Thiết kế hệ thống động lực tàu chở hàng tổng hợp 3300 tấn lắp 01 máy chính MAK 6m25, công suất 2000 ( kw ), vòng quay 750 (vòngphút)

LỜI MỞ ĐẦU

1


I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Vận tải thuỷ là một trong những phương tiện vận tải quan trọng trong các
loại phương tiện vận tải hiện đại, dùng tàu thuỷ là phương tiện vận tải, có ưu
điểm là giá thành vận tải thấp, khối lượng vận chuyển lớn, chở được nhiều hàng,
phạm vi hoạt động lớn.
Ngày nay nước ta đang phát triển và hội nhập với quốc tế, là thành viên
chính thức của tổ chức thương mại quốc tế WTO, ngành công nghiệp đóng tàu
được coi là ngành kinh tế trọng điểm của đất nước trong tương lai.
Trên con đường đổi mới, đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất
nước, nghành vận tải biển đóng một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế
nước ta, được Đảng và Nhà nước rất quan tâm và đã có những chính sách phù
hợp để tạo điều kiện phát triển nghành kinh tế này. Do đó việc thiết kế và đóng
mới tàu thủy là một trong những trọng tâm của nghành đóng tàu nước ta.
Trang trí động lực tàu thuỷ là một bộ phận quan trọng để tạo thành một con
tàu hiện đại. Ở nước ta, vận tải đường biển ngày càng phát triển, để đóng được
những con tàu có công suất lớn phù hợp với tình hình trong nước và thế giới
ngành đóng tàu ngày càng mở rộng và trang trí động lực tàu thuỷ trở thành một
vấn đề lớn mà nhiều nhà nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đang quan tâm.
Trong quá trình tìm hiểu về những con tàu lớn với rất nhiều trang thiết bị
hiện đại thì sẽ có rất nhiều vấn đề mới khi thiết kế tàu nói chung và thiết kế trang
trí hệ thống động lực nói riêng. Để có cơ hội tiếp cận với những vấn đề, những
trang thiết bị mới khi bố trí buồng máy. Bản thân em quyết định chọn đề tài:
"Thiết kế hệ thống động lực tàu chở hàng tổng hợp 3300 tấn lắp 01
máy chính MAK 6M25, công suất 2000 ( kW ), vòng quay 750 (vòng/phút)"
làm luận văn tốt nghiệp của mình.
II. MỤC ĐÍCH.

Mục đích của đề tài là nhằm thiết kế trang trí hệ thống động lực tàu chở
hàng tổng hợp 3300 tấn, lắp máy MAK 6M25 hoàn thiện dưới sự hỗ trợ của các

2


tài liệu mẫu, sự chỉ dậy của các thầy cô giáo đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn tốt
nghiệp Nguyễn Anh Việt.
Để đề tài được ứng dụng ngay trong các nhà máy. Tạo tiền đề cho việc tiếp
cận những vấn đề mới khi đóng mới những con tàu to và hiện đại.
III. LỰA CHỌN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
1. Tìm hiểu và lựa chọn đề tài.
Trong suốt quá trình quá trình thực tập tốt nghiệp tại Công ty đóng tàu
Bạch Đằng em đã được học hỏi rất nhiều kinh nghiệm về phương pháp đóng
mới tàu của Công ty cũng như sự chỉ bảo tận tình của mọi người trong Công ty.
Tại đây em đã tìm hiểu các tàu đã đóng, đang đóng và sắp sửa đóng. Em thấy
tàu chở hàng đa năng 3300 tấn chuẩn bị đóng cho chủ tàu BRIESE
SCHIFFAHRTS GmbH, đăng kiểm GL là loại tàu hoàn toàn mới, được đóng với
công nghệ hiện đại cao và khác với các tàu trước đã đóng. Chính vì vậy mà tàu
chở hàng tổng hợp 3300 tấn được thiết kế trên các tài liệu mẫu và các trang thiết
bị có sẵn.
2. Phương pháp nghiên cứu.
Khi thực hiện đề tài này em đã tuân thủ nguyên tắc:
– Việc thiết kế tàu thủy luôn tuân theo những quy phạm mới nhất do cục
Đăng kiểm Việt Nam ban hành, cũng như các quy định khác của Bộ khoa học
công nghệ và môi trường.
– Tính an toàn và tiện lợi cao khi sử dụng.
– Thiết kế mang tính hiện đại, kinh tế và phù hợp với khả năng thi công của
Nghành Cơ khí Đóng tàu Việt Nam.
IV. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.

Đề tài nhằm tạo tiền đề cho việc ứng dụng những thành tựu khoa học mới
vào ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta. Dùng làm tài liệu tham khảo cho
các nhà máy đóng tàu, các sinh viên học ngành máy tàu thuỷ.

3


– Nội dung chính của đề tài bao gồm:
Chương 1: Giới thiệu chung.
Chương 2: Tính sức cản và thiết kế sơ bộ chong chóng.
Chương 3: Thiết kế hệ trục.
Chương 4: Tính nghiệm dao động ngang hệ trục.
Chương 5: Tính nghiệm dao động xoắn hệ trục.
Chương 6: Tính chọn các thiết bị và hệ thống phục vụ.
Trong suốt 3 tháng làm việc, tìm hiểu tài liệu và được sự hướng dẫn nhiệt
tình của cô giáo Bùi Thị Hằng, cùng các thầy cô giáo trong khoa và bộ môn,
đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp của mình.
Đây là kết qủa tổng hợp quá trình học tập và rèn luyện của em trong nhà
trường và ngoài thực tế.
Tuy nhiên với những bước đi ban đầu của một người thiết kế cũng như sự
cọ sát với thực tế không nhiều chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em
mong muốn nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô giáo có nhiều kinh
nghiệm để giúp em được hoàn thiện đề tài hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, Ban chủ nhiệm khoa, Nhà
trường, các bạn sinh viên trong và ngoài lớp đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em
hoàn thành đề tài này.
Hải phòng, ngày 31 tháng 5 năm 2016
Sinh Viên
Hoàng Sỹ Hải

4


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG

5


1.1 LOẠI TÀU, CÔNG DỤNG
Tàu chở hàng đa năng 3300 tấn là loại tàu vỏ thép, đáy đôi, kết cấu hàn
điện hồ quang, một boong chính. Tàu được lắp hệ thống đẩy một chân vịt với cơ
cấu đẩy chạy diesel. Máy chính 4 kỳ là động cơ diesel trung tốc, loại Mak
6M25. Tàu được đóng phù hợp với việc chuyên chở giấy, container, hàng hoá
nói chung và hàng rời như là than, hạt,…, và các sản phẩm lâm nghiệp.
1.1.2. VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ
Tàu hàng 3300 tấn được thiết kế thoả mãn Cấp không hạn chế theo Quy
phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép . Đăng kiểm Việt Nam ban hành năm 2003
1.1.3. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU
– Chiều dài lớn nhất

Lmax =

82,50 m

– Chiều dài giữa hai trục

Lpp

=

78,90 m

– Chiều rộng

B

=

12,40 m

– Chiều cao mạn

D

=

6,80 m

– Chiều chìm toàn tải

T

=

5,25 m

– Lượng chiếm nước

Disp =

– Máy chính

MAK 6M25

– Công suất định mức

H

=

2000 kW

– Vòng quay định mức

N

=

750

3200 tons

v/p

1.1.4. LUẬT VÀ CÔNG ƯỚC ÁP DỤNG
[1]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép do Đăng kiểm Việt nam
ban hành năm 1997.
[2]– MARPOL 1973/78 (có sửa đổi).
[3]– Bổ sung sửa đổi 2003 của MARPOL.

[4] – Công ước quốc tế về sự an toàn sinh mạng con người trên biển 1974
( SOLAS ) và sửa đổi 1991.
[5] – Công ước quốc tế về đường nước chở hàng 1966 và nghị định 1988.

6


1.2. BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU.
1.2.1. Thân tàu.
Tàu sẽ được lắp với đuôi tàu có thanh giằng ngang, một boong, boong mũi
tàu và mũi nhô ra.
Tàu sẽ có các khoang sau:
– Khoang mũi, chân vịt mũi
– Két nước W.B
– Hầm hàng, đáy đôi, các két mạn Wing Tank
– Buồng máy
– Mỏm đuôi.
Các két mạn và đáy đôi ở khu vực hàng, các két khoang mũi sẽ dùng cho
nước dằn( các kho dầu nặng sẽ được đưa vào đáy đôi).
Đáy đôi trong khoang máy dùng để chứa và dùng cho các két khác. Các két
lưu động sẽ được lắp vào két mạn khaong máy và phần mỏm đuôi.
Trên boong mũi tàu sẽ được lắp một két gỗ chắn sóng, cao ít nhất là
600mm
Phòng lái nằm trên kết cấu thượng tầng boong hai tầng.
Phần mũi tàu sẽ được lắp két khoang mũi, khoang chân vịt đẩy mũi, két
ngầm, kho tàu và kho sơn.
Khoang CO2 ở phần đuôi tàu.
Các kho chứa đồ dự trữ khô ở phần đuôi tàu, các khoang chứa tổng hợp ở
khoang mũi và phần đuôi tàu.
Khoang máy phát điện khẩn cấp trên tầng thứ hai của boong trên.

Tàu sẽ có sườn ngang và dọc.
Khoảng cách sườn ngang sẽ là:
– 600 mm ở phần mũi và đuôi tàu
– 700 mm từ sườn 8 đến sườn 21
– 750 mm từ sườn 21 đến sườn 96
Một boong trên sẽ được cung cấp một phòng lái trên boong lái.

7


Tất cả các boong sẽ được đóng bằng thép, ngoại trừ trường hợp hướng la
bàn ở đó vật liệu thép không rỉ 316 được sử dụng theo yêu cầu của các cơ quan
nhà nước, và sẽ được đỡ bằng các thanh tăng cứng, dầm.
1.2.2. MÁY CHÍNH
Máy chính có ký hiệu MAK 6M25 được thiết kế theo MDO - CIMAC - DB.
Máy chính bốn kỳ sẽ là động cơ diesel trung tốc, loại MaK 6M25.
Điều kiện thiết kế cho máy móc dựa trên một mức nhiệt độ trong khoang
máy là 450 C và nhiệt độ nước biển là 32oC.
1.2.2.1. Thiết kế:
Sáu (6) xi lanh quay cùng chiều kim đồng hồ, khởi động khí nén, phù hợp
cho vận hành với MDO, độ nhớt lớn nhất: 14cSt/40 0C acc theo quy định của
IMO-NOX.
1.2.2.2. Thông số của máy chính
– Số lượng

01

– Kiểu máy

MAK 6M25

– Hãng sản xuất

MAK

– Công suất định mức, [H]

2000 kW

– Vòng quay định mức, [N]

750 v/p

– Số kỳ, [τ]

4

– Số xy-lanh, [Z]

6

– Hướng quay : (Tiến) Cùng chiều kim đồng hồ
–

Thứ tự nổ :

1-5-3-4-2-6

1.2.2.2. Công suất:
– 2000 kW ở 750 vòng/ phút.

– Các điều kiện tham khảo ISO 3046/1
– 45 0C (318 K) nhiệt độ không khí.
– 38 0C (311 K) nhiệt độ nước làm mát khí nạp
– 60% : độ ẩm
–1 bar (100 kPa) áp suất khí.
8


– Máy sẽ được vận hành với tốc độ 110% công suất trên bệ thử.
– Vị trí rãnh nhiên liệu sau đó sẽ được giới hạn tới 100%.
1.2.2.3. Lượng tiêu hao nhiên liệu:
– 184 g/kWh với công suất đạt 100%
– 182 g/kWh với công suất đạt 85%
– Dung sai: 5 %
– Lượng tiêu hao nhiên liệu thêm cho mỗi động cơ vận hành máy bơm: + 1 %
– Các điều kiện tham khảo ISO 3046/1:
– Van calorific

LCV = 42,700 kJ/kg

–Áp suất khí

1 bar (100kPa)

– Nhiệt độ khí nạp vào

25 0C (298 K)

– Nhiệt độ khí nạp

45 0C (318 K)

– Nhiệt độ làm lạnh

25 0C (298 K)

