CHƯƠNG 9: SỬ DỤNG HỢP LÝ TỔ HỢP MÁY CHÍNH VÀ CHÂN V ỊT KÈM THEO CHO TÀU CÁ C Ỡ NHỎ Một con tàu nến muốn vận hành tốt thì trang bị động lực phải được thiết kế dựa tr ên sức cản con tàu . Trong trường hợp trang bị động lực được chọn theo kiểu “áng chừng ,, , thì muốn sử dụng hợp lý tổ hợp này thì ta cũng phải thông qua sức cản để tìm ra các thông s ố vận hành hợp lý. 3.1. Phương pháp chung Từ các thông số của con tàu ta tiến hành tính sức cản vỏ tàu 3.1.1.Tính sức cản vỏ tàu Hiện nay có rất nhiều phương pháp tính sức cản hầu hết được xây dựng từ các phương pháp thực nghiệm dựa trên nguyên lý th ống kê và dựa trên các kết quả thử nghiệm của rất nhiều mô hình, nhưng đối với tàu cá thì phương pháp được dùng phổ biến nhất là phương pháp của viện thiết kế tàu Lêningrat, cụ thể của phương pháp này như sau: Ta có công thức: 4 2 2/5825,1 ).24.(45,1 V L D B L VR   (3.1) V ới: D – lượng chiếm nước của tàu, (T) Ω – diện tích mặt tiếp nước, (m 2 ) BTL ).274,0.(37,12.(      (3.2) V ới T là chiều chìm trung bình, (m) V – v ận tốc của tàu, (Hl/h) ξ - hệ số lực cản ma sát (đối với tàu gỗ ξ = 0,17) δ - hệ số béo L – chiều dài thiết kế, (m) B – chiều rộng đường nước thiết kế, (m) (HL/h) 2000 1000 10 987 65 4 3 2 1 0 R V R(kG) Đồ thị sức cản 3.1.2.Xác định các thông số của chân vịt Ta có được các thông số của chân vịt - Bước trượt tương đối của chân vịt ứng với hiệu suất chân vịt lớn nhất p  - Hệ số không đều lực đẩy K 1 - Hệ số không đều mômen K 2 - Vận tốc tàu: V = B.n cv (3.3) - Công su ất truyền đến chân vịt: 5 2 2 DnKN cvP   (ML) (3.4) - L ực đẩy có ích của chân vịt: )1.( 42 2 tDnKP cv e   (3.5) T ừ công thức 3.2 ta thấy rằng mỗi một giá trị của hệ số dòng theo ω cho ta một giá trị tương ứng của B, mà bản thân ω là giá trị gần đúng . Qua nghiên cứu thử nghiệm mô hình chân vịt, nhiều nhà khoa h ọc đã đưa ra công thức tính trị số ω được giới thiệu ở bảng sau: Tác gi ả Cho tàu một chân vịt Taylor ω = t = -0,05 + 0,5 δ Heckscher ω = 0,7φ – 0,18 t = 0,5 φ – 0,12 Schiffbauka ω = -0,24 + 0,75 δ t = 01,0 3 2   Gill ω = 15,0 5,1   Briks ω = 0,262δ 2 – 0,096 Roberson ω = 0,45φ – 0,05 Hệ số dòng theo chủ yếu phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu và nó rất khó xác định chính xác vì vậy tùy theo từng loại tàu mà ta l ựa chọn ω. Ta thấy rằng mỗi giá trị của ω sẽ cho một giá trị tương ứng vủa V: 3.1.3. Xác định vận tốc tàu Có máy chính ta có được công suất máy N e từ đây ta suy ra công suất truyền đến chân vịt: N P = N e .η t .