Thiết kế tàu du lịch chở 100 khách

-1-

NhiƯm vơ th thiÕt kế

- Thiết kế tàu khách du lịch, sức chở 100 khách, tốc độ 17 hải lý/giờ
- Chạy tuyến Hải Phòng - Cát Bà.

Néi dung thiÕt kÕ:

Phần 1: Tuyến đờng tàu mẫu
PhÇn 2: KÝch thớc chủ yếu và các hệ số béo của tàu
PhÇn 3: Xây dựng tuyến hình tàu
Phần 4: Bố trí chung toàn tàu
PhÇn 5: Bonjean – thuû lùc
Phần 6: Kiểm tra ổn định theo luật
PhÇn 7: KÕt cÊu chung toµn tµu.
PhÇn 8: ThiÕt kÕ chong chãng

-2-

PHần 1

Tuyến đờng - Tàu mẫu

Giáo viên phụ đạo : T.S Lê Hồng Bang
Giáo viên hớng dẫn : Trần Văn Duyên

-3-

1.1.Tuyến đờng

Tuyến đờng Hải Phòng - Cát Bà nằm trong vùng biển vịnh Bắc Bộ diễn biến của
các yếu tố thuỷ văn nh sau :

1.1.1.Chế độ gió.

Chế độ gió mùa phù hợp với chế độ gió mùa ở nớc ta, có hai mùa rõ rệt :

Mùa gió Đông Bắc: thờng từ tháng 9 đến tháng4.
Mùa gió Tây Nam : thờng từ tháng 4 đến tháng 8.
Tốc độ gió trung bình : 2,53m/s

Tốc độ gió lớn nhất :25m/s

1.1.2.Nhiệt độ không khÝ.

Dao ®éng theo sù thay ®ỉi cđa hai mïa giã :

+) Mùa gió đông bắc: Nhiệt độ cao nhất từ 200C 230C

NhiƯt ®é thÊp nhÊt tõ 140C 170C

+) Mïa gió tây nam: Nhiệt độ trung bình từ 270C 290C

Nhiệt độ cao nhất tháng 7 khoảng30 0C 320C , có khi 420C

1.1.3. Độ ẩm.

Độ ẩm tơng đối trung bình hàng năm khoảng 83%.
Tháng có độ ẩm cao nhất là tháng 3: vào khoảng 88%

1.1.4. Chế độ ma.

Chia 2 mùa rõ rệt :

+) Mùa khô : Từ tháng 11 đến tháng 4 , tổng lợng ma cả mùa là 297 mm,

trung bình mỗi mùa là 3070 mm
+) Mùa ma: Từ tháng 5 đến tháng 10, tổng lợng ma cả mùa lớn hơn 1720 mm

1.1.5. Sơng mù -Giông.

Sơng mù:

+) Mùa đông : sơng mù khá phổ biÕn, trung b×nh cã 35, cã nhiỊu nhÊt tõ

tháng 1 đến tháng 3
+) Mùa hè : thỉnh thoảng mới có sơng mù nhng không đáng kể, hiện tợng

sơng mù làm hạn chế tầm nhìn .

Giông :

Giông là hiện tợng khá phổ biến, hầu hết các tháng đều có giông:

+) Mùa hè : thờng mỗi tháng có từ 58 ngày có giông
+) Mùa đông : hiện tợng này ít xảy ra, riêng tháng 12 hầu nh không có

1.1.6. Chế độ thuỷ triều.

Chế độ sóng biển phụ thuồc vào chế độ gió, sóng có hớng thịnh hành là:

Đông Bắc -Đông : vào mùa đông

Đông nam- Nam : vµo mïa hÌ

-4-

Độ cao sóng trung bình từ 0,30,4m
1.1.7. Chế độ dòng chảy.

Dòng chảy có hớng Tây Nam vào khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 5
và từ tháng 9 đến tháng 12. Dòng chảy hớng Đông Bắc vào khoảng từ tháng 6 đến
tháng 8.
1.1.8. Cảng Hải Phòng.