– Máy làm mát khí nạp
1.2.2.4. Lượng dầu nhờn tiêu hao ( liên quan đến
100% công suất máy chính):
– 0.6 g/kWh trên phạm vi toàn tải.
– Dung sai : ± 0.3 g/kWh
Trong quá trình chạy thử nghiệm, công suất chạy liên tục tối đa của máy
chính được đo tại bích nối và sẽ được thực hiện khi sử dụng GO. Việc kiểm tra
sẽ do MaK thực hiện.
1.2.3. THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY CHÍNH
1.2.3.1. Hộp số
Động cơ đẩy chính sẽ lái chân vịt bằng hộp số.
Bộ giảm tốc sẽ có thể truyền tải liên tục năng lượng lớn nhất từ động cơ chính
đồng thời giảm số vòng quay của động cơ chính xuống tốc độ chân vịt cụ thể.
* Các đặc điểm chính :
Công suất đầu vào lớn nhất

1800 kW

Số vòng quay đầu vào

750 vòng/phút
9

Số vòng quay đầu ra

220 vòng/phút

P.T.O. 240 kWE ở 1500vòng/phút
*) Bộ giảm tốc sẽ được giao cùng với các thiết bị sau:
– Thiết bị làm mát được lắp ráp vào để làm mát nhiệt độ nước đầu vào ở 380C.
– Van thay đổi chạy bằng khí nén
– Bơm dầu nhờn dự phòng chạy bằng điện với bộ lọc
– Một ổ chặn sẽ được đưa vào, có khả năng chặn trước và sau
– Một khớp nối mềm sẽ được lắp vào giữa động cơ chính và bộ giảm tốc và
giữa bộ giảm tốc và máy phát đồng trục.
1.2.3.2. Chân vịt biến bước điều khiển được
*) Hệ thống có:
– Số vòng quay ổn định cho máy phát đồng trục;
– Hệ thống kiểm soát tải trọng chạy bằng điện;
– Bảng điều khiển cho khoang lái.
* Kiểu chân vịt:
Công suất lớn nhất ME

1800 kW

Số vòng quay

220 v/p

Đường kính

2800 mm

Số cánh

4

Vật liệu cánh

Ni-Al - đồng thiếc

Hướng quay nhìn từ phần đuôi

ngược chiều kim đồng hồ

* Trục chân vịt:
Dài

:

4140 mm

*) Bộ phận bảo vệ chân vịt khỏi cuốn cáp: Bảo vệ chân vịt khỏi cuốn cáp
với các dao cắt dây ở hai phía.
*) Ống bao chân vịt: Ống bao chân vịt sẽ được làm bằng thép với các ổ trục
bằng gang và được lót kim loại trắng và được nối với một két dầu nhờn (đặt
trong ống khói) với chuông báo mức độ thấp. Hai chuông PT100 được lắp vào.

10


*) Các thiết bị kín nước ống bao chân vịt: Các nút bịt ống bao chân vịt, dầu
nhờn.

Phía trong và phía ngoài ống bao chân vịt sẽ được cung cấp một nút bịt lắp
với hệ thống hút dầu nhờn thông qua két dầu.
Phía ngoài nút bịt ống bao chân vịt sẽ có hệ thống unnet, thép crôm với lớp
gốm bên ngoài, các vòng kẹp viton, các bộ phận bằng đồng thiếcvà vòng đệm
loại té dầu.
1.2.3.3. Hệ thống khí khởi động :
Thông số

Số lượng

– Chai khí, V = 250 lít

01

– Van xả áp

01

– Van một chiều

01

– Van typhon

01

1.2.3.4. Hệ thống đường dẫn khí vào
Thông số

Số lượng

– Thiết bị lọc đường dẫn khí đầu vào

01

1.2.3.5. Hệ thống khí thải.
Thông số

Số lượng

– Tua bin tăng áp ở đầu dẫn động, với vòi dẫn.

01

– Mối nối giãn nở, lắp riêng.

01

– Máy giảm thanh, không cách nhiệt 35 dB (A).

01

1.2.3.6. Hệ thống nước làm mát. (Thiết kế cho hệ thống nước làm mát
hai mạch).
Thông số

Số lượng

– Bơm HT, lắp trên máy.

