thuyết minh bản thiết kế chong chóng tàu hàng bách hóa dai 76 m

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
2.3 CHỌN SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH CHONG CHÓNG
2.4 CHỌN SỐ CÁNH CHONG CHÓNG
2.5 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA CHONG
CHÓNG
2.6 XÂY DỰNG BẢN VẼ CHONG CHÓNG
2.7 KIỂM TRA BỀN THEO QUY PHẠM
2.8 TÍNH TOÁN VÀ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN HÀNH
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
= 73,9 m
Chiều rộng tàu :
B
= 12,2 m
Chiều chìm tàu :
T
= 4,8 m
Hệ số béo thể tích :

B
C
= 0,69
Hệ số béo sườn giữa :
M
C
= 0,981
Hệ số béo đường nước :
WL
C
= 0,82
Vận tốc :
S
v
= 13,9 knots
Dạng mũi : mũi quả lê
0,5%
B
x
L
=
2
PHẦN I: 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:
W
v
L

= 0,5÷1,5
C = 0,5 ÷ 0,8
B
T
=2,5( có hiệu chỉnh)
Fr = 0,15
÷
0,44

3
4,0 8,0
L
= ÷
∇
- Ta có các thông số của tàu
W
13,9
0,87
252,556
v
L
= =
( v - tính bằng hải lý/h,L tính bằng ft)
B
T
=
8,4
2,12
= 2,54
Fr =

gL
v
=
9,73.81,9
151,7
=0,266
C
p
=
B
M
C
C
=
981,0
69,0
= 0,703
3
3
73,9
2986,03
L
=
∇
= 5,13
Trong đó: L =
0,96
L
=
73,9

0,96
= 76,979 ,m hay L = 252,566 ,ft
- Vậy tàu thoả mãn giới hạn của phương pháp Guldhammer – Harvald
1.2. Tính toán lực cản và công suất kéo
Lực cản tàu thủy được tính theo công thức
R = R
F
+ R
R
,kN
Trong đó:
R
F
: Lực cản ma sát ,kN
R
R
: Lực cản dư ,kN
- Tính lực cản ma sát
Lực cản ma sát được tính theo công thức
2
1
2
F F
R C v S
ρ
=
,kN
Trong đó:
ρ = 1,025 ,t/m
3

: Khối lượng riêng của nước biển ở 20C
v: Tốc độ tàu ,m/s
3
v = 0,5147v
S
= 0,5147.13,9 = 7,151 ,m/s
S: Diện tích mặt ướt của vỏ tàu ,m
2
Vì tàu có hệ số béo thể tích C
B
= 0,69 > 0,65 nên ta áp dụng công thức V.A Cemeki để
tính diện tích mặt ướt của tàu:
S = LT
2 1,37( 0,274)
B
B
C
T
 
+ −
 
 
,m
2
S= 73,9.4,8







−+
8,4
2,12
)274,069,0(37,12
= 1256,62 ,m
2
Do có phần diện tích bổ sung do phần nhô: S = 4%S
Vậy khi đó S = 1306,88 ,m
2
C
F
: Hệ số lực cản ma sát
C
F
= C
F0

Với: C
F0
: Hệ số lực cản ma sát của bản phẳng tương đương
Ta áp dụng công thức ITTC 1957 để tính C
F0

( )
0
2
0,075
lg Re 2
F

C =
−
Trong đó: Re - hệ số Reynold tính theo công thức Re =
vL
ν

- Tính lực cản dư
Với các lượng hiệu chỉnh như sau:
* Hiệu chỉnh theo B/T
Với B/T=2,5 thì cần hiệu chỉnh hệ số lực cản dư theo công thức:
3
10 0,12 2,5
R
B
C
T
 
∆ = −
 ÷
 
* Hiệu chỉnh cho hoành độ tâm nổi khác LCB tiêu chuẩn:
Ta có công thức tính LCB tiêu chuẩn ( LCB ) như sau:
0,01 0,042 0,01
s
LCB Fr= − ±
(LCB=x/L)
Chỉ hiệu chỉnh với
W
0,6
v

