THIẾT kế môn học THIẾT kế hệ THỐNG ĐỘNG lực tàu THUỶ tàu hàng khô sức chở 3800 tấn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.85 MB, 48 trang )
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
-1-
MỤC LỤC
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
-2-
DANH MỤC BẢNG
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
-3-
I.GIỚI THIỆU CHUNG
1.1
GIỚI THIỆU TÀU
1.1.1 LOẠI TÀU, CÔNG DỤNG
Tàu hàng khô sức chở 3800 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang,có
một boong chính liên tục. 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 rời, hàng bách hóa.
1.1.2. VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ
Tàu dầu 3800 tấn được thiết kế thoả mãn Cấp không hạn chế theo Quy phạm
phân cấp và đóng tàu vỏ thép – 2010 (QCVN 21: 2010/BGTVT), 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 QCVN 21: 2010/BGTVT.
1.1.3. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU
Chiều dài lớn nhất
Lmax
=
89,56
m
Chiều dài giữa hai trụ
Lpp
=
79,80
m
Chiều dài đường nước thiết kế
LWL
=
82,00
m
Chiều rộng lớn nhất
Bmax
=
14,40
m
Chiều rộng thiết kế
B
=
14,40
m
Chiều cao mạn
D
=
7,30
m
Chiều chìm toàn tải
d
=
6,00
m
Lượng chiếm nước
Disp =
5373,82
tấn
Trọng tải DWT
P
3800
tấn
=
Các hệ số béo:
Hệ số béo thể tích
CB =
0,74
Hệ số béo đường nước
CW =
0,86
Hệ số béo sườn giữa
CM =
0,99
Máy chính
HANSHIN 6LA34L
Công suất
H
=
1839/(2501) kW/(cv)
Vòng quay
N
=
265
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
v/p
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
-4-
1.1.4. LUẬT VÀ CÔNG ƯỚC ÁP DỤNG
[1]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – 2010. Bộ Khoa học Công
nghệ và Môi trường.
[2]– MARPOL 73/78 (có sửa đổi).
[3]– Bổ sung sửa đổi 2010 của MARPOL.
1.2.
TỔNG QUAN VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
1.2.1. BỐ TRÍ BUỒNG MÁY
Buồng máy được bố trí từ sườn 07 (Sn7) đến sườn 27 (Sn27). Diện tích vùng
tôn sàn đi lại và thao tác khoảng 35 m 2. Lên xuống buồng máy bằng 04 cầu thang (02
cầu thang tầng1 và 02 cầu thang tầng 2) .
Trong buồng máy lắp đặt 01 máy chính và các thiết bị phục vụ hệ thống động
lực, hệ thống ống toàn tàu. Điều khiển các thiết bị được thực hiện tại chỗ trong buồng
máy. Điều khiển máy chính được thực hiện tại chỗ trong buồng máy hoặc từ xa trên
buồng lái. Một số bơm chuyên dụng có thể điều khiển từ xa trên boong chính như bơm
vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, các quạt thông gió...
Buồng máy có bố trí các thiết bị:
Trên sàn đáy :Bố trí máy chính ở giữa tàu, các tổ bơm phục vụ các hệ
thống tàu bè.
Trên sàn boong lửng :Bố trí tổ máy phát điện, nồi hơi, tổ điều hoà trung
tâm, quạt thông gió, các trang thiết bị buồng máy và bảng điện chính…
1.2.2. MÁY CHÍNH
Máy chính có ký hiệu HANSHIN 6LA34L do HÀN QUỐC sản xuất, là động
cơ diesel 4 kỳ tác dụng đơn, tăng áp bằng hệ turbo – charge, làm mát khí nạp, dạng
thùng, một hàng xy-lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn
cưỡng bức các te ướt, khởi động bằng không khí nén, truyền động đảo chiều chân vịt
bằng hộp số, điều khiển tại chỗ hoặc từ xa trên buồng lái.
