-1- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CƠ KHÍ THIẾT KẾ MÔN HỌC ĐỀ TÀI Sinh viên MSV Lớp : : : : : LÝ THUYẾT TÀU THIẾT KẾ CHONG CHÓNG TÀU CHỞ HÀNG KHÔ Ngô Anh Tân 39327 MTT51- ĐH2 NỘI DUNG THIẾT KẾ Loại tàu Chiều dài tàu Chiều rộng tàu Chiều chìm tàu Chiều cao mạn tàu Hệ số béo thể tích Lắp máy Tàu chong chóng Vùng hoạt động 10 Hệ số béo sườn 11.Hệ số béo đường nước thiết kế : : : : : : : : : : Đề Tàu hàng 13500T L = 136 B = 23 d = 8,4 D = 10,8 CB = 0,73 4000 (kW) (m) (m) (m) (m) vùng biển Đông Âu - Nhật Bản - Hải Phòng CM = 0.98 Cwp = 0.85 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -2- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU PHẦN I : TÍNH SỨC CẢN 1.1 Các thông số thiết kế tàu : − Loại tàu − Vùng hoạt động − Chiều dài tàu − Chiều rộng tàu − Chiều chìm tàu − Chiều cao mạn tàu − Hệ số béo thể tích − Hệ số béo sườn − Hệ số béo đường nước thiết kế − Lắp máy : : : : : : : : : : tàu Hàng khô 13500T vùng Đông Âu - Nhật Bản - Hải Phòng L = 136 (m) B = 23 (m) d = 8,4 (m) D = 10,8 (m) CB = 0,73 CM = 0.98 Cwp = 0.85 4000 (kW) = 5438.49(cv) 1.2 Giới hạn áp dụng phương pháp Seri 60 để tính sức cản tàu B L B d - = ÷ 8,5 = ÷ C B = 0,6 ÷ 0,8 C = 0,612 ÷ 0,815 p - l= L = ÷ 7,5 ∇ 1.3 Kiểm tra điều kiện áp dụng L B B d C B = 0,73 = 6,0 = 2,7 Cp = 0,74 ∇ = CB x L x B x d = 0,73 x 136 x 23 x 8,4= 19180,896 (m3) L ∇ => l = = 5,08 => Tàu thoả mãn điều kiện áp dụng phương pháp Seri 60 Vậy ta áp dụng phương pháp Seri 60 để tính sức cản cho tàu 1.4.Tính sức cản tàu 5438.49 85 100 _ Công suất máy tàu : PD = = 4622,717 (cv) _ Công suất kéo tàu : PE = 0,6PD = 0,6 4622,717 = 2773,63 (cv) _ Vận tốc giả thiết tàu tính theo hải lý/giờ cho là: Vs = { 13 ; 14 ; 15 ;16 ;17 } TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -3- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU _ Bảng kết tính : Đ ại lư ợ n g tí n h to n V ậ n tố c gi ả th iế t vs V ậ n tố c gi ả th iế t v v2 Vận tốc giả thiết 1 1 8 2 7 1 4 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -4- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU 6 4 Fr = v/ (g L )1/ 1 2 5 0 0 6 0 0 0 1 0 0 0 C Ro = C Ro ( C B, Fr ) kB /d = kB /d( B /d ,F r) kL 1 3 E E E 0 0 0 /B C R = C Ro kL /B kB /d TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -5- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU 8 5 0 9 0 1 6 1 2 7 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 P 0 0 0 0 0 C = C F+ 0 0 0 0 0 R e = vL /υ CF = 0, 5/ (l o g R e) 2,5 CA CA TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -6- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU C R + C A + C 2 2 1 6 AP R = 0, C v2 ρ Ω P E = R v 4 4 1 4 6 3 _ Công thức tổng quát tính sức cản : R= 0,5.C.ρ.Ω.v Trong + Mật độ nước ρ Nước biển ρ =1,025 (t/m3) + Vận tốc tàu v(m/s) + Diện tích mặt ướt: Ω (m2) Đối với tàu vận tải có hệ số béo lớn (CB > 0,65) Ω = L.d.(2+1,37.(CB - 0,274).