Thiết kế hệ thống động lực tàu chở hàng 10 500 tấn, lắp máy 6LH46LA

MỤC LỤC
Tên chương mục

Chương, mục

Nhiệm vụ thư
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở đầu
Lí do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu
Phương pháp và phạm vi nghiên cứu đề tài
Ý nghĩa thực tế của đề tài nghiên cứu
Giới thiệu chung
Giới thiệu tàu
Giới thiệu về trang trí động lực
Tính sức cản và thiết kế sơ bộ chong chóng
Tính sức cản tàu
Thiết kế sơ bộ chong chóng
Thiết kế hệ trục
Dữ liệu phục vụ thiết kế
Tính đường kính trục
Tính các chi tiết chính của hệ trục
Tính áp lực tác dụng lên gối trục
Nghiệm bền các chi tiết lắp ráp trên trục
Tính nghiệm dao động hệ trục
Dao động ngang
Phương pháp và sơ đồ tính
Bảng tính và kết quả

Dao động xoắn
Dữ liệu phục vụ thiết kế
Mô hình tính toán
Tính dao động xoắn tự do
Tính dao động xoắn cưỡng bức
Tính chọn các hệ thống phục vụ
Dữ kiện phục vụ thiết kế
“

1.
2.
3.
4.
Chương 1
1.1.
1.2.
Chương 2
2.1.
2.2.
Chương 3
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Chương 4
4.1.
4.1.1.
4.1.2.
4.2.

4.2.1.
4.2.2.
4.2.3.
4.2.4
Chương 5
5.1.

-3-

Trang
1
3
5
6
9
10
10
11
11
11
13
14
15
22
23
27
35
36
37
38

41
50
54
55
55
59
62
62
64
71
77
90
91


5.2.
5.3.
5.4.
5.5.

Hệ thống dầu đốt
Hệ thống dầu bôi trơn
Hệ thống nước làm mát
Hệ thống hút khô
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo

-4-

91

97
101
104
107
108


BẢNG KÊ KÝ HIỆU
TT

Ký hiệu

Tên gọi

Đơn vị

1

B

Chiều rộng tàu

2

Cb

Hệ số béo thể tích

3

d, T

Mớn nước

m

4

D, H

Chiều cao tàu

m

5

Δ

Lượng chiếm nước

tấn

6

L

Chiều dài tàu nói chung

m

7

Ltk

Chiều dài đường nước thiết kế

m

8

Fr

Số Froude

9

g

Gia tốc trọng trường

m/s2

10

R

Sức cản nói chung

kG

11

Rf

Sức cản ma sát

kG

12

Rt

Sức cản toàn bộ

kG

13

t

Thời gian

H

14

V

Vận tốc nói chung

15

γ

Trọng lượng riêng của nước

16

λ

Bước chong chóng

17

I

Mô men quán tính

cm4

18

n

Vòng quay trong một giây

v/s

19

P

Công suất nói chung

kW

20

w

Hệ số dòng theo

21

m

Khối lượng

m

m/s

kG

-5-


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thiết bị phụ: máy nén khí....................................................................17
Bảng 1.2. Thiết bị phụ: chai gió...........................................................................17

Bảng 1.3. Thiết bị phụ: quạt thông gió................................................................17
Bảng 1.4. Thiết bị phụ: tổ bơm............................................................................18
Bảng 1.5. Thiết bị phụ: thiết bị lọc dầu................................................................19
Bảng 1.6. Thiết bị phụ: các két............................................................................19
Bảng 1.7. Thiết bị phụ: thiết bị làm mát..............................................................20
Bảng 1.8. Thiết bị phụ: thiết bị hâm sấy..............................................................20
Bảng 2.1. Áp dụng của phương pháp tính sức cản theo Papmiel........................23
“

Bảng 2.2. Kết quả xác định sức cản tàu theo Papmiel.........................................24
Bảng 2.3. Chọn số cánh chong chóng..................................................................27
Bảng 2.4. Chọn tỉ số đĩa chong chóng.................................................................28
Bảng 2.5. Nghiệm lại vận tốc tàu.........................................................................29
Bảng 2.6. Kiểm tra chong chóng theo điều kiện bền...........................................31
Bảng 2.7. Kiểm tra điều kiện xâm thực chong chóng..........................................32
Bảng 2.8. Tính trọng lượng và kích thước chong chóng.....................................33

