ĐỒ án môn học THIẾT kế hệ THỐNG ĐỘNG lực tàu THỦY tàu chở hàng rờicó trọng tải 29 600DWT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

MỤC LỤC

–1–


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

MỘT SỐ KÝ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TÀI LIỆU
№

Ký hiệu

Tên gọi

Đơn vị đo

1

Lmax

Chiều dài lớn nhất

m

2

Lwl

Chiều dài đường nước thiết kế

m

3

Lpp

Chiều dài giữa hai trụ

m

4

Bmax

Chiều rộng lớn nhất

m

5

B

Chiều rộng thiết kế

m

6

D

Chiều cao mạn

m

7

d

Chiều chìm toàn tải

m

8

N, H

Công suất

kW, hp

9

ge

Suất tiêu hao nhiên liệu

g/kW.h

10

n

Số vòng quay

rpm

11

τ

Số kỳ

–

12

Z

Số xylanh

chiếc

13

S

Hành trình piston

m

14

G

Khối lượng

tonnes

15

CB

Hệ số béo thể tích

–

16

∇

Lượng chiếm nước của tàu

tonnes

17

Rt

Sức cản toàn phần

kG

18

EPS

Công suất kéo

hp

19

ψ

Hệ số dòng theo

–

20

t

Hệ số dòng hút

–

21

np

Vòng quay chong chóng

rpm

22

Vp

Vận tốc dòng chảy đến chong chóng

m/s

23

ρ

Mật độ chất lỏng

kGs2/m4

24

Kd’

Hệ số lực đẩy theo đường kính

–

25

Kn’

Hệ số lực đẩy theo vòng quay

–

26

δ

Chiều dày cánh chong chóng

m

27

θ

Tỷ số đĩa chong chóng

–

28

H/D

Tỷ số bước

–

29

dcc

Đường kính trục chong chóng

m
–2–


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

№

Ký hiệu

Tên gọi

Đơn vị đo

30

dtg

Đường kính trục trung gian

m

31

lcc

Chiều dài trục chong chóng

m

32

ltg

Chiều dài trục trung gian

m

33

lt

Chiều dài bạc trước

m

34

ls

Chiều dài bạc sau

m

35

ηp

Hiệu suất đẩy lý thuyết chong chóng

–

36

η

Hiệu suất chong chóng khi làm việc

–

37

γ

Khối lượng riêng

kG/m3

38

I

Mô men quán tính khối lượng

kG.cm.s2

39

e

Độ mềm xoắn các đoạn trục

1/kGcm

40

E

Độ mềm không thứ nguyên

–

41

µ

Mô men quán tính khối lượng không thứ nguyên

–

42

M

Mô men quán tính khối lượng

–

43

K

Ký hiệu cấp điều hoà

–

44

nRi

Số vòng quay cộng hưởng

rpm

45

β

Góc pha giữa các xylanh

độ

46

Re

Công cản của động cơ

kG.cm

47

Rs

Công cản đàn tính của trục

kG.cm

48

Rp

Công cản của chong chóng

kG.cm

49

A1R

Biên độ cộng hưởng

mm

50

τR

Ứng suất xoắn do cộng hưởng

kG/cm2

51

Q

Lưu lượng bơm

m3/h

–3–


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG
A) BỘI SỐ VÀ ƯỚC SỐ CỦA HỆ ĐƠN VỊ SI
№

Tên

Ký hiệu

Độ lớn

Chú thích

1

Giga

G

109

1.000.000.000

2

Mega

M

106

1.000.000

3

Kilo

k

103

1.000

4

Hecto

h

102

100

5

Deca

da

10

10

6

Deci

d

10-1

0,1

7

Centi

c

10-2

0,01

8

Mili

m

10-3

0,001

9

Micro

m

10-6

0,000.001

10

Nano

n

10-9

0,000.000.001

B) CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ THÔNG THƯỜNG
№

Đại lượng

1

Chiều dài

2

Diện tích

3

Thể tích

4

Khối lượng

Tên
kilomet
met
decimet
centimet
milimet
kilomet vuông
hecta
met vuông
decimet vuông
centimet vuông
met khối
decimet khối
hectolit
decalit
lit
Tấn