Cảng nằm ở hữu ngạn sông cửa Cấm ở vĩ độ 20052 Bắc và 106041 Đông.
ChÕ ®é thủ triỊu lµ nhËt triỊu víi møc triỊu cao nhÊt là 4,23 m, mực nớc
triều thấp nhất là +0,48 m.Vì cảng nằm ở vùng trung chân sông Hồng mang nhiều
phù sa nên tình trạng luồng lạch vào cảng không ổn định, luồng có chỗ chỉ còn 3,9
m đến 4 m chiều sâu.
1.1.9.Tuyến đờng từ Hải Phòng - Cát Bµ cã 3 lèi chÝnh:
*BÕn BÝnh  Phao sè 4  Hßn Bàn Là (Hòn Rùa) Cửa Tròn
*Bến Bính kênh Cái Tráp đèn Balăng Nhà Đèn Rạch Ngăn

 Cöa VạngCửa ĐôngBến Cái Bèo
* Bến Bính kênh Cái Tráp đèn Balăng Cái ViềngGôi

 Në  Cưa Trßn (chiỊu dµi 44Km).

-5-

1.2.Tµu mÉu:

Các thông số Đơn vị ST-196 K105 Thèng
nhÊt 12
Đơn vị thiết kế m TTPT ViÖn KH Trêng
m CNTT CNTT ĐHHH
Chiều dài lớn nhất Lmax m 32,3 36,16
ChiỊu dµi thiÕt kÕ L m 29,5 32,453 34,5
Chiªï réng thiÕt kÕ B m 5,57 4,909 32,35
ChiỊu réng lín nhÊt Bmax m 5,4 5,15
ChiỊu cao m¹n H - 6,2 2,52 5,64
ChiỊu ch×m T T 2,7 1,2 2,1
HƯ sè bÐo thĨ tÝch  H¶i lý/h 1,1 0,37 1,35
Lỵng chiÕm níc D 0,471 73,68 0,413
Tèc ®é tµu v Ngêi 87,4 28 90,8
Sè Fr Ngêi 18-20 0,8 15,2
Sè kh¸ch Nk 0,54-0,6 120 0,44
Thun viªn Ng/m 150 8
m2/ng 6 95
HƯ sè bÐo sên g÷a  T/ng 3,697 9
HƯ sè bÐo ®êng níc  5,085 1,327 0,712
Cv 1,095 0,614 0,696
TØ sè k1= NK/L v/ph 0,583 6,61
TØ sè k2= LB/NK mm 5,29 4,09 2,936
TØ sè k3= D/NK 5,06 2,1 1,754
TØ sè L/B 2,45 12,8 0,956
TØ sè B/T 10,9 2x1000 6,28
TØ sè H/T 2x1100 2300 3,36
TØ sè L/H 2300 450 1,56

Công suất máy chính Ne 600 HC3 15,4
Vßng quay: n HC3 2x385
Kho¶ng sên thùc 1800
CÊp tµu 500

1.3. Ph©n cÊp tµu. SI

Vì tuyến đờng hoạt động là Hải Phòng- Cát Bà nhng theo tuyến: Bến

Bính kênh Cái Tráp đèn Balăng Cái ViềngGôi Nở Cửa Tròn chiều

dài 44Km). (Chạy trong sông)

Nên tàu đợc phân cấp tàu sông hạn chế SI.

-6-

PHÇn 2

KÝch thíc chđ yếu

Giáo viên phụ đạo : T.S Lê Hồng Bang
Giáo viên hớng dẫn : Trần Văn Duyên

-7-

2.1. Lùa chän c¸c tû sè:

C¸c kÝch thíc chđ u cđa tàu đợc xác định dựa vào các chỉ tiêu tiện nghi:

k1 = N ; k2 = LB ; k3 = D

L N N

2.1.1. Tû sè kÝch thíc chính và mức độ tiện nghi k2 = LB ta chọn làm thông số

N

quyết định để xác định kích thớc chủ yếu của tàu. Sau đó kích thớc tính đợc sẽ

nghiệm lại theo k1 và k2.