Thông số của máy chính:
Số lượng
01
Kiểu máy
HANSHIN 6LA34L
Hãng (Nước) sản xuất
HÀN QUỐC
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
-5-
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Công suất định mức, [H]
1839/2501
kW/cv
Vòng quay định mức, [N]
265
v/p
Số kỳ, [τ]
4
Số xy-lanh, [Z]
6
Đường kính xy-lanh, [D]
280
mm
Hành trình piston, [S]
320
mm
1.2.3. THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY CHÍNH
1.2.3.1. Thiết bị gắn trên máy
Bơm nước ngọt làm mát nhiệt độ thấp 60m3/h, 21m.c.n
Số lượng:01
Bơm nước ngọt làm mát nhiệt độ cao 60m3/h, 21m.c.n
Số lượng:01
Bơm áp lực dầu bôi trơn máy chính 36m3/h, 5KG/cm2
Số lượng:01
Mô tơ khí nén khởi động máy chính
Số lượng:01
Tua bin tăng áp khí nạp
Số lượng:01
Sinh hàn khí nạp
Số lượng:01
Sinh hàn dầu nhờn hộp số
Số lượng:01
Sinh hàn nước ngọt nhiệt độ cao
Số lượng:01
Bơm dầu bôi trơn hộp số
Số lượng:01
Bộ hâm máy chính trước khi khởi động
Số lượng:01
1.2.3.2. Thiết bị kèm theo máy
Bơm dầu bôi trơn hộp số dự phòng
Số lượng:01
Chai gió khởi động máy chính V=250 lít
Số lượng:02
Sinh hàn nước máy chính
Số lượng:01
Sinh hàn dầu nhờn máy chính
Số lượng:01
Bơm nước biển làm mát máy chính 100m3/h, 20m.c.n
Số lượng:01
Bơm nước biển làm mát MC dự phòng 100m3/h, 20m.c.n
Số lượng:01
Bơm hâm máy chính trước khi khởi động 2,5m3/h, 20m.c.n Số lượng:1
Bơm nước ngọt l/m nhiệt độ thấp d/p 60m3/h, 21m.c.n
Số lượng:01
Bơm nước ngọt l/m nhiệt độ cao d/p 60m3/h, 21m.c.n
Số lượng:01
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
-6-
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Bơm áp lực dầu bôi trơn MC d/p 30m3/h, 5KG/cm2
Số lượng:01
Bơm dầu làm mát vòi phun MC 0,8m3/h, 2,5KG/cm2
Số lượng:01
Bơm dầu làm mát vòi phun MC d/p 0,8m3/h, 2,5KG/cm2
Số lượng:01
1.2.4. TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN CCFJ100J
1.2.4.1. Diesel lai máy phát
Diesel lai máy phát có ký hiệu 6135JSCA do Trung Quốc sản xuất, là diesel 4
kỳ tác dụng đơn, một hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp, làm mát gián tiếp hai vòng
tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng điện DC 24V.