Ký hiệu
km
m
dm
cm
mm
km2

ha
m2
dm2
cm2
m3
dm3
hl
dal
l
T

Chuyển đổi
= 1000m
1m = 10dm = 100cm = 1000mm
= 0,1m
= 0,01m
= 0,001m
= 1.000.000m2 = 100ha = 10.000a
= 10.000m2 = 100a
= 100dm2
= 100cm2
= 100mm2
= 1000dm3 = 1.000.000cm3
= 1 lít
= 10 dal = 100 lít
= 10 lít
= 10 tạ = 100 yến = 1.000 kg
–4–

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

№

Đại lượng

5

Trọng lượng thể
tích

6

Lực

7

Áp suất

Tên

Ký hiệu

kilogam
gam
miligam

kg
g
mg

mega niuton
kilo niuton
niuton
pascal

MN
kN
N
Pa

atmotphe

at

8

Năng lượng

megajule
kilojule
jule
milijule
kilocalo

MJ
kJ
J
mJ
Kcal

9

Công suất

mega oat
kilo oat

MW
kW

mã lực
oat
mili oat
kilomet/giờ
met/giây
hec
độ Kelvin
độ Celcius

hp
W
mW
km/h
m/s
Hz
o
K
o
C

10 Tốc độ
11 Tần số
12 Nhiệt độ

Chuyển đổi
= 1000 g
= 1000 mg
= 0,001 g
1kgf/m3 = 9,81N/m3 » 10N/m3
1Tf/m3 = 9,81kN/m3 » 10kN/m3
= 1.000.000N
= 1000N; 1Tf = 9,81kN » 10kN
= 1kgf = 9,81N » 10N = 1kg.m/s2
= 1N/m2
1kgf/m2 = 9,81N/m2 = 9,81Pa »
10N/m2
1kgf/cm2 = 9,81.104N/m2 »
0,1MN/m2
= 1kgf/cm2 = cột nước cao 10m có
tiết diện ngang 1cm2 ở 4oC
= 1.000.000J
= 1000J = 0,239 kCal
= 1Nm
= 0,001J
= 427kgm = 1,1636Wh
1 mã lực giờ = 270.000kgm
= 632kcal
= 1.000.000W
= 1000W = 1000J/s = 1,36 mã lực

= 0,239 kCal/s
= 0,764 kW
= 1 J/s
= 0,001W
= 0,278 m/s
= 1s-1
= 273,15oK

–5–


ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG
A) DANH MỤC HÌNH VẼ

B) DANH MỤC BẢNG

–6–


Chương 1
1.1

GIỚI THIỆU CHUNG

GIỚI THIỆU TÀU

1.1.1 Loại tàu, công dụng
1)

Loại tàu
a) Tổng quan
Tàu chở hàng rời có trọng tải 29.600 DWT, là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn
điện hồ quang. Tàu được thiết kế lắp đặt 01 máy chính, mang nhãn hiệu
6S42MC của hãng MAN B&W, có công suất 6.150 kW, số vòng quay danh
định 136 rpm. Hệ động lực của tàu được thiết kế với phương thức máy chính
dẫn động trực tiếp 01 hệ trục chong chóng.
Kiểu tàu:
Chuyên chở hàng rời.
b) Mô tả
Tàu (đề cập trong thiết kế) là loại một boong với thượng tầng và buồng
máy đặt ở phía lái. Đáy đôi và mạn kép được thiết kế cho khu vực các két hàng
và két nhiên liệu (trong buồng máy).
Tàu có boong kết cấu ngang, có bố trí các sống dọc phía trên boong chính;
bố trí boong nâng mũi với sống mũi vát và mũi quả lê; vách đuôi thẳng đứng và
bánh lái treo bán cân bằng, sống đuôi hở với phần sau có dạng bầu. Boong
chính không có độ cong ngang tại khu vực trên buồng máy. Ngăn dọc tâm được
chia bới 6 vách ngang và một vách dọc tại mặt phẳng dọc tâm.