Bảng 5.6. Tính chọn bơm vận chuyển dầu DO....................................................97
Bảng 5.7. Tính lượng dự trữ dầu bôi trơn...........................................................99
Bảng 5.8. Tính chọn bầu lọc..............................................................................100
Bảng 5.9. Tính thể tích két giãn nở....................................................................102
Bảng 5.10. Tính đường kính ống thông biển.....................................................103
Bảng 5.11. Tính chọn cửa thông biển................................................................103
Bảng 5.12. Bơm và đường ống hút khô.............................................................104
-6-


Bảng 5.13. Thể tích bình chứa không khí nén...................................................106

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1. Đồ thị sức cản và công suất kéo..........................................................26
Hình 4.1. Mô hình tính dao động ngang hệ trục.............................................................52
.........................................................................................................................................82
Hình 4.6. Đồ thị xác định biên độ dao động xoắn..........................................................82
của khối lượng 1 khi cộng hưởng..................................................................................82
Kết quả: [ τ] = 97,92 (kG/cm2)”.....................................................................................85

Hình 4.6. Đồ thị biên độ dao động xoắn tương đối.............................................85

”

-7-


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Vùng biển Việt Nam là một khu vực giàu tài nguyên thiên nhiên, là ngư
trường giàu có nuôi sống hàng triệu ngư dân và gia đình từ bao đời qua, là một
vùng kinh tế nhiều thập kỷ phát triển năng động.Bờ biển dài, vị trí địa lý thuận
lợi, vùng biển nước ta được coi là huyết mạch giao thông trên biển của thế giới.
Với những lợi thế đó, ngành vận tải biển được Đảng và Nhà nước quan tâm chú
trọng phát triển hàng đầu trong quá trình đổi mới, đẩy mạnh công nghiệp hóa
hiện đại hóa đất nước. Công nghiệp đóng tàu Việt Nam đã, đang và luôn được
khẳng định là một bộ phận quan trọng trong chiến lược biển quốc gia. Với sự
đầu thư mạnh mẽ, ngành đóng tàu ngày càng được phát triển về quy mô và chiều
sâu. Nước ta đã có tập đoàn công nghiệp tàu thuỷ, hàng loạt các tổng công ty,
công ty đóng tàu mới được thành lập, các khu liên hợp đóng tàu cũng xuất hiện,
các nhà máy lắp ráp động cơ liên doanh với các hãng nổi tiếng trên thế giới để
cung cấp cho nhu cầu trong nước và phục vụ xuất khẩu cũng đang được gấp rút
xây dựng, quy mô các nhà máy không ngừng được mở rộng. Các trang thiết bị

tiên tiến, hiện đại và cải tiến công nghệ không ngừng được áp dụng vào đóng
tàu. Đội ngũ nhân sự được đào tạo chất lượng, có khả năng đáp ứng và theo kịp
trình độ kỹ thuật tiên tiến của ngành đóng tàu các nước trên thế giới.
Cùng với sự phát triển của ngành đóng tàu, vấn đề thiết thiết kế trang trí hệ
động lực để đóng mới những con tàu cũng có những bước triển mạnh mẽ. Từ
việc đi mua thiết kế của nước ngoài thì hiện nay các công ty thiết kế tàu thủy đã
được thành lập, do các kĩ sư Việt Nam trực tiếp tham gia thiết kế. Tự thiết kế sẽ
-8-


giảm được chi phí do phải mua thiết kế trang trí của nước ngoài, đồng thời cũng
sẽ nâng cao được trình độ kĩ thuật của ngành đóng tàu Việt Nam.
Trường Đại học Hàng hải Việt Nam là trường chuyên đào tạo các kỹ sư cơ
khí có nhiệm vụ thiết kế, sửa chữa hệ thống động lực tàu thuỷ. Sau mỗi khóa
học, sinh viên nhận được một đề tài tốt nghiệp nhằm nghiên cứu củng cố lại
những kiến thức lý thuyết đã được học tập ở trường, làm quen dần với công tác
của một kỹ sư cơ khí ngoài thực tiễn sản xuất, để nâng cao chất lượng đội ngũ
cán bộ kỹ thuật phục vụ tốt cho ngành.
Sau khoảng thời gian học tập, nghiên cứu tại Khoa Cơ khí, Trường Đại
Học Hàng Hải Việt Nam, em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức có ích để trau
dồi cho bản thân, phục vụ cho công việc sau này. Để làm rõ một số vấn đề trong
thiết kế hệ thống động lực tàu thủy cũng như áp dụng lý thuyết vào thực tế, sau
khi tìm hiểu các tài liệu liên quan, em quyết định nghiên cứu và thực hiện đề tài:
“Thiết kế hệ thống động lực tàu chở hàng 10.500 tấn, lắp máy 6LH46LA”.
2. Mục đích của đề tài
“

Mục tiêu chính của đề tài là tính toán thiết kế hệ thống động lực tàu chở

hàng 10.500 tấn, lắp máy 6LH46LA.

Để đạt được mục tiêu trên, đề tài được thực hiện qua 5 nội dung chính sau:
- Giới thiệu tổng quan về tàu
- Tính sức cản và thiết kế sơ bộ chong chóng
- Tính thiết kế hệ trục
- Tính dao động hệ trục
- Tính thiết kế các hệ thống phục vụ.
3. Phương pháp và phạm vi nghiên cứu
Phân tích, tính toán lý thuyết theo Quy phạm kết hợp thực tế. Cụ thể là dựa
vào mục đích, yêu cầu của hệ thống động lực, quy định của Đăng kiểm, yêu cầu
của chủ tàu để xác định và tính toán các trang thiết bị trong buồng máy. Vận
dụng lý thuyết, thăm quan, thực tiễn để bố trí các trang thiết bị trong buồng máy.
4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

-9-


Có thể làm tài liệu tham khảo cho những sinh viên khoá sau học chuyên
ngành Máy tàu thủy thuộc Khoa Máy Tàu Biển của Trường Đại Học Hàng Hải
Việt Nam.
Sau quá trình thực tập trực tiếp ở Nhà máy, cùng với sự giúp đỡ tận tình
của cô giáo Bùi Thị Hằng, các thầy cô giáo trong Khoa Máy Tàu Biển và các
bạn sinh viên, em đã hoàn thành đề tài của mình.
Do trong thời gian ngắn, cũng như kiến thức đề tài sâu rộng và kiến thức
của bản thân chưa được nhiều nên đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất
mong được sự xem xét, góp ý của các thầy cô cũng như các bạn để nâng cao
kiến thức bản thân và đề tài được hoàn thiện hơn .
”

Em xin chân thành cảm ơn!
Hải phòng, ngày tháng năm 2016

Sinh viên

Đoàn Văn Mười

- 10 -


Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG

- 11 -


1.1. GIỚI THIỆU TÀU
1.1.1. Loại tàu, công dụng
“

Tàu hàng khô sức chở 10.500 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ

quang, một boong chính, một boong dâng lái và boong dâng mũi. 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, hàng bách hóa.
1.1.2. Vùng hoạt động, cấp thiết kế
Vùng hoạt động của tàu: Biển Đông Nam Á.
Tàu hàng 10.500 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), Bộ Giao
Thông Vận Tải 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, phần 3: Hệ thống máy tàu.
1.1.3. Các thông số chủ yếu của tàu

– Chiều dài lớn nhất

Lmax =

118,83

m

– Chiều dài giữa hai trụ

Lpp

=

110

m

– Chiều rộng thiết kế

B

=

19,9

m

– Chiều cao mạn

D

=

9,85

m

– Chiều chìm toàn tải

d

=

7,6

m

– Lượng chiếm nước

∇

=

12278

tấn

– Trọng tải tàu

D

=

10500

tấn

– Máy chính

6LH46LA

– Công suất

H

=

3309/(4500) kW/(hp)

– Vòng quay

N

=

220

v/p

”

1.1.4. Luật và công ước quốc tế
[1]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – 2010, Bộ Giao
Thông Vận Tải, QCVN21-2010/BGTVT
[2]– MARPOL 73/78 (có sửa đổi).
- 12 -


[3]– Bổ sung sửa đổi 2010 của MARPOL.
1.2. GIỚI THIỆU VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
1.2.1. Bố trí buồng máy
Buồng máy được bố trí từ sườn 09 (Sn9) đến sườn 32 (Sn32). Diện tích
vùng tôn sàn đi lại và thao tác khoảng 25 m 2. Lên xuống buồng máy bằng 02 cầu
thang chính (đi từ boong chính xuống) và 01 cầu thang sự cố.
“

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 các kích thước chính:
– Chiều dài:

16,10 m;

– Chiều rộng trung bình:

17,70 m;

– Chiều cao trung bình:

10

m.