Số lượng
03
Kiểu máy
6135JSCA
Hãng (Nước) sản xuất
Trung quốc
Công suất định mức, [Ne]
135
cv
Vòng quay định mức, [n]
1500
v/p
Số kỳ, [τ]
4
Số xy-lanh, [Z]
6
1.2.4.2 Máy phát điện
Số lượng
03
Hãng (Nước) sản xuất
Trung Quốc
Kiểu
100SGC
3 pha
Công suất máy phát
100
kw
Vòng quay máy phát
1500
rpm
Điện áp
400/230
V
Tần số
50
Hz
1.2.5. CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC KHÁC
1.2.5.1. Các két dưới đáy đôi
Tàu bố trí đáy đôi suốt từ Sn 27 đến Sn 120 với chiều cao h=1200. Buồng máy
từ Sn 7 đến Sn 27. Dưới đáy đôi là két nước dằn cách li và các két dầu đốt:
1– Két dầu bẩn giữa tàu từ Sn10-Sn13
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Số lượng
01
Dung tích
16
-7-
m3
2– Két dầu nhờn dự trữ mạn trái -mạn phải từ Sn14-Sn19
Số lượng
02
Dung tích
4,3×2
m3
3– Két dầu nhờn tuần hoàn giữa tàu từ Sn14-Sn25
Số lượng
01
Dung tích
11
m3
4– Két dầu DO mạn trái-mạn phải từ Sn19-Sn25
Số lượng
02
Dung tích
9×2
m3
5– Két dầu FO giữa tàu từ Sn27-Sn40
Số lượng
01
Dung tích
40
m3
6– Két dầu FO giữa tàu từ Sn40-Sn60
Số lượng
01
Dung tích
90
m3
7– Két dầu FO giữa tàu từ Sn60-Sn79
Số lượng
01
Dung tích
85
m3
8– Két dằn mạn trái-mạn phải từ Sn53-Sn79
Số lượng
02
Dung tích
75×2
m3
9– Két dằn mạn trái-mạn phải từ Sn79-Sn97
Số lượng
02
Dung tích
85×2
m3
10– Két dằn mạn trái-mạn phải từ Sn97-Sn103
Số lượng
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
02
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Dung tích
85×2
-8-
m3
1.2.5.2. Không gian từ đáy đến boong chính
1–Khu vực I
Vùng đuôi tàu từ vách lái đến Sn 7gồm két chứa nước dằn, két nước ngọt,
khoang chứa két thải. Vị trí:
Két nước ngọt mạn trái-mạn phải: từ Sn lái đến Sn 2
Két nước dằn từ Sn 2 đến Sn 7. Khu vực giữa khoang bố trí một két thải dạng
không liền vỏ
2–Khu vực II
Khoang buồng máy: từ Sn 7 đến Sn 27 :Trong khoang máy có chứa két dầu đốt
hàng ngày, két nước ngọt dự trữ (mạn trái phải), két dầu bẩn, két dầu nhờn dự trữ, theo
chiều dài khoang máy có kết cấu sàn lửng. Vị trí :
Két nước ngọt dự trữ mạn trái, mạn phải từ Sn7-Sn14 : Vách dọc trong cách
tâm tàu 3,5 m. Vách đỉnh cách boong 650.
Két dầu bẩn từ Sn10-Sn13 ở giữa tàu.
Két dầu nhờn (mạn trái-mạn phải) từ Sn14-Sn19 vách bên ngoài của các két là
thành dọc của đà dọc bệ máy chính.
Sàn lửng từ vách Sn7 đến vách Sn27 cách đường chuẩn đáy 4,5 m.
3–Khu vực III
Từ Sn27-Sn114 là khu vực khoang hàng. Tàu có hai khoang hàng được ngăn
bởi các vách ngang tại Sn79
4–Khu vực từ Sn114-Sn120
Két nước dằn mũi
5–Khu vực từ Sn120 đến mũi
Bố trí khoang dằn mũi và hầm xích neo
1.2.5.3. Các tổ bơm
1– Tổ bơm nước chữa cháy
Số lượng
01
Kiểu
Ly tâm nằm ngang
Ký hiệu
CNLB100_100/250
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
-9-
MEZC200LK02
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
80
m3/h
Cột áp
60
mcn
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
30
kW
Tần số
50
Hz
2– Tổ bơm dùng chung
Số lượng
01
Kiểu
Ly tâm nằm ngang tự hút
Ký hiệu
CNLB100_100/250
MEZC200LK02
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
80
m3/h