Theo thống kê tàu mẫu LB = 1,095 1,754 .

N

Vì tàu là tàu khách du lịch nên tuy tuyến Hải Phòng- Cát Bà thời gian hành

trình ngắn nhng em vẫn chọn k2 lớn để tạo sn thoải mái cho khách du lịch.

Chọn k2 = LB = 1,6 (1)

N

2.1.2. Tû sè L ảnh hởng đến ổn định ban đầu, sức cản tµu .

B

Thống kê tàu khách mẫu L = 5,29 6,61

B

Tỷ số tối u nhất theo STKTĐT. T1 là : L = 6  8

B

Chän L = 6,38 (2)

B

2.1.3. Tỷ số B đợc chọn làm căn cứ để xác định mớn nớc và ảnh hởng đến lực

T

cản thân tàu. Ngoài ra tàu khách còn đảm bảo diện tích mặt boong và tính lắc.

Theo thống kê tàu mẫu: B = (3,36  5,06)

T

-8-

Chän B = 3,6 (3)

T

2.1.4. Tû sè H ảnh hởng đến tính ổn định của tàu và chống chìm tàu.

T

Theo thống kê tàu mẫu : H = 1,56 2,45

T

Chän tû sè H = 1,56 (4)

T

2.2. Xác định kích thíc chđ u :

Tõ (1) (2) (3) (4):

LB = 1,6

N

L = 6,38

B

B = 3,6

T

H = 1,56

T

N=100 kh¸ch

C¸c kÝch thíc chÝnh :

L = 31,97 (m)

B = 5,01 (m)

T = 1,398 (m)

H = 2,18 (m)

Chän :

L = 32 (m)

B = 5 (m)

T = 1,4 (m)

H = 2,2 (m)

2.2.1. TÝnh nghiệm lại các chỉ số tiện nghi k1 và k3

k1 = N =3,125 ( thoả mÃn theo thống kê tàu mẫu: 2,936-5,085)

L

k3 = D = V . =0,93 ( Tho¶ m·n n»m trong kho¶ng thèng kê tàu mẫu: 0,583-

NN

0,956)

V=k.  .LBT=90,69≈91 (m3): thĨ tÝch chiÕm níc cđa tµu.

 =1 (T/m3)

-9-

2.2.2. KiĨm tra kÝch thíc theo sè Frv ¸p dụng cho tàu ở dạng chuyển tiếp:

Điều kiện: v

1 ≤Frv= g3 V =1,31 3 (thoả mÃn)

Trong đó: v=8,738 (m/s): tốc độ tàu ngâm nớc của tàu

g=9,81(m/s2) : gia tèc träng trêng

2.3. C¸c hƯ sè bÐo:

2.3.1. HƯ sè bÐo thĨ tÝch 

HƯ sè bÐo cã ¶nh hëng tíi dung tÝch sức cản của tàu.

Theo thống kê tàu mẫu chọn: = 0,413

2.3.2. Hệ số béo dọc :

Xác định số Fr:

Fr = vg.L = 0,514x17 9,81x32 = 0,493

Theo L.M.Nogid khi Fr = 0,29  0,6:
Th×  = 0,62  0,07

Chän  =  = 0,62



2.3.3. HƯ sè bÐo diƯn tÝch sên gi÷a :



=  =0,67
2.3.4. HÖ sè bÐo diÖn tÝch ®êng níc 

Hình dáng đờng nớc thiết kế ảnh hởng đến trị số sức cản ma sát thân tàu
quyết định khả năng mở rộng mặt boong tàu khách

Theo L.M.Nogid:
 = 0,86 + 0,18 = 0,71

2.4. Kiểm tra:
2.4.1.Kiểm tra ổn định ban đầu :

Chiều cao tâm nghiêng ban đầu h0
h0 = Zc - Zg + r0 - h

Theo L.M.Nogid : khi  0,6 0,9



ChiỊu cao t©m nỉi :

1/2    1/ 2

ZC =   .T= 0,918 (m)