1.2.2. Máy chính
Máy chính có ký hiệu 6LH46LA do hãng HANSHIN sản xuất, là động cơ
diesel 4 kỳ tác dụng đơn, một hàng xi lanh thẳng đứng, tăng áp bằng hệ tua bin
khí xả -máy nén khí,đảo chiều trực tiếp
Thông số của máy chính:
– Số lượng

01

– Kiểu máy

6LH46LA

– Hãng sản xuất

HANSHIN

– Công suất định mức, [H]

3309/4500 kW/hp

– Vòng quay định mức, [N]

220

– Số kỳ, [τ]

4

– Số xy-lanh, [Z]

6
- 13 -

v/p


– Đường kính xy-lanh, [D]

460

mm

– Hành trình piston, [S]

880

mm

1.2.3. Tổ máy phát điện
1.2.3.1. Diesel lai máy phát

Diesel lai máy phát có ký hiệu KTA 19 DMGA 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 động cơ điện.
– Số lượng

02

– Kiểu máy

KTA 19 DMGA

– Công suất định mức, [Ne]

310

– Vòng quay định mức, [n]

1800 v/p

– Đường kính xylanh, [D]

159

mm

– Hành trình piston, [S]

159

mm

– Số kỳ, [τ]

4

– Số xy-lanh, [Z]

6

kW

– Suất tiêu hao nhiên liệu [ge] 214 g/kWh
1.2.3.2. Diesel lai máy phát sự cố
Diesel lai máy phát sự cố có ký hiệu LINDENBERG-ANLAGEN GMBH
MAN D 0824 LE 201 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 động cơ điện.
– Số lượng

01

– Kiểu máy

GMBH MAN D 0824 LE 201

– Công suất định mức, [Ne]

50

– Vòng quay định mức, [n]

1800 v/p

– Đường kính xylanh, [D]

108

mm

– Hành trình piston, [S]

125

mm

– Số kỳ, [τ]

4
- 14 -

kW


– Số xy-lanh, [Z]

6

– Suất tiêu hao nhiên liệu [ge] 205 g/kWh

”

1.2.4. Các thiết bị phụ
Các thiết bị phụ trong buồng máy được trình bày trong các bảng dưới đây:

Tên gọi

Sản
Lượng

Số
lượng

Kiểu loại

2

2 cấp, làm mát
bằng nước ngọt

Máy nén
khí

Tên gọi

Số lượng

Chai gió chính

Tên gọi

Số
Kiểu
lượng loại

2

Quạt khí xả

1

Tên gọi
Bơm làm mát
nước biển

m3/h

(Mpa)

(kWxv/p)

132,9

2,45

22 x 1175

Bảng 1.2. Chai gió
Công suất, vòng
quay

Sản Lượng Áp suất nén

2

Quạt thông
gió buồng
máy

Bảng 1.1. Máy nén khí
Áp suất Công suất,
vòng quay
nén

m3/h

(Mpa)

1,5

2,45

Sản
Lượng
m3/h

Trục
thẳng
đứng
Trục
thẳng

đứng

Bảng 1.3. Quạt thông gió
Công suất, vòng
Áp suất nén
quay
(Mpa)
(kWxv/p)

500

0,29

7,5x1800

50

0,29

0,4x1800

Số
lượng

Kiểu loại

2

Ly tâm dọc
trục

- 15 -

(kWxv/p)
-

Sản
Lượng

Bảng 1.4. Tổ bơm
Áp suất
Công suất,
nén
vòng quay

m3/h

(Mpa)

(kWxv/p)

190

18m

18,5x1800


Bơm làm mát
nước ngọt
Bơm dự trữ

dầu nhờn
Bơm cấp dầu
FO
Bơm nước
nóng tuần hoàn
Bơm nước ngọt
Bơm vận
chuyển FO
Bơm vận
chuyển dầu DO
Bơm vận
chuyển dầu LO
Bơm cứu hỏa
dùng chung
Bơm cứu hỏa
và nước đáy
tàu
Bơm nước biển
Bơm nước đáy
tàu
Bơm dầu bẩn

Ly tâm dọc
trục
Bánh răng dọc
trục
Bánh răng nằm
ngang
Ly tâm nằm
ngang

2
1
2
1
2

Bánh răng nằm
ngang
Bánh răng nằm
ngang
Bánh răng nằm
ngang
Ly tâm dọc
trục

1
1
1
1

Ly tâm dọc
trục

1

Ly tâm dọc
trục
Piston nằm
ngang

1
1
1

Tên gọi

Số lượng

Kiểu loại

Lọc dầu FO
Lọc dầu LO

2
1

Ly tâm
Ly tâm

Tên gọi

Số lượng

Thể tích
- 16 -

80

20m

7,5x1800

70

0,45

18,5x1800

1,5

0,59

1,5x1800

2

5m

0,4x1800

5

40m

2,2x3600

7,5

0,25

3,7x1200

3

0,25

1,5x1200

3

0,25

1,5x1200

55

50m

30x1800

55

50m

30x1800

80

30m

15x1800

1

0,2

0,4x1200

2

0,4

1,5x1200

Bảng 1.5. Thiết bị lọc dầu
Công suất,
Sản Lượng
vòng quay
l/h
(kWxv/p)
1750
5,5x1800
1950
5,5x1800
Bảng 1.6. Các két
Mức độ chỉ báo
Ghi chú

Két lắng FO
Két trực nhật FO
Két trực nhật DO
Két dầu bẩn FO
Két dầu cặn FO

1
1
2
1
1

(m3)
5
5
3
0,5
0,4

Két chứa dầu bôi
trơn máy chính

1

11

1

11

Phao

Két liền vỏ

1

11

Phao

Két liền vỏ

1

7,5

Phao

Két liền vỏ

1

0,2

Kính đo

1

5

Phao

1
1

0,4
0,2

Âm thanh
Âm thanh

1

0,8

Kính

1
1

6
0,5

Âm thanh
Phao

Két dự trữ dầu
bôi trơn máy
chính
Két lắng dầu bôi

trơn máy chính
Két chứa dầu bôi
trơn xi lanh
Két đo dầu bôi
trơn xi lanh
Két dự trữ dầu
bôi trơn máy đèn
Két dầu bẩn LO
Két dầu cặn LO
Két nước ngọt
làm mát
Két đáy tàu
Két dầu thải

Phao
Phao
Phao
Âm thanh
Âm thanh
Phao
Âm thanh

Đáy đôi

Cho máy chính
và máy đèn
Đáy đôi

Bảng 1.7. Thiết bị làm mát
Tên gọi

Làm mát nước ngọt
Làm mát dầu bôi trơn

Số
lượng

Kiểu loại

Diện tích bề mặt

1
1

Vỏ và ống
Vỏ và ống

15
61
Bảng 1.8 .Nồi hơi

- 17 -


Tên gọi

Số
lượng

Kiểu loại

Nồi hơi

1

Thẳng đứng

Tên gọi
Hâm dầu FO máy chính
Hâm dầu FO lọc
Hâm dầu bôi trơn lọc
Hâm nước nóng

Số lượng
2
2
1
1

Áp suất
nén (Mpa)
0,69 Mpa

Kiểu loại
Lõi tấm
Lõi tấm
Lõi tấm
Lõi tấm

1. Máy khoan
“

01

chiếc

01

chiếc

01

chiếc

01

chiếc

2. Máy mài 2 đá
– Số lượng
3. Ê tô nguội
– Số lượng
4. Bàn nguội
– Số lượng

5. Cửa thông biển buồng bơm chữa cháy sự cố
– Số lượng

01

cửa

02

cửa

6. Cửa thông biển
– Số lượng

7. Tổ điều hoà nhiệt độ buồng đặt bảng điều chỉnh
– Số lượng

01

– Lưu lượng

2400 Kcal/h

8. Bàn ghi nhật ký
– Số lượng

01

9. Bảng điện chính
- 18 -

500kg/hr

Bảng 1.9. Thiết bị hâm
Nhiệt độ ra Ghi chú
135

110
98
65
90
45
60
20

1.2.5. Các thiết bị buồng máy khác
– Số lượng

Công suất

Chiếc


– Số lượng

01

10. Tay chuông truyền lệnh
– Số lượng

02

bộ

02

bộ

01

bộ

11. Pa lăng
– Số lượng
12. Thiết bị đốt dầu cặn, rác
– Số lượng
13. Thiết bị xử lý nước thải
– Số lượng

01

– Lưu lượng

1540 lít/ngày đêm .
”