L
>
và lượng hiệu chỉnh như sau:
3
W
10 0,6
R
v
C a
L
 
∆ = −
 ÷
 ÷
 
Với C = 0,703 nên nội suy ta được a = 0,753
* Hiệu chỉnh cho các phần nhô ra của thân tàu: 3÷5% C
Lấy
4%
R R
C C∆ =
* Hiệu chỉnh do bề mặt nhám, ta hiệu chỉnh vào hệ số ma sát với độ tăng bổ sung
bằng:

3
10 0,4
F
C∆ =

Việc tính toán thể hiện qua bảng sau

4
Với
3
L
l =
∇
5
PHẦN II: THIẾT KẾ CHONG CHÓNG
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: 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:
[ ]
175≥
C
σ
N/ mm
2

- Giới hạn bền kéo:
[ ]
460
K
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:
W
T
= 0,5.C - 0,05 = 0,5.0,69 - 0,05 = 0,295
Hệ số hút:
t = k
T
.W
T
= 0,8.0,295 = 0,236
K
t
= 0,7
÷
0,9 cho bánh lái dạng thoát nước. Chọn k
T
= 0,8
2.3.Chọn sơ bộ đường kính chong chóng
2.3.1 Chọn sơ bộ công suất của động cơ
Ta có
1238,8
2429,02
0,85 0,85.0,6

E
s
P
P
k
= = =
,kW
Trong đó :
k = (0,5 – 0,7) chọn k = 0,6
P
E
– công suất kéo của tàu, kW
Ta có v = 13,9 knot tra đồ thị lực cản ta có P = 1238,8 , kW
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 n = 200 ,rpm
2.3.3 Chọn sơ bộ đường kính chong chóng:
Ta có công thức:
4
4
4
11,8 11,8. 227,04
11,8 3,24
200
T
D n T D
n
= ⇒ = = =
,m
Trong đó: D là đường kính chong chóng, m

T là lực đẩy chong chóng , kN
173,46
227,04
1 1 1 0,236
E
T R
T
t t
= = = =
− − −
, kN
n là vòng quay chong chóng ,rpm ; n = 200 , rpm
2.4.Chọn số cánh chong chóng Z
Ta có
6
A
4
4
v ρ 5,04 1,025
K = . . 0,716
T 227,04
3,33
NT
n
= =

Trong đó:
v
A
: Vận tốc tiến của chong chóng [m/s], v = v(1-w)

với v = 7,151 m/s nên v = 7,151.(1-0,295) = 5,04 , m/s
n: Vòng quay chong chóng , rps : n = 200/60 = 3,33 ,rps
T: Lực đẩy của chong chóng, T= 227,04 ,kN
Ta lại có
A
ρ 1,025
K = v .D. 5,04.3,24. 1,097
T 227,04
DT
= =

Trong đó:
v
A
: Vận tốc tiến của chong chóng [m/s], v = v(1-w)
với v = 7,151 m/s nên v = 7,151.(1-0,295) = 5,04 , m/s
D: Đường kính chong chóng ,m: D = 3,24 ,m
T: Lực đẩy của chong chóng, T=227,04 ,kN
Vì K < 1 và K
DT
< 2 nên ta chọn số cánh chong chóng là: Z = 4
Vậy chọn số cánh chong chóng Z = 4
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:

( )
[ ]
2/3
E E

3
min
0 0 ax
A A 10. .
( ) = 0,24 1,08
A A
H
m
z mT
d
D
δ σ
 
≥ −
 ÷
 
Trong đó:
Z = 4: Số cánh chong chóng
D: Đường kính sơ bộ chong chóng , m : D = 3,24 ,m
δ
max
- Chiều dày tương đối của chong chóng ở mặt cắt bán kính tương đối
0,6
r
r
R
= =
, δmax = 0,08
T: Lực đẩy của chong chóng: T = 204,53 ,kN
m: Hệ số kêt đến trạng thái tải trọng: m = 1,15