Cột áp
60
mcn
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
30
kW
Tần số
50
Hz
3– Tổ bơm nước ngọt sinh hoạt
Số lượng
02
Kiểu
Ly tâm
Ký hiệu
CR3-12/IEC
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
4
m3/h
Cột áp
40
mcn
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
1
kW
Tần số
50
Hz
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
- 10 -
4– Tổ bơm vận chuyển dầu đốt
Bơm vận chuyển dầu FO
Số lượng
01
Kiểu
Bánh răng
Ký hiệu
ON3 / MEZ7BA 112M-06
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
4,0
m3/h
Cột áp
30
mcn
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
1,5
kW
Tần số
50
Hz
Bơm vận chuyển dầu DO
Số lượng
01
Kiểu
Bánh răng
Ký hiệu
ON1 / MEZ7AA 90L-4
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
3,0
m3/h
Cột áp
30
mcn
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
1,5
kW
Tần số
50
Hz
6– Tổ bơm vận chuyển dầu nhờn
Số lượng
01
Kiểu
Bánh răng nằm ngang
Ký hiệu
ON1 / MEZ7AA 90L-4
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
3
m3/h
Cột áp
30
mcn
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
1,5
kW
Tần số
50
Hz
- 11 -
7– Tổ bơm nước thải vệ sinh
Số lượng
02
Ký hiệu
CLN40-40/200MEZ7BA 132S-2
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
12,0
m3/h
Cột áp
40
mcn
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
7,5
kW
Tần số
50
Hz
8– Bơm vận chuyển dầu bẩn
Số lượng
01
Ký hiệu
ON3 / MEZ7BA112M-06
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
3,7
m3/h
Cột áp
50
mcn
Công suất động cơ điện
2,2
kW
9– Bơm hút khô dằn
Số lượng
01
Ký hiệu
CNL80-80/200MEZZBA160102
Hãng (Nước) sản xuất
Iron pump
Đan Mạch
Lưu lượng
65
m3/h
Cột áp
40
m3/h
Công suất động cơ điện
18,5
kW
1.2.5.3. Các tổ quạt
1– Tổ quạt hút buồng máy + các van bướm chống cháy
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Số lượng
02
Lưu lượng
9000
m3/h
Cột áp
30
mcn
Động cơ điện
AC, 3 pha
Tần số
50
- 12 -
Hz
2– Tổ quạt thổi buồng máy + các van bướm chống cháy
Số lượng
02
Lưu lượng
21000
m3/h
Cột áp
30
mcn
Động cơ điện
AC, 3 pha
Tần số
50
Hz
1.2.5.4. Thiết bị phân ly
1– Máy phân ly nước đáy tàu
Số lượng
01
Ký hiệu
15PPM
Lưu lượng
2
m3/h
Cột áp
3
kG/cm2
Điện áp
380
V
0,8
kW
2– Bơm phục vụ phân ly (kèm theo máy phân ly)
– Số lượng
01
– Lưu lượng
2
m3/h
– Cột áp
30
mcn
1.2.5.5. Các thiết bị điện
1– Tổ ắc-quy khởi động diesel lai máy phát
Số lượng
02
Số bình/tổ
02
Ký hiệu
6CTK–180
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Hãng (Nước) sản xuất
TIA SÁNG
Dung lượng 01 bình
12V–180Ah
Dung lượng cả tổ
24V–180Ah
- 13 -
VIETNAM
2– Tổ ắc-quy chiếu sáng sự cố
Số lượng
01
Số bình/tổ
04
Ký hiệu
6CTK–180
Hãng (Nước) sản xuất
TIA SÁNG
Dung lượng 01 bình
12V–180Ah
Dung lượng cả tổ
24V–360Ah
VIETNAM
3– Tổ ắc-quy chiếu sáng hàng hải
Số lượng
01
Số bình/tổ
02
Ký hiệu
6CTK–180
Hãng (Nước) sản xuất
TIA SÁNG
Dung lượng 01 bình
12V–180Ah
Dung lượng cả tổ
24V–180Ah
VIETNAM
1.2.5.6. Các thiết bị hệ thống khí nén
1– Tổ máy nén khí
Số lượng
01
Kiểu
Piston
2 cấp
Hãng (Nước) sản xuất
CSSC
CHINA
Lưu lượng
20
m3/h
Áp suất
30
kG/cm2
