thiết kế chong chóng tàu hàng khô

MỤC LỤC
PHẦN TÊN PHẦN, MỤC
MỤC LỤC 1
GIỚI THIỆU CHUNG 2
PHẦN
I
TÍNH TOÁN LỰC CẢN VÀ CONG SUẤT KÉO 3
1.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH 3
1.2 TÍNH TOÁN LỰC CẢN VÀ CÔNG SUẤT KÉO 3
PHẦN
II
TÍNH TOÁN CHONG CHÓNG 6
2.1 CHỌN VẬT LIỆU 6
2.2 TÍNH TOÁN HỆ SỐ LỰC HÚT, HỆ SỐ DÒNG THEO 6
2.3 CHỌN SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH CHONG CHÓNG 6
2.4 CHỌN SỐ CÁNH CHONG CHÓNG 7
2.5 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA CHONG
CHÓNG
7
2.6 XÂY DỰNG BẢN VẼ CHONG CHÓNG 10
2.7 KIỂM TRA BỀN THEO QUY PHẠM 16
2.8 TÍNH TOÁN VÀ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN HÀNH 19
1
GIỚI THIỆU CHUNG
Loại tàu : tàu hàng bách hóa trọng
Vùng hoạt động : hoạt động vùng biển không hạn chế
Chiều dài tàu :
L
= 140 m
Chiều rộng tàu :
B

= 20,5 m
Chiều chìm tàu :
T
= 8,68 m
Hệ số béo thể tích :
B
C
= 0,77
Hệ số béo sườn giữa :
M
C
= 0,985
Hệ số béo đường nước :
WL
C
= 0,82
Trọng tải :
DWT
= 15000 tấn
Vận tốc :
S
v
= 15 knots
Dạng mũi : mũi quả lê
%1−=
L
x
B
2
PHẦN I: TÍNH TOÁN LỰC CẢN VÀ CÔNG SUẤT KÉO

1.1. Lựa chọn phương pháp
- Chọn phương pháp Guldhammer- Harvald
- Giới hạn phương pháp:
+ Phạm vi vận tốc:
5,15,0 ÷=
W
L
v
+
8,05,0 ÷=
P
C
+
50,2=
T
B
(có hiệu chỉnh)
+
44,015,0 ÷=Fr
+
0,80,4
3
÷==
V
L
l
- Ta có các thông số của tàu:
686,0
35,478
15

==
W
L
v
(
v
- tính bằng hải lý/h,
w
L
- tính bằng ft)

36,2
68,8
5,20
==
T
B

208,0
140.81,9
716,7
===
gL
v
Fr

782,0
985,0
77,0
===

M
B
P
C
C
C

230,5
.68,8.5,20.140.77,0
140
3
3
===
V
L
l
Trong đó:
m
L
L
w
83,145
96,0
140
96,0
===
hay
ftL
w
35,478=

- Vậy phương pháp Guldhammer – Harvald thỏa mãn tàu thiết kế
1.2. Tính toán lực cản và công suất kéo
- Lực cản tàu thủy được tính theo công thức:
kNRRR
RF
+=
Trong đó:

F
R
- lực cản ma sát, kN

R
R
- lực cản dư, kN
1.2.1. Tính lực cản ma sát
- Lực cản ma sát được tính theo công thức:

SvCR
FF
2
2
1
ρ
=
kN
Trong đó:
ρ
- khối lượng riêng của nước biển ở 20C,
3

/025,1 mt=
ρ
v
- tốc độ tàu, m/s
smvv
S
/716,715.5144,05144,0 ===

S
- diện tích mặt ướt của vỏ tàu, [m
2
]
Vì tàu có hệ số béo thể tích:
65,077,0 >=
B
C
nên ta áp dụng công thức V.A Cemeki để
tính diện tích mặt ướt của tàu:
3

)(784,4486
68,8
5,20
)247,077,0(37,1268,8.140)247,0(37,12
2
m
T
B
CLTS
B

=






−+=






−+=
Do có phần diện tích bổ sung do phần nhô:
SS
phânnhô
%4=
Vậy khi đó:
2
255,4666 mS =