[
σ
] ứng suất cho phép giới hạn của vật liệu, [
σ
] = 6.10 , kPa
0,167
H
H
d
d
D
= =
- tỷ số giữa đường kính trung bình của củ chong chóng với
đường kính của nó
Khi đó :
( )
2/3
E
3
min
4
0
A 4 10.1,15.227,04
( ) = 0,24 1,08 0,167 0,444
A 3,24.0,08 6.10
 
− =
 ÷
 
Vậy chọn tỷ số đĩa chong chóng

E
0
A
= 0,55
A
7
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
opt
P = f(N)
D = f(N)





Dựa vào đồ thị ta chọn được máy có các thông số như sau:
Tên máy 12V28/32A
Series
Hãng sản xuất MAN B&W
Công suất định mức: P
S
= 2940 (kW)
Vòng quay định mức: N
H
= 201 (rpm)
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:
Quá trình tính toán thể hiện qua bảng sau:
STT Đại lượng tính Đ/vị Giá trị
8
1 v
S
Knot 14
2 V
A
=0,5144v
s
(1-w
T
) m/s 5,077
3 T
B
=R=f(v
s
) kN 179,771
4
1
E
T
T
t
=
−
kN 235,302
5
4

A
NT
v
k
T
n
ρ
=
- 0,713
6 J
0
=f(k
NT
) - 0,456
7 J=a.J
0
- 0.479
8
A
opt
v
D
nJ
=
m 3,165
9
2 4
T
opt
T

k
n D
ρ
=
- 0,204
10
( , )
T
P
f k J
D
=
- 0,847
11
0
( , )
T
f k J
η
=
- 0,474
12
0
1 1
.
1 w
D
Q T
t
i

η η
−
=
−
- 0,526
13
.
D
D
R v
P
η
=
kW 2461,159
14
. .
D
s
s G B
P
P
k
η η
=
kW 2954,573
15 P
DC
kW 2940
16
.100

S DC
DC
P P
P
P
−
∆ =
% 0,5
Với công suất máy chính P = 2940 kW, ta có vận tốc tàu và các thông số của chong
chóng như sau :
V = 14 knots , D = 3,165 m,
0
η
= 0,474 , P/D = 0,847
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 đươch 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
= ÷
là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tải trọng chong chóng
Chọn
1,6
ξ
=
, với trường hợp nặng tải
K = f (z;P/D;J), Với z=4, P/D = 0,847, J = 0,479 ta tra đồ thị được: K=
0,28
P = (P +
γ
.h ) = 131,94 ,kN/m
Với P = 101,340 ,kN/m,
γ
= 10 ,kN/m,
h = T- 0,55 D= 4,8-0,55.3,165 = 3,06 ,m
9
n = 3,35 ,rps
D = 3,165 , m
Khi đó :
( ) ( )
2 2
0 0

min
0,28
1,275. . . 1,275.1,6 3,35.3,165
131,94
c
E
k
A
n D
A P
ξ
 
= =
 ÷
 


0
min
0,49
E
A
A
 
=
 ÷
 
< 0,55
Vậy điều kiện xâm thực được thỏa mãn
2.6 Xây dụng 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. 2,187.3,165
. .0,55 0,952
4
E
m
AD
b
z A
= = =
,m = 952 ,mm
10
Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo Seri B tính theo % của b như
sau :
Bảng hoành độ của hình bao duỗi phẳng
r/R
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Chiều
rộng cánh
tính bằng
% chiều
rộng ở
bán kính
0,6 R
Từ trục
đến mép
đạp

46,89 52,75 56,34 57,66 56,1 51,37 41,71 25,39 -
Từ trục
đến mép
thoát
29,11 33,3 37,4 40,74 43,9 46,66 48,37 46,95 20,14
Chiều
rộng toàn
bộ
75,99 86,05 93,74 98,4 100 98,03 90,08 72,34 -
Khoảng cách từ đường
chiều dáy lớn nhất đến
mép đạp theo % chiều
rộng cánh
35 35 35,1 35,5 38,9 44,3 48,6 50 -
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 :

