tính toán hệ thống làm mát nước ngọt tàu hàng khô 6500 tấn

111Equation Chapter 1 Section 1

TRUỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
o0o
THIẾT KẾ MÔN HỌC

MÁY PHỤ TÀU THUỶ
Đề bài:
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÀM MÁT NƯỚC NGỌT TÀU

HÀNG KHÔ 6500 TẤN
Sinh viên : Vũ Ngọc Tuân
Lớp : MTT50-ĐH2
Mã SV : 36372
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Ngọc Thuân
Hải Phòng 2012
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 1
Lớp: MTT50-ĐH2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu về tàu
1.1.1. Loại tàu, công dụng
Tàu hàng 6500 tấn phục vụ huấn luyện mang ký hiệu thiết kế SF-01-06 là loại
tàu vỏ thép, đáy đôi, kết cấu hàn điện hồ quang. Tàu được thiết kế trang bị 01
diesel chính 4 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt. Tàu được thiết kế
dùng để chở hàng khô và huấn luyện.
1.1.2. Cấp thiết kế
Tàu hàng 6500 tấn phục vụ huấn luyện được thiết kế 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.
Thiết kế do Khoa Đóng Tàu (Shipbuilding Faculty), Trường Đại học Hàng hải
thực hiện.
1.1.3. Các thông số chủ yếu của tàu
Chiều dài lớn nhất Lmax = 104,19 m
Chiều dài giữa hai trụ Lpp = 95,90 m
Chiều rộng lớn nhất Bmax = 17 m
Chiều cao mạn D = 8,8 m
Chiều chìm toàn tải d = 6,9 m
Máy chính HANSHIN 6LH41 LA
Công suất lớn nhất N = 2647/(3600) kW/(Cv)
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 2
Lớp: MTT50-ĐH2
Công suất trung bình N = 2250/(3060) kW/(Cv)
Vòng quay lớn nhất n = 240 v/ph
Vòng quay trung bình n = 227 v/ph
1.1.4. Máy chính
Diesel thủy, một hàng xy-lanh thẳng đứng, 4 kỳ, tác dụng đơn, tăng áp bằng hệ
tua bin khí thải – máy nén khí, đảo chiều trực tiếp.
Số liệu chính:
Số lượng: 01
Nguồn gốc: NHẬT BẢN
Nhà sản xuất: HANSHIN
Ký hiệu: 6LH41LA
Số xy-lanh: 6
Đường kính xy-lanh: 410 mm
Hành trình piston: 800 mm
Công suất liên tục lớn nhất (MCR): 2647/3600 kW/PS
Vòng quay ứng với MCR: 240 rpm

Công suất khai thác liên tục (CSR): 2250/3060 kW/PS
Vòng quay ứng với CSR: 227 rpm
1.1.5. Máy phát điện:
Số lượng: 02
Nguồn gốc: NHẬT BẢN
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 3
Lớp: MTT50-ĐH2
Nhà sản xuất: YANMAR
Công suất: 240 Cv
Vòng quay: 1200 rpm
Tần số phát: 60 Hz
Số pha: 3 pha
Hệ số công suất (cosφ): 0,8
Điện áp phát: 450 V
Tải định mức: 100%
1.2. Giới thiệu về hệ thống
1.2.1. Tính cần thiết của hệ thống làm mát
Trong quá trình làm việc của động cơ do nhiệt độ của chất khí cao, các chi
tiết của động cơ tiếp xúc với khí cháy đồng thời do ma sát với nhau nên nhiệt độ
của chúng lên rất cao, để tránh biến dạng cho các chi tiết và đảm bảo chất lượng
dầu bôi trơn, để lượng không khí nạp được đảm bảo thì phải làm mát động cơ.
Công chất dùng để làm mát động cơ là: nước, không khí, dầu…
Xuất phát từ những yêu cầu trên, đòi hỏi hệ động lực phải có một hệ thống
tải phần nhiệt đó ra khỏi các thiết bị, máy móc, hay nói cách khác là phải có một hệ
thống làm mát các chi tiết, đảm bảo sự vận hành lâu dài tin cậy của các thiết bị.
1.2.2. Chức năng, công dụng và nhiệm vụ của hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát cho hệ động lực trên tàu có nhiệm vụ chủ yếu là làm mát
động cơ chính, động cơ phụ, máy nén khí, các gối trục chong chóng, các thiết bị
truyền động,
Trên cơ sở những nhiệm vụ như vậy, HTLM có các chức năng chủ yếu sau:

Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 4
Lớp: MTT50-ĐH2
+ Tải nhiệt lượng sinh ra ra khỏi các thiết bị.
+ Do trên tàu, công chất tải nhiệt chủ yếu là nước biển, nên hệ thống phải đảm
bảo sự lưu thông nước biển một cách tuần hoàn, liên tục và ổn định.
+ Đo, kiểm tra, duy trì và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát theo từng chế độ
vận hành của các trang thiết bị.
+ Gia nhiệt cho hệ thống lấy nước ngoài tàu (vào mùa đông), đảm bảo cung cấp
nước liên tục cho hệ thống, đồng thời đảm bảo nhiệt độ của nước ngoài tàu vào hệ
thống.
– Ngoài các chức năng chủ yếu trên, tùy thuộc vào phương thức làm mát, công
chất làm mát, mà hệ thống còn có những chức năng và nhiệm vụ khác.
1.2.3. Yêu cầu cơ bản
– Động cơ chính phải có một bơm làm mát chính đủ sản lượng để cung cấp
nước ổn định ở công suất liên tục lớn nhất của máy chính, và một bơm làm mát dự
phòng có sản lượng đủ cung cấp nước làm mát ở điều kiện hành hải bình thường.
– Khi có hai máy chính trở lên và mỗi máy có bơm làm mát chính có khả năng tạo
ra tốc độ hành hải ngay cả khi một bơm không làm việc thì có thể không cần có
bơm làm mát dự phòng với điều kiện là có một bơm dự trữ trên tàu.
– Động cơ lai máy phát điện, máy phụ cần có một cặp bơm làm mát. Trong đó
có một bơm làm mát chính và một bơm làm mát dự phòng đủ sản lượng để cung
cấp nước ổn định ở công suất liên tục lớn nhất của máy. Các bơm này phải được
nối với hệ thống để sẵn sàng sử dụng.
– Tất cả các bơm dự phòng đều phải được dẫn động bằng nguồn năng lượng
độc lập.
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 5
Lớp: MTT50-ĐH2
– Khi động cơ có lắp thiết bị tự động điều tiết nhiệt độ, bơm nước biển độc lập
có thể dùng để bơm nước làm mát nhiều động cơ.
– Nước biển lấy vào hệ thống phải được lấy qua ít nhất 2 cửa thông biển, một

cửa ở mạn, một cửa ở đáy. Trước van có lắp lưới lọc, có đường ống thông hơi, có
đường ống dẫn hơi nước hoặc khí nén áp suất cao vào để làm vệ sinh.
– Sau hộp van thông biển phải bố trí bầu lọc rác.
– Nhiệt độ của nước biển sau làm mát không được vượt quá giới hạn 50 ÷ 55
o
C
để tránh ăn mòn và tạo các cáu cặn trong đường ống và thiết bị.
– Ống dùng trong hệ thống có thể làm bằng đồng hoặc ống thép liền tráng kẽm,
các ống phải là ống liền.
– Các chi tiết vỏ thép và hợp kim đồng phải được lắp cực kẽm để bảo vệ.
– Đường ống xả ra ngoài mạn tàu phải được bố trí sao cho khi tàu lắc dọc 5
o
và
nghiêng ngang 15
o
vẫn làm việc bình thường.
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 6
Lớp: MTT50-ĐH2
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT NƯỚC
NGỌT
2.1. Các thiết bị của hệ thống làm mát
Đối với hệ thống làm mát đều cần phải có một số trang thiết bị kèm theo, đặc
biệt những thiết bị không thể thiếu là:
+ Bơm tuần hoàn nước ngọt và nước biển
+ Bầu sinh hàn nước ngọt
+ Bầu sinh hàn dầu nhờn
+ Diện tích đường ống
+ Két giãn nở
+ Các van điều khiển và điều chỉnh
2.1.1. Máy bơm