(B/d) = 4238,92 + Hệ số lực cản : C = CF + CR + CA + CAP CF = 0,455 ( log Re ) 2,58 - CF : Hệ số lực cản ma sát, tính theo công thức: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -7- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Re = v.L υ :chuẩn đồng dạng Raynols đặc trưng cho chất lỏng có tính nhớt υ = 1,056.10 −6 (m/s2) :hệ số nhớt - CA : Hệ số lực cản nhám bề mặt ÷ 0,3 CA =0,4 với tàu có chiều dài L=136 (m) Chọn CA = 0,4.10-3 - CAP : Hệ số lực cản phần nhô Với tàu chong chóng,chiều dài 136 (m).Chọn CAP = 0,1.10-3 - CR :Hệ số lực cản dư với tàu có mũi lê tính sau : CR = CR=CRo.kL/B.kB/d Trong : CRo = f(CB,Fr) tìm theo đồ thị phụ thuộc CR lo vào CB kB/d tìm từ đồ thị phụ thuộc kB/d vào B/d kL/B tìm từ đồ thị phụ thuộc kL/B vào L/B v g L Fr = : chuẩn đồng dạng Froude đặc trưng cho chất lỏng có trọng lực lực quán tính L = 136 (m) ; g =9,8 (m/s2) B d 2,7 CB = 0,73 ; d = 8,4 (m) PE = R.v _ Công suất kéo xác định công thức : (cv) -Từ đồ thị công suất sức cản,với vận tốc hoạt động tàu VS = 16,293 hl/giờ,ta có = 2773 (cv) R =330,88 (kN) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -8- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU PHẦN II : THIẾT KẾ CHONG CHÓNG 2.1 Vật liệu chế tạo QCVN 2010-Phần 7A vật liệu –Chương : Đồng hợp kim đồng – 7.2 :Hợp kim đồng đúc (Đồng thau- Mangan – Cấp 1) : HBsC1 _Thành phần hóa học : 100.Cu (%) 100 − 100 + A +Thành phần kẽm tương đương (%)= Trong A=Sn+5Al-0,5Mn-0,1Fe-2,3Ni(%) Cu (52 ÷ 62)% Al (0, ÷ 3, 0)% Mn(0,5 ÷ 4, 0)% +Thành phần hóa học (%) HBsC1: , , , Zn(35 ÷ 40)% Fe(0,5 ÷ 2,5)% Ni ≤ 1, 0% Sn ≤ 1,5% Pb ≤ 0, 5% , , , , _Giới hạn độ bền ≥ 175( N / mm ) +Giới hạn chảy: ≥ 460( N / mm ) +Giới hạn bền kéo: ≥ 20 +Độ giãn dài(%): 2.2 Tính toán hệ số dòng theo,hệ số lực hút (Đối với tàu vận tải biển chong chóng, theo Taylor) WT = 0,5.CB − 0, 05 Hệ số dòng theo : = 0,5.0,73-0,05= 0,315 t = kT w T Hệ số lực hút : = 0,6.0,315 = 0,18 kT = (0,5 ÷ 0, 7) = 0, Với 2.3 Chọn sơ đường kính chong chóng 2.3.1 Chọn động _ Công suất máy PS= 4000 (KW) = 5438.49 (cv) _ Từ catalog máy năm 2005 Chọn động MITSUBISH kí hiệu 8UEC33LSII công suất máy 4531 (kw) số vòng quay n = 215 (vg/ph) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 -9- ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Đây động thấp tốc chọn phương án truyền động trực tiếp suy (v/s) 2.3.2 Chọn sơ vòng quay chong chóng _ Từ catalog máy năm 2005 Ta chọn vòng quay n= 215 (v/ph) tương ứng với Ps= 4000 (kW) 2.3.3 Chọn sơ vận tốc tàu _ Từ đồ thị lực cản công suất kéo ta có Với công suất kéo tàu PE = 2773 (cv) có vận tốc sơ VS = 16,293 (knot) 2.3.4 Chọn sơ đường kính _ Dựa vào công thức : D n = 13 D = 13 Trong đó: PS vS PS vS n D : đường kính chong chóng, m PS : công suất động chính, kW n : vòng quay chong chóng, rpm vS : vận tốc tàu, knot 134 2773 = 3,2(m) 16,293.215 D= D 3,2 = 0,38 = d 8,4 Kiểm tra điều kiện : Với chiều chìm