ChiÒu cao träng t©m :

ZG = (0,65  0,8)H = (1,43  1,76)

-10-

Chän ZG = 1,76 (m)
Bán kính tâm nghiêng ngang ban đầu :

 2 B2

r0 = k   = 1,89 (m)

 12T

HƯ sè ¶nh hởng mặt thoáng đến ổn định: h = 0,15
=> h0 = 0,9 (m)

Theo quy ph¹m: h0min = 0,15 (m)
VËy h0 > h0min
Tµu đảm bảo ổn định ban đầu.
2.4.2. Kiểm tra tính chòng chành :

Theo STKTĐT - T1 :

Chu kú l¾c T = 0,58 B 2  4Z 2G = 3,7 (s)

h0

Chu kỳ cho phép của tàu nội địa n»m trong kho¶ng 3,56 (s)

Vậy chu kì lắc T = 3,7 (s) thoả mÃn.
2.4.3. Kiểm tra ổn định khi khách dồn về một bên mạn:

ổn định ban đầu của tàu khách phải sao cho khi hành khách tập trung hết
về một bên mạn có thể gần be chắn sóng ở trên boong cao nhất mà hành khách đợc
phép tới thì góc nghiêng tĩnh không đợc lớn hơn góc mà boong mạn khô nhúng n-
ớc hoặc hông tàu nổi lên khỏi mặt nớc, hoặc 1/2 góc vào nớc, lấy trị số nhỏ hơn,
trong mọi trờng hợp góc nghiêng không đợc lớn hơn 100.

Xác định góc mà boong mạn khô nhúng nớc:
Ta cã:

b0= BTK =0,954
Bmax

→ Bmax= BTK =5,241 (m)
b0

Trong ®ã: BTK=5 (m)
Khi ®ã:
b0: hÖ sè lÊy theo thống kê tàu mẫu.

tg MK =2. H  T B =0,305  max  MK =16,980 (1)

-11-

Xác định góc vào nớc vn :   vn =17,750

HT

tg vn =2. B =0,32

  vn /2=8,8750 (2)

Xác định góc nghiêng tĩnh :

Khi khách dịch chuyển về một bên mạn coi nh dịch chuyển một khối nặng

sang bên mạn.

Trọng lợng mỗi hành khách trung bình lấy là 75 (kg). Trọng lợng khách dồn

mạn là :

P = Nk .75 . 10-3 = 7,5 (T)

Để đảm bảo ổn định khi khách dồn về một bên mạn phải có mômen nghiêng

nhỏ hơn mômen hồi phục.

- Mômen nghiêng do ngời dịch chuyển gây ra lµ :

Mnl = P . y

y : là khoảng cách từ vị trí trọng tâm khối hàng tới mặt phẳng dọc tâm.

Theo quy định (3.1.2) quy phạm ổn định thì mật độ của ngời trên boong là 6

ngời /m2.

Diện tích mặt boong khách chiếm chỗ:

SK = N k = 16,667 (m2)

6

Do cã ¶nh hëng của các lối đi giữa các hàng ghế nên diện tích mà khách có

thể thờng xuyên tập trung cần lấy với hệ số 0,5 và các lối hẹp bên hành lang ngoài

ta chọn bằng 400<700 nên phải lấy với hệ số 0,5 ( Theo 3.1.7 phần ổn định của

Quy Phạm tàu sông). Vậy nên diện tích thực thế mặt boong bị chiếm chỗ SCC là:

SCC= S K =66,67 (m2)

0,5.0,5

Chiều dài boong thợng tầng ltt = 20,5 (m)

Chiều rộng mặt boong khách dồn tới: bK = S CC =3,25 (m).
lK

Cách tay đòn mô men nghiêng:

y= 1 (B-bK)=0,875 (m)

2

-M« men nghiêng do khách dồn về 1 bên mạn:

-12-

Mn1=P.y=6,563 (T.m)
-M« men håi phôc:

Mhp=D.h01.sin (C«ng thøc: 7.1- s¸ch LTTK)
-Tàu ổn định khi Mn1
 sin =0,078   =4,480<100.
-KÕt hỵp với (1) và (2) thấy đều thoả mÃn. Vậy tàu đảm bảo ổn định.
2.4.4. Kiểm tra ổn định của tàu khi khách dồn về một bên mạn và lợn vòng:
Theo quy phạm về ổn định: góc nghiêng do tác đồng thời của mô men
nghiêng Mn1 do khách tập trung ở 1 bên mạn trên boong du lịch và Mn2 khi lợn
vòng ổn định không đợc lớn hơn góc mà boong mạn khô nhúng nớc hoặc 3/4 góc
vào nớc, lấy trị số nhỏ hơn. Trong mọi trờng hợp không lín h¬n 120.

 MK =16,980

 vn =17,750  3/4 vn =13,3130

Mn1=6,563 (T.m)

-Mô men nghiêng do lợn vòng dợc xác định:

Mn2= 0,24.D.v0,8 [ZG- 2 T ]=5168 (KN.m) (3.1.4- Quy Ph¹m ỉn ®Þnh)

L2

Trong ®ã:

v0,8 =0,8.v=0,8.8,738=6,99 (m/s)

v=8,738 (m/s): tốc độ của tàu.

D=91 (T)=91000(KG) ZG=1,76(m) T=1,4 (m)

Mn2=0,5168 (T.m)

*Mô men nghiêng do tác động đồng thời của khách dồn về một bên mạn và tàu l-

ợn vòng là:

Mn=Mn1+Mn2=6,563+0,5168=7,08 (T.m)

 Sin =Mn/Dh0=0,084

=4,8350<120

Vậy tàu đảm bảo ổn định khi khách dồn về một bên mạn và tàu lợn vòng.

2.4.5. Mạn khô và hiệu chỉnh mạn khô :

Chiều cao mạn khô tại mặt phẳng sờn giữa:

F = H - T = 2,2 - 1,4 = 0,8 (m)

Theo bảng (9/2.1) quy phạm mạn khô tàu nội địa :

Chiều cao mạn khô tối thiểu cho tàu nội địa cấp SI chiều dài 32 m.

F0min = 268 (mm) = 0,268 (m)

-13-

2.4.5.1. Hiệu chỉnh mạn khô theo chiều cao m¹n:

L = 14,55 < 15 nên mạn khô phải tăng thêm một lỵng:

H

 L
 F1 = 60 H    4 (mm)
 15 

2.4.5.2. HiƯu chØnh m¹n khô theo độ cong dọc boong:

Tung độ của parabol (m) đợc tính theo:

 x2 L 

Zm=0,2   .  10

 L  3 

 x2 L 

Zd=0,1   .  10

 L  3 

(Công Thức 8.5 và 8.6 sách Lý thuyết thiết kế tàu)

401
147
26
79
450
898

Thứ tự Độ cong tiêu chuÈn §é cong thùc tÕ

tung Tung HƯ TÝch Tung HÖ TÝch

®é ®é sè sè ®é sè sè

L/2 517 1 517 401 1 401

L/3 230 3 689 147 3 441 920

L/6 57 3 172 1378 26 3 78

0 0 3 0 0 3 0

L/6 115 3 345 79 3 237

L/3 459 3 1378 450 3 1350
2756 898 1 2576
L/2 1033 1 1033 898

Qui 4133 Thùc tÕ 3405
ph¹m

Vậy độ cong Quy phạm > độ cong thực tế. Do đó phải hiệu chỉnh một lợng:

 F2=(Qui ph¹m- Thùc tÕ)/6=121,3 (mm)

Ta cã F0min + F = 268+4+121,3 = 393,3 (mm)

Nªn F = 800 (mm) > F0min + F =393,3 (mm)

Vậy mạn khô thiết kế là thoả mÃn!

2.4.6. Tính sức cản R và công suất máy chính, chọn thiết bị đẩy.

2.4.6.1. Tính sức cản R:

a) Chọn phơng pháp tính lực cản d :

Tàu thiết kế là tàu chở khách hoạt động trong vùng cấp SI nên ta chọn phơng

pháp của W.W.Zonkow .

