Thiết kế hệ thống động lực tàu hàng 3200 tấn lắp 01 máy chính 6LH32L , công suất 2000(hp), vòng quay 280 (vp)

trang:1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHẦN MỞ ĐẦU

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trên con đường đổi mới, đẩy mạnh công nghiệp hoá và hiện đại
hoá đất nước, ngành 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, 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.
Sau 5 năm theo học nghành " Thiết kế và sửa chữa máy tàu thủy "
tại khoa Cơ Khí , Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, nay em được
giao nhiệm vụ thực hiện đề tài tốt nghiệp:
“ Thiết kế hệ thống động lực tàu hàng 3200 tấn lắp 01 máy
chính 6LH32L , công suất 2000(hp), vòng quay 280 (v/p) ”.
MỤC ĐÍCH.

- Mục đích của đề tài là nhằm thiết kế trang trí hệ thống động lực
tàu chở hàng 3200 tấn, lắp máy 6LH32L, công suất 2000 (cv), vòng
quay280 (v/p).
- Để đề tài được ứng dụng ngay trong các nhà máy. Tạo tiền đề cho
việc tiếp cận các vấn đề mới khi đóng mới những con tàu to và hiện đại.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Khi thực hiện đề tài này em đã tuân thủ nguyên tắc:

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 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.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
- Đề tài được nghiên cứu dựa theo các tài liệu mẫu và các trang
thiết bị có sẵn.
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.
Đây là kết qủa tổng hợp quá trình học tập và rèn luyện của em
trong nhà trường và ngoài thực tế.
Nội dung chính của đề tài :
Bao gồm 2 phần: bản vẽ và thuyết minh
I)

Thuyết minh
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 dao động ngang hệ trục.
Chương 5: Tính dao động xoắn hệ trục
Chương 6: Tính chọn các thiết bị và hệ thống phục vụ.

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:4

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

II). Bản vẽ
1. Bố trí buồng máy ( 2 bản)
2. Bố trí hệ trục
3.Toàn đồ trục chong chóng
4. Hệ thống nhiên liệu
5. Hệ thống bôi trơn
6. Hệ thông làm mát
Trong suốt 3 tháng làm việc, tìm hiểu tài liệu và được sự hướng dẫn
nhiệt tình của thầy giáo Trần Thế Nam, cùng các thầy cô giáo trong
khoa và bộ môn, đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp
của mình.
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

tháng

năm 2016

Sinh Viên
Phạm Khắc Bách

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:6

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.

LOẠI TÀU, CÔNG DỤNG
Tàu hàng khô sức chở 3200 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 trực tiếp lai 01 hệ trục
chân vịt.
Tàu được thiết kế dùng để chở hàng khô trong khoang.

1.2.

VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ
Vùng hoạt động của tàu: Vùng hoạt động của tàu là khu vực ven
biển Việt Nam. Cấp hoạt động của tàu là Cấp III hạn chế theo quy phạm
phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 - 2016. Phần hệ thống
động lực được tính toán thiết kế thoả mãn tương ứng Cấp III hạn chế
theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 - 2016.

1.3.

CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU

– Chiều dài lớn nhất

Lmax

=

– Chiều dài giữa hai trụ

Lpp

– Chiều dài đường nước thiết kế

LWL

=

73,60

m

– Chiều rộng lớn nhất

Bmax

=

12,60

m

– Chiều rộng thiết kế

B

=

12,60

m

– Chiều cao mạn

D

=

6,48

m

– Chiều chìm toàn tải

d

=

5,10

m

– Trọng tải

P

=

3200

tons

– Máy chính

6LH32L

– Công suất

H

= 1470/(2000) kW/(hp)

– Vòng quay

N

= 280

=

78,63
73,60

m
m

(rpm).

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:7

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.4.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC

1.4.1. BỐ TRÍ BUỒNG MÁY
Buồng máy được bố trí từ sườn 08 (Sn8) đến sườn 25 (Sn25. Trong
buồng máy lắp đặt 01 máy chính truyền động trực tiếp cho một hệ trục
chong chóng và các thiết bị phục vụ hệ thống động lực. Ngoài ra còn bố
trí 2 tổ máy phát điện, các bơm hệ thống động lực. Trên sàn boong lửng

bố trí phòng điều khiển máy, quạt thông gió, các trang thiết bị buồng
máy.
1.4.2. MÁY CHÍNH
Máy chính có ký hiệu 6LH32L do hãng HANSHIN- Nhật Bản sản
xuất, là động cơ điesel kiểu động cơ 4 thì, tác dụng đơn,tăng áp bằng tua
bin khí xả, 6 xilanh xếp một hàng thẳng đứng, thấp tốc, làm mát hai
vòng tuần hoàn, bôi trơn bằng dầu nhờn tuần hoàn các te khô , khởi
động bằng không khí nén ,tự đảo chiều chân vịt, điều khiển từ xa từ
buồng điều khiển tập trung trong buồng máy. Động cơ sẽ truyền động
trực tiếp cho chân vịt thông qua một đường trục. Ngoài ra buồng máy
còn trang bị các thiết bị phục vụ khác phục vụ cho năng lực hoạt động
của tàu.
Thông số của máy chính:
- Số lượng

01

- Kiểu máy

6LH32L

- Hãng sản xuất

HANSHIN

- Công suất định mức, [H]

1470/2000

kW/hp

- Vòng quay định mức, [N]

280

rpm

- Số kỳ, [τ]

4

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:8

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Số xy-lanh, [Z]

6

- Đường kính xy-lanh, [D]

320

mm

- Hành trình piston, [S]

620

mm
140

[ge]

-suất tiêu hao nhiêu liệu
(g/cvh)

1.4.3. THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY CHÍNH
- Bầu làm mát không khí tăng áp

Số lượng

01

- Bầu làm mát LO

Số lượng

01

- Bầu làm mát nước ngọt làm mát

Số lượng

01

- Bơm cấp dầu đốt

Số lượng

02

- Bơm dầu bôi trơn

Số lượng

01

1.4.4. MÁY PHỤ
Trong buồng máy có bố trí hai tổ máy phát diesel với các thông số sau:
- Động cơ diesel lai máy phát :

+ Kiểu

: X6160ZC

+ Hãng sản xuất

: china

+ Công suất định mức

: 220

(kW)

+ Vòng quay định mức

: 1000

(Vòng/phút)

+ Đường kính xilanh

: 160

(mm)

+ Hành trình piston

: 225

(mm)

-Máy phát điện :

+ Loại máy

: TFX-200-6

+ Công suất

:220

(kW)

+ Vòng quay

: 1000

(vòng/phút)

+ Điện áp

: 220V-50 Hz

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:9

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.4.5. CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG BUỒNG MÁY
1.4.5.1.Hệ thống bơm nước

- Bơm nước biển làm mát

+ Số lượng

: 02

+ Kiểu

: Ly tâm

+ Hãng sản xuất

: Hanshin

+ Lưu lượng

: 80

(m3/h)

+ Cột áp

: 20

(m.c.n)

- Bơm nước ngọt làm mát

+ Số lượng

: 02

+ Hãng sản xuất

: Hanshin

+ Kiểu

: Ly tâm

+ Lưu lượng

: 35

+ Cột áp

: 20

(m3/h)
(m.c.n)

1.4.5.2.Hệ thống bơm dầu
- Tổ bơm vận chuyển dầu FO

+ Số lượng

: 01

+ Hãng sản xuất

: Trung Quốc

+ Kiểu

: CCB003 Kiểu Bánh răng

+ Lưu lượng

:5

+ Cột áp

: 0,3

(m3/h)
(MPa)

- Tổ bơm vận chuyển dầu DO

+ Số lượng

: 01

+ Hãng sản xuất

: Trung Quốc

+ Kiểu

: CCB003 Kiểu Bánh răng

+ Lưu lượng

:5

(m3/h)

+ Cột áp

: 0,3

(MPa)

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:10

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Tổ bơm cấp dầu đốt cho máy chính

+ Số lượng

: 02

+ Hãng sản xuất

: Hanshin

+ Kiểu

: Bánh răng

+ Lưu lượng

: 0.7

(m3/h)

+ Cột áp

: 0,45

(MPa)

- Tổ bơm vận chuyển dầu bôi trơn

+ Số lượng

: 02

+ Hãng sản xuất

: Hanshin

+ Kiểu

: Bánh răng

+ Lưu lượng

:2

+ Cột áp

: 0,24(MPa)

(m3/h)

- Bơm dầu bôi trơn dự phòng máy chính

+ Số lượng

: 01

+ Hãng sản xuất

: Hanshin

+ Kiểu

: Bơm bánh răng

+ Lưu lượng

: 30

+ Cột áp

: 0,45

(m3/h)
(MPa)

1.4.5.3.Hệ thống lọc, phân ly và làm mát
- Tổ máy lọc LO

+ máy lọc dầu kiểu OSD – 6
+ Số lượng:

1

+ Hãng sản xuất: GEA
+ Lưu lượng

Q = 2 m3/h

- Bầu phân ly nước đáy tàu

+ Số lượng

: 01

+ Hãng sản xuất

: Trung Quốc

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:11

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Sản lượng

(m3/h)

: 0,5

- Bầu làm mát dầu bôi trơn cho máy chính

+ Số lượng

: 01

+ Hãng sản xuất

: Hanshin

- Bầu làm mát nước ngọt cho máy chính

+Số lượng

: 01

+Hãng sản xuất

: Hanshin
(m2)

+Diện tích trao đổi nhiệt :12
1.4.5.4.Hệ thống két phục vụ
- Két dầu nhờn dự trữ

+ Số lượng

: 01

+ Thể tích

:4

(m3)

- Két dầu FO dự trữ số 1

+ Số lượng

: 02

+ Thể tích

: 65

(m3)

- Két dầu FO dự trữ số 2

+ Số lượng

: 02

+ Thể tích

: 150

(m3)

- Két dầu DO dự trữ

+ Số lượng

: 02

+ Thể tích

: 76

(m3)

- Két lắng DO

+ Số lượng

: 01

+ Thể tích

:5

(m3)

- Két lắng FO

+ Số lượng

: 01

+ Thể tích

:8

(m3)

- Két dầu nhờn tuần hoàn máy chính
KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Số lượng

: 01

+ Thể tích

:6

(m3)

- Két hàng ngày FO

+ Số lượng

: 02

+ Thể tích

:3

(m3)

- Két hàng ngày DO

+ Số lượng

: 02

+ Thể tích

:2

(m3)

- Két nước ngọt

+ Số lượng

: 04

+ Thể tích

: 120

(m3)

- Két nước ngọt giãn nở
+ Số lượng

: 01

+ Thể tích

:9

(m3)

- Két nước dằn tàu ( bao gồm két mũi và không kể đến hầm hàng)

+ Số lượng

: 03

+ Thể tích

: 290

(m3)

- Két nước dằn tàu (hầm hàng)
+ Số lượng

: 06

+ Thể tích

: 480

(m3)

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:13

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 2

TÍNH SỨC CẢN &
THIẾT KẾ CHONG CHONG

SỨC CẢN
Các kích thước cơ bản
– Chiều dài lớn nhất

Lmax =

78,63

m

– Chiều dài giữa hai trụ

Lpp

=

73,60

m

– Chiều dài đường nước thiết kế

LWL =

73,60

m

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

– Chiều rộng lớn nhất

Bmax

=

12,60

m

– Chiều cao mạn

D

=

6,48

m

– Chiều chìm toàn tải

d

=

5,35

m

– Lượng chiếm nước

Disp = 3662

– Hệ số béo thể tích

CB

= 0,77

– Hệ số béo đường nước

CW

=

0,87

– Hệ số béo sườn giữa

CM =

0,99

– Máy chính

6LH32L

– Công suất

H

= 1470/(2000)

– Vòng quay động cơ

N

= 280

tons

kW/(hp)

(rpm)

Tính sức cản của tàu
Lựa chọn phương pháp tính sức cản.
Bảng 2.1 Lựa chọn phương pháp tính
No.

Đại lượng xác định

Tàu thực thiết kế

Phạm vi của Papmiel

1

Tỷ số kích thước [B/d]

2,35

1,5 – 3,5

2

Tỷ số kích thước [L/B]

5,84

4 – 11

3

Hệ số béo thể tích [CB]

0,77

0,35 – 0,8

4

Hệ số thon đuôi tàu [ϕ]

1,32

0,33 – 1,5

Kết luận : Vậy ta chọn phương pháp Papmiel để tính sức cản của tàu
Công thức xác định sức cản của Papmiel
Công suất kéo theo Papmiel
∇VS3
EPS =
LC 0

, (hp )

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:15

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trong đó:
VS – Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s);

∇ – Lượng chiếm nước của tàu, (tons);
L – Chiều dài tàu thiết kế, (m);
C0 – Hệ số tính toán theo Papmiel.
Kết quả xác định sức cản tàu theo Papmiel
Bảng 2.2 . Xác định sức cản tàu theo phương pháp Papmiel

No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Đại lượng xác
định
Tốc độ tính
toán VS, (knots)
Tốc độ tính
toán VS, (m/s)
Hệ số béo thể
tích CB
Lượng chiếm
nước ∇ , (tons)
Hệ số hình
dáng ϕ
Tốc độ tương
đối V1
Hệ số tính Cp,
theo đồ thị
Hệ số hình
dạng X1
Hiệu chỉnh