tàu d = 8,4 (m) 2.4 Chọn số cánh chong chóng _ Hệ số lực đẩy chong chóng theo vòng quay: k NT = v ρ n T A TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 10 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU K DT = V A D Trong : VA ρ T : Vận tốc tịnh tiến chong chóng (m/s) n : Vòng quay chong chóng (rpm) T : Lực đẩy chong chóng (kN) TE = R = 330,88 (kN) T R 330,88 T= E = = = 403,512( kN ) − t − t − 0,18 R : Lực cản tàu vận tốc sơ (kN) D : Đường kính chong chóng (m) VA = VS =16,293.0,514 = 8,38 (m/s) n : Số vòng quay chong chóng n = 3,583 ρ : Mật độ chất lỏng ρ = 1,025 T/m3 k NT = v (vòng/giây) 8,38 1,025 ρ = 0,994 = 3,583 403,512 n T A K DT = V A D ρ 8,38.3,2 1,025 = 1,35 = 403,512 T KNT Chọn số cánh chong chóng z=4 2.5 Tính yếu tố chong chóng 2.5.1 Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền Ae  Ae  ≥  = A0  A0  0,24 (1,08-) Trong : Z D δ r= T m  Z    D   δ max  2/3 10mT [σ ] : Số cánh chong chóng : Đường kính chong chóng (m) : Chiều dày tương đối chong chóng mặt cắt bán kính tương đối r = 0,6;δ max = 0,08 R : Lực đẩy chong chóng (kN) : Hệ số kể đến trạng thái tải trọng m = 1,15, : ứng suất cho phép giới hạn vật liệu= kPa TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 14 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU b max = 2,187 D z A A E = 2,187 3,2 0,55 = 0,96(m) Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo Seri B tính theo % bmax sau: Bảng 2.6.1: Bảng hoành độ hình bao duỗi thẳng Bảng 2.6.2:Bảng trị số hoành độ hình bao duỗi thẳng TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 15 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Từ bảng ta xây dựng hình bao duỗi thẳng chong chóng 2.6.2 Xây dựng profin cánh 2.6.2.1 Xác định chiều dày lớn profin tiết diện _ Chiều dày mút: eR, mm eR = aD(50 − D) = 0,06.3,2(50 − 3,2) = 8,9856 (mm) Trong đó: a = 0,06 : chong chóng làm từ hợp kim đồng D : đường kính chong chóng D = 3,2 (m) _ Chiều dày giả định đường tâm trục: e0, mm e0 = 0,045D=0,045.3200 = 144 mm – Cho chong chóng cánh _ Chiều dày lớn profin bán kính: − e = e0 − r ( e0 − eR ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 16 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU − r= r R đó: Bảng 2.6.3 : Xác định chiều dày max profin tiết diện 2.6.2.2 Bảng tung độ profin cánh TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 17 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Bảng 2.6.4 : Bảng tung độ profin cánh 2.6.3 Xây dựng hình chiếu pháp hình chiếu cạnh _ Chọn góc nghiêng cánh 10o _ Cách xây dựng hình chiếu pháp hình chiều cạnh: Từ điểm O đường trục hình bao duỗi phẳng hình bao duỗi phẳng, theo hướng phía mép theo ta đặt đoạn thẳng OH= P/2= 604 mm, H gọi điểm cực Tại H kẻ tia qua điểm giao trục thẳng đứng với bứn kính đường tròn ri khác Tại mút profin, tiến hành kẻ đường thẳng tiếp tuyến song song vuông góc với tia HA, kết nhận đoạn cắt a1, a2, b1,b2 