-14-

b) TÝnh lực cản và công suất kéo của tàu :
Theo sè liƯu cđa W.W.Zwonkow lùc c¶n đợc tính theo công thức sau đối với

tàu vỏ thép tù hµnh :

R = t. v1,825 + S . v1,7+4Fr

Trong ®ã : f : Hệ số lực cản ma sát
f = 0,17 : Tµu vá thÐp

v : VËn tèc tµu : v = 8,738 (m/s)
 : HƯ sè bÐo thĨ tÝch : 0,413
S : DiÖn tÝch sên gi÷a (m2)

S =  .B . T = 4,76( m2)

17,7.m.2,5

 : HƯ sè lùc c¶n d :  =  L 3 = 0,617

  2
 6B 

m = 1 : Tàu có thiết bị đẩy là chong chãng
Fr = v = 0,493

gL

 : DiÖn tích mặt cắt ớt (m2)
= V2/3 ( 4,855 + 0,074 LT - 0,4) = 129 (m2)

V = k . . L . B . T = 92,975≈ 93 (m3)

-15-

Bảng 2.1. Bảng tính toán lực cản

TT Đại l ợng tính toán đơn vị Các giá trị tÝnh to¸n

1 vs hl/h 15 16 17 18 19

2 v m/s 7.710 8.224 8.738 9.252 9.766

3 v1,825 41.58 46.78 52.25 57.99 64.01

4 Fr 0.435 0.464 0.493 0.522 0.551

5  0.617 0.617 0.617 0.617 0.617

6 t 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17
1127.25 1797.40 2867.68 4579.56 7322.10
7 v1,7+4Fr
0.413 0.413 0.413 0.413 0.413
8 

9 S m2 4.76 4.76 4.76 4.76 4.76
m2 129 129 129 129 129

10  KG 911.83 1025.81 1145.82 1271.80 1403.69
KG 1367.30 2180.15 3478.34 5554.77 8881.3
11 Rms = t. .v1,825
12 Rd = S.v1,7+4Fr

13 R KG 2279.12 3205.96 4624.16 6826.57 10285.0

14 R kN 22.36 31.45 45.36 66.97 100.90

15 PE = R .v/75 CV 234.29 351.54 538.75 842.13 1339.25
KW 172.44 258.74 396.52 619.80 985.69
16 PE

Từ bảng tính lực cản và công suất kéo ta vẽ đợc đồ thị lực cản và c«ng suÊt
kÐo : R = f(vs) , PE = f(vs).

- Víi vËn tèc vs = 17 h¶i lý/h ta cã :
+) Lùc c¶n : R = 45,36 (kN)
+) C«ng suÊt kÐo : PE = 538,75 (CV) = 396,52 (kW)

2.4.6.2. Chän thiết bị đẩy và công suất máy chính:
(1). Chọn loại thiết bị đẩy: chong chóng có bớc cố định.
(2). Chọn số lợng chong chóng: 2
(3). Chọn vật liệu chế tạo chong chóng :

Chọn vật liệu chế tạo chong chóng là đồng thau có d 400N/mm2

(4). Chọn các thông số hình học chính của chong chóng.
Đờng bao cánh chong chóng : Chong chãng thiÕt kÕ theo seriB cđa bĨ thư
Wageningen có đờng bao cánh dạng không đối xứng.