2)

Công dụng
a) Danh mục hàng hóa chuyên chở
Danh mục hàng rời mà tàu có thể vận chuyển phù hợp theo dấu hiệu phân
cấp, kiến trúc kỹ thuật, không có hại cho lớp sơn vỏ tàu và hệ thống làm hàng
như sau:
Quặng, thạch cao…
b) Vùng hoạt động
Tàu hàng rời 29.600 tấn được thiết kế thỏa mãn với cấp không hạn chế

theo tiêu chuẩn phạm với và giám sát đóng tàu biển vỏ thép của Đăng kiểm
DNV. Ngoài ra tàu còn được thiết kế thỏa mãn các quy định và điều luật quốc
tế:
–7–


- Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng trên biển 1974 với nghị định
thư 1978 và những sửa đổi mới nhất bao gồm hệ thống an toàn và báo nguy
hiểm (GMDSS A1, A2, A3).
- Quy định về tính ổn định (IMO Res.A749).
- Quy định của IMO về tính không ổn định khi gặp nạn MSC19(58).
- Quy định ổn định hàng hạt (IMO, Res. MSC 23 (59)).
- Quy định về thiết bị cứu sinh.
- Bộ luật an toàn cho tàu về chuyên chở hàng gỗ (IMO Res. A715(17)).
- Sắp xếp độ chúi của hầm hàng cuối (IMO Res.A715(17)).
- Hiển thị dữ liệu điều khiển (IMO Res. A601(15)).
- Tiêu chuẩn tạm thời cho khả năng manơ A751 (18).
- Bộ luật về an toàn cho những tàu chở hàng rời khối.
- Quy tắc đường nước tải quốc tế năm 1996, bao gồm những sửa đổi (BFreeboard)
- Quy tắc quốc tế về ngăn chặn va chạm ở biển, năm 1972 cùng với một
số sửa đổi.
- Công ước quốc tế về ngăn chặn ô nhiễm từ tàu (Marpol) năm 1973 với
Nghị định thư năm 1978 và những sửa đổi sau đó ở phụ lục VI.
- Công ước quốc tế về viễn thông quốc tế năm 1979 (Geneva) và quy tắc
(điều chỉnh) về đài phát.
- Công ước quốc tế về đo dung tích tàu năm 1969.
- Công ước ILO (Tổ chức lao động quốc tế) số 92 và 133.
- Quy tắc về hàng hải của chính quyền kênh đào Suez, bao gồm quy định
về đo dung tích.
- Các quy định và điều luật hàng hải của kênh đào Panama và vùng nước

tiếp giáp, bao gồm quy tắc về đo dung tích.
- Quy tắc về bảo đảm an toàn biển ở Mỹ về ngăn chặn ô nhiễm, thiết bị
vệ sinh biển và thiết bị hàng hải, các quy định và điều luật đối với tàu nước
ngoài hoạt động ở địa phận hải hải của Mỹ (CFR Title 33-Vùng nước tàu
thuyền qua lại, phần 155, 156, 159 và 164, không có chứng chỉ hay kiểm tra).
- Quy tắc của Australia về thiết bị làm hàng, miệng hầm hàng, các biện
pháp an toàn nhận và bốc dỡ hàng hoá.
–8–


- Quy địng IMO A868(20) về việc quản lý sự thay đổi nước ballast.
- IACS URS 17 (80% MW, các két mạn không đầy tràn) và URS 18
(tương tự), URS 20.
- Nghị định A468(XII) quy tắc về mức độ tiếng ồn tên tàu.
- ISO 6954, hướng dẫn về sự đánh giá toàn diện của việc chống rung
động thân tàu.
- Các điều luật hàng hải kênh đào Kiel.
- Việc áp dụng các điều luật đánh giá an toàn hàng hoá và bao gồm cả sổ
tay làm hàng.
1.1.2 Các thông số cơ bản
1)

Kích thước tàu
Chiều dài toàn bộ
Chiều dài giữa hai đường vuông góc
Chiều rộng
Chiều cao mạn
Chiều chìm thiết kế
Dung tích toàn bộ

2)

Loa
Lpp
B
D
d
DWT

170,7 m
163,5 m
27,00
13,80
9,72
29,600

m
m
m

Trọng tải và dung tích
Trọng tải ở vùng nước có tỷ trọng 1,025 tonnes/m3, tương ứng với chiều
chìm 9,72 m là 29,600 tonnes.
Dung tích các két như sau:
Tổng dung tích két FO
1795
m3
Tổng dung tích két FW
326
m3

Tổng dung tích két WB
8531
m3

3)

Máy chính
Loại:
Số lượng:
Công suất liên tục lớn nhất (MCR):
Số vòng quay tương ứng MCR:
Công suất liên tục khai thác (CSR):
Số vòng quay tương ứng CSR:
Nhiên liệu sử dụng:

MAN B&W 6S42MC.
01.
6150 kW.
136 rpm.
kW.
rpm.
FO

–9–


4)

Tốc độ
Tốc độ thiết kế (được khẳng định) không nhỏ hơn 16,1 kn, tương ứng với

chiều chìm 9,72m, công suất máy chính CSR (85% MCR – với 15% dự trữ) và
trạng thái vỏ tàu nhẵn sạch, vùng nước sâu (≥ 30 m), nước yên tĩnh, tốc độ gió
không quá cấp 3 Beaufort.