Sau hình chiếu pháp, từ tâm O1 kẻ cung tròn bán kính ri đặt theo cung đoạn thẳng a1 bên phải a2 bên trái Cuối ta nhận điểm B B’ nằm đường bao hình chiếu pháp cánh TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 18 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Để xây dựng hình chiếu cạnh, từ điểm B B’ theo phương song song với trục chong chóng kẻ đường thẳng nằm ngang đặt giá trị b1về phía bên phải b2 phía bên trái tính từ điểm giao đường vuông góc từ điểm A2 bán kính ri đường chiều dày lớn mặt đạp đến đường nằm ngang nói trên.Cuối ta nhận điểm C C’ nằm đường bao hình chiếu cạnh C' A2 h2 l1 l2 l2 l1 A2 B' h2 h1 C h2 B P/2π= 690 mm Hình 2.1: Xây dựng hình chiếu pháp hình chiếu cạnh _ Từ hình bao duỗi phẳng ta xác định giá trị a1, a2, b1, b2 sau: _ Nêu cách xây dựng hình chiếu pháp hình bao duỗi phẳng 2.6.4 Xây dựng củ chong chóng 2.6.4.1 Xác định đường kính trục chong chóng d B = 1,12 d p + k C D _ Đường kính trục chong chóng: Chọn dB = 450 mm Với dp đường kính trục trung gian tính theo công thức sau: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 19 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU d = 923 (1 + k ) p p n s = 923 (1 + 0,46) m 4000 = 1082 3,583 Chọn dp = 590 mm Trong đó: k = q(a-1) = 0,4.(2,15-1) = 0,46 q = 0,4 cho động kỳ a = 2,15 cho động xilanh PS : công suất bích động PS =4000 kW nm vòng quay định mức trục chong chóng nm = 3,583 rps kC = 10 – trục có ống bao hợp kim đồng D : đường kính chong chóng D = 3,2 m d B = 1,12 d p + k C D = 1,12.1082 + 10.3,2 = 1243,84 Chọn =1000 _ Độ côn trục: k = 1/15 _ Chiều dài củ chong chóng lH lớn (2%÷3% )bmax = 19,2 ÷ 28,8 mm => = 979,2 ÷ 988,8 mm Chọn lH = 980 mm _ Chiều dài phần côn trục lK = (90÷95)%lH = 864 ÷ 912 mm Chọn lK = 880 mm 2.6.4.2 Xác định kích thước củ chong chóng _ Chiều dài củ lH lấy lớn 2% ÷ 3% chiều rộng lớn hình chiếu cạnh Chọn lH = 980 mm _ Độ côn củ chong chóng kH = 1/15 ÷ 1/20 Chọn kH = 1/15 _ Đường kính trung bình củ: dH = 0,18D – chong chóng cánh dH = 0,18.3,2 = 0,576 m Chọn dH = 0,576 m _ Chiều dài lỗ khoét để giảm nguyên công cạo rà: l0 = (0,25÷0,3)lK =220 ÷ 264 mm Chọn l0 = 240 mm _ Chiều sâu rãnh khoét chọn hợp lý theo khả công nghệ Chọn 10 mm 2.6.4.3 Chọn then _ Chiều dài then lt=(0,9÷0,95)lk=(0,9÷0,95).880=792 ÷ 836 (mm) Chọn lt=800 (mm) _ Chiều rộng then bt=(0,25÷0,3).dB=(0,25÷0,3).1000 =250 ÷300 (mm) Chọn bt=250 (mm) _ Chiều cao then ht=(0,5÷0,6).bt=(0,5÷0,6) 250=125 ÷ 150(mm) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 20 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Chọn ht=130 (mm) _ Chiều sâu rãnh then trục chong chóng : t1 = 56 (mm) _ Chiều sâu rãnh then củ chong chóng : t2 = 40,5 (mm) _ Kiểm tra bền: δ d ≤ [δ ] d Tc ≤ [Tc ] Trong đó: Ứng suất dập cho phép: [δd]=80 (N/mm) Ứng suất cắt cho phép : [τc]=50 (N/mm) Ứng suất dập tính toán : δd = 2T d B bt lt Ứng suất cắt tính toán : Tc = 2T d B