Các bơm được dùng trong hệ thống làm mát hầu hết là bơm ly tâm. Bơm này
có thể được gá lắp trên động cơ và được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ hay
được dẫn động độc lập bằng động cơ điện. Những trang bị động lực cỡ nhỏ thường
chỉ cần một bơm để duy trì sự tuàn hoàn của nước làm mát vòng kín hay vòng hở.
Với thiết bị động lực trung bình trở lên thì trang bị nguyên lý làm mát hai vòng –
vòng kín và vòng hở, mỗi vòng có một bơm biệt lập. Ở hầu hết các thiết bị động
lực công suất lớn, ngoài hai bơm nước chính của vòng kín và vòng hở còn có trang
bị thêm một hoặc hai bơm mác song song (gọi là bơm nước dự phòng). Bơm nước
này được lắp thống qua hệ thống van với bơm nước vòng kín hay vòng hở và làm
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 7
Lớp: MTT50-ĐH2
việc khi một trong hai bơm bị hỏng. Ngoài ra bơm dự phòng còn được dùng để rửa
sàn tàu, hút nước rò rỉ vào khoang tàu, hay làm nhiệm vụ cứu hoả.
4
3
2
1
Hình 2.1. Bơm ly tâm
2.1.2. Két giãn nở
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 8
Lớp: MTT50-ĐH2
Trong hệ thống làm mát vòng kín nước ngọt được tuần hoàn một lượt không
đổi. Để bổ sung lượng nước bị rò rỉ, bù sự thay đổi nước do sự thay đổi nhiệt độ,
do tạo cột hút ổn định của bơm nước ngọt và phần bay hơi ra ngoài, trên mức nước
tuần hoàn ta bố trí thùng dầu giãn nở nước ngọt.
Dung tích của thường được chọn từ điều kiện có thể bù đủ lượng thay đổi thể
tích nước trong hệ khi thay đổi chế độ nhiệt của động cơ.
Theo kinh nghhiệm sử dụng thể tích của két giãn nở vào khoảng 10% đến
20% lượng nước tuần hoàn trong vòng kín làm mát động cơ.
Để bảo toàn nước ra khỏi động cơ nhiệt độ không đổi, trước két có thể bố trí

van điều chỉnh để phân dòng nước vòng kín qua hoặc không qua két.
2.1.3. Bầu sinh hàn nước ngọt
Là thiết bị dùng để lấy nhiệt của nước sau khi đi làm mát hệ thống nhiên
liệu. Sau khi lấy nhiệt từ động cơ hay thiết bị, nước ngọt được đưa qua bầu làm
mát. Tại đây nước ngọt sẽ nhả nhiệt cho nước biển, nhiệt độ của nước ngọt giảm
xuống. Trước khi nước ngọt vào làm mát cho động cơ thì nó đi qua làm mát cho
dầu nhờn.

Bầu làm mát nước ngọt Bầu làm mát dầu nhờn
Hình 2.2. Các bầu sinh hàn nước ngọt
2.1.4. Thiết bị kiểm tra
Chủ yếu là các thiết bị kiểm tra như đồng hồ đo nhiệt độ, rơ le báo nhiệt độ cao
và đồng hồ đo áp suất của nước làm mát trong đó nhiệt độ của nước làm mát được
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 9
Lớp: MTT50-ĐH2
xác định theo lí lịch máy hoặc có thể xác định dựa vào tính toán, áp suất của nước
làm mát được xác định qua thử nghiệm tại nơi sản xuất. Thông thường cột áp của
bơm nước tuần hoàn là 5-10 m.c.n.
2.1.5. Van an toàn
Là thiết bị dùng để bảo vệ hệ thống khi áp suất của nước làm mát nên cao quá
tiêu chuẩn thì van sẽ tự động mở để xả vợi nước ra ngoài.
Van an toàn hoạt động dựa trên lực căng của lò xo khi áp lực của nước làm
mát trên hệ thống lớn hơn định mức thắng lực căng lò xo thì van sẽ tự mở.
2.2. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống nước làm mát của tàu là dạng làm mát gián tiếp gồm 2 vòng tuần
hoàn:
2.2.1. Vòng tuần hoàn kín
Nước ngọt sau khi làm mát máy chính có nhiệt độ cao đi qua V1 ra đường
ống số 1 tới tổ bơm làm mát nước ngọt, được 1 trong 2 bơm hoặc cả 2 bơm (thông
qua việc đóng mở van bớm V2, V3 và van 1 chiều, góc, kiểu vít V4, V5). Nước