5)

Lượng tiêu thụ nhiên liệu
.

1.1.3 Luật và quy phạm
1)

Phân cấp
Tàu được thiết kế và đóng theo các quy phạm và cung cấp các chứng chỉ
cho vùng hoạt động không hạn chế theo các luật lệ liệt kê dưới đây:
Thân tàu, máy móc và trang thiết bị được đóng dưới sự giám sát của đăng
kiểm DNV.
Phân cấp:
DNV
Cờ đăng ký: Việt nam.

2)

Luật
Việc thiết kế, đóng tàu và lựa chọn thiết bị lắp đặt trên tàu được dựa trên
cơ sở các yêu cầu có liên quan tới các luật lệ sau đây:
[1]. Các luật lệ hàng hải của quốc gia mà tàu đăng kí.
[2].
Công ước quốc tế cho an toàn sinh mạng con người trên biển 1974
cùng Nghị định 1978 và Công ước sửa đổi 1983.

[3].
Công ước quốc tế về ô nhiễm do tàu hoạt động trên biển
MARPOL 1973 cùng với Nghị định 1978 bao gồm phụ lục I, II,
IV và V bao gồm điều khoản 13(f).
[4].
Công ước quốc tế về đường trọng tải 1966 cùng với sửa đổi
1971/75/79.
[5].
Công ước quốc tế về đo trọng tải (London -69).
[6].
Luật quốc tế về thông tin radio và viễn thông 1976/79/83 cùng với
luật GMDSS.
[7].
Các tiêu chuẩn OCIMF đối với ống phân phối của tàu dầu, phiên
bản thứ 4 1991, áp dụng theo thực tế.
[8].
Hướng dẫn về trang thiết bị chằng buộc OCIMF.
[9].
Công ước quốc tế về ngăn ngừa đâm va trên biển 1972 và Sửa đổi
1981.
[10]. Nghị quyết IMO A.468 (XII), 1981, “Luật về mức độ ồn trên tàu
biển”.
[11]. Thông tri 403 MSC, “Hướng dẫn về tầm nhìn trên đài chỉ huy”.
[12]. Đề nghị sơ bộ ISO số No.6954 “Hướng dẫn về đánh giá chung
chấn động trên tàu biển”, 9/1979.
–10–


[13].
[14].

Ấn bản No.92 của Hội đồng kỹ thuật điện quốc tế (IEC) cho các
thiết bị điện lắp đặt trên tàu.
Các yêu cầu an toàn miễn trừ tối thiểu.

1.2 HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC
1.2.1 Khái quát
Thiết bị máy được thiết kế, tính chọn, lắp đặt và chạy thử phù hợp với quy
phạm và tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
Chạy thử tại xưởng và chạy thử lắp đặt, được tiến hành phù hợp với các
yêu cầu của đăng kiểm và nhà sản xuất.
Trong tài liệu này, tất cả các đơn vị đo đều sử dụng “hệ mét” trừ những
chỉ định khác.
Các phụ tùng dự trữ và dụng cụ được cung cấp phù hợp với khuyến cáo
của đăng kiểm và tiêu chuẩn của nhà sản xuất dùng cho tàu thủy.
Hệ động lực bao gồm một chong chóng và một động cơ thấp tốc, sử dụng
phương thức truyền động trực tiếp. Vị trí điều động tàu, điều khiển động cơ trên
buồng lái và trong buồng điều khiển. Trong trường hợp sự cố có thể điều khiển
trực tiếp, ngay tại động cơ.
Động cơ chính có thể sử dụng nhiên liệu (FO),
Hệ thống phát điện bao gồm 3 tổ máy phát chính và 1 tổ máy phát sự cố.
Bảng điện chính được bố trí trong buồng điều khiển, bảng điện sự cố được
bố trí trong buồng máy phát sự cố.
Động cơ diesel của các tổ máy phát chính có thể sử dụng FO, kể cả lúc
khởi động và hoạt động với tải thấp.
Hệ thống cung cấp nhiệt trên tàu bao gồm 01 nồi hơi đốt dầu và 01 nồi hơi
liên hợp. Nồi hơi đốt dầu được dùng để gia nhiệt cho toàn bộ các két dầu hàng,
gia nhiệt cho nước biển làm sạch két,... Nồi hơi đốt dầu dùng FO.
Các máy nén khí và bơm dùng cho hệ thống động lực được thiết tương
ứng với chế độ động cơ chính vận hành tại công suất liên tục lớn nhất (MCR),