Kiểu động cơ điện
AC, 3 pha
Công suất động cơ điện
5,5
kW
Vòng quay động cơ
2950
v/p
Tần số
50
Hz
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
- 14 -
2– Bình chứa không khí nén khởi động
Số lượng
02
Dung tích
02 x 250
lít
Áp suất
30
kG/cm2
Hãng (Nước) sản xuất
SKL
GERMANY
3– Bình chứa không khí nén phụ
Số lượng
01
Dung tích
01 x 45
lít
Áp suất
30
kG/cm2
Hãng (Nước) sản xuất
SKL
GERMANY
1.2.5.7. Các thiết bị chữa cháy buồng máy
1– Trạm chữa cháy buồng máy cố định bằng CO2
Số lượng trạm
01
Số lượng bình CO2
06
Loại
10
lít
Áp suất bình
125
kG/cm2
2– Bình bọt chữa cháy buồng máy AB–10
Số lượng
08
Kiểu
Xách tay
Quy cách
10
lít/bình
3– Bình chứa chất tạo bọt chữa cháy
Số lượng
02
Quy cách
20
lit/bình
Số lượng
01
tấm
Kiểu
Phớt, amiang
4– Bạt phủ dập cháy
1.2.5.8. Các thiết bị buồng máy khác
1– Cầu thang buồng máy
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Tổng số lượng
05
Cầu thang chính
04
Cầu thang sự cố
01
- 15 -
2– Cửa thông biển
Số lượng
02
Kiểu
Chấn song
3– Bàn nguội, tủ đựng dụng cụ
Số lượng
01
Kiểu
Rời
Vật liệu
CT3
4– Nồi hơi phụ
Số lượng
01
Kí hiệu
AQ-16WHMS5Z
Quy cách
600 kg/h
6KG/cm2
5– Chuông lệnh cơ giới, ống nói hai chiều
Số lượng
01
Kiểu chuông
Chữ
Ống nói
Hai chiều
bộ
1.2.6. TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ
1.2.6.1. Diesel lai máy phát
Diesel lai máy phát có ký hiệu 4125JZCA do Trung Quốc sản xuất, là diesel 4
kỳ tác dụng đơn, một hàng xy-lanh thẳng đứng, không tăng áp, làm mát gián tiếp hai
vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng điện DC 24V.
Số lượng
01
Kiểu máy
4125JZCA
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Hãng (Nước) sản xuất
Trung Quốc
Công suất định mức, [Ne]
45
cv
Vòng quay định mức, [n]
1500
v/p
Số kỳ, [τ]
4
Số xy-lanh, [Z]
4
- 16 -
1.2.6.2. Máy phát điện
Số lượng
01
Hãng (Nước) sản xuất
Trung Quốc
Kiểu
50SGC
3 pha
Công suất máy phát
30
kW
Vòng quay máy phát
1500
v/p
Điện áp
400/230
V
Tần số
50
Hz
II.TÍNH SỨC CẢN, THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG
2.1.
SỨC CẢN
2.1.1. Các kích thước cơ bản
Máy chính
HANSHIN 6LA34L
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
- 17 -
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Chiều dài lớn nhất
Lmax
=
89,56 m
Chiều dài đường nước thiết kế
LWL
=
82,00 m
Chiều rộng lớn nhất
Bmax
=
14,40 m
Chiều rộng thiết kế
B
=
14,40 m
Chiều cao mạn
D
=
7,30
m
Chiều chìm toàn tải
d
=
6,00
m
Lượng chiếm nước
Disp =
5373 tấn
Hệ số béo thể tích
CB
=
0,74
Hệ số béo đường nước
CW
=
0,86
Hệ số béo sườn giữa
CM
=
0,99
Công suất
H
=
1839/(2501) kW/(cv)
Vòng quay
N
=
265
v/p
2.1.2. Sức cản của tàu theo công thức Pamiel
1- Phạm vi áp dụng của Pamiel
Bảng 2.1 Phạm vi áp dụng của Pamiel
No.
Đại lượng xác định
Tàu thực thiết kế
Phạm vi của Pamiel
1
Tỷ số kích thước [B/d]
2,4
1,5 – 3,5
2
Tỷ số kích thước [L/B]
5,694
4 – 11
3
Hệ số béo thể tích [CB]
0,74
0,35 – 0,8
4
Hệ số thon đuôi tàu [ϕ]
1,3
0,33 – 1,5
Theo bảng 2.1 ta thấy các thông số của tàu đều nằm trong giới hạn của phương
pháp Papmiel. Vậy ta dùng phương pháp này để tính.
2- Công thức xác định sức cản của Pamiel
Công suất kéo theo Pamiel
∇VS3
EPS =
LC 0
, (cv)
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
- 18 -
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
trong đó:
∇ –
Lượng chiếm nước của tàu, (tấn);
VS –
Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (hl /h);
L – Chiều dài tàu thiết kế, (m);
C0 –
Hệ số tính toán theo Pamiel.
3- Kết quả xác định sức cản tàu theo Pamiel
Bảng 2.2. Sức cản tàu theo Pamiel
No.
Đại lượng xác định
Công thức tính
1
Tốc độ tính toán VS,
(hl/h)
Dự kiến thiết kế
2
Tốc độ tính toán VS,
(m/s)
3
Hệ số béo thể tích
CB
4
Lượng chiếm nước
∇, (tấn)
Kết quả
10
11
12
13
Tính theo m/s
5,144
5,658
6,173
6,687
Theo thiết kế
0,74
0,74
0,74
0,74
Theo thiết kế
5373
5373
5373
5373
B
ϕ =10 C B
L
1,2
1,2
1,2
1,2
ϕ
L
1,259
1,385
1,51
1,637
5
Hệ số hình dáng ϕ
6
Tốc độ tương đối V1
7
Hệ số tính Cp, theo
đồ thị
C p = f ( V1 , ϕ )
90
89
87,5
85
8
Hệ số hình dạng X01
1 đường trục
1
1
1
1
0,972
0,972
0,972
0,972
76,71
75,86
74,58
72,45
9
Hiệu chỉnh chiều dài
tàu λ
10
Hệ số tính theo
Pamiel C0
11
Công suất kéo EPS,
(cv)
V1 =VS
λ = 0,7 + 0,03 L
C0 =
C pλ
X1 ϕ
EPS =
∇Vs3
LC 0
635,885 855,873
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
1130,2 1479,22
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
- 19 -
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
No.
Đại lượng xác định
12
Sức cản toàn phần
Rt, (kG)
Công thức tính
Rt =
75 EPS
Vs
Kết quả
9271,27 11344,3 13732,1 16590,1
4- Đồ thị sức cản R = f(v) và công suất kéo EPS = f(v)
Căn cứ vào kết quả tính toán các giá trị R và EPS xây dựng đồ thị R = f(v)
và EPS = f(v) cho tra cứu tính toán. Đồ thị được trình bày dưới đây:
EPS cv
R kg
1500
15000
1300
13000
1100
11000
900
7000
f(v
)
700
EP
S=
9000
R=
f(v
)
17000
10
11
12
13
hl/h
500
Hình 2.1 : Đồ thị sức cản
2.1.3. Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng
Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng)
ηp= 0,54
Hiệu suất đường trục và hộp số
ηt= 0,97
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Dự trữ công suất máy chính
10%Ne
Công suất của máy chính
Ne = 2516 (cv)
Công suất kéo của tàu
EPS = 0,9Neηpηt
Kết quả:
EPS = 1288 (cv)
- 20 -
Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có:
2.2.