Công thức tính
Dự kiến thiết kế

Kết quả
11

12

13

14

Tính theo m/s

4,635

5,15

5,665

6,19

Theo thiết kế

0,77

0,77

0,77

0,77

Theo thiết kế

3916

3916

3916

3916

B
CB
L

1,32

1,32

1,32

1,32

ϕ
L

1,472

1,606

1,739

1,873

116

114

113

111

1 đường trục

1,000

1,000

1,000

1,000

λ = 0,7 + 0,03 L

0,957

0,957

0,957

0,957

ϕ =10

V1 =VS

C p = f ( V1 , ϕ )

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:16

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

No.

Đại lượng xác
định

Công thức tính

Kết quả

chiều dài tàu λ
10
11
12

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

C0 =

C pλ
X1 ϕ

∇Vs3
EPS =
LC 0
Rt =

75EPS
Vs

96,73

95,06

94,23

92,56

723,1

967,1

1240,5

1577,3

969,2

11737

13897

16407

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: Hình 2.1

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:17

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

EPS ( hp )

R ( KG )

2000

15000

1500
f(v
s)

20000

=

12385

1200

R

vs
)

12000

=

f(

1047,6

0

900

N

9000

600

6000

300

3000

11

12 12,3

13

14

vs(hl/g)

Hình 2.1 - Đồ thị sức cản
Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng
– Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng)

ηp= 0,6

– Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng)

ηt= 0,97

– Dự trữ công suất máy chính

10%Ne

– Công suất của máy chính

Ne = 2000 (hp)

– Công suất kéo của tàu

EPS = 0,9Neηpηt

Kết quả:

EPS =1047,6(hp)

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:18

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có:
Rt = 12385 (kG)
Vs = 12,3(knots)
THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG
Chọn vật liệu chế tạo chong chóng
Vật liệu chế tạo chong chóng là đồng hợp kim: Mangan - Đồng thiếc
có thông số về cơ tính của hợp kim đồng:(Cho trong bảng 2.3)
Bảng 2.3. Chọn vật liệu chế tạo chong chóng
Ký hiệu vật liệu

Giới hạn bền
σ b ( KG / cm 2 )

Mangan - Đồng

thiếc HBsC1

Giới hạn chảy σ
c

( KG / cm 2 )

600

200

Dãn dài tương
đối
δ%
16

Hệ số dòng theo và hệ số dòng hút.
Hệ số dòng theo.
Theo Taylor Ψ = 0,5.CB – 0,05
Với CB = 0,77 là hệ số béo thể tích
Kết luận: Ψ = 0,335
Hệ số dòng hút .
t = k1. Ψ
Với k1 = (0,5÷ 0,7) là hệ số phụ thuộc vào dạng profin của bánh lái.
Với profin bánh lái có dạng động học thì chọn k1 = 0,6
Vậy: t = 0,201
KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:19

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chọn số cánh của chong chóng.
Kết quả tính toán ở bảng 2.4
Bảng 2.4 : Bảng tính thiết kế sơ bộ chong chóng
No
1
2
3

Hạng mục tính
Vòng quay động
cơ
Vòng quay chong
chóng
Vòng quay chong
chóng

Ký
hiệu

Đơn vị

Công thức - Nguồn
gốc

Kết quả

ndc

v/p

Theo lý lịch máy chính

280

np

v/p

np= n đc

280

np

v/s

nđc / 60

4,67

4

Hệ số dòng theo

Ψ

_

0,5.CB – 0,05

0,335

5

Hệ số dòng hút

t

_

0,6.Ψ

0,201

6

Sức cản tàu

R

kG

Theo đồ thị sức cản

12385

P

kG

R
1− t

Vp

m/s

(1-Ψ).Vs

4,21

Nước biển

104,5

( 0,7÷ 0,8).d

3,745

7
8

Lực đẩy chong
chóng
Vận tốc dòng chảy
đến chong chóng

9

Mật độ chất lỏng

10

Đường kính sơ bộ
chong chóng

11

Hệ số lực đẩy theo
đường kính

ρ

Kg.s2/m
4

D

m

Kd’

-

VP.D.

15500,6

ρ
P

1,3

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:20

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

No
12
13

Hạng mục tính

Hệ số lực đẩy theo
vong quay
Số cánh chong
chóng

Ký
hiệu

Đơn vị

Kn’
Z

Công thức - Nguồn
gốc
ρ
n. p

VP

-

4

Kết quả
0,072

Kd’ < 2

cánh

4

’

Kn < 1

Kết luận: Chọn số cánh của chong chóng Z = 4 cánh
Chọn tỉ số đĩa theo điều kiện bền
θ ≥ θ min

 C ' .Z
= 0,375.3 
 D.δ m





2

 m'. p 
. 4 
 10 

Quá trình tính toán trong bảng 2.5
Bảng 2.5: Bảng tính toán tỉ số đĩa
No
1
2

Hạng mục tính
Đường kính chong
chóng

Ký

Đơn

hiệu

vị

D

m

Theo trên

3,745

Z

Cánh

Theo trên

4

Số cánh

Công thức - Nguồn gốc

Kết quả

Chiều dày cánh
3

tương đối tại bán

δmax

Chọn ( 0,08 ÷ 0,10)

0,01

kính R=0,6
Hệ số phụ thuộc
4

vào vật liệu làm

C’

-

Đồng hợp kim

0,055

m’

-

Với tàu hàng

1,15

chong chóng
5

Hệ số phụ thuộc
loại tàu

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:21

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

No
6
7

Hạng mục tính
Tỉ số đĩa nhỏ nhất

Ký

Đơn

hiệu

vị

θmin

-

θ

-

Chọn tỉ số đĩa theo
điều kiện bền

Công thức - Nguồn gốc
 C ' .Z
0,375.3 
 D.δ maz






2

Kết quả

 m'. p 
 4 
 10 

Chọn θ = 0,55

0,32
0,55

Kết luận: Tỉ số đĩa θ = 0,55
Nghiệm lại vận tốc tàu để chong chóng sử dụng hết công suất
* Tính toán công suất tiêu thụ thực tế của chong chóng theo công thức
R.v

Np’ = 75.η
trong đó
v - Tốc độ sơ bộ của tàu ứng với công suất kéo của tàu đã tính ở
phần 2.2.1 ( tra đồ thị sức cản)
R- Sức cản toàn phần của tàu ứng với tốc độ sơ bộ của tàu (tra đồ thị
sứccản)
η - Hiệu suất thực tế của chong chóng
* Sau đó nghiệm lại công suất tàu theo công thức
∆N =

N'p − N
N

p

.100% < 3% (là thỏa mãn)

p

* Khi tính toán với vận tốc sơ bộ mà sai số công suất vượt quá 3% thì ta
phải tính lại vận tốc của tàu theo công thức sau:
v = v .3
2 1

N

p
,
'
N
p

Trong đó: Np: Công suất kéo của tàu (tính ở phần trên)
KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1

trang:22

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

N’p:Công suất tính toán ở vận tốc kiểm nghiệm cho tới khi nào
sai số công suất ∆N < 3% thì dừng lại và vận tốc tinh toán đó là vận tốc
tối ưu khi khai thác tàu.
* Quá trình tính toán trong bảng 2.6:
Bảng 2.6: Bảng tính nghiệm lại vận tốc tàu
N0

Hạng mục tính

Ký

Đơn

Công thức –

hiệu

vị

Nguồn gốc

Kết quả

1

Vận tốc tàu

VS

hl/h

Giả thiết

12

12,3

12,5

2

Vận tốc tàu

VS

m/s

0,514VS

6,18

6,33

6,44

3

Vận tốc tịnh tiến

VP

m/s

(1- ψ)VS

4,11

4,21

4,28

4

Sức cản tàu

R

kG

Đồ thị sức cản

11737

12385 12817

5

Hệ số hút

t

–

Theo trên

0,201

0,201

P

kG

R
1− t

np

v/s

Theo trên

6
7

8
9

Lực

đẩy

chong

chóng
Vòng quay chong
chóng
Hệ số lực đẩy theo
vòng quay
Độ trượt

tương

đối

Kn’

–

Vp
np

4

0,201

14689,6 15501 16041

ρ
P

Tra đồ thị

4,67

4,67

4,67

0,552

0,558

0,563

0,342

0,348

0,352

λp

–

λp ’

–

λp’= 1,05λp

0,359

0,365

0,370

Dopt

m

VP
npλp '

2,45

2,47

2,48

λp= f(Kn’)

Tỷ số bước thực tế
10

kể đến ảnhhưởng
của chân vịt

11

Đường kính chân
vịt tối ưu

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:23

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

N0
12
13
14
15

Hạng mục tính
Hệ số
Tỷ số bước

Hiệu suất đẩy lý
thuyết
Hiệu suất đẩy thân
tàu

Ký

Đơn

Công thức –

hiệu

vị

Nguồn gốc

K1

–

P

ρ n p Dopt
2

4

Tra đồ thị

H/D

–

ηp

–

ηk

–

η

–

Np’

cv

N p '=

Np

cv

0,9.Neηt

∆N

%

f (λp’,K1)
Tra đồ thị
'
p

ηp= f(k1,λ )
ηk =

1− t
1 −ψ

Kết quả
0,178

0,183

0,186

0.67

0.69

0.72

0,479

0,481

0,510

1,2

1,2

1,2

0,575

0,578

0,613

1680,4

1810

1795

1746

1746

1746

3,901

3,53

2,75

Hiệu suất chong
16

chóng

khi

làm

ηpηk

việc
17
18
19

Công suất tiêu thụ
của chong chóng
Công suất tiêu thụ
sơ bộ ban đầu
Sai số

Kết luận: ∆N = 2,75% < 3%

N p '− N p
Np'

Rv

75η

100%

Vậy v = 12,5 knots

Và đường kính chong chóng lấy D = 2,48 m
Nghiệm bền chong chóng
Nghiệm bền theo tỉ số đĩa
 C ' .Z 

θmin = 0,375 3 
 D.δ 

2

 m'.p 
 4 
 10 

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:24

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2


θmin =0,375 3  C ' Z   m'.P
4 
 D.δ max   10 

Trong đó:
Z

– Là số cánh của chong chóng Z = 4.

C’ – Hệ số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo chong chóng C’ = 0,58.
m’ – Hệ số phụ thuộc vào loại tàu, với tàu hàng m’ = 1,15.
Dopt – Đường kính tối ưu của chong chóng Dopt = 2,48(m).
δmax – Chiều dày tương đối lớn nhất của cánh chong chóng
tại bán kính (0,6 – 0,7)R,
δmax = (0,08 ÷ 0,1) (m). Chọn δmax = 0,1
P

– Lực đẩy của chong chóng . P = 16041(kG)
Thay số được kết quả θmin = 0,4246 < θ = 0,55
Kết luận: Chong chóng thoả mãn điều kiện bền về tỉ số đĩa

Kiểm tra độ bền xâm thực của chong chóng
θ ≥ θmin =

130.ξ1 .K C
.(np.Dp)2
P

Bảng 2.7: Kiểm tra độ bền xâm thực của chong chóng
No
1
2
3

Hạng mục tính
Hệ số đặc trưng cho
chế độ tải
Hệ số đặc trưng cho
độ xâm thực
Đường kính chong
chóng tối ưu

Ký

Đơn

Công thức - Nguồn

hiệu

vị

gốc

ξ1

-

(1,1 ÷ 1,6)

1,2

KC

-

Tra đồ thị

0,205

Dopt

m

Theo trên

2,48

Kết quả

KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1


trang:25

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

No

Hạng mục tính

Ký

Đơn

Công thức - Nguồn

hiệu

vị

gốc

4

Áp suất mặt thoáng

Pa

5

Áp suất hơi bão hoà

Pd

6
7
8
9

Trọng lượng nước
biển
Độ sâu chong chóng
so với mặt biển
Áp suất thuỷ tĩnh tại
vị trí đặt chân vịt

Kg/m

10330

2

Kg/m

ở 200C

2

238

Kg/m

γ

1025

3

hb

m

d –(

Kg/m

P1

-

Dopt
2

+ 0,2)

Pa + γ.hb- Pd

2

θ”

Tỉ số đĩa

Kết quả

3,91
14161,3

130.ξ1 .K C
.(np.Dp)2
P1

0,334

Chọn

0,55

Chọn tỉ số đĩa theo
10

điều kiện chống xâm

θ

thực
Suy ra θmin = 0,334< 0,55

Kết luận: Điều kiện xâm thực được thoả mãn.
Xác định khối lượng và kích thước chong chóng
- Khối lượng chong chóng được xác định theo công thức

G=

b
Z
γ m D 3 0,6
4
D
4.10


d 0  e0 , 6 
4
2
6,2 + 2.10  0,71 − 
 + 0,59.γ m l 0 d 0
D D 



- Quá trình tính toán ở bảng 2.8
KHOA MÁY TÀU BIỂN

PHẠM KHẮC BÁCH

BỘ MÔN ĐỘNG LỰC- DIESEL

LỚP MTT52–ĐH1