tại những điều kiện sau:
– Nhiệt độ nước biển:
32 0C.
– Nhiệt độ xung quanh:
45 0C.
– Áp suất khí quyển:
0,1 MPa.
– Độ ẩm không khí:
60 %.

–11–


1.2.2 Máy chính
Tàu được thiết kế lắp đặt 01 động cơ diesel thấp tốc, 2 kỳ, tác động đơn,
một hàng xy-lanh thẳng đứng, phun nhiên liệu trực tiếp, tăng áp, hành trình lớn,
kết cấu đầu chữ thập.
Máy chính có chiều quay cùng chiều kim đồng hồ, nhìn về mũi.
1)

Thông số kỹ thuật
– Loại:
MAN B&W 6S42MC.
– Số lượng:
01.
– Công suất liên tục lớn nhất (MCR):
6150 kW.
– Số vòng quay tương ứng MCR:
136 rpm.
– Công suất liên tục khai thác (CSR):

kW.
– Số vòng quay tương ứng CSR:
rpm.
– Nhiên liệu sử dụng:
FO
(Các thông số của máy chính được thử tại xưởng theo tiêu chuẩn ISO,
trong điều kiện thỏa mãn giới hạn NOx của IMO. Các thông số kỹ thuật hợp
chuẩn cuối cùng của máy chính do nhà sản xuất cung cấp).

2)

Điều kiện môi trường tương ứng
– Nhiệt độ nước biển:
– Nhiệt độ nước ngọt (thấp):
– Nhiệt độ xung quanh:
– Áp suất khí quyển:
– Độ ẩm không khí:

3)

32 0C.
36 0C.
45 0C.
0,1 MPa.
60 %.

Tính năng được đảm bảo
Máy chính có tính năng tự động điều chỉnh áp suất cháy lớn nhất để đảm
bảo hiệu suất tối ưu trong dải hoạt động.
Máy chính được điều khiển từ xa, có thể điều khiển từ buồng máy hoặc từ

bàn chỉ huy.

4)

Dao động xoắn
Dao động xoắn được tính sơ bộ ban đầu, và nếu như có tồn tại tốc độ quay
nguy hiểm trong dải số vòng quay khai thác, thì tốc độ nguy hiểm đó phải được
xác định trên thiết bị (đồng hồ) chỉ báo số vòng quay.

5)

Cấu tạo và vật liệu
Cấu tạo, vật liệu và lắp ráp máy chính tuân theo tiêu chuẩn của nhà sản
xuất động cơ.

–12–


6)

Phụ tùng và lắp đặt
Máy chính được trang bị hệ thống vận hành sự cố với điều khiển tại chỗ,
theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất động cơ và yêu cầu của quy phạm.
Séc-măng sử dụng vật liệu là hợp kim crôm.
Hộp lọc không khí phải được lắp đặt sao cho liên kết với bình dập cháy
CO2.
Máy chính phải có cụm bánh đà cùng với động cơ điện, khởi động và hộp
công tắc xách tay, với 20 m cáp dẫn và bộ phận công tắc liên động.
Phải chú ý đặc biệt đến vấn đề dao động xoắn. Phải có thiết bị quay chậm.
Sinh hàn không khí theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất.

Tua-bin tăng áp được lắp đặt tại đầu phía sau.
Máy chính có bộ điều tiết tốc độ kiểu điện tử.
Máy chính phải được lắp đặt thiết bị cảm biến, phát hiện sương mù dầu.
Các dụng cụ chẩn đoán tại chỗ cũng được cung cấp theo tiêu chuẩn của
nhà sản xuất như: đồng hồ đo số vòng quay của máy chính và cụm tua-bin tăng
áp.
Đường ống làm mát nước ngọt, đường ống nhiên liệu và đường ống dầu
bôi trơn cũng được cung cấp theo máy chính.