η mt . η hs (3.6) Trong đó: N e (ml) - Công suất của động cơ η t - Hiệu suất đường trục η mt - Hiệu suất môi trường η hs - Hiệu suất bộ truyền Xác định giá trị của N P trên đồ thị , từ đây ta kẻ song song với trục hoành và cắt N P = f(n cv 3 ) tại điểm A , từ A kẻ đường thẳng song song với trục tung và cắt đường V = f(n cv ) tại điểm B và trục hoành tại điểm E, từ B kẻ đường thẳng song song với trục hoành và cắt đường R = f(V) tại C, từ C kẻ song song với trục tung và cắt trục hoành tại D .Từ đây ta suy ra OD = P e và OE = n cv , OB = V Thay vào công th ức (3.5) Ta suy ra: 4 1 1 DnK P t cv e   Theo các nghiên c ứu thì: t = q.ω (3.7) Khi bánh lái có dạng lưu tuyến thì )9,07,0(   q Ta kiểm ta )9,07,0(   t q thì có thể lấy giá trị ω và t này Ti ến hành tính toán với nhiều giá trị ω 1 , ω 2 , ω 3 ,…, ω n khác nhau và tìm được các giá trị tương ứng t 1 , t 2 , t 3 , …,t n sao cho thỏa mãn )9,07,0(   t q Bởi vì                               nen e e e nn t t t t P P P P V V V V 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1     Cho nên ta sẽ lấy giá trị V lớn nhất và đó chính là vận tốc của tàu mà ở đó máy chính làm việc với công suất định mức và chân v ịt làm việc với hiệu suất lớn nhất Tỷ số truyền hộp số cần để tàu chạy với tốc độ tìm được : cv đc hs n n i  (3.8) Nến tỷ số truyền tìm được không trùng với tỷ số truyền của hộp số trong catolog động cơ thì ta cần cải tiến hộp số để có tỷ số truyền thích hợp . 0 E D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 C6 C1 C2 C3 C4 C5 C7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 A R Np n cv(V/S) V Np (m/s) (ML) R (kG) P e (kG) =       V                      P e (kG) P e Pe Pe P e P e P e P e1 2 3 4 5 6 7               V V V V V V Np V  V  V  V  V V   V        2 e1 e P P 3 e P 4e P e P 5 6 e P 7 e P Đồ thị nội suy 3.2. Áp dụng với tàu cụ thể  Các thông số của vỏ tàu - Chiều dài lớn nhất L max = 19,26 (m) - Chi ều dài thiết kế L TK = 16,6 (m) - Chi ều rộng lớn nhất B max = 5,0 (m) - hiều rộng thiết kế B TK = 5,0 (m) - Chi ều cao mạn H = 2,2 (m) - Chiều chìm trung bình T tb = 1,66 (m) - Chi ều chìm mũi T m (m) - Chi ếu chìm đuôi T đ (m) - H ệ số đầy chung δ = 0,496 - Hệ số đầy mặt đường nước α = 0,86 - Hệ số đầy mặt cắt ngang β = 0,88 - Lượng chiếm nước D, T = 70,0 - Số lượng trục chân vịt X =1 3.2.1. Tính sức cản vỏ tàu Áp dụng công thức (3.1) Với: D = 70 T V = 0,496 – v ận tốc của tàu đối với tàu gỗ ξ = 0,17 L TK = 16,6 m B TK = 5 m Tính di ện tích mặt tiếp nước       BTL ).274,0(37,12  Với T = 1,66 m Ta có: )(36,805).274,0496,0(37,166,1.26,16 2 m Thay tất cả các đại lượng vào công thức ta được: 4 2 2/5825,1 . 6,16 70 .496,0). 5 6,16 24.