Nghiên cứu sử dụng hợp lý tổ hợp máy chính và chân vịt kèm theo cho tàu cá cỡ nhỏ

Việc xây dựng đặc tính vận hành tàu theo lý thuyết dựa vào các thông số cơ bản của chân vịt, của máy chính, đường cong sức cản của tàu hoặc công suất kéo phụ thuộc vào tốc độ tàu, các hệ số ảnh hưởng của thân tàu. Tuy nhiên, việc xây dựng đặc tính vận hành theo lý thuyết không thể áp dụng cho tàu cá cỡ nhỏ, vì tàu được đóng mới không qua thiết kế, vả lại việc tính toán và chọn các hệ thường mắc phải những sai số lớn. Nên khi đưa đồ thị vận hành xây dựng từ kết quả tính toán áp dụng vào thực tế để khai thác thường là không phù hợp, sai số quá lớn, nói chung là không thể áp dụng được. Để giải quyết vấn đề một cách thích hợp thì người ta đưa ra biện pháp xây dựng đặc tính vận hành theo thực tế thông qua thực nghiệm. Điều kiện để xây dựng đặc tính vận hành trong trường hợp này là coi máy – vỏ - chân vịt còn mới. Tàu hoạt động trong điều kiện biển êm tàu chạy thẳng. 2.4.Hiệu suất làm việc của tổ hợp tàu

doc60 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 06/06/2013 | Lượt xem: 2515 | Lượt tải: 6download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu sử dụng hợp lý tổ hợp máy chính và chân vịt kèm theo cho tàu cá cỡ nhỏ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
sự thay đổi các thông số kinh tế kỹ thuật của động cơ khi làm việc. Mặt khác, nó còn cho phép ta đánh giá khả năng hiệu chỉnh của động cơ và khả năng làm việc của các hệ thống phục vụ động cơ. So sánh các số liệu có trong lý lịch với những số liệu thu được trong quá trình khai thác động cơ sẽ dễ dàng lựa chọn chế độ làm việc hợp lý của động cơ và đánh giá tương đối chính xác tình trạng kỹ thuật của các bộ phận cũng như các chi tiết của hệ thống. Ngoài các đặc tính nêu trên, trong thực tế ta còn gặp các đặc tính điều chỉnh nêu lên sự phụ thuộc của những thông số riêng biệt của động cơ vào góc phun sớm của nhiên liệu, vào pha phân phối khí, vào áp suất phun, vào áp suất tăng áp, vào sự bố trí vòi phun cho buồng đốt, ... Đặc tính công suất Đặc tính công suất là đặc tính biểu thị sự thay đổi các thông số làm việc của động cơ theo hàm tốc độ quay hoặc tốc độ tàu, gọi là đặc tính công suất hay đặc tính tốc độ. Đặc tính công suất chia làm 2 loại: Đặc tính ngoài và đặc tính chân vịt. Đặc tính ngoài (Đặc tính công suất khi dw = const). Là đặc tính tốc độ biểu thị công suất cực đại của động cơ theo một vị trí của tay thước nhiên liệu ứng với từng chế độ tốc độ. Khi chuyển chế độ làm việc của động cơ theo đặc tính ngoài thì các chỉ tiêu kinh tế năng lượng, các phụ tải cơ và nhiệt cũng thay đổi khi thay đổi phụ tải bên ngoài. Do công suất cực đại của động cơ phụ thuộc vào việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cực đại cung cấp cho mỗi chu trình, nên đặc tính ngoài của động cơ phụ thộc vào việc điêu chỉnh đó. Hình 2.2 - Đặc tính công suất khai thác được chia ra: 0 – 1: đặc tính giới hạn: là đặc tính công suất giới hạn (Ngh), độ bền động cơ . 0 – 2: đặc tính lớn nhất: là đặc tính công suất thể hiện (Nmax) khả năng phát ra công suất lớn nhất ở vòng quay định mức hoặc vòng quay lớn nhất. 0 – 3: đặc tính ngoài hay đặc tính định mức. (Nn) là đặc tính thể hiện khả năng phát ra công suất lớn nhất ổn định, kinh tế nhất ứng với tốc độ quay định mức. 0 – 4: đặc tính khai thác (NKT) là đặc tính công suất được sử dụng rộng rãi nhất trong quá trình khai thác động cơ. Đặc tính khai thác có giá trị nhỏ hơn đặc tính định mức: Thông thường, NKT = (0,85 ÷ 0,95) Nn. 0 – 5: đặc tính phụ tải Nbf là đặc tính công suất khi động cơ phát ra của động cơ nhỏ hơn công suất khai thác, Nbf ≤ (0,85 ÷ 0,9) Nn . Đặc tính bộ phận thường sử dụng khi tàu công tác trong nhừn điều kiện khai thác khó khăn. Đặc tính chân vịt: Đặc tính biểu thị mối quan hệ giữa các thông số làm việc của động cơ với tốc độ quay hoặc tốc độ tàu khi lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình thay đổi gọi là đặc tính chân vịt. Hay sự phụ thuộc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ vào tốc độ quay của nó khi động cơ lai chân vịt được gọi là đặc tính chân vịt. Chân vịt tiếp nhận công suất, mô men do động cơ sản ra trừ đi một phần tổn thất năng lượng khi truyền từ động cơ đến chân vịt. Để xây dựng được đặc tính chân vịt, ta phải giả định rằng lượng nhiên liệu phun vào động cơ trong mỗi chu trình thay đổi (dw ≠ const) và toàn bộ công suất phát ra của động cơ truyền hết cho chân vịt. Khi đó sự biến đổi mômen, công suất phụ thuộc tốc độ quay được xác định theo biểu thức sau: Ne = C.nx Me = C’.nx-1 C,C’- Hằng số phụ thuộc vào hệ động lực và kết cấu, hình dáng tàu Kết quả thực nghiệm cho thấy thì đối với những tàu công tác độc lập có giá trị x = 3 do đó mà trở thành: Ne = C.n3 Me = C.n2 Từ phương trình trên cho thấy với một con tàu cụ thể ở một điều kiện khai thác nhất định (C = const) thì công suất có quan hệ bậc ba với tốc độ quay của nó. Trong thực tế khai thác điều kiện hàng hải luôn thay đổi như khi tàu hoạt động trong điều kiện sóng gió thay đổi thì hằng số C cũng thay đổi theo điều kiện khai thác. Kết quả là ta sẽ có họ các đường đặc tính chân vịt. Hình 2.3 - Biểu diễn mối quan hệ giữa công suất với tốc độ quay khi lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình thay dổi. Người ta thường lấy tốc độ quay làm biến số, đôi khi sự thay đổi của các chỉ tiêu được xây dựng phụ thuộc vào công suất. Trong trường hợp này ý nghĩa của đặc tính chân vịt không thay đổi, chỉ có dạng đường cong thay đổi mà thôi, sự thay đổi các chỉ tiêu của động cơ khi làm việc với chân vịt liên quan mật tiết với sự thay đổi của tốc độ quay. Tạo cơ sở cho việc phân tích các chế độ làm việc khi phối hợp hệ thống chân vịt – vỏ tàu với đặc tính ngoài của động cơ. Chính vì vậy, người ta xây dựng các chỉ tiêu của động cơ phụ thuộc vào tốc độ quay n. Như vậy ở một điều kiện chạy tàu riêng biệt trạng thái của chân vịt, trạng thái của vỏ tàu tương ứng với đặc tính chân vịt của mình và cả của động cơ nữa. Mô men và công suất được chân vịt tiếp nhận, phụ thuộc trước tiên vào các thông số hình học, thủy động học của chân vịt. Đối với chân vịt định bước các thông số hình học giữ nguyên không thay đổi. Hệ số trượt và bước trượt tương đối của chân vịt λp có liên quan đến số lượng của các thông số thủy động học. Hệ số trượt của chân vịt được xác định bổi tỷ số tốc độ trượt (H.ncv – VP) với tốc độ dọc trục của chân vịt trong môi trường rắn Hns.: S = (H.ncv – Vp)/H.ncv. Trong đó: Ncv: Tốc độ quay của chân vịt, v/s. Vp: Tốc độ tiến của chân vịt trong nước tự do, m/s. Bước trượt tương đối của chân vịt sau một vòng quay hp = Vp/ncv thường được biểu diễn bằng đại lượng không thứ nguyên của bước trượt tương đối: λp = D: Đường kính chân vịt. Hệ số trượt và bước trượt tương đối có mối quan hệ như sau: υ = 1- Từ đây: λp = Khi hệ số trượt ν = 0 thì λp = , chân vịt sau một vòng đi được một đoạn đường bằng bước hình học. Trong trường hợp này lực đẩy chân vịt bằng 0. Hệ số trượt là điều kiện làm việc cần thiết của chân vịt, không có hệ số trượt, lực đẩy cũng sẽ không có. Lực đẩy và mô men của chân vịt liên quan mật thiết với các thông số thủy động học λp và v và những đường cong tác dụng của chân vịt. Chúng được thể hiện bằng những hệ số lực đẩy K1, hệ số mômen K2 không có thứ nguyên và hiệu suất có ích của chân vịt và bước trượt tương đối. Những hệ số không thứ nguyên K1, K2 được đưa vào công thức như hệ số tỷ lệ của lực đẩy và mômen chân vịt. P = K1..ncv2.D4 M = K2.. ncv2.D5 Ở đây : Mật độ của nước, kg.s2/m4. Hiệu suất có ích của chân vịt trong nước không giới hạn phụ thuộc vào tỷ số . = . Hình 2.4- Đặc tính thủy động của chân vịt Ở điểm “a”, là chế độ làm việc thử tàu hoặc tàu làm việc trong vùng bão tố λp = 0; v = 100%, các giá trị K1, K2 đạt đến giá trị lớn nhất, còn hiệu suất chân vịt = 0. Ở điểm “b” có được chế độ làm việc định mức của chân vịt (hay chế độ kinh tế). Ở đó hệ số trượt và bước trượt tương đối đạt đến những giá trị đảm bảo cho hiệu suất chân vịt lớn nhất, còn hệ số K1 và K2 có giá trị nhỏ hơn giá trị cực đại của chúng. Ở điểm “c” chân vịt bắt đầu quay trong nước chân vịt làm việc với hệ số trượt v = 0 và bước trượt tương đối λp = bằng với bước của lực đẩy bằng 0, chân vịt lúc này bắt đầu quay trong nước mômen và lực đẩy chưa đủ lớn để đẩy tàu. Hệ số lực đẩy K1 = 0 và lực đẩy chân vịt P= 0, nhưng K2 ≠ 0. Mômen đưa vào chủ yếu để khắc phục sức cản định hình của cánh chân vịt. Ở điểm “d” hệ số trượt (v<0), bước trượt tương đối λp, tỷ số bước , hệ số mômen K2 và mômen bằng 0. Bắt đầu từ điểm “d” chân vịt làm việc trong dòng chảy ở chế độ tuabin thủy lực đẩy âm, hãm sự chuyển động của con tàu. Trên đoạn “cd” chân vịt bị “tê liệt “, nó không phải là thiết bị đẩy và cũng không phải là tuabin. Chính vì những đặc tính nêu trên nên khi kết cấu của chân vịt thay đổi sẽ làm cho đặc tính của chân vịt thay đổi hoặc khi thông số hình học không thứ nguyên thay đổi cũng làm cho đặc tính chân vịt thay đổi. Phân tích điều kiện làm việc của chân vịt trên các vùng có hệ số trượt âm có ý nghĩa khi xem xét các chế độ không ổn định của động cơ. Để xem xét sự phụ thuộc của mômen và công suất tiêu hao của chân vịt và tốc độ quay của động cơ, cần thấy rằng, khi thay đổi trạng thái kỹ thuật của vỏ và chân vịt thì bước trượt tương đối và hệ số trượt ở các chế độ ổn định phụ thuộc rất ít vào tốc độ quay. Tốc độ dọc trục tương đối của chân vịt với nước (tốc độ của con tàu V được điều chỉnh trên đại lượng của hệ số dòng theo = 1 - ) thay đổi tỷ lệ thuận với tốc độ quay khi λp= = const (v = const) và đại lượng K1, K2 không đổi đối với những giá trị khác nhau của tốc độ quay n. Do đó khi V/ncv và λp cũng được xác định. Lực đẩy và mô men quay tỷ lệ bậc 2 với tốc độ tàu, công suất có quan hệ bậc 3 với tốc độ tàu. Chế độ làm việc của động cơ Diêsel tàu thủy Việc khai thác Diêsel tàu thủy được tiến hành trong những điều kiện khác nhau, muôn hình muôn vẻ cùng với sự thay đổi các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ cũng như các hệ thống động lực tương đối lớn. Chế độ làm việc của động cơ được đặc trưng bằng các chỉ tiêu thông số kinh tế kỹ thuật trong các điều kiện khai thác cụ thể. Thông số nào được chọn làm thông số cơ bản thì tên gọi và giá trị của nó sẽ xác định tên gọi của chế độ làm việc. Khi tàu hoạt động, động cơ chính làm việc trong những điều kiện khác nhau cùng với sự thay đổi của các chỉ tiêu và thông số công tác của động cơ cũng như của thiết bị động lực tàu cá. Người ta căn cứ vào điều kiện làm việc và công dụng của động cơ để đánh giá khả năng phát ra công suất của động cơ. Sự đánh giá đó dựa theo giá trị tổng hợp của các chỉ tiêu các thông số biến động của động cơ qua đó thể hiện khái quát chế độ làm việc của động cơ. Chế độ làm việc của động cơ chính là thành phần chính của động cơ - thân tàu - chân vịt phụ thuộc vào kiểu loại và điều kiện làm việc của tàu, đặc điểm kết cấu thân tàu, kiểu động cơ chính và phương pháp truyền công suất đến chân vịt. Theo sự ổn định của các thông số công tác của động cơ người ta chia các chế độ làm việc của động cơ ra thành các chế độ ổn định và không ổn định. Các chế độ ổn định được đặc trưng bởi tính bất biến của phụ tải, tốc độ quay của động cơ và trạng thái nhiệt của các chi tiết. Các chế độ làm việc ổn định của động cơ chính có thể có ở các hành trình tàu không đổi khi chạy tiến và chạy lùi ở mức phụ tải nhỏ, trung bình và toàn phần, ở các chế độ quá tải, ở tốc độ quay ổn định thấp nhất của động cơ. Chế độ làm việc không ổn định được đặc trưng bằng sự không ổn định của các thông số công tác. Các chế độ làm việc không ổn định của các động cơ gặp phải khi khởi động hoặc dừng động cơ, khi tàu khởi hành tăng tốc, đổi chiều, quay vòng,… Trong các trường hợp này người vận hành cần đặc biệt theo dõi sự làm việc của động cơ nhằm đề phòng sự cố xảy ra. Ngoài các chế độ khai thác cơ bản thì còn có các chế độ làm việc không thuận lợi như khi thay đổi các thông số môi trường xung quanh như như khi gặp sóng to gió lớn, khi qua vùng nước cạn, khi thân tàu bị rong rêu hà bám, khi tàu ở các