1.2.3 Truyền động
1)

Thiết bị đẩy
Thiết bị đẩy được thiết kế là chong chóng. Chong chóng được sử dụng là
loại bước cố định, tiết điện khí động học, chiều quay quay phải, mối ghép với
trục theo hình thức không dùng then.
Số lượng:
1.
Số cánh
4.
Kiểu:
Bước cố định, nghiêng trung bình.
Đường kính:
4,32 m.
Vật liệu:
Hợp kim đồng-nhôm-niken đúc.

2)

Hệ trục

a) Khái quát
Trục bằng thép rèn, bao gồm 01 trục trung gian và 01 trục chong chóng
làm từ thép cac-bon chất lượng cao. Trục trung gian được lắp đặt trên các ổ đỡ
bôi trơn bằng dầu và trục chong chóng được lắp trên các ổ đỡ bằng thép trắng
bôi trơn bằng dầu và kín nước kiểu bề mặt tiếp xúc hoặc kiểu ghép.
b) Ống bao và ổ đỡ
Ống bao có kết cấu hàn.
–13–


Ổ đỡ được làm bằng thép đúc, lớp bạc lót làm bằng kim loại trắng (hợp
kim giảm mòn). Hai ổ đỡ được lắp đặt tại hai đầu: đầu phía mũi và đầu phía lái
của ống bao. Tại ổ đỡ sau có lắp đặt 02 sen-so cảm biến nhiệt độ.
c) Đệm kín dầu
Đệm kín dầu được lắp đặt tại đầu trước và đầu sau của ống bao để ngăn
nước biển rò lọt vào ống bao hoặc dầu rò lọt khỏi ống bao ra ngoài.
d) Ổ đỡ trục trung gian
Ổ đỡ trục trung gian làm bằng thép đúc, gồm nửa trên và nửa dưới, lớp
bạc lót bằng thép trắng.
Để kiểm tra mức dầu trong ổ chứa dầu, trên ổ đỡ có thanh đo mức dầu. Ổ
đỡ được làm mát bắng nước và có gắn một sen-so cảm biến nhiệt độ dầu bôi
trơn.
e) Nối đất
Thiết bị nối đất được lắp đặt tại trục trung gian, có khả năng giữ điện áp
tĩnh điện giữa trục khuỷu và thân vỏ ở mức dưới 100 mV.
f) Trục trung gian và trục chong chóng
Trục trung gian được làm từ thép rèn với mặt bích liền ở hai đầu. Liên kết
giữa các đoạn trục tại bích nối bằng bu-lông, lắp ép thuỷ lực.
Các trục này được gia công trên toàn bộ chiều dài và được làm bóng bề
mặt tại vị trí ổ đỡ, nơi có đường kính tăng lên 0,5 mm.

Trục chong chóng cũng được làm từ thép rèn, có mặt bích liền ở đầu trục
phía mũi. Đầu phía sau của trục được gia công và tạo độ côn 1/20, để lắp với củ
chong chóng. Đầu mút trục chong chóng có tiện ren trái.
....

–14–


Chương 2

SỨC CẢN, CHONG CHÓNG

2.1 SỨC CẢN
2.1.1 Số liệu chính
– Chiều dài lớn nhất
– Chiều dài giữa hai trụ
– Chiều rộng thiết kế
– Chiều cao mạn
– Chiều chìm toàn tải
– Hệ số béo thể tích
– Hệ số béo đường nước
– Máy chính
– Công suất
– Số vòng quay

Lmax =
170,7
Lpp
=
163,5

B
=
27,00
D
=
13,8
d
=
9,72
CB
=
0,80
CW
=
0,87
MAN B&W-6S42MC
H
=
6150
n
=
136

m
m
m
m
m

kW

rpm

2.1.2 Phương pháp tính
Sử dụng phương pháp seri 60 để tính toán.
Phạm vi sử dụng phương pháp seri
-

L
B = 6 ÷ 8,5.