ht lt Ta có mô men xoắn trục chong chóng : PD nm T = 7162 PD : Công suất truyền đến chong chóng PD=ηsPs=0,97 4000 = 3880 (kW) 3880 215 Thay vào T = 7162 [δd] = 2.30,425.10 1000.800 250 = 30425 (N.m) = 30,425.106 (N.mm) =0,3 (N/mm2) < [δd] =80 (N/mm2) 2.30,425.106 1000.800 130 [τd] = =0,585 (N/mm2) < [τd] =50 (N/mm2) Vậy then chọn đủ bền TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 21 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU 2.6.4.4 Chọn mũ thoát nước _ Chiều dài mũ thoát nước : l0 =(0,14 ÷ 0.17)D = 0,448 ÷ 0,544 m _ Bán kính cầu cuối mũ: r0= (0,05 ÷0,1)D = 0,16 ÷ 0,32 m Trong đó: D : đường kính chong chóng, m D = 3,2 m Chọn l0 = 0,3 m Chọn r0 = 0,2 m 2.6.4.5 Tính khối lượng chong chóng Theo Kopeeski khối lượng chong chóng tính sau: b  Z d e   G= γ D  0,6 ÷6, + 2.10  0, 71 − H ÷ 0,6  + 0,59γ lH d H2 4.10 D D   D  Trong đó: Z : Số cánh chong chóng, Z = 4; γ : trọng lượng riêng vật liệu chế tạo chong chóng, γ = 8,5.103 (kG/m3) D : đường kính chong chóng, D = 3,2 (m) dH : đường kính củ chong chóng, dH = 0,576 (m) lH : chiều dài củ chong chóng, lH = 0,98 (m) e0,6 – chiều dày cánh 0,6R, e0,6 = 0,063 (m) b0,6 – chiều rộng cánh 0,6R, b0,6 = 1,4 (m) Vậy G=4249 (kG)=4,249 (tấn) 2.6.5 Xây dựng tam giác đúc _ Để xác định kích thước tam giác đúc, hình chiếu pháp cánh ta vạch bán kính xác định tính theo công thức sau : _ Bán kính đặt tam giác đúc: Rϕ =R + (50 ÷ 60) = 2100 ÷ 2110mm chọn Rϕ = 2100 mm Trên hình chiếu pháp từ điểm O ta kẻ tia góc bao cánh f1 f2 bán kính Để đảm bảo làm việc lâu dài điều kiện trời, khe hở nhỏ đường bao cánh bán kính đặt tam giác đúc không nhỏ 50mm Khi chiều dài chiều cao tam giác đúc tương ứng : -Chiều dài tam giác đúc: lϕ= lϕ1 + lϕ2 = 1912+1395 = 3307 mm 2π Rφ ϕ1 2.3,14.2100 37 lφ1 = = = 1912mm z ϕ1 + ϕ 37 + 27 Với 2π Rφ ϕ 2.3,14.2100 27 lφ = = = 1395mm z ϕ1 + ϕ 27 + 37 φ1, φ2 xác định từ hình vẽ từ r3 = 0,3R ta có φ1 = 37 , φ2 = 27 P 3793 hφ = = = 950 Z - Chiều cao tam giác đúc: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 22 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU - Vị trí đường trung bình củ chong chóng cách cạnh huyền tam giác đúc đoạn: mφ = Rφ R mR = 2100 240 = 240mm 2100 đó: mR khoảng cách từ mút đến đường tâm giả định cánh 2.7 Kiểm tra bền chong chóng theo quy phạm Tham khảo chương phần QCVN 21: 2010/BGTVT 2.7.1 Kiểm tra chiều dày cánh Chiều dày cánh chân vịt bán kính 0,25R 0,6R chân vịt định bước không nhỏ trị số tính theo công thức đây: t= K1 H SW K ZNI ; đó: t : Chiều dày cánh(trừ góc lượn chân cánh) ,cm ; H : Công suất liên tục máy H = 4531 kW ; Z : Số cánh Z =4 ; N : Số vòng quay lớn liên tục lớn chia cho 100 (vòng/phút/100) I – Chiều rộng cánh bán kính xét, cm ; I = 99,9 cm - 0,25R I = 123,3 cm - 0,6R K1 – Hệ số tính theo công thức sau bán kính xét : 30,3 P'  D K1 = k + k3 ÷  P D  P'  + k1  ÷ D K1 = 12,522 0,25R K1 = 3,877 0,6R : D – Đường kính chân vịt, m ; D = 4,1 m ; k1,k2,k3 – Hệ số lấy theo bảng 3/7.1; Vị trí bán kính k1 0,25R 1,62 0,6R 0,281 k2 0,386 0,113 N = 215/100 ; k3 0,239 0,022 P’ – Bước bán kính xét, m; P’ = 1,452 m - 0,25R TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 23 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU P’ = 3,484 m - 0,6R P – Bước bán kính 0,7R(R bán kính chân vịt), m; P = 3,739 m; K2– Được tính theo công thức sau:  E  D2 N K = K −  k + k5 ÷  t0  1000 K2 = 0,841 0,25R K2 = 0,951 0,6R đó: k4;k5 – Các hệ số tra theo bảng 3/7.1; Vị trí bán kính k4 0,25R 1,92 0,6R 1,24 k5 1,74 1,09 E - Độ nghiêng đầu mút cánh (đo từ đường chuẩn mặt bên lấy giá trị dương độ nghiêng theo chiều ngược), cm; E = 36,152 cm t0 – Chiều dày giả định cánh đường tâm trục chân vịt(t0 nhận nhờ kéo dài đường mép nối chiều dày đỉnh cánh với chiều dày cánh 0,25R, hình chiếu tiết diện cánh dọc theo đường chiều dày cánh lớn nhất), cm; t0 = 13 cm K – Hệ số tra theo Bảng 3/7.1; K = 1,30; S – Hệ số liên quan đến tăng ứng suất thời tiết Nếu S> S lấy 1; Nếu S< 0,8 giá gị S lấy 0,8 D   10, 71  S = 0, 095  s ÷+ 0, 677 = 0, 095  ÷+ 0, 677 = 0, 79  7, 65   ds  < 0,8 nên S = 0,8; đó: Ds– Chiều cao mạn để tính sức bền tàu; Ds= 10,71 m ds– Chiều chìm chở hàng ; ds = 7,65 m; W – Hệ số liên quan đến ứng suất đổi dấu, lấy giá trị tính theo công thức 2,8 lấy giá trị lớn  A A + A4 A1P '/ D  W = + 0, 724  ÷  A3 + A4 P '/ D  W = 0,302 0,25R, W< 2,8 nên lấy W = 2,8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 24 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU W = 0,302 0,6R, W < 2,8 nên lấy W = 2,8 đó: A1 = ∆ω 0,571 = = 1,391 ω + C1 0,186 + 0, 224 A2 = ∆ω 0, 571 = = 2,179 ω + C2 0,186 + 0, 0759 A3 = ( C1 + 1) ( C2 + ω ) C3 ( C3 + 1) ( C1 + ω ) = ( 0,329 + 1) ( 0,199 + 0,186 ) 0,136 ( 0,136 + 1) ( 0,329 + 0,186 ) = 6,145 3,52 − Tai 0, 25R A4 =  1, 26 − Tai 0, R C1 = 2ae   D P  4,1  3, 793  2.0,55    1,3 −  1,3 − ÷+ 0, 22  − = 0,329 ÷+ 0, 22  − = 0,95P  D  Z  0,95.3, 793  4,1     C2 = D  P 1,19ae 4,1  3, 793 1,19.0,55   1,1 − + 0, ÷− = 1,1 − + 0, ÷− = 0,199   0,95 P  D Z 0,95.3, 793  4,1   C3 = 0,122 P + 0, 0236 = 0,122.0,925 + 0, 0236 = 0,136 D ae – Tỉ số diện tích khai triển chân vịt; ae = 0,55 ω – Nước kèm trung bình định mức đĩa chân vịt; Δω – Giá trị cực đại dao động nước kèm đĩa Đại lượng 0,25R Chiều dày cần thiết (cm) 21,15 Chiều dày tính toán (cm) 15,66 Kết luận Thỏa mãn 0,6R 9,301 8,88 Thỏa mãn 2.7.2 Bán kính góc lượn chân cánh củ chân vịt: Bán kính góc lượn chân cánh củ chân vịt không nhỏ giá trị R0 tính theo công thức sau mặt đạp phần cánh có chiều dày lớn nhất: ( e − rB ) ( t0 − tr ) = 20, 094 + ( 0, 25 − 1, 060 ) ( 13 − 21,15 ) = 43,1 R0 = tr + e 0, 25 đó: R0 – Bán kính yêu cầu góc lượn, cm; tr – Chiều dày yêu cầu cánh bán kính 0,25R; TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 25 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU tr= 21,15 cm t0 – Như trên; t0 = 13 cm rB– Tỷ số bước chân vịt; rB = 0,925 e – 0,25; chân vịt bán kính 0,7R Giá trị ω Δω phải tính theo công thức sau đây, trừ trường hợp tàu nhiều chân vịt tàu Đăng kiểm xem xét riêng   19,  19,    B  B ∆ω = 7,32 1,56 − 0, 04  + ÷ − CB  ω = 7,32 1,56 − 0, 04  + 4÷ − 0, 77  0,302 = 0,517 D  ds  4,1  7, 65      19,  19,     B  B ω = 0, 625 0, 04  + ÷ + CB  − 0,527 = 0, 625 0, 04  + 4÷ + 0, 77  − 0,527 = 0,302 D  ds  4,1  7, 65     B – Chiều rộng tàu, m; B = 19,4 m CB– Hệ số béo thể tích tàu; CB = 0,77 2.8 Tính toán xây dựng đồ thị vận hành chong chóng 2.8.1 Tính toán đặc trưng không thứ nguyên chong chóng làm việc sau thân tàu 2.8.2 Tính toán đặc trưng chong chóng sau thân tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 26 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Giả thiết ÷ giá trị vòng quay động n = (0,6 ÷ 1,05)nH (nH vòng quay định mức động cơ) phải chứa nH n =96÷165 rpm Bảng: Với n = 100 rpm Bảng: Với n = 120 rpm Bảng: Với n = 140 rpm TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 27 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Bảng: Với n = 160 rpm Bảng: Với n = 165 rpm TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 28 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU 2.8.3 Tính toán đường đặc tính động - Đối với động đốt thấp tốc tuốc-bin khí tăng áp:  n  PS =  ÷PSP  nH  - Đối với động đốt có tuốc-bin khí tăng áp:  n  PS =  ÷ PSP n  H Sau tính toán xây dựng đường cong đặc tính vận hành tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 [...]...   B – Chiều rộng tàu, m; B = 19,4 m CB– Hệ số béo thể tích của tàu; CB = 0,77 2.8 Tính toán và xây dựng đồ thị vận hành của chong chóng 2.8.1 Tính toán các đặc trưng không thứ nguyên của chong chóng làm việc sau thân tàu 2.8.2 Tính toán các đặc trưng của chong chóng sau thân tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 26 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Giả thiết 4 ÷ 5 giá trị vòng... số tối ưu của chong chóng _ Tại Suy ra Ps = 4000 kW R = 330,88 kN TE = R=3308,8 kW T = TE/(1-t) = 4079,9 VA = 0,5144.Vs(1 - wT) = 5,74 (m/s) J = vA/(nD) = 0,5 KT = T/(ρ.n2.D4) = 0,162 Tra đồ thị thiết kế chong chóng ứng với (AE/A0) = 0,55 với Z = 4 Ta có hiệu suất của chong chóng trong nước tự do : η0 = 0,555 Tỉ số bước hình học P/D =0,78 _ Kết luận: Các đặt trưng hình học của chong chóng D = 3,2 m... ÷6, 2 + 2.10 4  0, 71 − H ÷ 0,6  + 0,59γ lH d H2 4 4.10 D D   D  Trong đó: Z : Số cánh chong chóng, Z = 4; γ : trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chong chóng, γ = 8,5.103 (kG/m3) D : đường kính chong chóng, D = 3,2 (m) dH : đường kính của củ chong chóng, dH = 0,576 (m) lH : chiều dài của củ chong chóng, lH = 0,98 (m) e0,6 – chiều dày cánh tại 0,6R, e0,6 = 0,063 (m) b0,6 – chiều rộng cánh... chóng n = 3,583 rps + D : đường kính chong chóng D = 3,2 m  AE   ÷  A0  min AE A0 _ Tỷ số đĩa thực = 0,55 > =0,5456 do đó chong chóng đảm bảo điều kiện chống xâm 2 6 Xây dựng bản vẽ chong chóng 2.6.1 Xây dựng hình bao duỗi thẳng của chong chóng Chiều rộng lớn nhất của cánh bmax TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 14 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU b max = 2,187 D z A A E 0 = 2,187... 0,78 Z=4 AE/Ao = 0,55 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 13 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Các đặc tưng thủy động học của chong chóng J=0,5 KT=0,161 η0=0,555 Số vòng quay của chong chóng n = 215 rpm 2.5.3 Kiểm tra tỉ số đĩa theo điều kiện không xảy ra xâm thực _ Theo Schoenherr, để đảm bảo không xảy ra giai đoạn xâm thực thứ nhất thì tỷ số đĩa không được nhỏ hơn giá trị sau:  AE... dựng hình chiếu pháp và hình bao duỗi phẳng 2.6.4 Xây dựng củ chong chóng 2.6.4.1 Xác định đường kính trục chong chóng d B = 1,12 d p + k C D _ Đường kính trục chong chóng: Chọn dB = 450 mm Với dp là đường kính trục trung gian được tính theo công thức sau: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 19 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU d = 923 (1 + k ) p p n s = 923 (1 + 0,46) m 4000 = 1082... ÷1,6) ξ Đối với chong chóng nặng tải, = 1,3 K C K C = K C ( Z , P / D, J ) KC + = - hệ số đặc trưng xâm thực, tra đồ thị, =0,42 p0 + : áp suất thủy tĩnh tại độ ngập sâu trục chong chóng (kN/m2) p0 = 101,340 + ρ g hS = 101,340+10.6,64 = 167,74 kN/m2 ρ g với : =10 kN/m3 đối với nước biển hS hs = d − 0,55D = : độ ngập sâu của trục chong chóng, m 8,4 - 0,55.3,2 = 6,64 m + n : số vòng quay chong chóng n = 3,583... HÀNG HẢI VIỆT NAM NGÔ ANH TÂN MSV : 39327 - 15 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU Từ bảng trên ta xây dựng được hình bao duỗi thẳng của chong chóng 2.6.2 Xây dựng profin cánh 2.6.2.1 Xác định chiều dày lớn nhất của các profin tại các tiết diện _ Chiều dày tại mút: eR, mm eR = aD(50 − D) = 0,06.3,2(50 − 3,2) = 8,9856 (mm) Trong đó: a = 0,06 : đối với chong chóng làm từ hợp kim đồng D : đường kính chong chóng. ..- 11 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU d = H D = 0,167 : Tỷ số giữa đường kính trung binh của chong chong với đường kính cua nó 4   Ae  Ae    ≥   = 3,2.0,08   A0  A0  min 0,24 (1,08 -0,167) A A e 2/3 3 10.1,15.403,512 = 0,583 6.10 4 = 0,55 0 -Chọn 2.5.2 Tính toán chong chóng và tốc độ tiến của tàu Stt Đại lượng tính 1 2 3 4 Vận tốc giả thiết vs VA = 0,5144.Vs(1 - wT) TE=R=f(vS)... TÂN MSV : 39327 - 21 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT TÀU 2.6.4.4 Chọn mũ thoát nước _ Chiều dài mũ thoát nước : l0 =(0,14 ÷ 0.17)D = 0,448 ÷ 0,544 m _ Bán kính cầu ở cuối mũ: r0= (0,05 ÷0,1)D = 0,16 ÷ 0,32 m Trong đó: D : đường kính chong chóng, m D = 3,2 m Chọn l0 = 0,3 m Chọn r0 = 0,2 m 2.6.4.5 Tính khối lượng chong chóng Theo Kopeeski thì khối lượng chong chóng được tính như sau: b  Z d e   G= γ