474 5516

Tại các chế độ làm việc với vận tốc khai thác lớn hơn V
T
= 7HL/h, chân vòt làm
việc theo tình trạng n = const. Đường đặc tính chân vòt trong trường hợp này như
sau.

Bảng 7.38: Đường làm việc của chân vòt tại Vs > V
T
.
Ký hiệu và công thức Đơn vò Kết quả tính
V
s
, gán dữ liệu
HL/h 8 9 10 11 12
Vp = 0,5144*Vs*(1–w) m/s 3,498 3,035 4,372 4,81 5,247
J = 0,1008*V

p

– 0,352 0,397 0,440 0,485 0,529
K
T
, đọc từ đồ thò – 0,300 0,280 0,250 0,220 0,196
K
tn
, đọc từ đồ thò – 0,096 0,076 0,062 0,051 0,036
K
Q
, đọc từ đồ thò – 0,035 0,034 0,0323 0,031 0,029
K
Tn*
= K
T
– 0,3*K
Tn
– 0,271 0,258 0,231 0,205 0,185
T
e
= K
T
*ρn
2
D
4
(1 – t)
kG 6586 6270 5614 4982 4496
*

()
ep
T
TV
P
1t75
=
−

PS 341,4 365,6 363,6 355 349,5
*
*
T
p
Q
KJ
K2
η=
π

– 0,434 0,482 0,500 0,510 0,537
T
pr ths
P
P =
η⋅ξ⋅χ⋅η⋅η

PS 914,7 881,7 845,6 809,4 756,8

Kích thước đường bao cánh và tọa độ các profil tính theo chỉ dẫn của tác giả

nhóm chân vòt Kaplan.


r/R B1 B2 Btb B4
t
max

[mm]
0.20 169 206 375 131 64.8
0.30 202 226 428 170 57.0
0.40 231 244 476 219 48.6
0.50 257 262 519 255 39.7
0.60 278 280 558 279 30.8
0.70 295 295 591 0 22.4
0.80 307 307 614 0 14.9
0.90 316 314 630 0 9.9
1.00 315 315 630 0 8.1
Giải thích: B1- từ trục đến mép thoát; B2- từ trục đến mép dẫn; B4- từ mép dẫn đến điểm t
max

Profil các mặt cắt

Đến mép thoát Đến mép dẫn
r/R 100 80 60 40 20! 20 40 60 80 90 95 100
Mặt hút
0.2 * 24.8 41.2 53.4 61.6 63.5 58.9 50.0 35.6 25.1 17.8 *
0.3 * 22.3 38.0 48.0 54.7 55.7 51.4 43.1 30.2 21.6 15.7 *
0.4 * 19.7 32.5 41.6 46.8 47.2 43.2 35.8 24.3 16.9 12.6 *
0.5 * 16.6 27.2 34.3 38.3 38.4 34.6 28.0 18.2 12.0 8.8 *
0.6 * 13.4 21.0 26.4 29.7 29.7 26.4 21.0 13.4 8.8 6.3 *

0.7 * 10.1 15.5 19.3 21.6 21.6 19.3 15.5 10.1 6.9 5.1 *
0.8 * 7.2 10.6 13.0 14.4 14.4 13.0 10.6 7.2 5.1 4.0 *
0.9 * 5.1 7.2 8.7 9.6 9.6 8.7 7.2 5.1 3.8 3.1 *
1.0 * 4.2 5.9 7.1 7.9 7.9 7.1 5.9 4.2 3.2 2.6 *
Mặt đẩy
0.2 13.0 4.7 1.1 0.1 0.0 0.1 0.9 2.8 6.8 10.4 13.4 21.6
0.3 7.9 2.6 0.6 0.0 0.0 0.1 0,5 1.6 3.5 4.7 5.9 12.1
0.4 4.5 1.1 0.3 0.0 0.0 0.0 0,2 0.7 1.4 1.9 2.2 6.5
0.5 2.6 0.3 0.1 0.0 0.0 0.0 0,1 0.2 0.4 0.5 0.6 3.1

Kích thước ống đạo lưu số 19A dùng trong hệ thống ống chân vòt.
Chiều dài ống L = 0,5* D = 0,81m = 810 mm.
Khe hở giữa đầu cánh và thành trong của ống C = 0,005*D = 8 mm.
R + C = 810 + 8 = 818 mm.
Tọa độ profil mặt cắt dọc ống đọc từ bảng sau:


L.E
x/L 0 0,0125 0,025 0,050 0,075 0,100 0,150 0,200 0,250
y
1
/L
147,8 118,7 103,7 88,0 64,8 51,3 31,3 17,6 8,9
y
u
/L
– 167,8 170,7 168,5 Đường thẳng
T.E
x/L 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,95 1,0
y

1
/L
3,9 0 0 0 2,3 6,6 11,7 15,0 19,1
y
u
/L
Đường thẳng ±51,5










Hình 7.19: Chaân vòt Kaplan Ka-4.70