-

B
d = 2 ÷ 5,0

- C B = 0,6 ÷ 0,8.
- Cp = 0,612 ÷ 0,815

L

= 5 ÷ 7,5
3
∇
- l=
Kiểm tra điều kiện áp dụng
-

L
B = 6,05
–15–

-

B
d = 2,78

- C B = 0,81
- ∇ = CB.L.B.d = 0,80.163,5.27,0.9,7= 34256.52 (m3)

L
∇ = 5,01
l=
⇒ Tàu thoả mãn các điều kiện áp dụng của phương pháp Seri 60
3

–16–


–17–


2.1.3 Kết quả tính



2.1.4 Đồ thị
Quan hệ sức cản – tốc độ tàu, công suất kéo có ích – tốc độ tàu được biểu
thị trên đồ thị R-v, Pe-v (Error: Reference source not found).
2.1.5 Tốc độ tàu sơ bộ

ηp
= 0,8
15%Ne
Ne
=6150Kw
Pe
=4182 Kw

Hiệu suất đẩy gần đúng của chong chóng
Công suất máy chính dự trữ
Công suất của máy chính
Công suất của tàu kéo
Tương ứng gần đúng trên đồ thị sức cản ta có:
R = 564,85 (kN)
V = 14,7 (Knot)
2.2 CHONG CHÓNG
2.2.1 Vật liệu chế tạo

+Vật liệu thường dùng làm chong chóng là: đồng thau ( KHB sC-1) đối với
chong chóng có bước tiến cố định hoặc biến bước.
+ Thép - Cacbon thường được dùng đối với chong chóng có bước cố định
kết cấu hàn.
Vậy ta chọn vật liệu chế tạo chog chóng là đồng thau KHBsC-1.
QCVN 2010-Phần 7A về vật liệu –Chương 7 : Đồng và hợp kim đồng. –
7.2 :Hợp kim đồng đúc (Đồng thau- Mangan – Cấp 1) : HBsC1
_Thành phần hóa học :

+Thành phần kẽm tương đương (%)=

100 −

100.Cu (%)
100 + A

Trong đó A=Sn+5Al-0,5Mn-0,1Fe-2,3Ni(%)
+Thành phần hóa học (%) của HBsC1:

Al (0,5 ÷ 3,0)% ,

Zn(35 ÷ 40)% ,
Sn ≤ 1,5% ,

Cu (52 ÷ 62)% ,

Mn(0,5 ÷ 4,0)% ,
Fe(0,5 ÷ 2,5)% ,
Pb ≤ 0,5%

Ni ≤ 1,0% ,


2.2.2 Các hệ số
1)

Hệ số dòng theo
Đối với tàu vận tải biển một chong chóng, theo Taylor)
Hệ số dòng theo:

WT = 0,5.CB − 0,05

Hệ số lực hút:

t = kT w T

= 0,5.0,8 - 0,05= 0,35

= 0,8.0,35= 0,304

Với
2)

Hệ số dòng hút

2.2.3 Số cánh chong chóng
Bảng 2-1. Xác định số cánh chong chóng
№
1
2

3
4
5

6

7

8

9

10

Hạng mục
Công suất
tính

Số vòng
quay động
cơ
Số vòng
quay chong
chóng
Sức cản tàu
Lực đẩy
chong
chóng
Vận tốc
dòng chảy
đến chong
chóng
Đường
kính sơ bộ
chong
chóng
Hệ số lực
đấy theo
đường kính
Hệ số lực
đẩy theo

vòng quay
Số cánh
chong
chóng

Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức –
Nguồn gốc

Kết
quả

P

kW

Theo thiết kế

ndc

rpm

Theo máy chính

136

nc

rps

ndc/60

2,27

R

kN

Theo đồ thị sức
cản

564,85

T

kN

R
1− t

811,57

ωT )

4,91

6150

(1Va

m/s
VS

D

m

P
D = 13 4 5,95
vs n 2

kDT

-

ρ
k DT = v A D1,04
T

kNT

-

k NT =

Z

cánh

KDT< 2
KNT< 1

vA 4 ρ
0.61
n T
4


2.2.4 Tỷ số đĩa
1)

Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền
AE
A0 được xác định thông qua

Theo công thức (2-1) đại lượng
các đại lượng...