-16-

- Chọn góc nghiêng cánh : 100
- profin cánh : Dạng nêm
- Độ côn cđ chong chãng : 1:15
- Chän chiỊu quay chong chãng: 2 chong chãng quaytheo chiÒu tõ trong ra
ngoài( chong chóng phải quay phải, chong chóng trái quay trái)
(5). Tính toán hệ số dòng theo WT vµ hƯ sè hót t :
+ Hệ số dòng theo WT tính cho tàu nội ®Þa :

WT = 0,11 + 0,16 x 3 V - WT = 0,103
x D

Trong ®ã :

 = 0,413 : HƯ sè bÐo thĨ tÝch
V = 93 (m3) : Lợng chiếm nớc thể tích của tàu

D =0,7.T=0,7x1,4= 0,98 (m): Đờng kính sơ bộ của chong chóng

x = 2 : Sè chong chãng

Fr = 0,493 > 0,2  WT = 0,3.Fr-0,2) = 0,036
+,TÝnh hƯ sè hót t :

HƯ sè hót tÝnh theo c«ng thøc sau :

t = 0,8 WT(1 + 0,25 WT ) = 0,085

(6). Chọn sơ bộ đờng kính chong chãng :

- Dùa theo tÝch sè tèi u cña đờng kính và vòng quay của chong chóng :

11,8 4 T

D nm 11,84 T  D = n (1)

m

Trong ®ã : +) D : ®êng kÝnh chong chãng (m)
+) T : Lùc ®Èy cđa mét chong chãng ( kN)
T = TE /(1-t)
TE = R/zp ;Víi zP : Sè lỵng chong chãng zp = 2
 TE = 45,36 2 = 22,68 (kN)

22,68

 T = 1  0,085 = 24,79 (kN)
+) nm : Vòng quay của chong chóng (v/ph)
Để tàu chuyển động với vận tốc 17 hl/h thì công suất kéo cÇn thiÕt :

PE = 538,75 (CV)
 PD = PE/D = 538,75/ 0,5 = 1077,5 (CV)

D : HiÖu suất đẩy của chong chóng_ Sơ bộ chọn D = 0,5

-17-

Công suất đẩy của mỗi chong chóng: PD = 538,75 (cv)

Với công suất trên ta chọn sơ bộ số vòng quay của chong chóng là :

nm = 750 (v/ph)

Thay sè vào (1) ta đợc : D = 11,84 T = 0,961 (m )
nm

Vậy ta chọn đờng kính sơ bộ của chong chóng là : D = 1 (m).
(7). Chọn số cánh chong chóng :
Dựa vào hệ số lực đẩy theo vòng quay ta cã :

KDT = vA D 

T

Trong ®ã :
+) vA : VËn tèc tiÕn cđa chong chãng :

vA = v(1 - WT ) = 8,738(1 - 0,103) = 7,838 (m/s)
+) D =0,98 (m) Đờng kính sơ bộ của chong chóng
= 1 t/m3: Khối lợng riêng của níc ngät
+) T =24,79(KN): Lùc ®Èy cđa mét chong chãng
VËy : KDT = 1,543 < 2
Ta chän sè c¸nh chong chóng là : z = 4
(8). Chọn tỉ số đĩa AE/A0 theo ®iỊu kiƯn bỊn:
Theo ®iỊu kiƯn bỊn ta cã :

A  A ' 0,375 2/3
E  E 
 C' z  3 m' T

A0  A   Dmax  105
 0  min  

Trong ®ã : C’ : HƯ sè phơ thc vËt liƯu

Chän C’ = 0,055 : Với vật liệu là đồng

z = 4 : Sè c¸nh chong chãng :

D = 0,98 (m) : Đờng kính sơ bé cña chong chãng

max : ChiÒu dầy tơng đối của prôfin tiết diện cánh chong chóng

max = 0,08  0,1 : Chän : max = 0,08

m’ = 1,15 : Hệ số phụ thuộc loại tàu

T = 24,79(KN) =24790 (N) : Lùc ®Èy cđa 1 chong chãng

 A ' A E
  E  0,489 Chọn sơ bộ tỉ số đĩa = 0,55
A  A0
0 min

(9). Tính đờng kính tối u và tỉ số đĩa để chọn máy có công suất nhỏ nhÊt :

BiÕt : Sè lỵng chong chãng : zP = 2

Khối lợng riêng của nớc : = 1000kg/m3

-18-

Sè c¸nh chong chãng : Z = 4
TØ sè ®Üa : AE /A0 = 0,55
a = 0,99 : tµu 2 chong chãng.
1/iQ = 1+ 0,125(WT - 0,1) = 1