01

– Bơm LT, lắp trên máy.

01

– Máy điều nhiệt HT, lắp riêng.

01

– Thiết bị điều khiển khí nạp chạy bằng điện

01

11


1.2.3.7. Hệ thống dầu nặng.
Thông số

Số lượng

– Máy lọc kép, lắp đặt trên máy

01

1.2.3.8. Hệ thống dầu nhờn.
Thông số

Số lượng

– Máy làm mát, lắp riêng (vật liệu: thép không rỉ).

01

– Bơm ép, lắp trên máy.

01

– Bơm ép lắp riêng, chạy bằng động cơ điện.

01

– Đầu ra lỗ xả ở đầu bánh đà, hướng xuống, lắp riêng.

01

– Thiết bị lọc súc tự động

01

– Thiết bị lọc kép, lắp trên máy

01

– Van điều khiển áp suất

01

– Chảo hứng dầu khô, lắp trên máy

01

1.2.3.9. Hệ thống làm mát bằng vòi phun.
Hệ thống này được nối với hệ thống bơm tuần hoàn của máy.
*) Các phần nối- máy.
Thông số

Số lượng

– Một bộ các phần nối giữa bích nối và bánh đà.

01

– Bích nối mềm giữa máy và hộp số

01

– Khớp nối trục PTO linh động.

01

– Máy phát điện kiểu trục đồng bộ 3 pha

01

*) Nhà sản xuất

: AEM

Loại

: SE 315 L4

Điện áp

: 360 kVA

Vòng quay

: 1.5000 vòng /phút.

*) Thiết kế: Không bắt bụi, ổ chống ma sát, IM B3, bộ hâm chống ngưng,
máy lọc không khí, tự kích, cuộn dây giảm chấn, thiết kế cho tàu.

12


*) Dụng cụ:
Thông số

Số lượng

– Bộ dụng cụ cho máy

01

– Bộ dụng cụ cho tu bin tăng áp

01

– Dụng cụ đặt lại (chỉnh) van, vận hành bằng tay.

01

– Thiết bị đo quay số độ sai lệch má khuỷu.

01

– Trắc vi kế bên trong cho ống lót xi lanh.

01

– Thước đo cho trắc vi kế ống lót xi lanh.

01

– Thiết bị đo áp suất cháy chạy bằng điện

01

1.2.4. TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN.
*) Điện sẽ được cung cấp bởi: Hai bộ máy phát phụ chạy bằng diesel phù
hợp với sự tiếp nhận song song, được để ở khoang máy và bao gồm:
+ Một máy phát với các thông số sau:
– Công suất :

90 kW/e/113 kVA

– Điện thế

230/400 V

:

- Mức độ thường xuyên
-cos ϕ
- Tốc độ quay trên phút
*)Một máy phát điện trục
- Tốc độ
- Điện áp
-cos ϕ
- Tốc độ quay trên phút

50 Hz
0,8
1500
240 kW
230/400 V
0,8
1500

– 1 thiết bị báo khẩn cấp/ hộp phát điện điều khiển động cơ diesel tàu, đặt
trên boong tàu gồm:
+ 1 động cơ diesel với những chi tiết sau:
– Công suất đầu ra 110 kW;
– Bộ tỏa nhiệt làm lạnh;
– Các bơm phun và các bình lọc;
– Cấu tạo trên bình lọc không khí;

13


– Thiết bị nhỏ mở rộng và bộ giảm thanh 35 dB (A);
– Thiết bị khởi động khẩn cấp bằng thiết bị khởi động lò xo;
– Panô chuông báo thức;
– Bình chứa không khí vào và ra bên trong;
– 1 máy phát điện với những chi tiết sau:
- Tốc độ
- Điện áp
-Mức độ thường xuyên
-cos ϕ
- Tốc độ quay trên phút

90 kW/e/ 113 kVA
230/ 400 V
50 c.s.
0,8
1500

1.2.5. CÁC TRANG THIẾT BỊ TRONG BUỒNG MÁY
1.2.5.1. Vật liệu và các loại van.
Hệ thống
Đáy tàu/Ballast
Nước sạch làm mát
Khí nén
Dầu bôi trơn
Dầu nhiên liệu
Hệ cứu hoả