AE  AE 
≥ ÷
A0  A0  min
=

(21)

 Z 


D

 δ max 

0,24(1,08-)

đối

2/3
3

10mT
[σ ]

Trong đó :
Z – số cánh chong chóng
D – đường kính chong chóng (m)
δmax – chiều dày tương đối của chong chóng ở mặt cắt bán kính tương

r
= 0,6 : δ max = 0,08
R
T – Lực đẩy của chong chóng (kN)
m – Hệ số kể đến trạng thái tải trọng, m= 1,15,
- ứng suất cho phép giới hạn của vật liệu,= 6. kPa
r=

dH
= 0,167
D
-Tỷ số giữa đường kính trung binh của chong chong với đường kính
của nó
dH =

AE  AE 
≥ ÷
A0  A0  min
=
2/3

 4 
 4.0, 08 ÷



Chọn

3

10.1,15.381,32
= 0, 49
6.104
AE
= 0,55
A0

0,24(1,08-0,167)

2)

Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện xâm thực
(

AE
) min
A0
= 1,275.

ξ 1.

kc
2
.( n.D )
p0

Với
Trong đó:
- ξ 1 là hệ số đặc trưng cho tải trọng ,chọn ξ 1 =1,4
- kc là hệ số đặc trưng cho hiện tượng xâm thực, tra theo đồ thị

P
D ,J).ta được kc = 0,28

kc=f (Z ,

- p0 : Áp suất thủy tĩnh tuyệt đối tại vị trí đặt chong chóng .

P0 = pa + γ .hb
= 101,340 + 10.5,085 = 152,19 (kN/m2)
Với pa =101,340 (kN/m2) _áp suất khí quyển ở nhiệt độ 20oC
γ =10( kN/m3)_Trọng lượng riêng của nước biển
hb: Độ ngập sâu của trục chong chóng,có thể lấy gần đúng:
hb = 9,19 – 0,55.5,17 = 6.9 – 0,55.3,3 = 6,346(m)
- n= 2,1 (vòng/s) : số vòng quay của chong chóng
0.28
 AE 
  = 1,275.1,4.
( 2,1.5,17) 2
152,19
 A0  min
= 0,387
Chọn

Thay số :

Kết luận: từ 2 điều kiện trên ta chọn
3)

Tính chong chóng sử dụng hết công suất

Bảng 2-2. Bảng nghiệm lại tốc độ tàu
STT

Đại lượng tính

Đơn vị

1
2
3
4

vS
vA=0,5144.vS.(1-wT)
TE = R = f(vs)
T = TE/(1-t)

knot
rps
kN

14
4,68
503,52
723,45

14,7
4,91
564,85
811,57

15
5,01
637,97
916,62

-

0,60

0,61

0,61

-

0,368

0,376

0,376

5
6

k NT =

vA
n

4

J 0 = f (k NT )

ρ
T

Các giá trị tính toán


7

J = aJ 0

-

vA
nJ

Dopt =

8

0,364

0,395

0,395

m

5,66

5,48

5,59

9

kT =

T
4
ρ n 2 Dopt

-

0,133

0,170

0,18

10

P
= f (kT , J )
D

-

0,55

0,73

0,87

11

η 0 = f (kT , J )

-

0,471

0,512

0,526

1 1− t
η0
iQ 1 − ωT

-

0,5421

0,6967

0,7421

Rv
ηD

kW

2799,09

3038,75

3724,63

PD
η SηG k E

kW

5488,41

5947,72

7303,20

ηD =

12

PD =

13

PS =

14

-

Kết luận: vận tốc của tàu: v= 14,7 knot
Đường kính chong chóng D= 5,48 m
4)

Tính khối lượng chong chóng

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

G=

b 
Z
d e 

γ D 3  0,6 ÷  6, 2 + 2.104  0,71 − H ÷ 0,6  + 0,59γ lH d H2
4
4.10
D D

 D 

trong đó:
Z – Số cánh chong chóng, Z = 4;
γ – trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chong chóng, γ = 8,5.10 3
(kG/m3)
D – đường kính chong chóng, D = 5,48 (m)
dH – đường kính của củ chong chóng, dH = 0,7 (m)
lH – chiều dài của củ chong chóng, lH = 1 (m)
e0,6 – chiều dày cánh tại 0,6R, e0,6 = 0,086 (m)
b0,6 – chiều rộng cánh tại 0,6R, b0,6 = 1,278(m)

Vậy G=8621,41 (kg)=8,621 (tấn)


Kết luận :
Đường kính chong chóng
Số cánh

D
Z

= 5,48 m
=4

Tỉ số đĩa

θ

= 0,55

Tỉ số bước
Chiều dài củ chong chóng
Khối lượng chong chóng

P/D
lH
G

= 0,73
=1m
= 8,621 (tấn)