F
C
- hệ số lực cản ma sát,
0
FF
CC =

Với
0
F
C
- hệ số lực cản ma sát của bản phẳng tương đương
Ta áp dụng công thức ITTC 1957 để tính
0
F
C
:

2
)2Re(log
075,0
0
−
=
F
C
Trong đó:

Re
- hệ số Reynold tính theo công thức:

ν
vL
=Re
Với:

ν

- độ nhớt động học của nước,
sm /10.056,1
26−
=
ν

L
- chiều dài tàu,
mL 140=

v
- vận tốc của tàu,
smv /716,7=
1.2.2. Tính lực cản dư
- Với các lượng hiệu chỉnh như sau:
+ Hiệu chỉnh theo B/T:
Vì
50,2≠
T
B
nên hệ số lực cản dư được hiệu chỉnh theo công thức:







−=∆ 5,212,010
3

T
B
C
R
+ Hiệu chỉnh cho hoành độ tâm nổi khác LCB tiêu chuẩn:
Ta có công thức tính
LCB
tiêu chuẩn
( )
s
LCB
như sau:

01,0042,001,0 ±−= FrLCB
s

)/( LxLCB
B
=
Chỉ hiệu chỉnh với
6,0>
W
L
v
và lượng hiệu chỉnh như sau:










−=∆ 6,010
3
w
R
L
v
aC
Với
782,0=
P
C
nên nội suy ta được
99,2=a
+ Hiệu chỉnh mũi quả lê:
Do tàu có
782,0=
P
C
nên ta không cần hiệu chỉnh
+ Hiệu chỉnh cho các phần nhô ra của thân tàu:
R
C%53÷
Lấy
RR
CC %4=∆
- Hiệu chỉnh do bề mặt nhám, ta hiệu chỉnh vào hệ số ma sát với độ tăng bổ sung bằng:

4,010
3
=∆
F
C
Việc tính toán thể hiện qua bảng sau:
4
Bảng 1.1. Tính toán lực cản và công suất kéo
- Từ bảng tính toán ta vẽ được đồ thị lực cản và công suất kéo của tàu:
Hình 1.1
5
PHẦN II: THIẾT KẾ CHONG CHÓNG
2.1. Chọn vật liệu chế tạo
- Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép QCVN 21:2010/BGTVT (Bảng
7A/7.2) chọn vật liệu làm chong chóng là hợp kim đồng .
+ Loại: Đồng thau mangan đúc cấp 1.
+ Cấp: HB
S
C-1
+ Thành phần hóa học Cu 52÷62%; Al 0,5÷3%; Mn 0,5÷4,0%; Zn 35÷40%; Fe
0,5÷2,5%; Ni ≤ 1%; Sn ≤ 1,5%; Pb ≤ 0,5%
+ Giới hạn chảy:
[ ]
2
175 /
C
N mm
σ
≥

+ Giới hạn bền kéo:
[ ]
2
460 /
K
N mm
σ
≥
N/ mm
2
.
2.2. Tính toán hệ số hút t và hệ số dòng theo w
T
- Các hệ số tương hỗ giữa chong chóng và vỏ tàu được tính theo công thức Taylor:
+ Hệ số dòng theo tính toán:
335,005,077,0.5,005,0.5,0 =−=−=
BT
Cw
+ Hệ số hút:
268,0335,0.8,0. ===
TT
wkt
9,07,0 ÷=
T
k
cho bánh lái dạng thoát nước. Chọn
8,0=
T
k

2.3. Chọn sơ bộ đường kính chong chóng:
2.3.1. Chọn sơ bộ công suất của động cơ
- Ta có
knotsv
s
15=
, tra đồ thị lực cản ta có
kWP
E
62,4708=
- Khi đó:
kW
k
P
P
E
s
6,9232
6,0.85,0
62,4708
85,0
===
Với k = 0,6 – hệ số
2.3.2. Chọn sơ bộ vòng quay của chong chóng
- Từ bảng 9.2 “ Giới hạn thay đổi vòng quay hợp lý của chong chóng” trang 103 -Sách
Thiết bị đẩy tàu thủy - Ta chọn vòng quay chong chóng
rpmn 130=
2.3.3. Chọn sơ bộ đường kính chong chóng
- Ta có công thức:

m
n
T
DTnD 561,5
130
663,8338,11
8,11
8,11
4
4
4
===⇒=
Trong đó:
D
- đường kính chong chóng, m
T
- lực đẩy chong chóng, kN,
kNR 241,610=
kN
t
R
t
T
T
E
663,833
268,01
241,610
11
=