Thân
Thép đúc
Thép đúc
Thép đúc
Thép đúc
Thép đúc
Thép đúc/Đồng

14


1.2.5.2. Các két nhỏ.
Loại két
Két lắng MDO
Két MDO Daytank
Két MDO Daytank tại cảng/khẩn cấp
Két dầu rò MDO
Két dầu kín ở mũi tàu
Két ở đuôi tàu
Các két nước làm mát cho Máy chính/phụ
Két lưu trữ dầu bôi trơn
Kết dầu bôi trơn tuần hoàn
Kết khẩn cấp ở phần cơ cấu lái
Két nước thải
Két giảm áp tại thiết bị đẩy mũi tàu
1.2.5.3. Các loại bơm.

Dung tích
12.5 m3
4.7 m3

1.5 m3
125 lít
4 lít
50 lít
8.3 m3
2.8 m3
12 m3
10 lít

Bơm nước biển sẽ là loại bơm có thân bằng đồng, cánh bằng đồng và trục
bằng thép không rỉ, tất cả các loại bơm khác sẽ là loại có thân là thép đúc.
*) Bơm Ballast( BBP-01 & BBP-02 )
Số lượng

2

Nhà sản xuất

Azcue

Nhãn hiệu

CM – EP – 100/26

Công suất

150 m3/h

Cột nước

14 m.c.n

*) Bơm phục vụ chung( GSP – 01 & GSP – 02 )
Số lượng

2

Nhãn hiệu

CM – EP – 50/20

Công suất

60 m3/h

Cột nước

45 m.c.n

*) Bơm phụt
Số lượng

02

Nhãn hiệu

Ellehammer

Công suất

30 m3/giờ

15


*) Bộ tách nước đáy tàu
Số lượng

1

Nhãn hiệu

D.V.Z

Công suất

1 m3/giờ

Cột nước

15 m.c.n

*) Bơm cứu hoả (ở mũi tàu)
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Azcue

Công suất

61.5 m3/giờ

Cột nước

47 m.c.n

*) Bơm nước sạch làm mát ở chế độ Standby (tuần hoàn HT) MaK
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Azcue

Công suất

40 m3/giờ

Cột nước

37 m.c.n

*) Bơm nước sạch làm mát ở chế độ Standby (tuần hoàn LT) MaK
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Azcue

Công suất

50 m3/giờ

Cột nước

36 m.c.n

*) Thiết bị làm nóng trao đổi nhiệt
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Alfa Laval

Công suất

18

Cột nước

15 m.c.n

Thực hiện

kiểu tấm

*) Bơm làm nóng trước
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Azcue

Công suất

5 m3/giờ
16


Cột nước

10 m.c.n

*) Bơm dầu bôi trơn ở chế độ Satndby cho máy chính
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Azcue

Công suất

40 m3/giờ

Cột nước

100 m.c.n

*) Bơm dầu bẩn
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Versa Matic

Công suất

520 lít/phút - đối với nước
260 lít/phút - đối với dầu bôi trơn

Kiểu dáng

Bơm có màng chắn, dẫn động bằng khí

*) Bộ tách dầu bôi trơn
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Westfalial

Kiểu

OTB 3

Công suất

350 lít/giờ 950C

Thực hiện

Không tự làm sạch

Bộ sấy nóng điện

9 kW

*) Bơm chuyển dầu nhiên liệu
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Azcue

Công suất

6.5 m3/giờ

Cột nước

30 m.c.n

17


*) Bộ tách dầu nhiên liệu (MDO)
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Westfalial

Kiểu

OTB 3

Công suất

350 lít/giờ, MDO tại 400C

Thực hiện

Không tự làm sạch

Bộ sấy nóng điện

9 kW

*) Máy bơm phụ trợ ở chế độ Standby
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Azcue

Công suất

1.5 m3/giờ

Cột nước

30 m.c.n

*) Máy sấy khô không khí
Số lượng

1

Nhãn hiệu

Airpress

Công suất

30 m3/giờ

*) Bơm thuỷ lực
Số lượng

2 (1 rời)