10
R
e =
(mm)
- Chiều dày giả định tại đường tâm trục :
0
190( )e mm=
11
- 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 :
12
13
2.6.3 Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh :
Chọn góc nghiêng cánh bằng 10
Ta có bảng xác định l, l, h, h như sau :
r/R 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
l
1
225.40 343.60 424.70 470.10 479.50 452.90 375.20 232.00 0.00
l
2
200.70 260.90 308.20 346.60 383.40 414.60 435.90 428.00 194.10
14
h
1
399.60 379.60 340.30 293.50 242.00 188.80 132.20 70.40 0.00
h
2
201.00 189.30 181.50 179.80 170.90 162.50 149.00 130.50 52.40
2.6.4 Xây dựng củ chong chóng :
2.6.4.1 Xác định đường kính trục chong chóng :

* Đường kính trục chong chóng : d = 1,12. 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 : k = q(a-1) với q=4 và a=2 khi động cơ 4 kỳ và 6 xilanh
k = 0,4(2-1) = 0,4
P= 2940 (kW) - công suất máy
n= 124 rpm - số vòng quay chong chóng
Khi đó:
( )
3
2940
92 1 0,4 251,70
201
P
d = + =
,mm
k = 10, ống bao trục là hợp kim đồng
Do đó : d = 1,12 d + k.D = 1,12.251,70 + 10.3,165 = 313,55 , mm
Chọn d = 320 , mm
* Độ côn trục : k = 1/15

2.6.3.2 Xác định kích thước củ chong chóng :
* Chiều dài củ : l lấy lớn hơn 2%÷3% chiều rộng lớn nhất của hình chiếu cạnh
Do đó chọn l = 750 mm
* Độ côn của củ chong chong chóng : Chọn k = 1/15
* Đường kính củ : d = 0,167 D = 0,167.3165= 528,55 mm.Chọn d = 530 mm
* Chiều dài lỗ khoét của củ
l = (0,25 ÷ 0,3) l
Với l = (90%÷ 95%) l =675 ÷ 713 .Chọn l = 680 mm
l = (0,25 ÷ 0,3).680 = 170 ÷ 204 .Chọn l = 180 mm
Trong đó : l - chiều dài phần côn trục của củ
* Chiều sâu rãnh khoét: Chọn t = 10 mm
2.6.3.3 Chọn then
* Ta chọn số lượng then là 1 then
* Chiều then l = (0,9÷0,95)l = (0,90÷0,95).680 = 612÷646 (mm)
Do đó chọn l = 620 mm
Chiều rộng then: b = (0,25÷0,3).d = 80 ÷ 96 mm. Chọn b = 90 mm
Chiều cao then: h = (0,5 ÷ 0,6) b = 45 ÷ 54 mm. Chọn h = 50 mm
* Kiểm tra bền:
Điều kiện bền :

[ ]
d
d
δδ
≤
15

[ ]
cc
TT ≤

Trong đó
Ứng suất dập cho phép:
[ ]
80
d
δ
=
(N/mm)
Ứng suất cắt cho phép :
[ ]
=
c
T
40 (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 : T = 7162
m
D
n
P
P
D
: Công suất truyền đến chong chóng

0,97.2940 2851,8
D s S
P P
η
= = =
,kW
Thay vào T = 7162
2851,8
124
= 34346,54 ,N.m = 34346540 ,N.mm
Với t
2
(độ ngập của then trên củ chong chóng)
t
2
= 0,4.h
t
= 0,4.50 = 20 ,mm

[ ]
2 2
2.
12,63(
34346
/ ) 80( / )
320.850.20
540
d
d
N mm N mm
δ δ
= = < =

[ ]
2 2
2.
2,806(
34346540
/ ) 40( / )
320.90.850
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 : l = (0,14÷0,17)D = (0,14÷0,17).3165 = 443,1÷538,05
Chọn l = 500 mm
- Bán kính cầu ở cuối mũ : r = (0,05÷0,1)D = (0,05÷0,1).3165 = 158,25 ÷316,5
Chọn r = 280 mm

2.6.3.5 Tính khối lượng chong chóng
Theo Kopeeski thì khối lượng chong chóng được tính như sau :
G =
0,6 0,6
3 4 2
4
. . .( ). 6,2 2.10 0,71 . 0,59. . .
4.10
H
H
b e
dZ
D l d
D D D
γ γ
 