−
=
−
=
−
=
n - vòng quay chong chóng, rpm,
rpmn 130=

6
2.4. Chọn số cánh chong chóng Z
- Ta có hệ số lực đẩy theo vòng quay tính theo công thức
653,0
663,833
025,1
.
167,2
131,5
4
4
===
T
n
v
k
A
NT
ρ
Trong đó:
A

v
- vận tốc tiến của chong chóng, m/s
smwvv
TA
/131,5)335,01.(716,7)1( =−=−=
, với
smv /716,7=
n - vòng quay chong chóng, rps,
rpsn 167,260/130 ==
T - lực đẩy của chong chóng
)(663,833
1
kN
t
T
T
E
=
−
=
- Ta lại có hệ số lực đẩy theo đường kính được tính theo công thức:

000,1
663,833
025,1
561,5.131,5 ===
T
Dvk
ADT
ρ

Trong đó:

A
v
- vận tốc tiến của chong chóng, m/s
smwvv
TA
/131,5)335,01.(716,7)1( =−=−=
, với
smv /716,7=
D - đường kính chong chóng,
)(561,5 mD =
T - lực đẩy của chong chóng

)(663,833
1
kN
t
T
T
E
=
−
=
Vì
1<
NT
K
và
2<

DT
K
nên ta chọn số cánh chong chóng là
4=Z
Vậy chọn số cánh chong chóng
4=Z
2.5. Tính các yếu tố cơ bản của chong chóng
2.5.1. Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền
- Chọn theo điều kiện bền thì:
[ ]
3
3/2
max
min
00
10
.).08,1.(24,0
σδ
Tm
D
z
d
A
A
A
A
H
EE









−=








≥
Trong đó:
4=Z
- số cánh chong chóng
D - đường kính chong chóng,
mD 561,5=

max
δ
: chiều dày tương đối của chong chóng ở mặt cắt bán kính tương đối,
6,0==
R
r
r
;

08,0
max
=
δ
T - lực đẩy của chong chóng,
kNT 663,833=
m - hệ số kể đến trạng thái tải trọng,
15,1=m
7
[ ]
σ
: ứng suất cho phép giới hạn của vật liệu,
[ ]
kPa
4
10.6=
σ


167,0==
D
d
d
H
H
, tỷ số giữa đường kính trung bình của củ chong chóng với đường
kính của nó
Khi đó:
514,0
10.6

941,837.15,1.10
.
08,0.568,5
4
).167,008,1.(24,0
3
4
3/2
min
0
=






−=








A
A
E
- Vậy chọn tỷ số đĩa chong chóng

55,0
0
=
A
A
E

2.5.2. Tính toán các yếu tố cơ bản của chong chóng và lựa chọn động cơ chính
Dựa vào bảng tính ta xây dựng được đồ thị
S
P = f(N)
Dựa vào đồ thị ta chọn được máy có các thông số như sau:
Tên máy 6RT-flex50
8
Hãng sản xuất
WARTSILA SULZER
&& &&
Công suất định mức:
kWP
S
9720=
Vòng quay định mức:
rpmN
H
124=
2.5.3 Tính toán chong chóng đảm bảo khai thác hết công suất của động cơ và đạt được
tốc độ tối đa:
Do lựa chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất yêu cầu nên ta đi tính vận tốc khai
thác thực của tàu:
Giả thiết vận tốc tàu:

(14 16)
S
v knots= ÷
và tính toán với vòng quay chong chóng
124 2,067n rpm rps= =
Quá trình tính toán thể hiện qua bảng sau:
Tiến hành vẽ đồ thị :
0
( ), ( ), ( ), / ( )
S S opt S S S
P f v D f v f v P D f v
η
= = = =

Với công suất máy chính
kWP
S
9720=
, từ đồ thị ta có vận tốc tàu và các thông số của
chong chóng như sau :
9