- 19 -


Chương 2
TÍNH SỨC CẢN VÀ
THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG

- 20 -


2.1. SỨC CẢN

2.1.1. Các kích thước cơ bản
“

– Chiều dài lớn nhất
– Chiều dài giữa hai trụ
– Chiều rộng thiết kế

Lmax

=

118,83

m

Lpp

=

110

m

=

19,9

m

=

9,85

m

B

– Chiều cao mạn

D

– Chiều chìm toàn tải

d

=

7,60

m

– Lượng chiếm nước

∇

=

12278

tấn

– Hệ số béo thể tích

CB

=

0,72

– Máy chính

6LH46LA

– Công suất

H

=

3309/(4500) kW/(hp)

– Vòng quay

N

=

220

v/p

– Vòng quay chong chóng

np

=

220

v/p

2.1.2. Sức cản của tàu theo công thức Pamiel
2.1.2.1. Phạm vi áp dụng của Pamiel

No.

Bảng 2.1. Phạm vi áp dụng của Pamiel
Phạm vi của
Tàu thực thiết kế
Pamiel

Đại lượng xác định

1.

Tỷ số kích thước [B/d]

2,62

1,5 – 3,5

2.

Tỷ số kích thước [L/B]

5,52

4 – 11

3.

Hệ số béo thể tích [CB]

0,72

0,35 – 0,8

4.

Hệ số thon đuôi tàu [ϕ]

1,303

0,33 – 1,5

2.1.2.2. Công thức xác định sức cản của Pamiel
Công suất kéo theo Pamiel
∇v S3
EPS =
, (hp)

LC 0

(2.1)

trong đó:
- 21 -


vS –Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s);
∇ – Lượng chiếm nước của tàu, (tấn);
L – Chiều dài tàu thiết kế, (m);
C0 –Hệ số tính toán theo Pamiel.
2.1.2.3. Kết quả xác định sức cản tàu theo Pamiel
Đại lượng xác
định

No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Tốc độ tính toán

Bảng 2.2. Kết quả xác định sức cản tàu theo Pamiel
Công thức
Kết quả
tính
Dự kiến thiết

11

12

13

14

Tính theo m/s

5,665

6,18

6,695

7,21

Theo thiết kế

0,72

0,72

0,72

0,72

Theo thiết kế

12278

12278

12278

12278

B
ϕ =10 C B
L

1,303

1,303

1,303

1,303

1,197

1,306

1,415

1,523

C p = f ( v1 , ϕ )

98

97

95

92

1 đường trục

1

1

1

1

λ = 0,7 + 0,03 L

1,015

1,015

1,015

1,015

87,16

86,266

84,488

81,82

vS, (knots)
Tốc độ tính toán
vS, (m/s)
Hệ số béo thể tích
CB
Lượng chiếm
nước ∇, (tấn)
Hệ số hình dáng
ϕ
Tốc độ tương đối
v1
Hệ số tính Cp,
theo đồ thị
Hệ số hình dạng
X1
Hiệu chỉnh chiều
dài tàu λ
Hệ số tính theo

Pamiel C0

kế

v1 = v S

C0 =

ϕ
L

C pλ
X1 ϕ

- 22 -


No.
11.
12.

Đại lượng xác
định
Công suất kéo
EPS, (hp)
Sức cản toàn phần
Rt, (kG)

Công thức
tính

Kết quả

∇v s3
EPS =
LC 0

1705

2235,8

2902,4

3743,3

75 EPS
vs

22567

27133

32514

38938

Rt =

2.1.2.4. 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 :
”

- 23 -


EPS [hp]

R [KG]

4000

35000

3500
R=f
(vs)

40000

30000

3000

EP
S

=f(v

s)

28975

25000

2500
2436

20000

2000

15000

1500
11

12 12,33

13

Hình 2.1. Đồ thị sức cản, công suất kéo

- 24 -

14


2.1.2. Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng
“

ηp= 0,65

– Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng)
– Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng)

ηt= 0,98

– Dự trữ công suất máy chính

15%Ne

– Công suất của máy chính

Ne = 4500 (hp)

– Công suất kéo của tàu

EPS = 0,85Neηpηt

Kết quả:

EPS = 2436(hp)

Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có:
Rt = 28975 (kG)
vs = 12,33

(knots)

2.2. THIẾT KẾ CHONG CHÓNG
2.2.1. Thông số ban đầu
– Vật liệu chong chóng

Đồng AA55 – 3 – 1

– Ứng suất kéo cho phép, [δk ]

400 ÷ 500

kG/cm2

– Ứng suất nén cho phép, [δn ]

450 ÷ 600

kG/cm2

– Hệ số béo thể tích, [CB ]

0,6

– Vận tốc tàu giả thiết, [vs]

12,33 (6.32) knots(m/s) .
”

2.2.2. Chọn số cánh chong chóng

No

1.

Hạng mục tính
Chọn sơ bộ đường
kính chong chóng

Ký
hiệu

“Bảng 2.3. Chọn số cánh chong chóng
Công thức - Nguồn
Đơn vị
Kết quả
gốc

D

m

D = (0,1÷0,8)d

4,56

2.

Hệ số dòng theo

ψ

_

Ψ = 0,5CB – 0,05

0,31

3.

Hệ số hút

t

_

t = 0,7.ψ

0,217

vp

m/s

vp = vs(1 – ψ)

4,360

4.

Vận tốc dòng chảy
với chong chóng

- 25 -


No
5.

Hạng mục tính

Ký
hiệu

Đơn vị

Công thức - Nguồn
gốc

Kết quả

R

kG

Theo đồ thị (H 2.1)

28975

P

kG

R
P = (1 − t )

37005

ρ

kg.s2/m4

Sức cản tàu
Lực đẩy của chong

6.

chóng

7.

Mật độ nước biển
Hệ số lực đẩy theo

8.

kd’

đường kính
Vòng quay chong

9.

Hệ số lực dẩy theo

10.

v/s

np = n

kn

vòng quay

ρ
P

k d' = v p .D.

np

chóng

104,5

kn =

vp

1,05652
3,66

4

np

ρ
P

0,52536

Kết luận:
Hệ số lực đẩy của chong chóng theo vòng quay kn = 0,52536 < 1
Hệ số lực đẩy của chong chóng theo đường kính kd’=1,05652 <2
Chọn số cánh của chong chóng Z = 4”.
2.2.3. Chọn tỉ số đĩa của chong chóng
“Bảng 2.4. Chọn tỉ số đĩa chong chóng
No
1.
2.
3.
4.

Hạng mục tính

Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức - Nguồn gốc

Kết quả

Hệ số vật liệu
làm chong chóng
Hệ số quá tải của
tàu
Số cánh chong
chóng

C’

Theo vật liệu đồng

0,055

m’

Tàu hàng

1,15

Z

Mục 2.2.2

4

Chiều chìm tàu

d

Theo thiết kế

7,6

m
- 26 -


No

Hạng mục tính
Đường kính sơ
bộ chong chóng
Chiều dài tương
đối của profin
cánh
Lực đẩy của
chong chóng

5.
6.
7.
8.

Tỉ số đĩa nhỏ
nhất

9.

Tỉ số đĩa

Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức - Nguồn gốc

Kết quả

D

m

D = (0,1÷0,8)d

4,56

δmax

m

δmax = 0,08÷ 0,1

0,08

P

kG

Mục 6, bảng 2.3

37005

2

θ’min

 C ' z  m' P
θ’min= 0,375.3  . 
4
 D δ m  10

0,42576

θ

θ ≥ θmin

0,55

Kết luận:
Chọn tỉ số đĩa chong chóng θ = 0,55.
2.2.4. Nghiệm lại vận tốc tàu
Bảng 2.5. Nghiệm lại vận tốc tàu\
No

Hạng mục
tính

Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức Nguồn gốc

1.

Vận tốc
tính

v

knots

Theo thiết kế

12

12,33

13

2.

Vận tốc
tính

vS

m/s

Theo thiết kế

6,185

6,329

6,701

3.

Lực đẩy có
ích

Pe

kG

26241

28975

32463

4.

Hệ số dòng
theo

ψ

Theo thiết kế

0,31

0,31

0,31

5.

Hệ số hút

tc

Theo thiết kế

0,217

0,217

0,217

6.

Vận tốc
dòng chảy

vp

vp = vs(1 – ψ)

4,267

4,367

4,623

m/s

Pe =

- 27 -

R
x

Kết quả