Công suất

1 m3/giờ

Cột nước

40 m.c.n

18


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

19

2.1. SỨC CẢN
2.1.1. CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
– Chiều dài lớn nhất

Lmax =

82,50

m

– Chiều dài giữa hai trụ

Lpp

=

78,90

m

– Chiều rộng

B

=

12,40 m

– Chiều cao mạn

D

=

6,80 m

– Chiều chìm toàn tải

T

=

5,25 m

– Hệ số béo thể tích

δ

=

0,72

– Hệ số béo đường nước

α

=

0,75

– Hệ số béo sườn giữa

β

=

0,87

– Lượng chiếm nước

Disp =

3200 tons

– Máy chính

MAK 6M25

– Công suất định mức

H

=

2000 kW

– Vòng quay định mức

N

=

750

v/p

– Vòng quay chong chóng

np

=

220

v/p

2.1.2. SỨC CẢN CỦA TÀU THEO CÔNG THỨC PANMIEL
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/T]

2,36

1,5 – 3,5

2

Tỷ số kích thước [L/B]

6,65

4 – 11

3

Hệ số béo thể tích [δ]

0,72

0,35 – 0,8

4

Hệ số thon đuôi tàu []

0,82

0,33 – 1,5

20


2- Công thức xác định sức cản của Pamiel
Công suất kéo theo Pamiel
D.VS3
EPS =
, ( hp)
LC 0

Trong đó:
VS – Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s);
D – Lượng chiếm nước của tàu, (tons);
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: Kết quả xác định sức cản tàu theo Pamiel
No.
1
2
3
4

Đại lượng xác định

Công thức

tính
Tốc độ tính toán VS, Dự kiến thiết

(knots)
kế
Tốc độ tính toán VS,
Tính theo m/s
(m/s)
Hệ số béo thể tích δ
Lượng chiếm nước D,
(tons)

Kết quả
12

13

14

15

6,173 6,687 7,202

7,716

Theo thiết kế

0,72

0,72

0,72

0,72

Theo thiết kế

3200

3200

3200

3200

1,1

1,1

1,1

1,1

0,71

0,77

0,83

0,89

5

Hệ số hình dáng ϕ

B
ϕ = 10 δ
L

6

Tốc độ tương đối V1

V1 =VS

Hệ số tính Cp, theo đồ

C p = f ( V1 , ϕ )

95

97,5

97,8

98

1 đường trục

1

1

1

1

7
8
9

thị
Hệ số hình dạng X1
Hiệu chỉnh chiều dài tàu

λ

ϕ
L

λ = 0,7 + 0,03 L

21

0,972 0,972 0,972

0,972


No.
10
11
12

Đại lượng xác định
Hệ số tính theo Pamiel
C0
Công suất kéo EPS, (hp)
Sức cản toàn phần Rt,
(kG)

Công thức

C0 =

tính
C pλ

Kết quả
88,04

90,4

90,7

91,2

D.Vs3
EPS =
LC 0

761

942

1173

1435

75 EPS
Vs

4758

5438

6286

7177

Rt =

X1 ϕ

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)

EP
S=

f(v
)

và EPS = f(v) cho tra cứu tính toán. Đồ thị được trình bày dưới đây:

R

(v)
f
=

Hình 2. 1: Đồ thị R–v và EPS–v.
2.1.3. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TỐC ĐỘ TÀU CHO THIẾT KẾ
CHONG CHÓNG
– Công suất của máy chính

Ne = 2720(cv)

22


– Chọn hiệu suất chong chóng

ηp= 0,6

– Chọn hiệu suất đường trục

ηt= 0,96

– Dự trữ công suất máy chính

10%Ne

– Công suất kéo của tàu

EPS = 0,9Neηpηt

Kết quả:

EPS = 1368 (hp)

Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có:
Rt = 6750
Vs = 14,7

(kG)
(knots)