chế độ sự cố, bị nghiêng ngang nghiêng dọc, khi sử dụng loại nhiên liệu và dầu bôi trơn không đúng tiêu chuẩn. Việc phân tích sự làm việc của động cơ ở những chế độ đó, lựa chọn phụ tải và tốc độ quay phù hợp, đánh giá tổng hợp trạng thái làm việc của động cơ có ý nghĩa rất lớn trong quá trình khai thác. Ngoài ra, khái niệm chế độ làm việc của động cơ chính tàu thủy như chế độ toàn tải, chế độ nhỏ tải, chế độ không tải đôi khi đồng nghĩa với chế độ làm việc của tàu. Các thông số cơ bản đặc trưng cho sự làm việc của động cơ gồm có: mômen, công suất, tốc độ quay, chi phí nhiên liệu riêng và chi phí nhiên liệu giờ, hiệu suất chỉ thị, cơ giới và có ích, áp suất chỉ thị và có ích trung bình, áp suất cháy cực đại, áp suất cuối quá trình nén, áp suất trung bình theo thời gian, nhiệt độ khí xả. 2.3. SỰ PHỐI HỢP LÀM VIỆC GIỮA ĐỘNG CƠ – THÂN TÀU VÀ CHÂN VỊT 2.3.1. Điều kiện phối hợp giữa máy chính – thân tàu và chân vịt Ta biết công suất của động cơ chính được xác định phụ thuộc vào tốc độ tàu, sức cản thân tàu khi chuyển động trong nước ở tốc độ đã cho. Để nâng cao hiệu quả kinh tế của tàu, trước tiên khi thiết kế phải đảm bảo sự phù hợp giữa các thành phần của tổ hợp tàu, trong quá trình khai thác phải xác định được chế độ làm việc, đánh giá nó và lựa chọn được chế độ làm việc hợp lý của tổ hợp tàu. Đặc tính của các thành phần của liên hợp tàu như sau: Sức cản của tàu khi chuyển động trong nước với tốc độ V bao gồm các thành phần: Hình 2.5 – Đặc tính thân tàu R = Rms+ Rhd + Rs + Rpl + Rkk Trong đó: Rms:Sức cản ma sát, kG Rhd:Sức cản hình dạng, kG Rs:Sức cản sinh sóng, kG Rpl:Sức cản phần lồi, kG Rkk:Sức cản không khí đối với phần nhô trên mặt nước, kG. Sức cản của tàu là một hàm số của tốc độ R= f(V) Từ đây ta thấy rằng nếu tốc độ của tàu tăng lên thì sức cản của tàu sẽ tăng nhanh hơn . Mối quan hệ giữa sức cản và tốc độ tàu chính là đặc tính của thân tàu. Để tàu chuyển động với tốc độ V không thay đổi thì chân phải tạo ra lực đẩy P cân bằng với lực cản R. Do ảnh hưởng của thân tàu khi chân vịt làm việc sau đuôi tàu (hệ số dòng hút t) nên lực đẩy có ích của chân vịt Pe nhỏ hơn lực đẩy P do chân vịt tạo ra. Ta có Pe = R Với Pe = (1-t)P Trong đó: t là hệ số dòng hút Các giá trị của lực đẩy và mômen do chân vịt tạo ra cũng như công suất yêu cầu có thể xác định được vào đặc tính thủy động của chân vịt, hay còn gọi là đặc tính chân vịt có dạng như ở hình 2.4. Trên đó biểu diễn sự phụ thuộc trên các đại lượng: hệ số lực đẩy K1, hệ số mômen K2, hiệu suất của chân vịt trong nước tự do và bước trượt tương đối λp. Lực đẩy và mômen của chân vịt được tính theo biểu thức: P= ρ.K1.ncv2 .D4 M = ρ.K2.ncv2.D5 Trong đó: K1 - Hệ số lực đẩy; K2 - Hệ số mômen; ncv - Tốc độ quay của chân vịt; D - Đường kính chân vịt; Ρ - Mật độ nước biển. Công suất của chân vịt trong nước tự do dược tính theo công thức: NP = 2. K2.n3.D5 Từ đó có thể tính được công suất thông qua đặc tính của tổ hợp thân tàu – chân vịt. Từ đặc tính của thân tàu (hình 2.5) tại tốc độ chạy tàu V sẽ có được sức cản R và ta tính được công suất kéo. NR = R.V Công suất của chân vịt trong nước tự do còn được tính theo công thức: Trong đó - Hiệu suất của chân vịt làm việc trong nước tự do; - Tốc độ tiến của chân vịt. Ta có công suất đẩy của chân vịt tại đầu mút trục chân vịt (sau đuôi tàu). ND = Trong đó: : Hệ số ảnh hưởng của thân tàu; : Hiệu suất xoáy. Từ đây ta có thể viết là: ND = Hay Trong đó: hiệu suất đẩy của chân vịt khi làm việc với thân tàu. Khi đó công suất yêu cầu của động cơ chính là: Neycdc= Trong đó: - Hiệu suất đường trục; - Hiệu suất hộp số; - Hiệu suất môi trường. Do đó: Neycdc= Tại một điều kiện chạy tàu nhất định nếu coi = C = const thì ta có thể viết được Ne = C.n3 và đây chính là dạng của đặc tính chân vịt của tổ hợp tàu. Trong thực tế K2 thay đổi theo tốc độ quay của động cơ và tốc độ tàu nên người ta biểu diễn đặc tính chân vịt của tổ hợp tàu ở dạng Ne = C.nx. Trong điều kiện khai thác động cơ có thể làm việc quá tải nên khi thiết kế người ta sử dụng hệ số dự trữ công suất Kdt để lựa chọn động cơ nhằm tránh quá tải Ne = Neycdc.Kdt Trong đó: Kdt - Hệ số dự trữ công suất. Công suất yêu cầu của động cơ theo tốc độ quay biểu diễn trên (hình 2.6). Đó là đặc tính chân vịt của tổ hợp thân tàu chân vịt. Từ hình 2.6 ta kẻ thêm đường đặc tính ngoài của động cơ thì ta sẽ có được điểm phối hợp làm việc giữa tổ hợp động cơ chính – thân tàu – chân vịt. Hay điểm K xác định chế độ làm việc của tổ hợp tàu (động cơ chính – thân tàu – chân vịt). Việc nghiên cứu sự làm việc của máy – vỏ - chân vịt (khi sử dụng chân vịt định bước cũng như chân vịt biến bước) trong các điều kiện khác thường có ý nghĩa lớn trong việc lựa chọn chế độ hợp lý trong từng trường hợp cụ thể. Hình 2.6 - Sự phối hợp làm việc giữa chân vịt – máy – vỏ động cơ khi tốc độ quay không đổi 2.3.2 Sự phối hợp làm việc giữa máy – vỏ - chân vịt định bước Chân vịt định bước được sử dụng rộng rãi trên các tàu cá cỡ nhỏ vì tính ưu việt của nó và phương thức truyền động trên các tàu cá hiện nay thường là gián tiếp (lai chân vịt hoặc thông qua các hộp số, ly hợp) với mục đích nhận được tốc độ quay sau bộ truyền phù hợp với tốc độ quay yêu cầu của chân vịt. Vì tổn thất trên hệ trục và bộ truyền không lớn, nên công suất do động cơ phát ra gần bằng công suất yêu cầu của trục chân vịt. Trong quá trình khai thác, do các điều kiện chạy tàu thay đổi, nên các thông số làm việc của động cơ cũng thay đổi theo. Trong những trường hợp như vậy, việc xác định các thông số làm việc hợp lý của động cơ là rất quan trọng, nó sẽ đảm bảo an toàn, tin cậy cho hệ động lực và con tàu. Chúng ta thường sử dụng công suất phát ra của động cơ nhỏ hơn công suất định mức và một phần công suất dùng để dự trữ khắc phục khi phụ tải tăng đột ngột nhằm tránh quá tải cho động cơ. Do đó điểm phối hợp làm việc giữa máy và chân vịt thường là điểm K. Điểm K được gọi là điểm khai thác hợp lý. Giá trị công suất phát ra tại điểm K thường nằm trong khoảng sau: NK = (0,85÷0,95). Nn Và hệ số e = (0,85÷0,95) được