 
+ − +
 ÷
 
 
 
.
Trong đó: - Số cánh chong chóng Z = 4
- Trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chong chóng: γ = 8600 kG/m
3
- Đường kính chong chóng D = 3,165 m
- Đường kính của củ chong chóng: d = 0,53 m
- Chiều dài củ chong chóng:
l = 0,75 m

- Chiều dài cánh tại 0,6 R:
16
e
0,6
= 82 mm = 0,082 m
- Chiều rộng cánh tại 0,6R :
b
0,6
= 0,952 m
Thay số ta được:
3 4 2
4
4 0,952 0,53 0,082
.8600.3,165 .( ). 6,2 2.10 0,75 . 0,59.8600.0,95.0,53
4.10 3,165 3,165 3,165
G
 
 
= + − +
 
 ÷
 
 
G = 3401 (kg)
Vậy khối lượng chong chóng là G = 3401 kg.
2.6.4 Xây dựng tam giác đúc
- Bán kính đặt tam giác đúc
R = R + 50÷60 = 1632 ÷ 1642 (mm). Chọn R = 1640 mm
- Chiều dài của tam giác đúc

1 2
1230 916l l l
φ φ φ
= + = + =
2146,mm
Với
1
1
43
2 . 2 .1640.
360 360
l R
φ ϕ
ϕ
π π
= = =
1230 ,mm

2
2
32
2 . 2 .1640.
360 360
l R
φ ϕ
ϕ
π π
= = =
916,mm

1 2
,
ϕ ϕ
xác định từ hình vẽ:
0 0
1 2
43 , 32
ϕ ϕ
= =
- Chiều cao tam giác đúc:
1 2
43 32
. 2681.
360 360
h P
φ
ϕ ϕ
+ +
= = =
558,54
- Vị trí đường trung bình của củ chong chóng cánh cạnh huyền của tam giác đúc
một đoạn:
m
∅
= R
∅
.tg10=1640.tg10 = 289,176 mm
2.7 Kiểm tra bền chong chóng theo quy phạm:
17
Kiểm tra bền theo QCVN 21: 2010/BGTVT

2.7.1. Kích thước chủ yếu của tàu
Chiều dài L = 73,9 m
Chiều rộng B = 12,2 m
Chiều chìm d
S
= 4,8 m
Hệ số béo thể tích C
B
= 0.69
2.7.2. Thông số của máy chính
Công suất P
S
= 2940 kW
Vòng quay chong chóng N
P
= 201 rpm = 3,35 rps
2.7.3. Thông số của chong
chóng
Đường kính chong chóng D = 3,165 m
Tỉ số bước P/D = 0,847
Bước của chong chóng P = 2,681 m
Tỉ số đĩa A
E
/A
O
= 0.550
Số cánh Z = 4
Góc nghiêng cánh γ = 10 độ
Vật liệu: Hợp kim đồng thau nhôm - niken đúc
Chiều rộng cánh l

0,25R
= 77,1 cm
l
0,6R
= 95,18 cm
Chiều dày cánh t
0,25R
= 14,5 cm
t
0,6R
= 8,2 cm
Chiều dày giả định của cánh tại tâm trục t
0
= 19 cm
Bán kính góc lượn giữa chân cánh và củ R
ott
= 16 cm
Đường kính trug bình của củ chong chóng d
0
= 0.53 m
2.7.4. Tính toán chiều dày cánh chong chóng
STT Công thức tính toán Đơn vị
Trị số
0,25R 0,6R
1
H = P
S
kW
2940 2940
2

N = N
P
/100 rpm/100
2,01 2,01
18
3
l - chiều rộng cánh cm
77,1 95,18
4
k
1
- tra bảng
1.620 0.281
5
k
2
- tra bảng
0.386 0.113
6
k
3
- tra bảng
0.239 0.022
7
Bước tại bán kính đang xét P' m
2,68 2,68
8
Bước tại bán kính 0,7R m
2,68 2,68
9