ngọt được bơm đẩy đi theo đường ống 4 tới bầu sinh hàn nước ngọt FW.COOLER
để làm giảm nhiệt độ xuống. Sau đó tiếp tục đi qua đường ống 6 và qua V7 đến
bầu sinh hàn FLUSHING COOL trao đổi nhiệt với dầu nhờn và sau đó đi vào hệ
thống bơm tuần hoàn nước nồi hơi. Nước được bơm trở lại bầu sinh hàn rồi có thể
đi qua đường ống 13 đi làm mát các bộ phận khác nhờ việc mở V14 hoặc đi qua
đường ống 12 khi mở V13 và nước sẽ được đưa trở lại hệ thống bơm nước ngọt
làm mát. Khi này nhiệt độ của nước đã giảm, nó sẽ đi qua đường ống 14 đến van
hằng nhiệt V6. Nếu nhiệt độ nước thích hợp thì V6 sẽ mở và nước được đưa đi làm
mát cho động cơ qua đường ống 14 (khi V15 mở). Nếu nhiệt độ nước vẫn cao thì
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 10
Lớp: MTT50-ĐH2
nước sẽ đưa về bầu sinh hàn tiếp tục làm mát rồi qua đường ống 5 nước lại được
đưa đến V6 để kiểm tra nhiệt độ.
Mặt khác trong quá trình trao đổi nhiệt giữa công chất làm mát làm cho thể
tích chất công tác tăng lên, làm xuất hiện bọt khí và hơi. Điều này sẽ làm cho bề
mặt chi tiết không được làm mát hết, làm giảm tuổi thọ của chi tiết. Để khắc phục
hiện tượng này ta bố trí két giãn nở làm mát COOL.F.W.EXPANSION TANK.
Nước có nhiệt độ cao sau khi làm mát động cơ có thể đi qua đường ống 15 hoặc 19
đến két (V16 mở). Sau khi giãn nở, V4 mở, nước theo đường ống 18 đi xuống tổ
bơm nước ngọt làm mát và tiếp tục thực hiện theo vòng tuần hoàn.
2.2.2. Vòng tuần hoàn ngoài
Nước ngọt từ hệ thống nước ngọt hinh hoạt được đưa đi qua đường ống 20
(mở V19) tới két nước ngọt. Do có nhiệt độ cao nên cần được làm mát. Nước biển
sẽ được bơm hút qua van thông biển, đi qua đường ống 21 (V20 mở) tới két nước
ngọt, trao đổi nhiệt với nước ngọt để làm mát nước ngọt. Một đường nước được
trích ra qua đường ống 22 (V21 mở) được đưa đi để làm mát cho máy nén khí
(hoặc các thiết bị khác). Sau khi làm mát xong nước được đi theo đường ống 27 trở
về két và được xả ra ngoài mạn nhờ đường ống 28 và van xả mạn.
2.3. Tính toán các thiết bị trong hệ thống làm mát nước ngọt
2.3.1. Sản lượng bơm nước ngọt

Nước ngọt sau khi ra khỏi động cơ nhả nhiệt cho nước biển tại bầu sinh hàn
và quay trở lại động cơ. Nhiệt lượng mà nước ngọt lấy đi chủ yếu là nhiệt lượng do
bản thân động cơ tỏa ra.
Sản lượng nước ngọt được tính theo công thức chung sau:
0
.( )
dc
n
r v
m dc dc
Q
G
C t t
=
−
(kg/h)
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 11
Lớp: MTT50-ĐH2
Trong đó:
dc
o
Q
_ Lượng nhiệt mà nước ngọt nhận được từ động cơ (kJ/h)
m
C
_ Tỷ nhiệt của nước ngọt
(kJ/kg.độ)
r
dc
t

_ Nhiệt độ nước ngọt ra khỏi động cơ (
o
C)
v
dc
t
_ Nhiệt độ nước ngọt vào động cơ (
o
C)
Nhiệt lượng mà nước ngọt nhận được từ động cơ hay chính là nhiệt lượng do
động cơ tỏa ra căn cứ vào loại động cơ cụ thể mà xác định, có thể cho trong lý lịch
của động cơ hoặc có thể được tính theo công thức sau:
0
.
đc
H
Q Ne.ge. Q
α
=
(kJ/h)
Trong đó:
Ne _ Công suất có ích của động cơ (CV)
ge _ Suất tiêu hao nhiên liệu (kg/CV.h)
H
Q
_ Nhiệt trị thấp của nhiên liệu (kJ/kg)
α _ Hệ số nhiệt lượng do nước làm mát lấy đi, thường: α = (15÷35)%
Nhiệt lượng được tính theo công thức trên là được tính trong điều kiện thiết
kế tức là động cơ làm việc ở phụ tải thiết kế, do đó sản lượng của bơm phải được
tăng lên. Mặt khác, sau một thời gian sử dụng, sản lượng của bơm giảm xuống do

Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 12
Lớp: MTT50-ĐH2
nhiều nguyên nhân như các chi tiết của bơm bị mòn, đường ống có cáu cặn,
Ngoài ra, còn phải xét đến một yếu tố nữa là có trường hợp động cơ cần quá tải
trong một thời gian nhất định. Chính vì những lý do như vậy, sản lượng của bơm
thường được tăng lên so với trị số tính toán từ 15÷20%.
2.3.2. Máy chính
Bảng 2.1. Bảng tính toán sản lượng bơm nước ngọt làm mát máy chính
ST
T
Hạng mục tính Kí
hiệu
Công thức và nguồn
gốc
Kết quả Đơn vị
1 Công suất có ích
của động cơ
Ne Thông số tàu 3060 Cv
2 Vòng quay n Thông số tàu 227 v/ph
3 Hệ số nhiệt lượng
do nước làm mát
lấy đi
α
Chọn
α
= (15÷35)%
20%
4 Nhiệt trị thấp của
nhiên liệu
H

Q
41868 kJ/kg
5 Suất tiêu hao nhiên
liệu
e
g
0,137 Kg/Cv.h
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 13
Lớp: MTT50-ĐH2
6 Nhiệt lượng nước
ngọt nhận từ động
cơ
0
dc
Q
0
.
đc
e H
Q Ne.g . Q
α
=
3510380,6 kJ/h
7 Tỉ nhiệt của nước
ngọt
m
C
Theo nhiệt độ nước làm
mát
1,36 kJ/kg.độ

8 Nhiệt độ nước ngọt
vào động cơ
v
dc
t
Thiết kế chỉ định 60
o
C
9 Nhiệt lượng nước
ngọt ra khỏi động
cơ
r
dc
t
Thiết kế chỉ định 75
o
C
10 Sản lượng nước
ngọt
n
G
0
.( )
dc
n
r v
m dc dc
Q
G
C t t