gọi là hệ số giảm công suất. Còn mômen và tốc độ quay tại K xác định theo công thức: NK = nK3. MK = MK3. Như vậy trong một điều kiện khai thác của tàu (C = Const), ta có thể thay đổi điểm phối hợp làm việc của động cơ và chân vịt bằng cách thay đổi tay ga để có được tốc độ tàu phù hợp với điều kiện khai thác. Tuy nhiên trong thực tế khai thác, không phải lúc nào chúng ta cũng có thể sử dụng công suất tại điểm K. Chẳng hạn, khi động cơ đã cũ, khi một vài xylanh bị hỏng hóc, khi điều động tàu ra vào cảng, vỏ tàu và chân vịt sau một thời gian làm việc dưới tác dụng của môi trường ngoài bị ăn mòn, bám bẩn cũng như các lực uốn, xoắn lên vỏ tàu làm chúng thay đổi tình trạng kỹ thuật. Các nguyên nhân làm thay đổi tình trạng kỹ thuật chân vịt gồm có: Vỏ tàu bị chân vịt hà bám; Cánh chân vịt bị biến dạng; Cánh chân vịt bị hà rỉ hay ăn mòn. Vỏ tàu có thể bị uốn, xoắn làm thay đổi biến dạng phần chìm dưới nước. Trong trường hợp này chúng ta phải thay đổi tay ga động cơ để có được công suất hợp lý. Như đã trình bày ở chương I hệ động lực tàu cá ở nước ta áp dụng truyền động gián tiếp qua hộp số cơ khí để tạo ra tốc độ quay phù hợp với tốc độ quay yêu cầu của chân vịt. Đặc điểm của phương pháp truyền động gián tiếp là tốc độ quay sau bộ truyền nhỏ hơn tốc độ quay của động cơ tùy thuộc vào tỷ số truyền của hộp số. Sự phối hợp làm việc giữa động cơ chính thân tàu và chân vịt khi áp dụng truyền động gián tiếp (ở tàu cá cỡ nhỏ) được thể hiện trên (hình 2.7và 2.8). Hình 2.7 - Đồ thị phối hợp làm việc giữa động cơ chính và chân vịt định bước khi truyền động cơ khí gián tiếp – xây dựng theo mômen Hình 2.8 - Đồ thị phối hợp làm việc giữa động cơ chính và chân vịt định bước khi truyền động cơ khí gián tiếp – xây dựng theo công suất 1 - Đặc tính chân vịt theo chế độ tính toán, ứng với cấp số tiến 1 của hộp số; 2 - Đặc tính chân vịt ở chế độ kéo I, tương ứng với cấp số tiến 2 của hộp số; 3 - Đặc tính chân vịt ở chế độ kéo II, tương ứng với cấp số tiến 3 của hộp số; 4 - Đặc tính giới hạn theo mômen xoắn, tính theo tốc độ quay chân vịt, tương ứng với cấp số tiến 1 của hộp số; 5 - Đặc tính giới hạn theo mômen xoắn, tương ứng với tốc độ quay của chân vịt, tương ứng với cấp số tiến 2 của hộp số; 6 - Đặc tính giới hạn theo mômen xoắn, tính theo tốc độ quay chân vịt, tương ứng với cấp số tiến 3 của hộp số; 7 - Đặc tính điều tốc theo chế độ tính toán, tương ứng với cấp số tiến 1 của hộp số; 8 - Đặc tính điều tốc theo chế độ kéo I, tương ứng với cấp số tiến 2 của hộp số; 9 - Đặc tính điều tốc theo chế độ kéo II, tương ứng với cấp số tiến 3 của hộp số; 10 - Đặc tính mômen theo công suất định mức. Đồ thị xây dựng với nhóm đặc tính động cơ theo tốc độ quay chân vịt. Tổ hợp động cơ chân vịt truyền động gián tiếp với tỷ số truyền I = . Trong trường hợp xem xét ở hình 2.9, hộp số cơ khí có 3 cấp số tiến: Cấp số tiến 1 dùng cho chế độ tàu chạy hàng hải tự do, cấp số tiến 2 dùng cho chế độ kéo I và cấp số tiến 3 dùng cho chế độ kéo II tương ứng với các đặc tính chân vịt 1, 2 và 3. Hình 2.9 – Sự phối hợp làm việc giữa máy và chân vịt khi điều kiện khai thác không thay đổi nhưng đặc tính làm việc của động cơ thay đổi Giả thiết tàu hoạt động trong vùng không sóng gió, nước chảy ổn định tàu chạy thẳng, ta có được đặc tính chân vịt không thay đổi C0. Động cơ làm việc với đặc tính ngoài (ha = const) ứng với lượng cấp nhiên liệu cho mỗi chu trình không thay đổi (gct = const hay vị trí tay ga định mức (han)). Điểm phối hợp làm việc sẽ là điểm cắt nhau của đặc tính chân vịt (C0) với đường đặc tính ngoài (Mn, hn) tại N (hình 2.7). Tại đây mômen sinh ra của động cơ cân bằng với mômen cản trên trục chân vịt, lực đẩy cân bằng với lực cản, và giá trị công suất tại điểm phối hợp làm việc Nn và tương ứng với nó là tốc độ quay định mức (nn). Sự phối hợp làm việc giữa máy và chân vịt khi điều kiện khai thác không thay đổi nhưng đặc tính làm việc động cơ thay đổi. Trên hình 2.7, ở chế độ tính toán, giao điểm của đặc tính chân vịt 1 với đặc tính chân vịt 1 với đặc tính giới hạn theo mômen 4, tương ứng với cấp số tiến 1 của hộp số cho ta điểm làm việc A. Tại điểm làm việc này ta có: NA= N1edm ; nA = n2 = i1 n 1dm ; Ma = M2 = . Ở chế độ kéo I, đặc tính chân vịt tương ứng là đường 2. Đường đặc tính này dốc hơn đường đặc tính 1 và nếu không thay đổi tỷ số truyền của hộp số theo hướng tăng mômen xoắn thì liên hợp tàu sẽ bị nặng thủy động, động cơ sẽ bị quá tải. Để cho động cơ không bị quá tải về mômen thì điểm làm việc sẽ phải là điểm A1. Lúc này động cơ không phát huy được công suất định mức và tốc độ quay nhỏ hơn giá trị định mức. Rõ ràng chân vịt đòi hỏi mômen xoắn lớn hơn giá trị của chế độ tính toán 9 vì sức cản vỏ tàu lớn. Để cho động cơ phát huy hết công suất và đáp ứng được yêu cầu về mômen xoắn của chân vịt, người ta cho tổ hợp tàu làm việc theo cấp số tiến 2 của hộp số. Lúc này điểm làm việc của liên hợp sẽ là điểm B và có các thông số làm việc là: Ne = NB = NA = N1edm; MC = MA I3 = <i2 =< i1 = Đối với mỗi chế độ kéo của tàu ta có thể tìm được một tỷ số truyền thích hợp, ở đó công suất động cơ đạt giá trị định mức, mômen trên trục ra của hộp số đáp ứng được yêu cầu của chân vịt. Trong thực tế hộp số cơ khí có số lượng tỷ số truyền hạn chế, thông thường có từ (2÷5) cấp tỷ số truyền. Mỗi hộp số nhất thiết phải có một cấp số truyền khi lùi (thông thường là cấp số truyền cho giá trị tốc độ quay nhỏ nhất) để điều khiển tàu chạy lùi khi điều động. Chính vì vậy trong quá trình tính toán phải kể đến tổn thất bộ truyền giảm tốc, khi đó công suất truyền đến chân vịt sẽ được tính: Trong đó: Ne(ml) – Công suất của động cơ; - Hiệu suất đường trục; - Hiệu suất xoáy; - Hiệu suất bộ giảm tốc; - Hiệu suất xoáy Sự phối hợp làm việc giữa máy và chân vịt trong thực tế khai thác: Thực tế khai thác hệ động lực tàu thủy cho thấy điều kiện khai thác thay đổi rất đa dạng. Các quá trình thay đổi xảy ra đồng thời liên tục và gián tiếp, do vậy trong quá trình khai thác chúng ta phải có những tác động nhất định đến động cơ với mục đích bảo