13.562 4,203
10
k
4
- tra bảng
1.920 1.240
11
k
5
- tra bảng
1.710 1.090
12
E - độ nghiêng cánh
cm 27,9 27,9
13
t
0
cm
19 19
14
K - hệ số phụ thuộc vào vật liệu
1.150 1.150

15

0.967 1,032

16

0.786 0.786

17
S
0.800 0.800
18

0.352 0.352
19

0.203 0.203
20

0.127 0.127
21

0.217 0.217
22

0,587 0,587
23

1,031 1,031
24 1,397
1,397
19
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
 
 ÷
 
0,095 0,677
S
S
D
S
d
= +
1

2
1,3 0,22 1
0,95
e
D P a
C
P D Z
 
 
= − + −
 
 
 
 
2
1,19
1,1 0,2 1
0,95
e
D P a
C
P D Z
 
= − + −
 
 
3
0,122 0,0236
P
C

D
= +
0,625 0,04 4 0,527
B
S
B B
w C
D d
 
 
 
= + + −
 
 ÷
 
 
 
7,32 1,56 0,04 4
B
S
B B
w C w
D d
 
 
 
∆ = − + −
 
 ÷
 

 
 
1
1
w
A
w C
∆
=
+
2
2
w
A
w C
∆
=
+
25

6,535 6,535
26
A
4

3,520 1,26
27

3,839 3,38
STT Công thức tính toán Đơn vị

Trị số
0,25R 0,6R
28 cm 14,295 6,504
29
Chiều dày cánh thực tế
cm 14,5 8,2
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 Ro xác định theo công thức sau :
( ) ( )
B 0 1
0 1
e-r t -t
R = t +
e
Trong đó:
R
0
: Bán kính yêu cầu góc lượn ,cm
t
1
: Chiều dày qui định cánh tại 0,25R, t
1
= 14,295 (cm)
t
0
: Chiều dày giả định cánh tại đường tâm của trục, t
0
= 19 (cm)
r

B
: Tỉ số bước của chong chóng,
0,167
H
B H
r
r d
R
= = =

e = 0,25 (Hệ số vói chong chóng có bước cố định)
Do đó: R
0
= 15,613 (cm)
Do đó ta chọn bán kính góc lượn phía mặt đạp giữa cánh và củ là R = 16 cm
Bán kính góc lượn phía mặt hút giữa cánh và củ là R = 18 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
Tính toán đặc tính thủy động lực của chong chóng làm việc sau đuôi tàu được tính
toán như bảng sau, với các thông số chủ yếu như sau:
A/A = 0,55 ; z = 4 ; P/D = 0,847 ; t = 0,236 ; w = 0,295

0,479
1 1
/ 0,847
p
P
J
s
P D

= − = − =
0,434 ; t = t.s = 0,236.0,434 = 0,102
Ta có bảng tính toán như sau:
20
( ) ( )
( ) ( )
1 2
3
3 2 1
1
1
C C w
A
C C C w
+ +
=
+ +
2 3 4 1
3 1
'
1 1,724
'
P
A A A A
D
W
P
A A
D
+

= +
+
1
2
K H
t = SW
K ZNl

Tính toán các đặc trưng của chong chóng:
Giả thiết vòng quay của chong chóng với các giá trị như sau:n = (120-210)
n = 120 ; 150 ; 180 ; 201; 210 ( rpm)
Bảng 1: n = 120 rpm = 2 rps
21
Bảng 2: n = 150 ,rpm = 2,5 ,rps
Bảng 3: n = 180 rpm = 3 rps
22
Bảng 4: n = 201 rpm = 3,35 rps
Bảng 5: n = 210 rpm = 3,5 rps
23
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:
dm
.
S
dm
n
P P
n
 
=

 ÷
 

Với P = 2940 kW và n = 201 rpm
STT Đơn vị Giá trị tính toán
1 Vòng quay giả thiết rpm 120 150 180 201 210
2 Vòng quay giả thiết rps 2.000 2.500 3.000 3.350 3.500
3 Công suất máy kW 890.711 1521.7 2303.1 2989 3301
24