0
15,12 ; 5,628 ; 0,528; / 0,787
S opt
v knot D m P D
η
= = = =

2.5.4 Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện không xảy ra xâm thực:

Theo Schoenherr thì tỷ số đĩa nhỏ nhất không xảy ra xâm thực được tính theo công thức
sau:

( )
2
0 0
min
1,275. . .
c
E
k
A
n D
A P
ξ
 
=
 ÷
 
Trong đó:

1,3 1,6
ξ
= ÷
- hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tải trọng chong chóng,.Chọn
1,6
ξ
=
với trường hợp nặng tải

( ; / ; )
C
k f Z P D J=
- hệ số tra đồ thị
Với
4; / 0,787; 0,445Z P D J= = =
ta tra đồ thị được
0,262
C
k =

2
0
( ), /
a s
P P h kN m
γ
= +

Với:

2
101,340 /
a
P kN m=
- áp suất khí quyển

3
10 /kN m
γ

=
- trọng lượng riêng của nước

0,55 8,68 0,55.5,628 5,585
s
h T D m= − = − =


2,067n rps=


5,628D m=

Khi đó :

( ) ( )
2 2
0 0
min
0,262
1,275. . . 1,275.1,6 2,067.5,628 0,460
101,34 10.5,585
c
E
k
A
n D
A P
ξ
 

= = =
 ÷
+
 


0
min
0,460 0,55
E
A
A
 
= <
 ÷
 
Vậy điều kiện tỷ số đĩa để không xảy ra xâm thực được thỏa mãn.
2.6 Xây dựng bản vẽ chong chóng
2.6.1 Xây dựng hình bao duỗi thẳng của chong chóng :
Tính chiều rộng lớn nhất của cánh b
ax
0
2,187. 2,187.5,628
. .0,55 1,692 1692
4
E
m
AD
b m mm
z A

= = = =
Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo Seri B tính theo % của b như
sau :
10
Ta có bảng :

Từ bảng trên ta xây dựng được hình bao duỗi thẳng và đường chiều dày lớn nhất
2.6.2 Xây dựng profin cánh :
2.6.2.1 Xác định chiều dày lớn nhất của các profin tại các tiết diện :
- Chiều dày tại mút cánh :
11

20
R
e mm=
- Chiều dày giả định tại đường tâm trục :

0
325e mm=

- Chiều dày lớn nhất của profin :
0 0
.( )
R
e e r e e= − −
Trong đó :
r
r
R
=

2.6.2.2 Bảng tung độ profin cánh
2.6.3 Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh
- Chọn góc nghiêng cánh bằng 10
12
- Từ hình bao duỗi phẳng ta xác định được các giá trị
1 2 1 2
, , ,l l h h
như sau :
2.6.4 Xây dựng củ chong chóng :
2.6.4.1 Xác định đường kính trục chong chóng
- Đường kính trục chong chóng :
1,12
B P C
d d k D= +
Với d là đường kính trục trung gian được tính theo công thức sau :
( )
3
92 1
S
P
m
P
d k
n
= +

Trong đó:
( 1)k q a= −
với
0,4q =

và
2,00a =
khi động cơ 4 kỳ và 6 xilanh
0,4(2 1) 0,4k = − =
9720
S
P kW=
- công suất máy
124
m
n rpm=
- vòng quay định mức của trục chong chóng
Khi đó:
( )
3
9720
92 1 0,4 440,47
124
P
d mm= + =
10
C
k =
- ống bao trục là hợp kim đồng
Do đó :
1,2.440,47 10.5,628 584,844
B
d mm= + =
Chọn
590

B
d mm=

- Độ côn trục:
1/15k =
- Chiều dài phần côn trục
(90 95)% (1107 1168,5)
k H
l l mm= ÷ = ÷
. Chọn
1120
k
l mm=
2.6.3.2 Xác định kích thước củ chong chóng
- Chiều dài củ:
H
l
lấy lớn hơn
2% 3%
÷
chiều rộng lớn nhất của hình chiếu cạnh
Do đó chọn
1230
H
l mm=

- Độ côn của củ chong chong chóng, chọn
1/15
H
k =

- Đường kính trung bình củ:

0,167 0,167.5628 939,876
H
d D mm= = =
. Chọn
940
H
d mm=
- Chiều dài lỗ khoét để giảm nguyên công cạo rà:

0
(0,25 0,3) (280 336)
k
l l mm= ÷ = ÷
. Chọn
0
300l mm=
- Chiều sâu rãnh khoét, chọn
10t mm=
2.6.3.3 Chọn then
- Ta chọn số lượng then là 1 then
13
- Chiều dài then:

(0,9 0,95) (0,9 0,95).1120 (1008 1064)
t k
l l mm= ÷ = ÷ = ÷
. Chọn

1020
t
l mm=
- Chiều rộng then:

(0,25 0,3) 147,5 177
t B
b d mm= ÷ = ÷
. Chọn
150
t
b mm=
- Chiều cao then:

(0,5 0,6) (75 90)
t t
h b mm= ÷ = ÷
. Chọn
80
t
h mm=
- Kiểm tra bền:
Điều kiện bền :
[ ]
d
d
δδ
≤
[ ]
cc

TT ≤
Trong đó:
Ứng suất dập cho phép:
[ ]
2
80 /
d
N mm
δ
=

Ứng suất cắt cho phép:
[ ]
2
40 /
c
T N mm=
Ứng suất dập tính toán:
2
2
tld
T
tB
d
=
δ
Ứng suất cắt tính toán:
ttB
c
lbd

T
T
2
=
Ta có mô men xoắn trên trục chong chóng là:
7162.
D
m
P
T
n
=

D
P
- công suất truyền đến chong chóng

0,97.9720 9428,4
D s S
P P kW
η
= = =
Thay vào :
9428,4
7162. 62451,442 62451442
124
T Nm Nmm= = =
Với
2
t

(độ ngập của then trên củ chong chóng)

2
0,4 0,4.80 32
t
t h mm= = =
[ ]
2 2
2.62451442
6,486( / ) 80( / )
590.1020.32
d
d
N mm N mm
δ δ
= = < =

[ ]
2 2
2.62451442
1,384( / ) 40( / )
590.150.1020
c c
T N mm T N mm
= = < =
Vậy then đó chọn đủ bền
2.6.3.4 Chọn mũ thoát nước
- Chiều dài mũ thoát nước :

0

(0,14 0,17) (0,14 0,17).5,628 (0,788 0,957)l D mm= ÷ = ÷ = ÷
14
Chọn
0
0,940l m=
- Bán kính cầu ở cuối mũ:

0
(0,05 0,1) (0,05 0,1).5,628 (0,281 0,563)r D mm= ÷ = ÷ = ÷

Chọn
0
0,4r m=

2.6.3.5 Tính khối lượng chong chóng
Theo Kopeeski thì khối lượng chong chóng được tính như sau :

0,6 0,6
3 4 2
4
. . .( ). 6,2 2.10 0,71 . 0,59. . .
4.10
H
H H
b e
dZ
G D l d
D D D
γ γ
 

 
= + − +
 ÷
 
 
 
.
Trong đó:
4Z =
- số cánh chong chóng
3
8600 /kG m
γ
=
- trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chong chóng
5,628D m=
- đường kính chong chóng
0,94
H
d m=
- đường kínhcủa củ chong chóng
1,23
H
l m=
- chiều dài củ chong chóng
0,6
0,142e m=
- chiều dài cánh tại 0,6 R
0,6
1,692b m=

- chiều rộng cánh tại 0,6R
Thay số ta được:
3 4 2
4
4 1,692 0,94 0,142
.8600.5,628 .( ). 6,2 2.10 0,71 . 0,59.8600.1,23.0,94
4.10 5,628 5,628 5,628
G
 
 
= + − +
 
 ÷
 
 

18429G kg=

Vậy khối lượng chong chóng là
18429G kg=
2.6.4 Xây dựng tam giác đúc
- Bán kính đặt tam giác đúc:

(50 60) (2864 2874)R R mm mm
φ
= + ÷ = ÷
. Chọn
2870R mm
φ
=

- Chiều dài của tam giác đúc:
1 2
2162 1605 3767l l l mm
φ φ φ
= + = + =
Với:

1
1
43,17
.2 .2.3,14.2870 2162
360 360
l R mm
φ φ
ϕ
π
= = =

2
2
32,05
.2 .2.3,14.2870 1605
360 360
l R mm
φ φ
ϕ
π
= = =

1 2

,
ϕ ϕ
xác định từ hình vẽ:
0 0
1 2
43,17 , 32,05
ϕ ϕ
= =
15
0,2R
0,3R
32.05
0
43.17
0
- Chiều cao tam giác đúc:

1 2
43,17 32,05
. 4429,2. 925,5
360 360
h P mm
φ
ϕ ϕ
+ +
= = =
- Vị trí đường trung bình của củ chong chóng cánh cạnh huyền của tam giác đúc một
đoạn:
.
R

R
m m
R
φ
φ
=
Trong đó:
R
m
là khoảng cách từ mút cánh đến đường tâm cánh
.tan10 2814.tan10 496
R
m R mm= = =
Do đó:
2870
.496 506
2814
m mm
φ
= =
2.7 Kiểm tra bền chong chóng theo quy phạm:
2.7.1 Chiều dày cánh
Theo quy chuẩn 2010 (TCVN 2010 phần 3 chương 7) thì chiều dày cánh tại bán kính
0,25R và 0,6R đối với chong chóng cố định và tại bán kính 0,35R và 0,6R đối với
chong chóng biến bước không nhỏ hơn trị số xác định theo công thức sau.
1
2
K H
t = SW
K ZNl

cm
Trong đó:
t
- chiều dày cánh trừ góc lượn của chân cánh, cm
H
- công suất liên tục lớn nhất của máy chính,
9720H kW=
Z
- số cánh chong chóng,
4Z =
N
- số vòng quay liên tục lớn nhất chia cho 100,
1,24 /N v p=
l
- chiều rộng cánh tại bán kính đang xét:
16
Tại bán kính 0,25R thì
137,4l cm=

Tại bán kính 0,6R thì
169,2l cm=

1 2
,K K
- hệ số xác định theo công thức sau:
1 2 3
2
1
30,3 D P'
K = k +k

P D
P'
1+k
D
 
 ÷
 
 
 ÷
 
2 2
2 4 5
0
E D N
K = K - k +k
t 1000
 
 ÷
 
D
- đường kính chong chóng,
5,628D m=
k
1
, k
2
, k
3
, k
4

, k
5
: Hệ số tra bảng 3/7.1
'P
- bước tại bán kính đang xét,
' 4,429P m=
P
- bước tại bán kính 0,7R,
4,429P m=
E
- độ nghiêng tại đầu mút cánh,
49,62E cm=
0
t
- chiều dày giả định cánh tại đường tâm của trục,
0
32,5t cm=
K
- hệ số tra bảng 3/7.2,
1,15K =
với vật liệu chong chóng là HBsC1
Do đó:
Tại bán kính 0,25R:
1
14,527K =
2
0,924K =
Tại bán kính 0,6R :
1
4,5K =

2
1,005K =

S
- là hệ số tính đến tăng ứng suất do thời tiết, nếu
1S >
thì
1S =
,
0,8S <
thì
0,8S =
0,095 0,677
S
S
D
S
d
= +
= 0,81
S
D
- là chiều cao tàu dùng trong tính toán sức bền,
12,15
S
D m=

S
d
- chiều chìm tàu,

8,68
S
d m=
W
- là hệ số kể đến sự dao động của nước kèm và giá trị cực đại của dao động nước
kèm ở đĩa chong chóng:
2 3 4 1
3 1
'
1 1,724
'
P
A A A A
D
W
P
A A
D
+
= +
+
Nếu
2,8W <
thì lấy
2,8W =

1 2 3
, ,A A A
- xác định theo công thức sau:
1

1
w
A
w C
∆
=
+
2
2
w
A
w C
∆
=
+
( ) ( )
( ) ( )
1 2
3
3 2 1
1
1
C C w
A
C C C w
+ +
=
+ +
17
4

3,52A =
tại 0,25R
4
1,26A =
tại 0,6R
1 2 3
, ,C C C
- là các hệ số xác định theo công thức sau:
1
2
3
2
1,3 0,22 1
0,95
1,19
1,1 0,2 1
0,95
0,122 0,0236
O
O
a
D P
C
P D Z
a
D P
C
P D Z
P
C

