Đề tài: CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC pptx

Ưu điểm:• Nhờ khả năng thay đổi bước trong suốt quá trình khai thác,chân vịt bước thay đổi đạt tất cả các yêu cầu đề ra cho chế độ kéo và chế độ chạy tự do, đường làm việc của nó bao...

(controllable pitch propeller)

SVTH : Nguyễn Văn Ngọc MSSV : 48132210

LỚP : 48ĐT-1

Lời nói đầu

• Đóng tàu hiện nay là ngành công nghiệp hàng đầu của quốc gia , đem lại lợi nhuận và rất nhiều việc làm cho người lao động

ViỆT NAM

• Vấn đề thiết kế chân vịt trong thiết kế tàu là hết sức phức tạp cũng như việc lựa chọn kiểu chân vịt nào cho phù hợp với điều kiện làm việc , yêu cầu đặt ra của nhà thiết kế

• Với tư cách là một chủ nhân tương lai của đất nước chúng ta cần góp sức vào viêc phát triển của ngành tàu ViỆT NAM

• Qua bài thuyết trình powerpoit giới thiệu cho các bạn nắm

được cách lắp ghép chân vịt và hiểu sơ qua về cấu tạo của chân vịt

• Tôi xin chân thành cảm ơn thầy và các bạn đã giúp

đỡ trong quá trinh hoàn thiện bài.

sinh viên :Nguyễn Văn Ngọc

• Chân vịt biến bước đầu tiên được người Đức

Wyss, Deutschland, năm 1844, có dạng hết sức giản đơn.Từ những mô hình đơn giản đó ngày nay kết cấu chân vịt, mà chủ yếu là kết cấu bộ phận truyền động ngày càng hoàn thiện.

Đặc điểm:

• Chân vịt bước thay đổi, trong củ chứa toàn bộ cơ cấu điều khiển bước do vậy kích thước thường lớn Nếu ở chân vịt cố định đường kính củ chỉ từ 0.15D-0.22D, thì trên chân vịt bước thay đổi tỉ lệ d- h/D thường là 0.24D-0.32D Trong một số trường hợp tỷ lệ này đạt giới hạn đáng chú ý là 0.4D-0.5D.

• Để tăng tính quay trở cánh, chủ yếu là quay ngược trở lại,thông thường chiều rộng cánh chân vịt kiểu này phải đủ lớn

• Tỷ lệ thông dụngcủa chân vịt 3,4 và 5 cánh có thể đọc từ quan hệ sau:

Chân vịt 3 cánh: bmax/D = (1.01x + 0.05(P/D-1)+0.055) Chân vịt 4 cánh: bmax/D = (0.771x + 0.025(P/D-1)+0.023) Chân vịt 5 cánh: bmax/D = (0.632x + 0.0125(P/D-1)+0.01)

Một số chân vịt BB :

Ưu điểm:

• Nhờ khả năng thay đổi

bước trong suốt quá

trình khai thác,chân vịt

bước thay đổi đạt tất

cả các yêu cầu đề ra

cho chế độ kéo và chế

độ chạy tự do, đường

làm việc của nó bao

Phạm vi ứng dụng:

• Những lợi thế về tính năng của chân vịt bước thay đổi làm cho loại máy đẩy này chiếm ngày càng nhiều trong ứng dụng thực tế Nếu những năm đầu của những năm sáu mươi thế kỉ XX chân vịt biến bước chỉ chiém chừng 5% tổng số đầu máy của đội thuyền thương mại, cuối những năm sáu mươi con số này lên đến 20% Trong thập niên 80 tỉ lệ tham gia chân vịt biến bước đã là 40% Một vài tài liệu tham khảo chứng minh cho sự việc vừa nêu là số tàu lắp máy chính trên 2000 HP, trang bị chân vịt bước thay đổi tăng lên theo từng năm

• Ngày nay chân vịt biến bước được sản xuất hàng loạt, được dùng rộng rãi trên nhiều kiểu tàu, làm các

nhiệm vụ khác nhau

Chọn chân vịt biến bước :

• Trước tình hình thực tế, cánh chân vịt xoay trong quá

trình làm việc nhằm thay đổi bước xoắn của nó, đường bao cánh thay đổi dạng và các mặt cắt cũng uốn theo sự thay đổi đó.(h8.8) hình trên trình bày bước của chân vịt không đổi khi không xoay cánh trong quá trình làm

việc,hình dưới trình bày bước chân vịt khi cánh bị xoay quanh trục canh một góc

• Vì rằng đặc tính hình học của chân vịt và theo đó dặc tính thủy động lực thay đổi khi cánh xoay quanh trục

vuông góc với trục chân vịt nhằm thay đổi bước, do vậy phải phân biệt 2 trường hợp riêng khi thiết kế Trường hợp đầu áp dụng cho chân vịt không xoay, bước xoắn của chân vịt này đúng bằng bước xoắn chuẩn gọi là

bước xoắn kết cấu Trong trường hợp này điều lưu ý

quan trọng nhất là ảnh hưởng của đường kính củ chân vịt đến các đặc tính thủy động lực chân vịt Đường kính

củ khá lớn của chân vịt biến bước làm cho phân bố

dòng xoáy trên các cánh không đúng như điều chúng ta

đã biết từ lý thuyết dòng xoáy, theo đó đường kính củ

chân vịt được giả thuyết bằng 0 Phân bố lực thủy động dọc cánh cũng khác so với chân vịt cố định,lực cản bổ sung ở chân vịt biến bước cũng thay đổi đáng kể, các hệ

số hiệu chỉnh Goldstein cũng không thật phù hợp cho

trường hợp dh quá lớn

Một số loại củ chân vịt BB:

Những mô hình chân vịt biến bước có độ

tin cậy có thể tìm thấy ở các nguồn sau:

• Seri chân vịt biến bước của Gutsche và Schroeder.

• Dãy chân vịt này được giới thiệu trong tài liệu bàn về chân vịt CF

và chân vịt BB của 2 tác giả có tên trên đây:’’Frefahruntersuche an propeller mit festen und verstellbaren Flugeln ‘voraus’ und ‘zuruck”, Schiffbauforschung,1963 Chân vịt gồm 3 cánh,thuộc nhóm

Gawn,có thay đổi.Chiều dày cánh được cắt giảm đến 0.05,chiều rộng cánh được chuyển hóa sang giới hạn để các cánh có thể xoay

mà không bị chạm nhau.Đường kính trục tăng 0.25D để có thể

chứa thiết bị truyền động.

• Mô hình chân vịt có đường kính chuẩn D = 200mm,3 cánh được thiết kế theo tỉ lệ bước P/D = 0.7.Tỷ lệ mặt đĩa thay đổi theo giá trị chuẩn 0.48-0.62 và 0.77.Hai mô hình trong dãy có tỉ lệ mặt đĩa 0.62 còn P/D = 0.5 và 0.9.Ba mô hình đầu với P/D = 0.7 được thí nghiệm cho trường hợp tiến và lùi cho các giá trị thay đổi tỉ lệ bước xoắn 1.5;1.25;1.0;0.75;0.5;0;-0.5;-0.75;và -1.0.

Seri chân vịt JD-CPP.

• Chân vịt seri này gồm 15 mô hình chân vịt 3 cánh.Đường kính chuẩn của mô hình D= 267.9mm.15 chân vịt được phân làm 3

nhóm với tỷ lệ mặt đĩa 0.35,0.5,0.65,mỗi nhóm 5 chiếc.Đường kính

củ bằng 0.28D.Tỷ lệ bước thiết kế của mỗi nhóm là

0.4;0.5;0.8;1;1.2.Chiều dày cánh giống như seri trên,bằng 0.05.

• Seri trên được thử tại Thượng Hải,công bố trong tài liệu ’’ the bladed JD-CPP series,4th Lips Propeller Symposium,1979.

3-• Trường hợp xoay cánh quanh trục,các profil tại các mặt cắt

chuyển sang dạng chữ S làm cho đặc tính thủy động lực thay đổi đáng kể.Trong trường hợp này phải tiến hành động tác rời rạc hóa profil dựa vào thuyết “strip theory ’’, bằng cách phân profil hình chữ

S thành nhiều phân đoạn thẳng và tiến hành tính các đặc tính thủy động lực cho mỗi đoạn.Lực thủy động tính cho mỗi mặt cắt bằng tổng các lực thành phần tính theo cách vừa trình bày.

Tính toán kiểm tra chân vịt bước thay đổi:

• Kiểm tra đặc tính chân vịt cho chế độ chạy tự do tiến hành theo đúng các thủ tục dùng cho chân vịt bước cố định.Còn tính kiểm tra cho chế độ kéo,tại tốc độ kéo cho trước cần xác định lực kéo lớn nhất,mang những đặc trưng riêng,vì ứng với miỗ điểm của đường cong là một giá trị của tỷ lệ bước P/D,đảm bảo sử dụng đầy đủ công suất định mức của máy chính,tại vận tốc cố định đó

• Đường làm việc của chân vịt biến bước dạng thông dụng được biểu diễn trong hệ thống công suất-vận tốc tàu,giống như các dạng đồ thị vẫn dùng cho chân vịt

bước cố định

Lực đẩy chân vịt khi

máy làm việc theo chế

Vp

*

Công thức/kí hiệu Vs,gán(HL/h)

*

75

D n

P D

ρ π

P/D = f1(KQ,J), từ đồ thị 0.51 0.54 0.58 0.62

KT 0.177 0.16 0.145 0.13

T 9690 8760 7940 7120

Te- = T*(1-t),(kG) 8160 7380 6680 5990

Trong hệ tọa độ P~n thứ tự tính như sau,với ví

0.063 0.075 0.023 0.016 0.288 0.128 0.072 0.046 0.032 0.43 0.225 0.17 0.1 0.62 0.585 0.45 0.335 0.215 =f(Kt,J) từ đồ thị 0.458 0.272 0.181 0.107 0.661 0.624 0.48 0.357 0.229 P/D=f(Kt,J) từ đồ thị 0.475 0.33 0.265 0.245 1.27 0.735 0.5 0.38 0.305 P= 55.75 93.81 140 236.6 110 115.5 151 202.6 315.4

e V T

η = *

Đường sức kéo lớn nhất và tỷ lệ P/D

Từ đường đặc tính máy diesel, có thể nhận thấy: suất tiêu hao nhiên liệu cho máy là hàm số của

tần suất quay và công suất, theo hình vẽ:

Mặt khác từ đường đặc tính chân vịt biến bước có thể thấy tỉ lệ bước chân vịt trong quan

hệ với vận tốc tàu luôn là hàm tần suất quay,

hình vẽ:

Trong tài liệu đi kèm với chân vịt BB ở tàu thông thường còn có đồ thị nêu quan hệ giữa công suất và tần suất quay giúp chủ tàu tìm chế

độ làm việc ít nhiên liệu nhất Xác lập đường làm việc của chân vịt nhằm chọn chế độ khai thác có hiệu quả kinh tế nhất Trên đồ thị dạng này sẽ trình bày quan hệ giữa tỷ lệ bước P/D với vận tốc tàu trong điều

kiện n=const

Các bước thực hiện theo bảng sau:

Ký hiệu và công thức tính H1/D H2/D H3/D

J=V1(1-w)/nD V1 V2 V3 V1 V2 V3 V1 V2 V3 Kt=f(H/D,J)

T Te=T(1-t) V=f(Te=R) J=V(1-w)/nD Kq=f(H/D,J) Pe=

Chân vịt BB điều khiển bằng thủy lực:

Hệ trục chân vịt BB:

Bộ phận điều khiển bước xoắn cánh:

Hệ thống điều khiển:

Phân bố ứng suất trên cánh và hư

hỏng:

Tài liệu tham khảo:

• Trần Công Nghị:

– Sức cản vỏ tàu và thiết bị đẩy tàu

– Thiết kế hệ trục chân vịt

• SCP type

I Final Rule and Technical Development Document of Uniform National

Discharge Standards (UNDS),” published in April 1999.

• The Ship Power Supplier

• Rolls-Royce propellers

• MAN B&W Two-stroke Engines for Controllable Pitch Propeller (CPP) Plants and for Plants with Declutchable Propeller