đảm cho động cơ làm việc an toàn, tin cậy, đạt hiệu quả kinh tế cao. + Khi điều kiện khó khăn hơn: Điểm làm việc sẽ thay đổi từ K sang K1. + Khi điều kiện làm việc thuận lợi hơn: Điểm làm việc sẽ thay đổi từ K sang K2 (Hình 2.12) Hình 2.10 - Sự phối hợp làm việc giữa máy và chân vịt khi động cơ trang bị bộ điều tốc nhiều chế độ Thông thường trên các động cơ thủy đều được trang bị bộ điều tốc nhiều chế độ. Do vậy khi điều kiện khai thác thay đổi tuy rằng người ta đặt tay ga động cơ ở một vị trí nhất định nhưng do phụ tải bên ngoài luôn thay đổi (khi tàu đi trong vùng sóng gió nước chảy mạnh,…) làm cho điểm làm việc của động cơ thay đổi.Trong những trường hợp đó, bộ điều tốc sẽ có những tác động nhất định vào cơ cấu điều chỉnh lượng cấp nhiên liệu của các bơm cao áp (tức thời tăng hoặc giảm lượng cấp theo đặc tính điều chỉnh của bộ điều tốc) để cân bằng sự làm việc của động cơ với phụ tải ngoài. Vì vậy, để tăng khả năng làm việc của tàu, trong hệ động lực người ta trang bị bộ giảm tốc nhiều cấp nhằm sử dụng hết công suất của động cơ, khai thác hết công suất của động cơ, tăng tính an toàn, tin cậy và kéo dài tuổi thọ động cơ. Mặt khác, theo kinh nghiệm khai thác động cơ Diesel tàu thủy của các đội tàu ta thấy một cách tổng quát rằng: Điều kiện khai thác thực tế của tàu khác xa với điều kiện tiêu chuẩn cho nên các thông số khai thác cụ thể cũng thay đổi. Chính vì thế trong quá trình khai thác cần có đủ những tài liệu cần thiết để giúp cho việc xác định chế độ làm việc hợp lý. Tài liệu đó chính là đặc tính vận hành tàu, được xây dựng trên cơ sở các thông số làm việc của động cơ chính – thân tàu và chân vịt. Đặc tính vận hành tàu có thể xây dựng theo phương pháp tính toán lý thuyết và theo kết quả thực nghiệm. Việc xây dựng đặc tính vận hành tàu theo lý thuyết dựa vào các thông số cơ bản của chân vịt, của máy chính, đường cong sức cản của tàu hoặc công suất kéo phụ thuộc vào tốc độ tàu, các hệ số ảnh hưởng của thân tàu. Tuy nhiên, việc xây dựng đặc tính vận hành theo lý thuyết không thể áp dụng cho tàu cá cỡ nhỏ, vì tàu được đóng mới không qua thiết kế, vả lại việc tính toán và chọn các hệ thường mắc phải những sai số lớn. Nên khi đưa đồ thị vận hành xây dựng từ kết quả tính toán áp dụng vào thực tế để khai thác thường là không phù hợp, sai số quá lớn, nói chung là không thể áp dụng được. Để giải quyết vấn đề một cách thích hợp thì người ta đưa ra biện pháp xây dựng đặc tính vận hành theo thực tế thông qua thực nghiệm. Điều kiện để xây dựng đặc tính vận hành trong trường hợp này là coi máy – vỏ - chân vịt còn mới. Tàu hoạt động trong điều kiện biển êm tàu chạy thẳng. 2.4.Hiệu suất làm việc của tổ hợp tàu Hiệu suất của tổ hợp tàu: Trong đó: - Hiệu suất cơ học của động cơ; - Hiệu suất bộ giảm tốc; - Hiệu suất môi trường; - Hiệu suất đường trục; - Hiệu suất xoáy với nước biển; - Hiệu suất chân vịt; - Hiệu suất chỉ thị; - Hiệu suất cơ giới. Một con tàu hoạt động tốt thì đồng nghĩa với việc hiệu suất của tổ hợp tàu là cao nhất và như vậy hiệu suất của từng thành phần của liên cũng phải là cao nhất. Trong đó có hiệu suất chân vịt. Một con tàu có máy chính và chân vịt kèm theo thì các thông số của máy chính và chân vịt đều được biết. Các thông số của máy chính: - Loại động cơ - Công suất định mức Neđm, ML - Tốc độ quay động cơ nđm, (v/ph) - Suất tiêu hao nhiên liệu ge, (g/Ml.h) - Số xy lanh i - Khối lượng: G, kg - Kích thước (), (mm) - Tỷ số truyền hộp số ihs - Tốc độ quay chân vịt ứng với từng tỷ số truyền hộp số ncv - Các thông số của chân vịt: + Số cánh z + Đường kính chân vịt D (m) + Tỷ số mặt đĩa θ + Tỷ số bước xoắn H/D Ta cũng có đồ thị thủy động học của chân vịt trong nước tự do Hình 2.11 - Đồ thị đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do Từ đồ thị trên ta sẽ xác định được các thông số: - hiệu suất chân vịt lớn nhất - bước trượt tương đối của chân vịt ứng với K1- hệ số không đều lực đẩy chân vịt K1- hệ số không đều của mômen chân vịt Từ công thức: Trong đó: VP, m/s – Tốc độ tiến của chân vịt V, m/s – Tốc độ tàu ncv, v/s – Tốc độ quay chân vịt ω – Hệ số dòng theo Đặt B = Trong đó λp ứng với giá trị Thay vào ta có vận tốc tàu: V = B.ncv Cùng với đó ta cũng có Công suất truyền đến chân vịt: NP = 2Π.K2.ρ.ncv3.D5 , ML Trong đó: ρ = 104,5 - Mật độ nước biển Lực đẩy do chân vịt tạo ra để đẩy tàu: P = ρ.K1.ncv2.D4 , kG Lực đẩy có ích của chân vịt: Pe = R = ρ.K1.ncv2.D4.(1 – t) , kG CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG HỢP LÝ TỔ HỢP MÁY CHÍNH VÀ CHÂN VỊT KÈM THEO CHO TÀU CÁ CỠ NHỎ Một con tàu muốn vận hành tốt thì trang bị động lực phải được thiết kế dựa trên sức cản con tàu. Trong trường hợp trang bị động lực (động cơ chính và chân vịt) được chọn theo kiểu “áng chừng ,,, cần nghiên cứu sử dụng hợp lý tổ hợp này Đó chính là vấn đề cần giải quyết ở đây. 3.1.Cơ sở lý thuyết Xuất phát từ mục tiêu trong khai thác đảm bảo hiệu suất tổ hợp tàu cao, từ công thức ta nghiên cứu khai thác tổ hợp trong điều kiện . Đặc tính chân vịt trong nước tự do → ta xác định được giá trị ứng với Từ (*) → ↔ (B’ = D.λP) Từ K2 → NP = 2Π.K2.ρ.n3.D5 từ đây ta dựng đường NP = C’.n3 Từ Ne → NP = Ne.ηmt.ηt.ηR Đặt giá trị này trên đồ thi ta xác định được giá trị ncv, từ đây ta tiến hành cải tiến hộp số với tỷ số truyền thích hợp để có tốc độ quay phù hợp với yêu cầu. Vấn đề còn lại ở đây là xác định tốc độ tàu đạt được. Do biểu thức (*) còn tồn tại địa lượng ω chưa biết. Ta sẽ tìm đồng thời V và ω qua sự hợp với sức cản thân tàu. Dựng nhóm đồ thị nội suy sau (chọn theo Schifbauka cho tàu một chân vịt ) Đồ thị nội suy Phương pháp nội suy Có máy chính ta có được công suất máy Ne từ đây ta suy ra công suất truyền đến chân vịt: NP = Ne .ηt.ηmt. ηR (3.6) Trong đó: Ne (ml) - Công suất của động cơ; ηt - Hiệu suất đường trục; ηmt - Hiệu suất môi trường; ηR - Hiệu suất xoáy. Xác định giá trị của NP trên đồ thị, từ đây ta kẻ song song với trục hoành và cắt đường cong NP = f(ncv3) tại điểm A, từ A kẻ đường thẳng song song với trục tung và cắt đường V = f(ncv)/ω tại điểm B và trục hoành tại điểm G, cắt đường cong Pe = f(ncv)/t tại H, từ điểm H kẻ vuông với trục tung và cắt trục này tại điểm F’. 