=
−
172,1
3
m
h
11 Sản lượng bơm
b
Q
20%
b n n
Q G G= +
206,5
3
m
h
Vậy sản lượng nước ngọt cần làm mát máy chính là:
b
Q
= 206,5 m³/h
Đối với áp suất của bơm nước ngọt, muốn xác định chính xác cần phải tính
toán thuỷ lực trên đường ống trong hệ thống. Nhưng đường ống trong động cơ rất
phức tạp, khó dùng phương pháp tính toán thông thường để tính, chỉ khi chế tạo
xong động cơ, qua thí nghiệm vận hành tại nơi chế tạo, tổn thất áp lực của nước
mới được xác định. Thông thường cột nước của bơm nước ngọt tuần hoàn là:
Hn = 20 m.c.n
Chọn bơm với các thông số sau:
Loại bơm ly tâm: Dragon 100-80-315
Hãng sản xuất: Dragon
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 14

Lớp: MTT50-ĐH2
Loại bơm: Máy bơm trục ngang
Lưu lượng: 240
3
( / )m h
Công suất: 132000 (W)
Tốc độ vòng quay: 2900 (v/ph)
Trọng lượng: 122 (kg)
2.3.3. Diesel lai máy phát
Bảng 2.2. Bảng tính toán sản lượng bơm nước ngọt làm mát cho động cơ diesel lai
máy phát
ST
T
Hạng mục
tính
Kí
hiệu
Công thức và nguồn gốc Kết quả Đơn vị
1 Công suất
có ích của
động cơ
Ne Thông số tàu 240 Cv
2 Vòng
quay
n Thông số tàu 1200 v/ph
3 Hệ số
nhiệt
lượng do
nước làm
mát lấy đi

α
Chọn
α
= (15÷35)%
30
4 Nhiệt trị
thấp của
nhiên liệu
H
Q
41868 kJ/kg
5 Suất tiêu
hao nhiên
liệu
e
g
0,137 Kg/Cv.h
6 Nhiệt
lượng
0
dc
Q
0
.
đc
e H
Q Ne.g . Q
α
=
412986 kJ/h

Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 15
Lớp: MTT50-ĐH2
nước ngọt
nhận từ
động cơ
7 Tỉ nhiệt
của nước
ngọt
m
C
Theo nhiệt độ nước làm mát 1,36 kJ/kg.độ
8 Nhiệt độ
nước ngọt
vào động
cơ
t
v
dc
Thiết kế chỉ định 65
o
C
9 Nhiệt
lượng
nước ngọt
ra khỏi
động cơ
t
r
dc
Thiết kế chỉ định 75

o
C
10 Sản lượng
nước ngọt
G
n
)(
ttC
Q
G
v
dc
r
dcm
dc
o
n
−
=
30,4
h
m
3
11 Sản lượng
bơm
Q
b
)%202
(
G

GQ
n
nb
+=
72,9
h
m
3
Vậy sản lượng nước ngọt cần làm mát 2 động cơ diesel lai máy phát là:
b
Q
= 72,9 m³/h
Vậy chọn bơm có các thông số sau:
Loại bơm ly tâm: Dragon 65-50-315
Hãng sản xuất: Dragon
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 16
Lớp: MTT50-ĐH2
Loại bơm: Máy bơm trục ngang
Lưu lượng: 96
3
( / )m h

Công suất: 75000 (W)
Tốc độ vòng quay: 2900 (v/ph)
Trọng lượng: 106 (kg)
Xuất xứ: United States
2.3.4. Tính két giãn nở
2.3.4.1. Két giãn nở máy chính
Bảng 2.3. Bảng tính toán két giãn nở máy chính

Vậy
chọn
két
giãn
nở
máy
chính có dung tích: V=1 m³
2.3.4.2. Két giãn nở động cơ diesel lai máy phát
Bảng 2.4. Bảng tính toán két giãn nở động cơ diesel lai máy phát
STT Hạng mục
tính
Kí hiệu Công thức và nguồn gốc Kết quả Đơn vị
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 17
Lớp: MTT50-ĐH2
STT Hạng
mục tính
Kí
hiệu
Công thức và nguồn gốc Kết quả Đơn vị
1 Tổng
công suất
của máy
chính
∑
N
e
mc
e e
N N=
∑