Rt = 15723
(kG)
Vs = 12,8
(hl/h)
Thiết kế chong chóng
2.2.1. Thông số ban đầu
Vật liệu chong chóng
Đồng thau
Ứng suất kéo cho phép, [δk ]
200 ÷ 350
kG/cm2
Ứng suất chảy , [δc ]
350
kG/cm2
Hệ số béo thể tích
, [CB ]
0,74
Vận tốc tàu giả thiết, vs
12,8(6,584)
Số chong chóng của tàu, x
1
hl/h(m/s)
2.2.2. Thiết kế chong chóng
2.2.2.1. Chọn số cánh chong chóng
Bảng 2.3 Chọn số cánh chong chóng
No
Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn vị
Công thức - Nguồn gốc
Kết
quả
1
Hệ số dòng theo
ψ
_
Ψ = 0,5CB – 0,05
0,32
2
Hệ số dòng hút
tc
_
tc = 0,8ψ
0,256
3
Hiệu suất tính đến tác
động qua lại giữa
chong chóng với tàu
η
_
η=
1 − tc
1 −ψ
1,094
4
Vận tốc dòng chảy
với chong chóng
vp
m/s
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
vp = vs(1 – ψ)
4,48
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
No
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn vị
Công thức - Nguồn gốc
- 21 -
Kết
quả
5
Vòng quay chong
chóng
np
v/p
np =
n
2,8947
259
6
Sức cản của chong
chóng tại vs , R
Rcc
kG
Theo đồ thị
15723
7
Lực đẩy của chong
chóng
P
kG
P=
Rcc
(1 − tc ) x
21133
8
Mật độ nước biển
ρ
kg.s2/m4
9
Hệ số lực dẩy theo
vòng quay
kn
104,5
kn =
vp
4
np
ρ
P
0,571
Kết luận:
Hệ số lực đẩy của chong chóng kn = 0,571 < 1
Chọn số cánh của chong chóng z = 4
2.2.2.2. Chon tỉ số đĩa của chong chóng
Bảng 2.4 Chon tỉ số đĩa của chong chóng
No
Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức - Nguồn gốc
Kết quả
1
Hệ số vật liệu làm
chong chóng
C’
Theo vật liệu
0,055
2
Hệ số quá tải của tàu
m’
Tàu hàng
1,15
3
Số cánh chong chóng
z
Theo thiết kế
4
4
Mớn nước thiết kế
d
m
Theo thiết kế
6
5
Đường kính sơ bộ
chong chóng
D
m
D =(0,7÷0,8)d
4,2
6
Lực đẩy của chong
chóng
P
kG
Theo thiết kế
21133
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
No
7
- 22 -
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Ký
hiệu
Hạng mục tính
Chiều dài tương đối
của profin cánh
Đơn
vị
Công thức - Nguồn gốc
m
δmax = 0,08÷ 0,1
δmax
Kết quả
0,1
2
8
Tỉ số đĩa θ’min
9
Tỉ số đĩa
θ’min
C ' z m' P
θ’min = 0,373 .
4
D δ m 10
0,328
θ
θ ≥ θmin
0,55
Kết luận:
Chọn tỉ số đĩa chong chóng θ = 0,55
2.2.2.3. Công suất truyền vào chong chóng
Công suất truyền vào chong chóng tính theo công thức :
Np = ηđt.N
trongđó :
N – công suất có ích của máy đo tại trục máy.
N = 0,9.Ne = 0,9.2501 = 2251 (cv)
ηđt - Hiệu suất đường trục và hộp số
ηđt = 0,97
Vậy :
Np = 0,97.2251 = 2183 (cv)
2.2.2.4. Tính toán chong chóng sử dụng hết công suất máy
Bảng 2.5 Tính toán chong chóng sử dụng hết công suất máy
No.
Đại lượng xác
định
Kí
hiệu
Công thức tính
Đơn vị
Kết quả
1
Vận tốc tính
v
Theo thiết kế
knots
2
Vận tốc tính
vS
Theo thiết kế
3
Lực đẩy có ích
Pe
Pe =
R
x
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
12
12,8
m/s
6,173
6,584
kG
13732
15723
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
- 23 -
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
4
Hệ số dòng theo
ψ
Theo thiết kế
0,32
0,32
5
Hệ số dòng hút
tc
Theo thiết kế
0,256
0,256
6
Vận tốc dòng chảy
vp
vp = vs(1 – ψ)
m/s
4,198
4,477
7
Lực đẩy dòng chảy
P
kG
18457
21133
8
Hệ số kn
kn
0,554
0,571
9
Độ trượt tương đối
λρ
0,35
0,37
10
Hệ số
λρ’
0,368
0,389
11
Đường kính tối ưu
Dopt
2,645
2,669
12
Hệ số
13
Tỉ số bước
14
Pe
1 − tc
P=
kn =
vp
4
np
ρ
P
λρ = f(kn)
λ’ρ = a.λρ,
a = 1,05
Dopt =
vp
n p .λρ '