2.2.THIẾT KẾ CHONG CHÓNG
2.2.1. CHỌN VẬT LIỆU CHO CHONG CHÓNG
Chọn vật liệu chong chóng tuỳ theo loại tàu . Ở đây ta chọn loại hợp kim
NiAl – Bronze, giới hạn bền σ =48KG/cm2
2.2.2. HỆ SỐ DÒNG THEO VÀ DÒNG HÚT
a.Hệ số dòng theo
Theo Taylor ω = 0,5.δ-0,05
Với δ = 0,72 => ω = 0,31
b.Hệ số dòng hút
t = C1.ω
C1 = (0,7-1,05) khi bánh lái có profin dạng khí động học => Chọn C1=0,85
⇒ t = 0,85.0,31 = 0,2635
2.2.3. CHỌN SỐ CÁNH CHONG CHÓNG
– Vận tốc dòng chảy đến chong chóng
vp = (1-ω)v = (1 – 0,31).7,577 = 5,228 (m/s)

– Sức cản tàu R = 6750 (KG)

23


– Lực đẩy chong chóng ứng với vận tốc v = 7,577 (m/s)
P=

6750
R
= 1 − 0,2635 = 9165 (KG)
1- t

– Hệ số lực đẩy phụ thuộc vào đường kính
ς
P

K d′ =vp.D

Trong đó:
ρ – Mật độ nước biển, ρ =104,5(KGs2/m4)
D – Đường kính chân vịt, D = 2,8 (m)
104,5
= 1,56
9165

⇒K d′ = 5,228.2,8

– Hệ số lực đẩy phụ thuộc vào vòng quay
K n′ =

vp
np

4

ς
P

– np: Vòng quay của hệ trục trên 1 giây np =
⇒K n′ =

5,228
3,67

4

ne
220
=
= 3,67 (v/s).
60
60

104,5
= 0,89
9165

Ta nhận thấy K n′ <1, K d′ <2 ⇒ Chọn số cánh chân vịt là Z=4.
2.2.4-CHỌN TỈ SỐ ĐĨA THEO ĐIỀU KIỆN BỀN

2

θ ≥θ min =0,375 3  C '.Z   m.P4 
 Dδ max   10 

Trong đó:
C ′ : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm chong chóng.

Với vật liệu là hợp kim NiAl–Bronze, C ′ =0,058.
m: Hệ số phụ thuộc vào loại tàu..
Với tàu hàng

m=1,15.

D: Chọn đường kính sơ bộ của chong chóng

D = 2,8 (m).

δmax-Chiều dày tương đối lớn nhất của tiết diện cánh tại bán kính R=0,6
Chọn δmax=0,1 .

24


2


⇒θ ≥ θmin = 0,375.  0,058.4  . 1,15.9165
 = 0,336
4


 2,8.0,1   10
3

⇒Chọn θ = 0,4
2.2.5-NGHIỆM LẠI VẬN TỐC TÀU ĐỂ CHONG CHÓNG SỬ DỤNG
HẾT CÔNG SUẤT
Bảng 2. 3: Nghiệm lại tốc độ tàu để chong chóng sử dụng hết công suất động cơ
No Đại lượng tính
1
2
3

Vận tốc tàu
Vận tốc tịnh
tiến
Lực đẩy chong
chóng

Kí
hiệu
v

Đ.vị

Công thức tính

hảilí /
h

vp

m/s

P

KG

4

chong chóng

6

Độ trượt tương
đối
Tỷ số bước
thực tế kể đến
ảnh hưởng của

K n′

chong chóng

vp=v(1-ω)

5,228

R
1−t

vp

4

np

9165
ς
P

np = 3,67 m/s

0,89

ς=104,5 KGs2/m4
λp

Tra đồ thị λp=f( K n′ )

0,54

λ ′p =λp.a
λ ′p

Với tàu một chong

0,567

chóng a =1,05

chân vịt
Đường kính
7

14,7

K n′ =

theo vòng quay
5

Giả thiết

P=

Hệ số lực đẩy

Kết quả

Dopt

vp

m

Dopt= n .λ ′
p
p

2,5

tối ưu
K1 =

P
ς .n .D 4 opt

8

Hệ số

K1

9

Tỉ số bước
Hiệu suất đẩy lí

H/D

Tra đồ thị (K1,λp)

0,72

ηp

Tra đồ thị (K1,λp)

0,56

10

thuyết

25

2

0,167