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 D kẻ song song với trục tung và cắt trục hoành tại điểm E, từ O vẽ cung tròn bán kính OE và cắt trục tung tại F. Từ đây ta suy ra (OF = Pe); (OF’ = Pe’) và (OG = ncv), (OC = V). Mỗi giá trị của ω cho ta một đường V = f(ncv)/ω, giá trị của Pe và V cho nên ta tính toán với nhiều ω khác nhau, mỗi giá trị của t cho ta một đường Pe = f(ncv)/t. Làm tương tự như trên với nhiều ω và t khác nhau và lấy giá trị t cùng với ω mà ở đó có giá trị nhỏ nhất. Từ đó ta tìm được vận tốc V của tàu. 3.2. Áp dụng với tàu cụ thể Các thông số của vỏ tàu Chiều dài lớn nhất Lmax = 19,26 (m) Chiều dài thiết kế LTK = 16,6 (m) Chiều rộng lớn nhất Bmax = 5,0 (m) - Chiều rộng thiết kế BTK = 5,0 (m) Chiều cao mạn H = 2,2 (m) Chiều chìm trung bình Ttb = 1,66 (m) Chiều chìm mũi Tm (m) Chiếu chìm đuôi Tđ (m) Hệ 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 = 70,0 Số lượng trục chân vịt X =1 3.2.1. 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 thống 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: (3.1) Với: Lượng chiếm nước của tàu D = 70 T; Vận tốc của tàu V = 0,496; Hệ số lực cản ma sát, đối với tàu gỗ ξ = 0,17; Chiều dài thiết kế L = 16,6 m; Chiều rộng đường nước thiết kế B = 5 m; Tính diện tích mặt tiếp nước Với T = 1,66 m Ta có: Thay tất cả các đại lượng vào công thức ta được: Suy ra : Có kể đến hệ số 1,15 Từ đó ta có bảng tính sức cản tương ứng từng vận tốc tàu. Bảng 3.1 - Bảng tính sức cản V(Hl/h) V(m/s) 15,71.V1,825 1,52.V4 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 Hình 3.1 - Đồ thị sức cản 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 (): (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 tỷ số truyền hộp số: 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: - Hiệu suất chân vịt: = 0,529 - 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/s - Đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do được xây dựng theo papmiel. Hình 3.2 - 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:= 0,632 Bước trượt tương đối của chân vịt ứng với :=0,58 Hệ số không đều lực đẩy chân vịt: K1 = 0,227 Hệ số không đều của mômen chân vịt: K2 = 0,0334 Áp dụng công thức: Đặt Suy ra V = B.ncv (**) Lấy với nhiều giá trị ω khác nhau. Mỗi giá trị của ω cho ta một biểu thức (**). Trong đó: Đường kính chân vịt D = 1,2 m Lực đẩy có ích của chân vịt: Pe = R = ρ.K1.ncv2.D4.(1 – t), kG Thay số vào ta được: Pe = 104,5.0,227.(1,2)4.ncv2.(1 – t) = 49,1189. ncv2.(1 – t) = C ; Kg Công suất truyền đến chân vịt: NP = 2Π.K2.ρ.ncv3.D5.; Ml Thay số ta được: NP = 2.3,14.0,0334.104,5.(1,2)5..ncv3; Ml Suy ra NP = 0,7272. ncv3; Ml Từ đây ta vẽ được đồ thị của V, NP và Pe. 3.2.3. Xác định vận tốc tàu Có máy chính ta có được công suất máy Ne từ đây ta suy ra công suất truyền đến chân vịt: NP = Ne.ηt.ηmt.ηR Trong đó: Công suất của động cơ: Ne = 134 ml Hiệu suất đường trục: ηt = 0,97 Hiệu suất môi trường: ηmt = 0,89 Hiệu suất xoáy: ηR = 1 Suy ra: NP = 134.0,97.0,89 = 115,6822 ml Từ những kết quả tính toán trên ta quy tụ thành bảng số liệu sau Bảng 3.2 – hệ số dòng theo và các giá trị tương ứng TT ω B TT ω B 1 0.19 0.859 40 0.229 0.903 2 0.191 0.860 41 0.23 0.904 3 0.192 0.861 42 0.231 0.905 4 0.193 0.862 43 0.232 0.906 5 0.194 0.864 44 0.233 0.907 6 0.195 0.865 45 0.234 0.909 7 0.196 0.866 46 0.235 0.910 8 0.197 0.867 47 0.236 0.911 9 0.198 0.868 48 0.237 0.912 10 0.199 0.869 49 0.238 0.913 11 0.2 0.870 50 0.239 0.915 12 0.201 0.871 51 0.24 0.916 13 0.202 0.872 52 0.241 0.917 14 0.203 0.873 3 0.242 0.918 15 0.204 0.874 54 0.243 0.919 16 0.205 0.875 55 0.244 0.921 17 0.206 0.877 56 0.245 0.922 18 0.207 0.878 57 0.246 0.923 19 0.208 0.879 58 0.247 0.924 20 0.209 0.880 59 0.248 0.926 21 0.21 0.881 60 0.249 0.927 22 0.211 0.882 61 0.25 0.928 23 0.212 0.883 62 0.251 0.929 24 0.213 0.884 63 0.252 0.930 25 0.214 0.885 64 0.253 0.932 26 0.215 0.887 65 0.254 0.933 27 0.216 0.888 66 0.255 0.934 28 0.217 0.889 67 0.256 0.935 29 0.218 0.890 68 0.257 0.937 30 0.219 0.891 69 0.258 0.938 31 0.22 0.892 70 0.259 0.939 32 0.221 0.893 71 0.26 0.941 33 0.222 0.895 72 0.261 0.942 34 0.223 0.896 73 0.262 0.943 35 0.224 0.897 74 0.263 0.944 36 0.225 0.898 75 0.264 0.946 37 0.226 0.899 76 0.265 0.947 38 0.227 0.900 77 0.266 0.948 39 0.228 0.902 78 0.267 0.950 79 0.268 0.951 80 0.269 0.952 81 0.27 0.953 Bảng 3.3 – hệ số hút và các giá trị tương ứng t C t C t C t C 0.304 34.187 0.256 36.544 0.208 38.902 0.16 41.260 0.303 34.236 0.255 36.594 0.207 38.951 0.159 41.309 0.302 34.285 0.254 36.643 0.206 39.000 0.158 41.358 0.301 34.334 0.253 36.692 0.205 39.050 0.157 41.407 0.3 34.383 0.252 36.741 0.204 39.099 0.156 41.456 0.299 34.432 0.251 36.790 0.203 39.148 0.155 41.505 0.298 34.481 0.25 36.839 0.202 39.197 0.154 41.555 0.297 34.531 0.249 36.888 0.201 39.246 0.153 41.604 0.296 34.580 0.248 36.937 0.2 39.295 0.152 41.653 0.295 34.629 0.247 36.987 0.199 39.344 0.151 41.702 0.294 34.678 0.246 37.036 0.198 39.393 0.15 41.751 0.293 34.727 0.245 37.085 0.197 39.442 0.149 41.800 0.292 34.776 0.244 37.134 0.196 39.492 0.148 41.849 0.291 34.825 0.243 37.183 0.195 39.541 0.147 41.898 0.29 34.874 0.242 37.232 0.194 39.590 0.146 41.948 0.289 34.924 0.241 37.281 0.193 39.639 0.145 41.997 0.288 34.973 0.24 37.330 0.192 39.688 0.144 42.046 0.287 35.022 0.239 37.379 0.191 39.737 0.143 42.095 0.286 35.071 0.238 37.429 0.19 39.786 0.142 42.144 0.285 35.120 0.237 37.478 0.189 39.835 0.141 42.193 0.284 35.169 0.236 37.527 0.188 39.885 0.14 42.242 0.283 35.218 0.235 37.576 0.187 39.934 0.139 42.291 0.282 35.267 0.234 37.625 0.186 39.983 0.138 42.340 0.281 35.316 0.233 37.674 0.185 40.032 0.137 42.390 0.28 35.366 0.232 37.723 0.184 40.081 0.136 42.439 0.279 35.415 0.231 37.772 0.183 40.130 0.135 42.488 0.278 35.464 0.23 37.822 0.182 40.179 0.134 42.537 0.277 35.513 0.229 37.871 0.181 40.228 0.133 42.586 0.276 35.562 0.228 37.920 0.18 40.277 0.132 42.635 