m
k1
P
k1 = ρ .n 2 .D 4
p
opt
0,214
0194
H/D
Tra đồ thị
0,72
0,76
Hiệu suất đẩy
ηp
Tra đồ thị
0,45
0,47
15
Hiệu suất chong
chóng
η
η = ηp
1 − tc
1 −ψ
0,492
0514
16
Công suất tiêu thụ
Npl
Npl =
pe .v
75.η
2098
2453
17
Sai số kết quả công
suất
∆
1,12
10,4
N pl − N p
Np
.100%
cv
Sai số ∆ = 1,12% < 2 %
Vậy chong chóng thiết kế thoả mãn công suất yêu cầu cho việc đẩy tàu
2.2.2.5. Kiểm tra chong chóng theo điều kiện bền.
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
- 24 -
Theo công thức :
c' Z
θ ≥ θ' min = 0,375. .
D
δ
max
2/3
.3
m'.P
10 4
Với D = 2,645 (m) là đường kính chong chóng.
P = 18457 (kG) là lực đẩy chong chóng.
0,055 4
θ ' min = 0,375.
.
2,645 0,1
2/3
.3
1,15.18457
= 0,426
10 4
θ’min = 0,426 < θ = 0,55
Vậy điều kiện bền thoả mãn.
2.2.2.6. Kiểm tra chong chóng theo diều kiện chống xâm thực.
Theo công thức:
θ ≥ θ ' min = 130.ξ 1 .
kc
2
.( n.D )
P1
trong đó:
ξ1- hệ số thực nghiệm phụ thuộc chế độ tải chong chóng
Chọn ξ = 1,6
P1 – áp suất thuỷ tĩnh tuyệt đối tại điểm đặt chong chóng
P1 = 10330 + γ.hS - Pbh Với 10330 là áp suất không khí (KG/m2)
γ - tỉ trọng của nước
γ = 1025 (KG/m2)
Pbh – áp lực hơi nước bão hoà, ở 20oC Pbh = 238 (KG/m2)
hS - Độ ngập sâu của chong chóng
hs = 0,759.d = 0,76.6 = 4,6 (m)
kc - Đặc tính xâm thực
Tra đồ thị theo λp = 0,45 và H/D = 0,72 có kc = 0,22
⇒ P1 = 10330 + 1025.4,56 − 238 = 14766 (KG/m2)
θ ' min = 130.1,4.
0,22
2
.( 4,318.2,645) = 0,404
14766
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
THIẾT KẾ MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
- 25 -
θ’min= 0,404 < θ = 0,55
Vậy điều kiện xâm thực thoả mãn
Kết luận
Chong chóng thiết kế có các thông số chủ yếu sau:
- Đường kính chong chóng : D = 2645 (mm)
- Tỉ số đĩa : θ = 0,55
- Độ trượt tương đối : λp = 0,35
- Hiệu suất: ηp = 0,45
- Vòng quay : np = 259,1 (v/p)
2.2.2.7. Tính trọng lượng chong chóng
Bảng 2.6 Tính trọng lượng chong chóng
N
o
Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức - Nguồn gốc
1
Khối lượng riêng
của vật liệu làm
chong chóng
γm
kg/m3
Theo vật liệu
8600
2
Đường kính
chong chóng
D
m
Theo thiết kế
2,645
3
Số cánh chong
chóng
z
Theo thiết kế
4
4
Chiều rộng
tuơng đối lớn
nhất của tiết diện
cánh
bm
m
bm = 1,1 ÷ 1,3
1,15
5
Chiều rộng tiết
diện cánh tại
0,6R
b0,6
m
D
b0,6 = bm z
0,794
6
Chiều dày ở
0,6R
e0,6
m
0,024.D
0,063
d0
m
(0,17 ÷ 0,2)D
7
Đường kính
trung bình của
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
Kết
quả
0,5
Họ Tên: Bùi Văn Trì
LỚP MTT52–ĐH2