3060 Cv
2 Hệ số
tính toán
V
p

Chọn theo quy phạm 0,2
3 Dung
tích két
V
3
. .10
mc
p e
V V N
−
=
∑
0,612
m
3
1 Tổng công
suất của
động cơ
diesel lai
máy phát
∑
N
e
md

e e
N N=
∑
240 Cv
2 Hệ số tính
toán
p
V

Chọn theo quy phạm 0,2
3 Dung tích
két
V
3
. .10
md
p e
V V N
−
=
∑
0,048
m
3
Vậy chọn két giãn nở có dung tích: V= 0,5 m³
2.3.5. Tính bầu sinh hàn nước ngọt
Các công thức sử dụng lấy theo sách “Thiết kế hệ thống động lực tàu thuỷ ”
- Diện tích truyền nhiệt:
.
Q

F
K t
=
∆
(m
2
)
Trong đó: Q - nhiệt lượng trao đổi qua bộ làm mát, kJ/h.
∆t - hiệu nhiệt độ trung bình của bộ làm mát, độ.
∆t = 0,5.[(t’
nn
+ t’’
nn
) - (t’
nb
+ t’’
nb
)]
t’
nn
- nhiệt độ nước ngọt ở cửa vào, t’
nn
= 75
o
C
t’’
nn
- nhiệt độ nước ngọt ở cửa ra, t’’
nn
= 60

o
C
t’
nb
- nhiệt độ nước biển ở cửa vào, t’
b
= 20
o
C
t’’
nb
- nhiệt độ nước biển ở cửa ra, t’’
b
= 35
o
C
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 18
Lớp: MTT50-ĐH2
∆t = 0,5.[(75 + 60) - (20 + 35)] = 40
o
C
K - hệ số truyền nhiệt.

21
11
1
αλ
δ
α
++

=K
(kJ/m
2
.độ.h)
Trong đó:
α
1
- hệ số toả nhiệt từ chất lỏng đến ống (Kcal/m
2
.h.
o
C).
α
2
- hệ số toả nhiệt từ ống đối với chất lỏng ngoài (Kcal/m
2
.h.
o
C).
δ - chiều dài của ống (m).
λ - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống (Kcal/m
2
.h.
o
C).
Bộ làm mát sau một thời gian làm việc thường xuất hiện cáu cặn ở hai mặt
sàng và trong ống, làm hệ số truyền nhiệt giảm xuống và giảm lượng nhiệt trao đổi,
cho nên khi tính toán hệ số truyền nhiệt thường đưa thêm một hệ số điều chỉnh β
vào trong công thức:
K

’
= β.K
Thông thường β = 0,7
÷
0,8. Chọn β = 0,8.
Theo số liệu kinh nghiệm chọn bộ làm mát dạng bầu tròn - ống (đường kính ống 10
÷
15 mm), chọn K = 1200 [kcal/m
2
.h.
o
C].
Khi xét đến ảnh hưởng của cáu cặn:
K = β.K = 0,8.1200 = 960 [kcal/m
2
.h.
o
C] = 4018,368 [kJ/m
2
.h.
o
C]
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 19
Lớp: MTT50-ĐH2
Bảng 2.5. Bảng tính toán bầu sinh hàn nước ngọt cho các máy:
Động
cơ
Đại lượng
Kí
hiệu

Công thức
Kết
quả
Đơn
vị
Máy
chính
Diện tích
trao đổi
nhiệt
F
.
Q
F
K t
=
∆
Q = 3510380,6 kJ/h
K = 4018,368 kJ/m
2
.h.
o
C
∆t = 40
o
C
21,8 m
2
Động
cơ

diesel
lai máy
phát
Diện tích
trao đổi
nhiệt
F
.
Q
F
K t
=
∆
Q = 412986 kJ/h
K = 4018,368 kJ/m
2
.h.
o
C
∆t = 40
o
C
2,57 m
2
Vậy:
Diện tích trao đổi nhiệt của bầu sinh hàn nước ngọt phục vụ cho máy chính:
F = 21,8 m
2
Diện tích trao đổi nhiệt của bầu sinh hàn nước ngọt phục vụ cho động co diesel
lai máy phát:

F = 2,57 m
2

Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 20
Lớp: MTT50-ĐH2
2.3.6. Tính đường ống
Khi xây dựng đường ống trong hệ thống làm mát cần phải chú ý tới các yếu tố
sau:
- Sự giãn nở của nước trong hệ thống đường ống.
- Sự bốc hơi của nước phải ít nhất.
- Tránh hấp thụ oxi.
- Ảnh hưởng của sự rò rỉ trong hệ thống.
- Đảm bảo được áp suất làm việc trong hệ thống.
- Xả được bọt khí ra ngoài.
Yêu cầu của dòng chảy của nước trong hệ thống làm mát là từ 0.5÷2 m/s.
Chọn V=2 m/s
Công thức tính đường kính ống trong hệ thống:
2
.
Q
d
v
π
=
(m)
Trong đó:
- Q: Lưu lượng bơm, m³/s
- V: Vận tốc dòng chảy, m/s
+) Đường ống nước ngọt đi làm mát động cơ chính:
1

2 0,2
.
dc
b
Q
d
v
π
= =
(m)
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 21
Lớp: MTT50-ĐH2
Theo quy phạm chọn ống có kích thước danh nghĩa
1
200d =
mm
+) Đường ống nước ngọt đi làm mát động cơ diesel lai máy phát:

2
2 0,11
.
md
b
Q
d
v
π
= =
(m)
Theo quy phạm chọn ống có kích thước danh nghĩa

2
110d
=
mm

CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN
3.1. Thống kê trang thiết bị
Hệ thống bao gồm các trang thiết bị sau:
Máy chính: 1 chiếc
Máy phát điện: 2 chiếc
Bơm ly tâm: 3 chiếc
Bầu sinh hàn nước ngọt: 1 chiếc
Két giãn nở máy chính: 1 chiếc
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 22
Lớp: MTT50-ĐH2
Két giãn nở máy điện: 2 chiếc
3.2. Thống kê van
Bảng 3.1. Bảng liệt kê các loại van theo đường ống
STT Đường ống Loại van Số lượng
1 Số 1 - Van chặn, thẳng
- Van bướm
1
1
2 Số 2 - Van bướm 1
3 Số 3 - Van 1 chiều, góc, kiểu vít 2
4 Số 4
5 Số 5 - Diaphragm operated
valve, three way
1
6 Số 6 - Van chặn, thẳng 1

7 Số 7
8 Số 8
9 Số 9 - Van chặn, thẳng
- Van 1 chiều, thẳng, kiểu
vít
1
1
10 Số 10 - Van chặn, thẳng
- Van 1 chiều, thẳng, kiểu
vít
1
1
11 Số 11 - Van chặn, thẳng 1
12 Số 12 - Van chặn, thẳng 1
13 Số 13 - Van chặn, thẳng 1
14 Số 14 - Diaphragm operated
valve, three way
1
15 Số 15
16 Số 16
17 Số 17 - Van chặn, thẳng 1
18 Số 18 - Van chặn, thẳng 1
19 Số 19 - Van chặn, thẳng 1
3.3. Các loại bơm
Hệ thống gồm các loại bơm sau:
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 23
Lớp: MTT50-ĐH2
- Bơm nước ngọt làm mát máy chính:
Loại bơm ly tâm: Dragon 100-80-315
Hãng sản xuất: Dragon

Loại bơm: Máy bơm trục ngang
Lưu lượng: 240
3
( / )m h
Công suất: 132000 (W)
Tốc độ vòng quay: 2900 (v/ph)
Trọng lượng: 122 (kg)
- Bơm nước ngọt làm mát động cơ diesel lai máy phát:
Loại bơm ly tâm: Dragon 65-50-315
Hãng sản xuất: Dragon
Loại bơm: Máy bơm trục ngang
Lưu lượng: 96
3
( / )m h

Công suất: 75000 (W)
Tốc độ vòng quay: 2900 (v/ph)
Trọng lượng: 106 (kg)
Xuất xứ: United States
Sinh viên: Vũ Ngọc Tuân Trang 24
Lớp: MTT50-ĐH2