(45,1.36,80.17,0 VVR  Suy ra : 4825,1 .32,1.66,13 VVR  Có kể đến hệ số 1,15 4825,1 .52,1.71,15 VVR  Từ đó ta có bảng tính sức cản tương ứng từng vận tốc tàu . V(Hl/h) V(m/s) 15,71.V 1,825 1,52.V 4 R(kg) 1 0,514 4,66 0,11 4,77 2 1,028 16,52 1,70 18,22 3 1,542 34,67 8,62 43,29 4 2,056 58,59 27,21 85,80 5 2,570 88,09 66,52 154,61 6 3,084 122,84 137,86 260,70 7 3,598 162,80 255,59 418,39 8 4,112 207,41 434,56 641,97 9 4,626 257,55 698,50 956,05 10 5,140 311,87 1064,26 1375,92 11 5,654 370,87 1553,34 1924,21 12 6,168 434,70 2199,99 2634,69 Từ bảng số liệu ta xây dựng được đồ thị sức cản Đồ thị sức cản [...]... ncv = 1366; 1068; 898 ; 780; 705; 636 3.2.2 Xác định các thông số của chân vịt Các thông số của chân vịt như sau: - Số cánh chân vịt: z = 4 - Tỷ số mặt đĩa:   0,4 - Hiệu suất chân vịt:  p = 0,5 29 - Tỷ số bước xoắn: H/D = 0,75 - Đường kính chân vịt: D = 0,803 m - Tốc độ quay của chân vịt ncv = 705 v/ph = 11,75 v/sư - Đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do được xây dựng theo papmiel Đồ thị... Đồ thị đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do Từ đồ thị ta xác định được các thông số sau: Hiệu suất chân vịt lớn nhất :  p = 0,632 max Bước trượt tương đối của chân vịt ứng với  p :  p =0,58 max Hệ số không đều lực đẩy chân vịt: K1 = 0,227 Hệ số không đều của mômen chân vịt K2 = 0,0334 Ta lấy một giá trị gần đúng của hệ số dòng theo ω = 0,2 29 Áp dụng công thức: VP 1 V   const...   ) Suy ra V = B.ncv Trong đó: Đường kính chân vịt D = 1,2 m Hệ số dòng theo 1  0,2 29 Thay vào công thức trên ta được: B1  0,58.1,2  0 ,90 27 (1  0,2 29) Suy ra V1 = 0 ,90 27 ncv (m/s) Công suất truyền đến chân vịt: NP = 2Π.K2.ρ.ncv3.D5 1 75 Thay số ta được: NP = 2.3,14.0,0334.104,5.(1,2)5 1 ncv3 75 Suy ra NP = 0,7272 ncv3 Từ đây ta vẽ được đồ thị của V và NP ... Xác định các thông số của động cơ hiện thời Động cơ: HYUNDAI – HT6M1 - Công suất định mức Neđm = 134 ML - Số vòng quay động cơ nđm = 2200 (v/ph) - Suất tiêu hao nhiên liệu ge = 168 (g/ml.h) - Số xy lanh i=6 - Khối lượng khô: G = 805 kg - Kích thước khô ( L  B  H ): 1510  680  99 5 (mm) - Tỷ số truyền hộp số ihs = 1,61 ; 2,06 ; 2,45 ; 2,82 ; 3,12; 3,46 - Tốc độ quay chân vịt ứng với từng . CHƯƠNG 9: SỬ DỤNG HỢP LÝ TỔ HỢP MÁY CHÍNH VÀ CHÂN V ỊT KÈM THEO CHO TÀU CÁ C Ỡ NHỎ Một con tàu nến muốn vận hành tốt thì trang bị động lực phải được thiết kế dựa tr ên sức cản con tàu. 260,70 7 3, 598 162,80 255, 59 418, 39 8 4,112 207,41 434,56 641 ,97 9 4,626 257,55 698 ,50 95 6,05 10 5,140 311,87 1064,26 1375 ,92 11 5,654 370,87 1553,34 192 4,21 12 6,168 434,70 2 199 ,99 2634, 69 Từ bảng. 705; 636 3.2.2. Xác định các thông số của chân vịt Các thông số của chân vịt như sau: - Số cánh chân vịt: z = 4 - Tỷ số mặt đĩa: 4,0   - Hiệu suất chân vịt: p  = 0,5 29 - T ỷ số bước xoắn: