Chương Khái niệm yêu cầu trang trí động lực tàu thuỷ 1.1 Khái niệm trang trí động lực tàu thuỷ 1.2 Phân loại trang trí động lực tàu thuỷ 1.3 đặc tính kỹ thuật trang trí động lực tàu thuỷ 1.4 Sự tương tác giưa vỏ tàu chân vịt 1.5 Yêu cầu trang trí động lực tàu thuỷ Chương Khái niệm yêu cầu trang trí động lực tàu thuỷ 1.1 Khái niệm trang trí động lực tàu thuỷ Trang trí động lực tàu thuỷ tổ hợp bao gồm thiết bị động lực thiết bị phụ khác đam bao nang lực hoạt động tàu đam bao nhu cầu sinh hoạt thuyền viên tàu điều kiện hàng hai Can theo chức nang công tác, toàn thiết bị chia thành loại sau: Thiết bị động lực Thiết bị động lực hệ thống thiết bị có nhiệm vụ bao đam tốc độ, phương hướng điều động hành trinh tàu Thiết bị động lực bao gồm phận sau: a) động chính: động phát công suất để truyền cho thiết bị đẩy.Trong trang trí động lực tàu thuỷ sử dụng loại động sau: động nước, tua bin hơi, tua bin khí, động diesel, tổ hợp máy phát- mô tơ điện Trong đó, trang trí động lực động diesel sử dụng phổ biến Ngoài tàu đóng đại với công suất lớn, trang trí động lực tua bin ưu tiên phát triển Trong trang trí động lực có nhiều động b) Thiết bị đẩy: Thiết bị đẩy nhận công suất động tạo lực đẩy tàu giai đoạn đầu lịch sử ngành Hàng hai, thiết bị đẩy sử dụng dựa theo nguyên lý phan lực dòng nước ngược hướng chuyển động tàu Sau sử dụng thiết bị đẩy kiểu guồng quay bố trí hai bên mạn tàu Hai kiểu thiết bị đẩy có nhược điểm lớn cồng kềnh hiệu suất truyền động thấp Hiện tất ca tàu giới sử dụng thiết bị đẩy kiểu chân vịt (chong chóng) với ưu hiệu suất cao, làm việc tin cậy Chân vịt sử dụng trang trí động lực dạng định bước biến bước Có thể có nhiều chân vịt sử dụng trang trí động lực tuỳ theo kiểu loại tàu bố trí trang trí động lực c) Thiết bị truyền động: Là thiết bị trung gian truyền công suất từ động đến chân vịt Thiết bị truyền động bao gồm hệ trục, thiết bị nối trục, ly hợp, hộp giam tốc thiết bị chuyên môn truyền dẫn điện d) Nồi chính: Nồi có nhiệm vụ cung cấp nước cho máy hơi, tua bin máy móc phụ khác Nồi sử dụng cho tàu có trang trí động lực nước e) Thiết bị tai công chất: Là thiết bị sử dụng để vận chuyển công chất tới động nơi tiêu thụ khác bao gồm ống dẫn hơi, ống dẫn khí cháy Thiết bị động lực phụ Có nhiệm vụ bao đam nang lực hoạt động tàu Thiết bị động lực phụ bao gồm: a) Máy phát điện: Cung cấp điện nang cho tàu phục vụ mục đích khác chiếu sáng, làm hàng, toàn trang thiết bị điện tàu Trong trang trí động lực tàu thuỷ yêu cầu phai có hai máy phát điện Các máy phát điện dẫn động động diesel trang trí động lực động diesel trang trí động lực truyền động điện Trong trang trí động lực nước thi sử dụng máy nước tua bin nước để lai máy phát điện Ngoài ra, số tàu trang trí động lực động diesel công suất lớn, có sử dụng thiết bị tận dụng nhiệt khí xa cho tua bin khí xa lai máy phát điện b) Hệ thống không khí nén: Hệ thống không khí nén có nhiệm vụ tạo dự trư không khí cao áp phục vụ cho việc khởi động động cơ, sử dụng hệ thống tự động, mạch điều khiển, công tác sửa chưa, vệ sinh chi tiết số mục đích khác Các thiết bị ban hệ thống gồm: Các máy nén khí, chai gió, loại van chiều, van giam áp, đường ống gió, c) Nồi phụ: Nồi phụ có nhiệm vụ cung cấp nước với nhiệt độ áp suất cao phục vụ cho nhu cầu nhiệt tàu hâm sấy động cơ, nhiên liệu, hệ thống sưởi ấm Ngoài nồi phụ cung cấp cho máy móc, thiết bị sử dụng nước bơm hàng tàu dầu Thiết bị an toàn.(Các hệ thống tàu bè) để đam bao cho tàu hoạt động an toàn điều kiện nhằm hạn chế bớt thiệt hại cố gây Thiết bị an toàn bao gồm: a) Hệ thống hút khô: Hệ thống có nhiệm vụ hút khô hầm hàng, hầm trục, buồng máy Trong trường hợp cần thiết hệ thống có kha nang cứu đắm khẩn cấp Trong hệ thống buộc phai trang bị thiết bị phân ly nước la canh để tránh gây ô nhiễm môi trư ờng biển b) Hệ thống ballast: Hệ thống có nhiệm vụ điều chỉnh cân tàu dằn tàu tàu chạy không hàng Công việc thực nhờ việc điều chỉnh lượng nước két ballast c) Hệ thống cứu hỏa : Trên tàu đặc biệt buồng máy nơi có nguy xay hỏa hoạn cao Con tàu đơn vị công tác độc lập có giá trị cao ca tài san tính mạng toàn thuyền viên tàu, vi việc phòng chống cháy phai quan tâm Hệ thống cứu hỏa tàu bao gồm: Các thiết bị cứu hỏa cá nhân, binh cứu hỏa xách tay, hệ thống cứu hỏa nước, hệ thống bọt, hệ thống CO2, hệ thống khí trơ (đối với tàu dầu) d) Các thiết bị phòng độc cá nhân e) Các thiết bị sửa chưa, vật tư phụ tùng thay Thiết bị phục vụ sinh hoạt Thiết bị có nhiệm vụ bao đam nhu cầu sinh hoạt cho thuyền viên, hành khách tàu, bao gồm: Hệ thống chiếu sáng Hệ thống thông gió điều hoà không khí Hệ thống lạnh thực phẩm Hệ thống nước sinh hoạt Hệ thống nc vệ sinh Thiết bị tàu bè Thiết bị tàu bè bao gồm: Máy neo, máy lái, thiết bị làm hàng thiết bị cứu sinh Trang trí động lực Diesel Nam 1903, tàu thuỷ chạy động diesel giới mang tên "Vandan" người Nga chế tạo đưa vào sử dụng Tuy trang trí động lực động diesel đời sau có ưu điểm hiệu suất nhiệt cao, suất tiêu hao nhiên liệu thấp, kích thước trọng lượng tương đối nhỏ so với số loại động nhiệt khác, phạm vi công suất lớn nên phát triển nhanh ứng dụng rộng rãi Cho đến nay, trang trí động diesel sử dụng tàu thuỷ ba hinh thức: -Trang trí động lực truyền động trực tiếp lai chân vịt -Trang trí động lực truyền động gián tiếp lai chân vịt qua hộp giam tốc -Trang trí động lực truyền động đặc biệt lai chân vịt 1.3 đặc tính kỹ thuật trang trí động lực tàu thuỷ. trang trí động lực tàu thuỷ, đặc điểm động anh hưởng trực tiếp đến kỹ thuật vận hành khai thác có tính định đến phương pháp trang trí, thiết kế hệ thống thiết bị buồng máy Mặc dù trang trí động lực phân chia thành nhiều loại can vào kiểu loại động thi thực tế tàu thuỷ tồn hai loại trang trí động lực ban Trang trí động lực động diesel Trang trí động lực nước với đ/c tua bin 1.đặc tính kỹ thuật TTđL động diesel (u nhc im ca TTL ng c DIESEL) - Trong trang trí động lực động diesel, công chất san phẩm cháy hỗn hợp không khí - nhiên liệu hinh thành buồng đốt động - Hiệu suất nhiệt cao, suất tiêu hao nhiên liệu thấp - Quá trinh sinh công không liên tục, có tính chu kỳ Phai có cấu phân phối khí - Cũng giống loại động kiểu piston khác, lực quán tính động diesel có tính chu kỳ động quay không - Ban thân chi tiết động chịu tai trọng thay đổi theo chu kỳ, làm hạn chế việc nâng cao số vòng quay động công suất động - áp suất nhiệt độ tức thời buồng đốt động cao, chi tiết làm việc điều kiện nhiệt độ cao, ma sát lớn tuổi thọ động không cao - Quy luật chuyển động piston không phụ thuộc chiều quay trục khuỷu động diesel đao chiều quay dễ dàng nhờ thay đổi trật tự làm việc cấu phân phối khí Các thiết bị đao chiều quay trực tiếp đao chiều quay động bố trí hệ trục để đao chiều quay trục chân vịt (Ttruyền động gián tiếp) - động diesel làm việc đường đặc tính phận thi tính kinh tế giam, động làm việc ổn định - Trang trí động lực có tính động cao - Nang lượng nhiệt khí xa mang khỏi động cao, nâng cao hiệu suất nhiệt cách trang bị thiết bị tận dụng nhiệt khí xa đặc tính kỹ thuật trang trí động lực tua bin - Công chất sử dụng cho động nước thông số cao sinh từ nồi - Tua bin có trinh sinh công liên tục, ưu điểm lớn mà động tàu thuỷ khác được, nhờ mà nâng cao vòng quay tua bin, làm tang công suất, hiệu suất, giam khối lượng kích thước tua bin Các tua bin đại ngày có vòng quay đạt tới 15000 - 20000 vòng/phút - Tua bin có tính kinh tế cao, nang ban đầu công chất sử dụng triệt để - Công chất lưu động liên tục qua tua bin, mô men quay ổn định, tính đồng cao Nhờ độ bền chi tiết tang, động có tuổi thọ cao - Toàn phận chuyển động tua bin gắn liền với rôto chuyển động quay tròn theo chiều định, với tốc độ điều cho phép giam nhiều tổn thất giới, nâng cao hiệu suất, loại trừ lực quán tính theo chu kỳ gây chấn động tới vỏ tàu thân máy động làm việc êm, kết cấu đơn gian gọn nhẹ, độ tin cậy cao - Công suất tua bin phát phụ thuộc vào thông số lượng qua tua bin, tua bin có kha nang sinh công lớn, phạm vi sử dụng công suất rộng - Chiều quay tua bin định hướng dòng tác dụng lên bánh cánh, để thay đổi chiều chuyển động tua bin, trang trí động lực cần bố trí tua bin lùi - Vòng quay tua bin lớn nhiều so với khoang vòng quay tối ưu chân vịt Chính vi trang trí động lực tua bin phai bố trí hộp giam tốc - Nhiệt độ khí cháy buồng đốt nồi bị hạn chế kha nang chịu nhiệt thiết bị Hiệu suất trang trí động lực tua bin đạt tới 22-26% - Trong trang trí động lực, nồi liên tục bị đốt nóng, có nhiệt độ áp suất cao Hơi nước có áp suất nhiệt độ cao lưu động không ngừng đường ống gây nguy hiểm cho người khai thác - Nước sử dụng hệ thống đòi hỏi phai có chất lượng cao, hệ thống phai trang bị thiết bị kiểm tra, phân tích xử lý chất lượng nước - Trang trí động lực cần phai có thời gian nhóm lò, sấy lâu thời gian chuẩn bị khởi động dài 1.4 Sự tương tác gia vỏ tàu chân vịt Sức can vỏ tàu Khi tàu chuyển động, toàn sức can tác dụng lên tàu làm anh hưởng đến chuyển động xác định (KG) biểu thức tổng quát: R = RN + RK Trong đó: - RN (KG) sức can nước vỏ tàu tàu chuyển động - RK (KG) sức can không khí tác dụng lên phần tàu a) Sức can nước Sức can sinh tàu chuyển động nước phụ thuộc tốc độ tàu, độ thô nhám mặt cắt ướt hinh dáng kết cấu vỏ tàu Sức can nước xác định công Trong đó: RS - Sức can sóng thức: RN = RS + RH + RM (KG) RH - Sức can hinh dáng b) Sức can không khí Sức can không khí tạo không khí tác dụng lên phần tàu toàn thượng tầng Có độ lớn phụ thuộc vào hinh dáng diện tích mặt cắt phần tàu, tốc độ tàu, chiều cường lực gió Sức can không khí xác định qua công thức: KVG FC RK = C K (KG) Trong đó: - CK hệ số sức can không khí phụ thuộc vào hinh thức kết cấu phần tàu: - K mật độ không khí, có giá trị: K = 0,125 (KGs2/m4) - FC diện tích hinh chiếu phần tàu lên mặt phẳng sườn giưa (m 2) - VG tốc độ tương đối gió (m/s) Mối quan hệ giưa công suất động sức can vỏ tàu Nếu gọi lực đẩy có ích hay lực cần thiết để tàu chuyển động T (KG), tàu chuyển động thẳng cân thi lực đẩy có ích phai cân với lực can theo phương trinh: T=R (KG) Với R tổng sức can tác dụng lên tàu xác định phần Như công suất cần thiết để tàu chuyển động với tốc độ V(m/s), sức can tàu R (KG) xác định: NK = TV 75 (hay) NK = RV 75 (ml) Thực tế tàu chuyển động, anh hưởng vỏ tàu tới kha nang công tác chân vịt biểu thị hiệu suất vỏ tàu H: NK H = NP TP V P NP = 75 (hay) NP = RV 75 H Trong đó: - NK công suất cần thiết để tàu chuyển động với tốc độ V(m/s) sức can R (KG) - NP công suất đẩy chân vịt (ml) NP xác định qua công thức: Với: VP - Tốc độ tiến chân vịt (m/s) (ml) TP - lực đẩy chân vịt (KG) Từ công suất đế chân vịt: (ml) Với P hiệu suất chân vịt: (ml) N CV - Với chân vịt định bước P = 0,6 ữ 0,75 - Với chân vịt biến bước P = 0,58 ữ 0,65 Trong thực tế phai có độ dự trư công suất, tổn hao công suất đường trục Chính vi công suất khai thác động 80- 85% công suất thiết kế động NK = 0.8 ữ0.85 Nđ NP = P (hay) N CV RV Ne = = tr 75 H P tr (ml) 1.5 Yêu cầu TTđL lực tàu thuỷ Trang trí động lực phận quan trọng tàu, có anh hưởng trực tiếp đến kha nang khai thác an toàn, tin cậy tính kinh tế toàn tàu Trang trí động lực cần có yêu cầu chung sau: - Sự chuyển hoá nang lượng đạt hiệu qua cao - Các thiết bị trang trí động lực phai đơn gian - Kha nang công tác trang trí động lực phai tin cậy - Trang trí động lực phai có kích thước, trọng lượng nhỏ - Tuổi thọ cao, phai sửa chưa, thay - Giá thành chi phí khấu hao thấp Trong thực tế việc thoa mãn tất ca yêu cầu loại trang trí động lực Do vậy, thường đặt yêu cầu cụ thể công suất, tính kinh tế kha nang độc lập làm việc 1.5.1 Yêu cầu công suất trang trí động lực tàu thuỷ theo đặc tính chân vịt vỏ tàu Công suất động định loại tàu, công dụng lượng chiếm nước tàu tính theo N CV RV Ne = = ml công thức: tr 75 H P tr để đặc trưng cho yêu cầu công suất động trang bị tàu thuỷ, người ta sử dụng giá trị công suất tư ơng đối gọi : Ne N (ml/tấn lượng chiếm nước) = = CV D tr D Tuy nhiên để tránh tính toán phức tạp, công suất đế chân vịt xác định theo công thức Hai quân: N CV = V D Cw Cw hệ số Hai quân xác định dựa kết qua thực nghiệm tàu mẫu V3 = ì Thay vào biểu thức , ta được: C D (ml/tấn lượng chiếm nước) w tr 1.5.2 Yêu cầu tiêu kinh tế khai thác trang trí động lực Chỉ tiêu kinh tế trang trí động lực tàu thuỷ khai thác đánh giá lượng nhiên liệu tiêu thụ động hai lý hành trinh xác - V tốc độ tàu (hai lý/giờ) định công thức: gM = B V t B = ge Ne.t g e Ne.t g e Ne gM = = V t V (Kg/giờ) (kg) - t thời gian công tác trang trí động lực (h) - B lượng nhiên liệu tiêu thụ động thời gian t (kg/hai lý) để nâng cao tiêu kinh tế hệ động lực tàu thuỷ chế độ khai thác khác nhau, sử dụng trang trí động lực nhiều động lai chân vịt, sử dụng chân vịt biến bước, động thường xuyên công tác đặc tính ngoài, nhờ tang tính kinh tế 1.5.3 Yêu cầu trang trí động lực kha nang độc lập công tác tàu Con tàu đơn vị công tác đặc biệt, hoạt động độc lập biển Chính vi trang trí động lực tàu thuỷ phai có đặc điểm khác biệt so với trang trí động lực trang trí động lực hoạt động bờ Chúng có yêu cầu sau: a) Yêu cầu trọng lượng b) Yêu cầu kích thước buồng máy c) Yêu cầu vật phẩm tiêu dùng trang trí động lực d) Yêu cầu trang trí động lực theo điều kiện hàng hai ... dẫn động động diesel trang trí động lực động diesel trang trí động lực truyền động điện Trong trang trí động lực nước thi sử dụng máy nước tua bin nước để lai máy phát điện Ngoài ra, số tàu trang. .. Phân loại trang trí động lực tàu thuỷ Nếu can theo loại công chất sử dụng cho động thi trang trí động lực tàu thuỷ phân chia thành hai loại là: Trang trí động lực nước Trang trí động lực Diesel... loại có trang trí động lực đặc biệt sử dụng nang lượng nguyên tử Từ loại trang trí động lực chính, kết hợp với phư ơng thức truyền động ta có loại trang trí động lực khác 1 Trang trí động lực nước