-19-

Bảng 2.2. Bảng tính đờng kính tối u và tỉ số đĩa của chong chóng

STT Đại l ỵng tÝnh đơn vị Vòng quay nm (gt)

1 Vòng quay nm (gt) v/phót 650 700 750 800 850

2 n = nm/60 v/s 10.83 11.67 12.50 13.33 14.17

3 v =0.5144*Vs m/s 8.738 8.738 8.738 8.738 8.738

4 vA = v(1 - WT) m/s 7.838 7.838 7.838 7.838 7.838

5 R = R(vs) N 45360 45360 45360 45360 45360

6 TE = R/zP N 22680 22680 22680 22680 22680

7 T = TE/(1 - t) N 24790 24790 24790 24790 24790

8 KNT  vA 4  n T 0.939 0.905 0.874 0.847 0.821

9 Jo =f(KNT)-Tra đồ thị 0.662 0.654 0.648 0.642 0.636

10 Dopt = vA a /(Jon) m 0.89 0.85 0.78 0.75 0.72

11 KT = T/( n2Dopt4) 0.337 0.349 0.429 0.441 0.460

12 J  vA 0.813 0.790 0.804 0.784 0.768
Dopt .n

13 P/D = f(J,KT)_Tra ®å thÞ 0.95 0.92 0.904 0.89 0.87

14 o = f(J,KT) 0.594 0.59 0.584 0.578 0.57

15 D  1 . 1  t .o 0.596 0.597 0.591 0.584 0.576
iQ 1  WT kW 339 339 342 346 350.8
kW 399.2 398.8 402.9 407 412.7
16 Ps  TE v 10  3

D s

17 Ps" = Ps / 0,85

Chän ®éng cơ mang nhÃn hiệu DX do hÃng MAN cuả Đức sản xuất

Các thông số của máy nh sau:

- C«ng suÊt : Ps =2450 (KW)

- Số vòng quay của động cơ : n = 750v/ph .

- KÝch thíc m¸y LB = 3,017 0,87 (m)

- St tiªu hao nhiªn liƯu ge =163,5 g/cvh

- Suất tiêu hao dầu nhên gd = 0,54 kg/h

-

Chong chãng thiÕt kÕ cã :

- §êng kÝnh chong chãng : D = 0,78 m = 780 mm

-20-

- TØ sè bíc : P/D = 0,89

- TØ sè ®Üa : AE/A0 = 0,55

- Sè c¸nh chong chãng :z = 4

- HiÖu suÊt ®Èy : D = 0,591

- Vßng quay chong chãng : nm = 750 v/ph

(10). KiĨm tra l¹i tØ sè ®Üa theo ®iỊu kiƯn x©m thùc :

Theo điều kiện xâm thực ta có :

AE  AE 
A0 A0 
 





Trong ®ã :+)  Ư sè
1 = 1,3 : đối với chong chóng nhẹ tải
1 = 1,6 : đối với chong chóng nặng tải

Ta lÊy 1 = 1,4: chong chóng có tải trung bình;
+) Kc : HƯ sè phơ thc tØ sè P/D , số cánh z và bớc tiến t-
ơng đối J;

Tra đồ thị ta đợc : Kc = 0,201;
+) n : Vßng quay chong chãng (v/s);
n = nm/60 = 750/60 = 12,5 (v/s)
+) D = 1 (m): §êng kÝnh chong chãng

+) P1 = P0 - Pd = 10330 + hB - 238.

Víi : P0 : ¸p st níc tut ®èi;

P0 = 10330 + hB = 11030 (kG/m2)
Pd : áp suất hơi níc b·o hßa;

Pd = 238 (kG/m2)

 = 1000 ( kg/m3 )
hB = 0,7D = 0,7.1 = 0,7 (m)

 P1 = 10800 (kG/m2).

A  " 0,53

 E   

A 
 0  min

A  A "
E 0,55  E  0,53
A0 A 
 0  min