D
 
 
= − + −
 
 ÷
 
 
 
= − + −
 ÷
 
= +
0
a
- tỉ số diện tích khai triển của chong chóng,
0
0,55a =
w
- là nước kèm trung bình định mức ở đĩa chong chóng
0,625 0,04 4 0,527
B
S
B B
w C
D d
 
 
 
= + + −

 
 ÷
 
 
 
w∆
là giá trị cực đại của dao động nước kèm và xác định theo công thức sau:
7,32 1,56 0,04 4
B
S
B B
w C w
D d
 
 
 
∆ = − + −
 
 ÷
 
 
 
B
- chiều rộng tàu,
20,5B m=
B
C
- là hệ số béo thể tích của tàu,
0,77
B

C =

Do đó:
0,248w =

3
0,12C =

w 0,581∆ =

1
0,936A =

1
0,373C =

2
1,277A =

2
0,207C =

3
7,484A =

3,043W =
tại 0,25R
3,133W =
tại 0,60R
Do đó :

Chiều dày cánh tại bán kính 0,25R là:
23,507t mm=

Chiều dày cánh tại bán kính 0,6R là:
11,473t mm=
Mà:
Chiều dày cánh thực tế tại bán kính 0,25R là:
24,5t mm=
Chiều dày cánh thực tế tại bán kính 0,6R là:
14,2t mm=
Kết luận: Chong chóng đủ bền
2.7.2 Tính bán kính góc lượn
Theo quy phạm thì bán kính góc lượn giữa chân cánh và củ chong chong không nhỏ
hơn trị số
0
R
xác định theo công thức sau :
( ) ( )
B 0 1
0 1
e-r t -t
R = t +
e
Trong đó:
0
R
- bán kính yêu cầu góc lượn, cm
1
t
- chiều dày qui định cánh tại 0,25R,

1
23,507t mm=
0
t
- chiều dày giả định cánh tại đường tâm của trục,
0
32,5t cm=
18
B
r
- tỉ số bước của chong chóng,
0,167
H
B H
r
r d
R
= = =

e
- hệ số với chong chóng có bước cố định,
0,25e =
Do đó:
0
R = 26,5 cm

Bán kính góc lượn thực tế giữa chân cánh và củ là:
0
R = 17 cm
Do đó ta chọn bán kính góc lượn phía mặt đạp giữa cánh và củ là:

R= 27 cm

Bán kính góc lượn phía mặt hút giữa cánh và củ là:
R= 29 cm
Vậy chong chóng thoả mãn điểu kiện bền theo qui phạm
2.8 Tính toán và xây dựng đồ thị vận hành của chong chóng
2.8.1. Tính toán các đặc trưng không thứ nguyên của chong chóng làm việc sau thân
tàu
Các thông số chủ yếu như sau:
0
/ 0,55
E
A A =

/ 0,787P D =

4Z =

0,335
T
w =

0,268t =

0,445
1 1 0,435
/ 0,787
p
P
J

s
P D
= − = − =
0
0,268.0,435 0,117t = =

Ta có bảng tính toán như sau:

2.8.2. Tính toán các đặc trưng của chong chóng sau thân tàu
Giả thiết vòng quay của chong chóng với các giá trị như sau:

112; 118; 124; 130n rpm=

Bảng 1:
112 1,867n rpm rps= =
19
Bảng 2:
118 1,967n rpm rps= =
Bảng 3:
124 2,067n rpm rps= =
Bảng 4:
130 2,167n rpm rps= =

20
Từ các giá trị tính ở bảng trên ta đi xây dựng đồ thị vận hành. Tiến hành vẽ đồ thị
Xác định công suất định mức của động cơ được thể hiện như bảng sau:
2
dm
.
S

dm
n
P P
n
 
=
 ÷
 
Với
9720.0,85 8262
dm
P kW= =
và
124
dm
n rpm=

STT Đơn vị Giá trị tính toán
1 Vòng quay giả thiết rpm 112 118 124 130
2 Công suất định mức kW 6740 7482 8262 9081
21