0.275 35.611 0.227 37.969 0.179 40.327 0.131 42.684 0.274 35.660 0.226 38.018 0.178 40.376 0.13 42.733 0.273 35.709 0.225 38.067 0.177 40.425 0.129 42.783 0.272 35.759 0.224 38.116 0.176 40.474 0.128 42.832 0.271 35.808 0.223 38.165 0.175 40.523 0.127 42.881 0.27 35.857 0.222 38.215 0.174 40.572 0.126 42.930 0.269 35.906 0.221 38.264 0.173 40.621 0.125 42.979 0.268 35.955 0.22 38.313 0.172 40.670 0.124 43.028 0.267 36.004 0.219 38.362 0.171 40.720 0.123 43.077 0.266 36.053 0.218 38.411 0.17 40.769 0.122 43.126 0.265 36.102 0.217 38.460 0.169 40.818 0.121 43.176 0.264 36.152 0.216 38.509 0.168 40.867 0.12 43.225 0.263 36.201 0.215 38.558 0.167 40.916 0.119 43.274 0.262 36.250 0.214 38.607 0.166 40.965 0.118 43.323 0.261 36.299 0.213 38.657 0.165 41.014 0.117 43.372 0.26 36.348 0.212 38.706 0.164 41.063 0.116 43.421 0.259 36.397 0.211 38.755 0.163 41.113 0.115 43.470 0.258 36.446 0.21 38.804 0.162 41.162 0.114 43.519 0.257 36.495 0.209 38.853 0.161 41.211 0.113 45.568 0.112 43.618 0.062 46.074 0.095 44.453 0.045 46.909 0.111 43.667 0.061 46.123 0.094 44.502 0.044 46.958 0.11 43.716 0.06 46.172 0.093 44.551 0.043 47.007 0.109 43.765 0.059 46.221 0.092 44.600 0.042 47.056 0.108 43.814 0.058 46.270 0.091 44.649 0.041 47.105 0.107 43.863 0.057 46.319 0.09 44.698 0.04 47.154 0.106 43.912 0.056 46.368 0.089 44.747 0.039 47.203 0.105 43.961 0.055 46.417 0.088 44.796 0.038 47.252 0.104 44.011 0.054 46.466 0.087 44.846 0.071 45.631 0.103 44.060 0.053 46.516 0.086 44.895 0.07 45.681 0.102 44.109 0.052 46.565 0.085 44.944 0.069 45.730 0.101 44.158 0.051 46.614 0.084 44.993 0.068 45.779 0.1 44.207 0.05 46.663 0.083 45.042 0.067 45.828 0.099 44.256 0.049 46.712 0.082 45.091 0.066 45.877 0.098 44.305 0.048 46.761 0.081 45.140 0.065 45.926 0.097 44.354 0.047 46.810 0.08 45.189 0.064 45.975 0.096 44.403 0.046 46.859 0.079 45.239 0.063 46.024 V(Hl/h) ncv(ω1) ncv(ω2) ncv(ω3) ncv(ω4) ncv(ω5) ncv(ω6) ncv(ω7) 1 0.598 0.597 0.597 0.596 0.595 0.594 0.594 2 1.196 1.195 1.193 1.192 1.190 1.189 1.188 3 1.795 1.792 1.790 1.788 1.786 1.783 1.781 4 2.393 2.390 2.387 2.384 2.381 2.378 2.375 5 2.991 2.987 2.984 2.980 2.976 2.972 2.969 6 3.589 3.585 3.580 3.576 3.571 3.567 3.563 7 4.187 4.182 4.177 4.172 4.167 4.161 4.156 8 4.786 4.780 4.774 4.768 4.762 4.756 4.750 9 5.384 5.377 5.370 5.364 5.357 5.350 5.344 10 5.982 5.975 5.967 5.960 5.952 5.945 5.938 11 6.580 6.572 6.564 6.556 6.548 6.539 6.531 12 7.178 7.169 7.161 7.152 7.143 7.134 7.125 V(Hl/h) ncv(ω8) ncv(ω9) ncv(ω10) ncv(ω11) ncv(ω12) ncv(ω13) ncv(ω14) 1 0.593 0.592 0.592 0.591 0.590 0.589 0.589 2 1.186 1.185 1.183 1.182 1.180 1.179 1.177 3 1.779 1.777 1.775 1.772 1.770 1.768 1.766 4 2.372 2.369 2.366 2.363 2.360 2.357 2.354 5 2.965 2.961 2.958 2.954 2.950 2.947 2.943 6 3.558 3.554 3.549 3.545 3.540 3.536 3.532 7 4.151 4.146 4.141 4.136 4.130 4.125 4.120 8 4.744 4.738 4.732 4.726 4.721 4.715 4.709 9 5.337 5.331 5.324 5.317 5.311 5.304 5.297 10 5.930 5.923 5.915 5.908 5.901 5.893 5.886 11 6.523 6.515 6.507 6.499 6.491 6.483 6.474 12 7.116 7.107 7.099 7.090 7.081 7.072 7.063 V(Hl/h) ncv(ω15) ncv(ω16) ncv(ω17) ncv(ω18) ncv(ω19) ncv(ω20) ncv(ω21) 1 0.588 0.587 0.586 0.586 0.585 0.584 0.583 2 1.176 1.174 1.173 1.171 1.170 1.168 1.167 3 1.764 1.761 1.759 1.757 1.755 1.752 1.750 4 2.351 2.348 2.345 2.343 2.340 2.337 2.334 5 2.939 2.936 2.932 2.928 2.924 2.921 2.917 6 3.527 3.523 3.518 3.514 3.509 3.505 3.501 7 4.115 4.110 4.105 4.099 4.094 4.089 4.084 8 4.703 4.697 4.691 4.685 4.679 4.673 4.667 9 5.291 5.284 5.277 5.271 5.264 5.257 5.251 10 5.879 5.871 5.864 5.856 5.849 5.842 5.834 11 6.466 6.458 6.450 6.442 6.434 6.426 6.418 12 7.054 7.045 7.036 7.028 7.019 7.010 7.001 V(Hl/h) ncv(ω22) ncv(ω23) ncv(ω24) ncv(ω25) ncv(ω26) ncv(ω27) ncv(ω28) 1 0.583 0.582 0.581 0.580 0.580 0.579 0.578 2 1.165 1.164 1.162 1.161 1.159 1.158 1.157 3 1.748 1.746 1.744 1.741 1.739 1.737 1.735 4 2.331 2.328 2.325 2.322 2.319 2.316 2.313 5 2.913 2.910 2.906 2.902 2.899 2.895 2.891 6 3.496 3.492 3.487 3.483 3.478 3.474 3.470 7 4.079 4.074 4.068 4.063 4.058 4.053 4.048 8 4.661 4.656 4.650 4.644 4.638 4.632 4.626 9 5.244 5.237 5.231 5.224 5.218 5.211 5.204 10 5.827 5.819 5.812 5.805 5.797 5.790 5.783 11 6.409 6.401 6.393 6.385 6.377 6.369 6.361 12 6.992 6.983 6.974 6.966 6.957 6.948 6.939 V(Hl/h) ncv(ω29) ncv(ω30) ncv(ω31) ncv(ω32) ncv(ω33) ncv(ω34) ncv(ω35) 1 0.578 0.577 0.576 0.575 0.575 0.574 0.573 2 1.155 1.154 1.152 1.151 1.149 1.148 1.146 3 1.733 1.730 1.728 1.726 1.724 1.721 1.719 4 2.310 2.307 2.304 2.301 2.298 2.295 2.292 5 2.888 2.884 2.880 2.876 2.873 2.869 2.865 6 3.465 3.461 3.456 3.452 3.447 3.443 3.438 7 4.043 4.037 4.032 4.027 4.022 4.017 4.012 8 4.620 4.614 4.608 4.602 4.596 4.591 4.585 9 5.198 5.191 5.184 5.178 5.171 5.164 5.158 10 5.775 5.768 5.760 5.753 5.746 5.738 5.731 11 6.353 6.345 6.336 6.328 6.320 6.312 6.304 12 6.930 6.921 6.912 6.904 6.895 6.886 6.877 V(Hl/h) ncv(ω36) ncv(ω37) ncv(ω38) ncv(ω39) ncv(ω40) ncv(ω41) ncv(ω42) 1 0.572 0.572 0.571 0.570 0.569 0.569 0.568 2 1.145 1.143 1.142 1.140 1.139 1.137 1.136 3 1.717 1.715 1.713 1.710 1.708 1.706 1.704 4 2.289 2.286 2.283 2.281 2.278 2.275 2.272 5 2.862 2.858 2.854 2.851 2.847 2.843 2.840 6 3.434 3.430 3.425 3.421 3.416 3.412 3.407 7 4.006 4.001 3.996 3.991 3.986 3.981 3.975 8 4.579 4.573 4.567 4.561 4.555 4.549 4.543 9 5.151 5.144 5.138 5.131 5.124 5.118 5.111 10 5.723 5.716 5.709 5.701 5.694 5.686 5.679 11 6.296 6.288 6.280 6.271 6.263 6.255 6.247 12 6.868 6.859 6.850 6.842 6.833 6.824 6.815 V(Hl/h) ncv(ω43) ncv(ω44) ncv(ω45) ncv(ω46) ncv(ω47) ncv(ω48) ncv(ω49) 1 0.567 0.566 0.566 0.565 0.564 0.563 0.563 2 1.134 1.133 1.131 1.130 1.128 1.127 1.125 3 1.702 1.699 1.697 1.695 1.693 1.690 1.688 4 2.269 2.266 2.263 2.260 2.257 2.254 2.251 5 2.836 2.832 2.828 2.825 2.821 2.817 2.814 6 3.403 3.399 3.394 3.390 3.385 3.381 3.376 7 3.970 3.965 3.960 3.955 3.950 3.944 3.939 8 4.537 4.531 4.526 4.520 4.514 4.508 4.502 9 5.105 5.098 5.091 5.085 5.078 5.071 5.065 10 5.672 5.664 5.657 5.650 5.642 5.635 5.627 11 6.239 6.231 6.223 6.215 6.206 6.198 6.190 12 6.806 6.797 6.788 6.779 6.771 6.762 6.753 V(Hl/h) ncv(ω50) ncv(ω51) ncv(ω52) ncv(ω53) ncv(ω54) ncv(ω55) ncv(ω56) 1 0.562 0.561 0.561 0.560 0.559 0.558 0.558 2 1.124 1.123 1.121 1.120 1.118 1.117 1.115 3 1.686 1.684 1.682 1.679 1.677 1.675 1.673 4 2.248 2.245 2.242 2.239 2.236 2.233 2.230 5 2.810 2.806 2.803 2.799 2.795 2.792 2.788 6 3.372 3.368 3.363 3.359 3.354 3.350 3.345 7 3.934 3.929 3.924 3.919 3.913 3.908 3.903 8 4.496 4.490 4.484 4.478 4.472 4.466 4.461 9 5.058 5.051 5.045 5.038 5.031 5.025 5.018 10 5.620 5.613 5.605 5.598 5.590 5.583 5.576 11 6.182 6.174 6.166 6.158 6.150 6.141 6.133 12 6.744 6.735 6.726 6.717 6.709 6.700 6.691 V(Hl/h) ncv(ω57) ncv(ω58) ncv(ω59) ncv(ω60) ncv(ω61) ncv(ω62) ncv(ω63) 1 0.557 0.556 0.555 0.555 0.554 0.553 0.552 2 1.114 1.112 1.111 1.109 1.108 1.106 1.105 3 1.671 1.668 1.666 1.664 1.662 1.659 1.657 4 2.227 2.224 2.221 2.218 2.216 2.213 2.210 5 2.784 2.780 2.777 2.773 2.769 2.766 2.762 6 3.341 3.337 3.332 3.328 3.323 3.319 3.314 7 3.898 3.893 3.887 3.882 3.877 3.872 3.867 8 4.455 4.449 4.443 4.437 4.431 4.425 4.419 9 5.012 5.005 4.998 4.992 4.985 4.978 4.972 10 5.568 5.561 5.554 5.546 5.539 5.531 5.524 11 6.125 6.117 6.109 6.101 6.093 6.085 6.076 12 6.682 6.673 6.664 6.655 6.647 6.638 6.629 V(Hl/h) ncv(ω64) ncv(ω65) ncv(ω66) ncv(ω67) ncv(ω68) ncv(ω69) ncv(ω70) 1 0.552 0.551 0.550 0.549 0.549 0.548 0.547 2 1.103 1.102 1.100 1.099 1.097 1.096 1.094 3 1.655 1.653 1.651 1.648 1.646 1.644 1.642 4 2.207 2.204 2.201 2.198 2.195 2.192 2.189 5 2.758 2.755 2.751 2.747 2.744 2.740 2.736 6 3.310 3.306 3.301 3.297 3.292 3.288 3.283 7 3.862 3.856 3.851 3.846 3.841 3.836 3.831 8 4.413 4.407 4.401 4.396 4.390 4.384 4.378 9 4.965 4.958 4.952 4.945 4.938 4.932 4.925 10 5.517 5.509 5.502 5.494 5.487 5.480 5.472 11 6.068 6.060 6.052 6.044 6.036 6.028 6.020 12 6.620 6.611 6.602 6.593 6.585 6.576 6.567 V(Hl/h) ncv(ω71) ncv(ω72) ncv(ω73) ncv(ω74) ncv(ω75) ncv(ω76) ncv(ω77) 1 0.546 0.546 0.545 0.544 0.544 0.543 0.542 2 1.093 1.092 1.090 1.089 1.087 1.086 1.084 3 1.639 1.637 1.635 1.633 1.631 1.628 1.626 4 2.186 2.183 2.180 2.177 2.174 2.171 2.168 5 2.732 2.729 2.725 2.721 2.718 2.714 2.710 6 3.279 3.275 3.270 3.266 3.261 3.257 3.252 7 3.825 3.820 3.815 3.810 3.805 3.800 3.794 8 4.372 4.366 4.360 4.354 4.348 4.342 4.337 9 4.918 4.912 4.905 4.899 4.892 4.885 4.879 10 5.465 5.458 5.450 5.443 5.435 5.428 5.421 11 6.011 6.003 5.995 5.987 5.979 5.971 5.963 12 6.558 6.549 6.540 6.531 6.522 6.514 6.505 V(Hl/h) ncv(ω78) ncv(ω79) ncv(ω80) ncv(ω81) 1 0.541 0.541 0.540 0.539 2 1.083 1.081 1.080 1.078 3 1.624 1.622 1.620 1.617 4 2.165 2.162 2.159 2.156 5 2.707 2.703 2.699 2.696 6 3.248 3.244 3.239 3.235 7 3.789 3.784 3.779 3.774 8 4.331 4.325 4.319 4.313 9 4.872 4.865 4.859 4.852 10 5.413 5.406 5.398 5.391 11 5.955 5.946 5.938 5.930 12 6.496 6.487 6.478 6.469 Từ bảng trên ta tính ΔPe và Δt và chọn được cặp giá trị ΔPe và Δt nhỏ nhất, đồng thời tìm được giá trị của vận tốc tàu. Với Kiểm tra theo công thức của Schiffbauka: Qua bảng số liệu trên ta chọn giá trị vận tốc nhỏ nhất V = 9,647 (Hl/h) Lực đẩy có ích của chân vịt: Pe ≈ 1114,7 (kG) Hệ số dòng theo ω = 0,239 Hệ số dòng hút t = 0,161 Tốc độ quay chân vịt ncv ≈ 5,421 (v/s) Ta thấy tốc độ quay chân vịt mà ở đó động cơ làm việc với công suất định mức và chân vịt làm việc đạt hiệu suất lớn nhất ncv ≈ 5,421(v/s) ≈ 325,26 (v/ph). Trong khi đó tốc độ quay của hộp số cho trong catolog không có giá trị nào trùng khớp với giá trị trên: ncv = 1366 ; 1068 ; 898 ; 780 ; 705 ; 636 (v/ph). Như vậy vấn đề cần giải quyết đó là làm sao để tốc độ quay của chân vịt kèm theo có giá trị cần thiết ncv = 325,26 v/ph. Muốn vậy thì cần phải thay đổi tỷ số truyền của động cơ để Cho nên cần phải cải tiến hộp số để có tỷ số truyền thích hợp KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT Ta thấy rằng việc lựa chọn máy chính và chân vịt kèm theo phải xuất phát từ sức cản vỏ tàu tức là được tính chọn thì mới mang lại hiệu quả làm việc của tổ hợp tàu nhưng trong trường hợp máy chính và chân vịt kèm theo được chọn theo kinh nghiệm thì cần phải tìm ra thông số làm việc hợp lý của tổ hợp tàu sao cho các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt hiệu quả cao đây chính là nhiệm vụ của người cán bộ kỹ thuật. Đây là một nhiệm vụ không dễ thực hiện bởi vì việc lựa chọn trang bị máy móc trên tàu theo kinh nghiệm đã trở thành một thói quen, bên cạnh đó chính bản thân người ngư dân đã quen với nghề nghiệp, họ thấy rằng họ không thể nắm bắt được bản chất của vấn đề do trình độ văn hóa của họ không thể lĩnh hội được. Với lại hiện nay do ngư dân ta còn gặp nhiều khó khăn cho nên nhiều khi việc chọn trang thiết bị trên tàu là một sự chắp vá, lộn xộn giữa cũ và mới của nhiều chủng loại khác nhau cho nên việc nâng cao trình độ văn hóa, kỹ năng vận hành máy móc cho ngư dân là việc mà Đảng và Nhà Nước nên làm đầu tiên. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Nguyễn Đình Long Hướng dẫn thiết kế thiết bị năng lượng tàu cá Trường đại học thủy sản 1992 2.Nguyễn Đình Long Nghiên cứu phương pháp xác định chế độ làm việc hợp lý của thiết bị động lực tàu cá Việt Nam Luận án cao học ngành cơ khí tàu thuyền – Trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang 1995 3.Nguyễn Đình Long Trang bị động lực Trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang 1994 4.Đỗ Thái Bình Hỏi đáp về tàu thuyền nhỏ Nhà xuất bản nông nghiệp 1985 5.Nguyễn đăng cường Tuyển tập mẫu tàu cá Việt Nam Nhà xuất bản nông nghiệp 1984 6.Nguyễn Đăng Cường Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thủy Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2000 7.Ngô Lê Lâm Luận văn tốt nghiệp 2001 8.Nguyễn Lương Huy Luận văn tốt nghiệp 2001 9.Catollogue máy của các hãng: YANMAR, ISUZU, DAEWOO, HYUNDAI 10.www.ViệtNamNet.com.vn 11.www.Fistenet.gov.vn

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docNghiên cứu sử dụng hợp lý tổ hợp máy chính và chân vịt kèm theo cho tàu cá cỡ nhỏ.doc