Tài Liệu Nghiên Cứu Sự Thay Đổi Các Thông Số Công Tác Của Động Cơ Mitsubishi.pdf

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC GIAO THOÂNG VAÄN TAÛI TP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM oOo ĐẶNG NGUYÊN ĐĂNG NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ CÔNG TÁC CỦA Đ[.]

1 of 98 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM - oOo ĐẶNG NGUYÊN ĐĂNG NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ MITSUBISHI 6UEC37LA LẮP TRÊN TÀU APOLLO PACIFIC KHI THAY ĐỔI BƯỚC CHÂN VỊT LUẬN ÁN THẠC SỸ KỸ THUẬT TP HCM 9-2018 TỜ ĐẦU IN CHỮ NHŨ luận văn xóa giúp e Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chun ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM - oOo ĐẶNG NGUYÊN ĐĂNG NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ MITSUBISHI 6UEC37LA LẮP TRÊN TÀU APOLLO PACIFIC KHI THAY ĐỔI BƯỚC CHÂN VỊT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 60520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LÊ VĂN VANG TP.HCM – 09.2018 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 LUẬN VĂN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Lê Văn Vang Cán chấm nhận xét : TS Bùi Hồng Dương Cán chấm nhận xét : TS Nguyễn Sơn Trà Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Giao thông vận tải Tp HCM ngày 28 tháng 09 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Lê Hữu Sơn PGS - TS Bùi Hồng Dương TS Nguyễn Sơn Trà PGS - TS Bùi Xuân Lâm TS Nguyễn Duy Trinh Chủ tịch Hội đồng; Ủy viên, phản biện; Ủy viên, phản biện; Ủy viên Ủy viên, thư ký; Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÁY TÀU THỦY PGS.TS Lê Hữu Sơn TS Lê Văn Vang Trang sau trang phụ bìa, in sau bảo vệ luận văn xóa giúp e Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Lê Văn Vang Các kết nghiên cứu nêu luận án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn ĐẶNG NGUYÊN ĐĂNG Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy hướng dẫn TS Lê Văn Vang, người tận tình hướng dẫn phương pháp nội dung nghiên cứu trình thực luận văn Nhân dịp này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Khoa Máy tàu thủy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trình học tập Trường Đại học Giao thông Vận tải Tp Hồ Chí Minh q trình làm luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến tất người thân, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tác giả qúa trình học tập trình làm luận văn Do thời gian có hạn, kiến thức kinh nghiệm khoa học cịn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi có thiếu sót Rất mong nhận góp ý thầy cô, chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp để luận án hoàn thiện tốt Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 Mục lục MỞ ĐẦU Tính thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Mục đích ý nghĩa khoa học đề tài Tình hình nghiên cứu ngồi nước Bố cục đề tài Chương SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC GIỮA ĐỘNG CƠ VÀ CHÂN VỊT TÀU THỦY 10 1.1 Sức cản tàu thủy 10 1.1.1 Các loại tàu thủy 10 1.1.2 Vỏ tàu sức cản vỏ tàu 10 1.1.3 Chân vịt tàu thủy 13 1.2 Đặc tính cơng tác động diesel lai chân vịt tàu thủy 14 1.2.1 Đặc tính ngồi 15 1.2.2 Đặc tính chân vịt 16 1.2.3 Đặc tính giới hạn 17 1.3 Phương pháp xây dựng đặc tính cơng tác diesel tàu thủy 18 1.3.1 Xây dựng đồ thị đặc tính động diesel lai chân vịt định bước 18 1.3.2 Phương pháp xác định thông số động lai chân vịt biến bước 20 1.4 Sự phối hợp làm việc động cơ, chân vịt vỏ tàu 22 1.4.1 Sự phối hợp công tác động chân vịt định bước 22 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 1.4.2 Sự phối hợp công tác động chân vịt biến bước 25 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phối hợp công tác động cơ, chân vịt vỏ tàu 26 Chương PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SỰ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ MITSUBISHI 6UEC37LA KHI LAI CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC 35 2.1 Cơ sở đánh giá chế độ khai thác hệ động lực tàu thủy 35 2.2.1 Các thông số đánh giá lượng, kinh tế 35 2.2.2 Các thông số đánh giá ứng suất 37 2.2.3 Các thông số đánh giá ứng suất nhiệt 38 2.2.4 Các thông số đánh giá tiêu môi trường 39 2.2 Đặc điểm động diesel Mitsubishi 6UEC37LA 40 2.1.1 Thông số kỹ thuật động 40 2.1.2 Các thông số áp suất nhiệt độ 41 2.1.3 Phương pháp xác định công suất động Mitsubishi 6UEC37LA 42 2.3 Đặc điểm hệ thống điều khiển bước chân vịt 47 2.2.1 Thông số kỹ thuật chân vịt biến bước 48 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý chân vịt biến bước 48 2.2.3 Các chi tiết chân vịt biến bước 50 2.2.4 Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước 51 Chương SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ MITSUBISHI 6UEC37LA KHI THAY ĐỔI BƯỚC CHÂN VỊT 53 3.1 Điều kiện làm việc tối ưu động Mitsubishi 6UEC37LA 53 3.1.1 Khả phát cơng suất máy tàu thủy qua thời gian khai thác 53 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 3.1.2 Vùng làm việc động 6UEC37LA 54 3.2 Phân tích thông số động 6UEC37LA thay đổi bước chân vịt 55 3.2.1 Lựa chọn thông số đánh giá chế độ làm việc máy 57 3.2.2 Kết thực nghiệm 58 3.3 Mô hoạt động hệ thống 61 3.3.1 Giới thiệu phần mềm Matlab 61 3.3.2 Nội dung phần mềm matlab 61 3.3.3 Lập chương trình tính tốn xác định vùng làm việc động thay đổi bước chân vịt 63 3.4 Các giải pháp để khai thác động diesel lai chân vịt biến bước cách hiệu an toàn 65 3.4.1 Giải pháp trình trạng kỹ thuật 65 3.4.2 Giải pháp vận hành, khai thác 65 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 66 Kết luận 66 Hướng phát triển 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T of 98 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Các loại chân vịt tàu thủy 14 Hình 1.2 Các đường đặc tính động 15 Hình 1.3 Đặc tính chân vịt động lai chân vịt 17 Hình 1.4 Đặc tính động diesel tàu thủy 18 Hình 1.5 Đặc tính động lai chân vịt biến bước 21 Hình 1.6 Đặc tính động lai chân vịt định bước 23 Hình 1.7 Phối hợp động chân vịt điều kiện khai thác thay đổi 24 Hình 1.8 Đặc tính động trang bị điều tốc nhiều chế độ 24 Hình 1.9 Khả điều động chân vịt biến bước 26 Hình 1.10 Khả điều động tàu chân vịt định bước 26 Hình 1.11 Biểu đồ prơfin vỏ bao thân tàu 29 Hình 1.12 Sự phụ thuộc hệ số cản ma sát vào độ nhám tương đối 32 Hình 1.13 Lượng thay đổi tương đối chiều cao đỉnh nhám 33 Hình 1.14 Lượng tăng hệ số cản ma sát CF 33 Hình 1.15 Lượng tổn thất tốc độ tàu dầu hà bám 33 Hình 2.1 Biểu đồ hệ số mô men- bơm cao áp UEC37LA 44 Hình 2.2 Biểu đồ hệ số mômen K – báo tải LI 46 Hình 2.3 Biểu đồ hiệu chỉnh nhiên liệu 47 Hình 2.4 Sơ đồ chân vịt biến bước 49 Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống điều khiển chân vịt biến bước 51 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 10 of 98 Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển chân vịt biến bước 52 Hình 3.1 Suy giảm tình trạng kỹ thuật máy 53 Hình 3.2 Vùng làm việc động 6UEC37LA 55 Hình 3.3 Các thơng số động vịng quay 202 vịng/phút 60 Hình 3.4 Kết mô 65 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 57 of 98 độ quay n1 Tuy nhiên, tốc độ quay n1 số thực máy hb mà lại (điểm B1) Như vậy, phần công suất máy bị suy giảm N Lượng nhiên liệu tương ứng với độ chênh lệch hb (tại tốc độ quay n1) xem tổn thất tăng tiêu thụ nhiên liệu Suy giảm tự nhiên công suất thường gắn với yếu tố mài mòn tự nhiên chi tiết, thiết bị chưa vượt giới hạn thay Khi đó, yếu tố thời điểm (như thời điểm phun nhiên liệu, đóng mở xu páp, ), trao đổi nhiệt, dòng lưu động, ma sát giới, sai lệch Mức độ suy giảm tự nhiên thấy rõ sau thời gian khai thác động từ đến 10 năm Khai thác động tình trạng thường gắn với hiệu suất sử dụng nhiên liệu thấp Sự suy giảm công suất động theo thời gian làm việc tồn tác động với mức độ lớn tất động Người thiết kế khai thác đặc biệí quan tâm đến khoảng thời gian gây xuống cấp mức độ xuống cấp động Liên quan đến vấn đề này, nghiên cứu thiết kế khai thác kỹ thuật thường tập trung vào mục đích kéo dài thời gian khai thác giảm thiểu mức độ suy giảm công suất động 3.1.2 Vùng làm việc động 6UEC37LA Từ hình 3.2 ta nhận thấy phạm vi cơng tác động lựa chọn điểm M có cơng suất vịng quay lớn động xem điểm công tác tối ưu hệ động lực trình khai thác Tuy nhiên điểm có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ (hiệu suất công tác lớn nhất) ứng với động điểm tương ứng có cơng suất khai thác động khoảng từ 70 đến 80% công suất M 54 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 58 of 98 100 M 95 Công suất động (%) 90 85 80 75 B 70 A C 65 60 55 50 70 75 80 85 90 95 Tốc độ động (%) 100 104 108 Hình 3.2 Vùng làm việc động 6UEC37LA Vùng A: Động làm việc mà khơng có giới hạn Vùng B: Động làm việc vùng không 12 làm việc liên tục Công suất vòng quay động giám sát Vùng C: Động làm việc trường hợp thử tàu 3.2 Phân tích thơng số động 6UEC37LA thay đổi bước chân vịt Quan hệ công suất cần thiết tốc độ quay tương ứng chân vịt dựa việc tính tốn lý thuyết xác định sức cản thủy động tàu chở đầy hàng thường vào kết thử thực nghiệm mơ hình thử đồng dạng Cả hai phép tính dựa giả thuyết điều kiện khai thác: vỏ tàu sạch, nhẵn; tàu chở đầy hàng; khai thác vùng biển rộng đủ độ sâu điều kiện thời tiết yên sóng gió 55 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 59 of 98 Chân vịt thiết bị đẩy tiêu thụ công suất động Khi công suất truyền trực tiếp vào trục chân vịt phối hợp làm việc chân vịt với động xác định vòng quay trục chân vịt, mô men xoắn động mô men cản quay chân vịt (mơmen chân vịt) có lưu ý đến lượng tổn thất ma sát đường trục Mơ men chân vịt tìm theo cơng thức: QB = KQ  n2 D5 đó: KQ  hàm bước tiến tương đối tỷ số bước kết cấu KQ = KQ(J, P/D) Đối với tàu vận tải biển, tốc độ tàu chế độ khai thác phụ thuộc tuyến tính vào vịng quay chân vịt: v = const n Công suất chân vịt tiêu thụ tỷ lệ bậc ba với vòng quay PD = 2 n QB = 2 KQ  D5 n3 = c.n3 Mối quan hệ công suất chân vịt tiêu thụ với vịng quay gọi đặc tính chân vịt Mơ men xoắn động viết: Qđ = K’Q  n2 D5 Trong trường hợp Qđ = const hệ số K’Q hàm vòng quay: KQ’ = KQ’(n) Điều kiện Q B = Qđ dẫn đến KQ = K’Q Nhưng chân vịt cho KQ = KQ(J) K’Q = K’Q(n) nên lực cản tàu thay đổi vòng quay động khơng đổi điều kiện cân hệ số bị vi phạm, phối hợp làm việc chân vịt động không nhịp nhàng Để phân tích 56 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 60 of 98 toàn diện phối hợp làm việc ta xét đặc tính vận hành động đốt dùng phổ biến tàu Trong trình khai thác lực cản tàu không ngừng tăng lên, chân vịt nặng tải, vòng quay tụt xuống, tốc độ tàu ln ln thấp tốc độ tính tốn giảm dần theo thời gian Việc tăng tải chân vịt dẫn đến việc mài mòn động cơ, tiêu hao thêm chất đốt ảnh hưởng xấu tới tiêu khai thác kinh tế thương mại tàu 3.2.1 Lựa chọn thông số đánh giá chế độ làm việc máy Các thơng số đánh giá chế độ làm việc máy nhiệt độ khí xả, áp suất cuối kỳ nén pc, áp suất cháy lớn pz, nhiên liệu suất tiêu hao nhiên liệu Trong cụ thể sau: - Nhiệt độ khí xả: Sai khác thơng số nhiệt độ khí xả xác định xi lanh động tình trạng kỹ thuật vịi phun, bơm cao áp, thời điểm phun, bề mặt cam, số Có thể hiệu chỉnh sai số đến mức thấp trình hiệu chỉnh động cân công suất xi lanh - Áp suất cuối kỳ nén Pc: Sai khác thông số pc xác định xi lanh động đánh giá tình trạng nhóm sơ mi xi lanh, xéc măng xu páp Có thể khắc phục sai số đến mức thấp trình bảo dưỡng, sửa chữa xi lanh - Áp suất cháy lớn Pz: Sai khác thông số pz xác định xi lanh động đánh giá trình trạng kỹ thuật vịi phun, bơm cao áp, thời điểm phun, bề mặt cam, số Có thể hiệu chỉnh sai số đến mức thấp trình hiệu chỉnh động cân công suất xi lanh - Chỉ số nhiên liệu: Mối quan hệ số răng, mức tải (load) tốc độ quay động có ý nghĩa quan trọng việc xác định mức độ cân công suất máy với chân vịt - vỏ tàu 57 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 61 of 98 3.2.2 Kết thực nghiệm Từ kết tính tốn thực nghiệm thực tế tàu Apollo Pacific hành trình đầy tải chuyến Dung Quất – Sài Gịn, vòng quay khác ta thu kết sau: 3.2.2.1 Tại vịng quay máy 170 vịng/phút, bước chân vịt θ = 17 Thời gian thực 30 phút, thơng số máy thu sau: Xylanh số Nhiệt độ khí xả (0C) 250 255 253 260 255 258 Áp suất cuối kỳ nén Pc (kgf/cm2) 40 42 42 40 38 40 Áp suất cháy lớn Pz (kgf/cm2) 80 82 78 82 80 80 Tại vòng quay 170 vòng/phút, nhiệt độ khí xả máy dao động từ 250 – 2600C Do vòng quay thấp nên chưa đánh giá tình trạng động Chỉ số nhiên liệu: 23 Mức tiêu thụ nhiên liệu 30 phút là: 115 kg tương đương 5,520 tấn/ngày 3.2.2.2 Tại vịng quay máy 190 vịng/phút, bước chân vịt θ = 17 Thời gian thực 30 phút, thông số máy thu sau: Xylanh số Nhiệt độ khí xả (0C) 285 285 290 287 290 288 90 92 88 92 90 90 Áp suất cuối kỳ nén Pc (kgf/cm2) Áp suất cháy lớn Pz (kgf/cm2) Máy làm việc vòng quay 190 vòng/phút, bước tiến θ = 17, thơng số nhiệt độ khí xả dao động từ 285 – 2900C Các thông số nằm giới hạn cho phép Chỉ số nhiên liệu: 25 58 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 62 of 98 Lượng tiêu thụ nhiên liệu 30 phút 126 kg, tương đương 6.05 tấn/ngày 3.2.2.3 Tại vòng quay máy 202 vịng/phút, bước chân vịt θ = 17 Thời gian thực 30 phút, thông số máy thu sau: Xylanh số Nhiệt độ khí xả (0C) 300 310 305 300 305 300 98 98 100 99 98 97 Áp suất cuối kỳ nén Pc (kgf/cm2) Áp suất cháy lớn Pz (kgf/cm2) Máy làm việc vịng quay 202 vịng/phút, bước tiến θ = 17, thơng số nhiệt độ khí xả dao động từ 300 – 3100C Các thông số nằm giới hạn cho phép Chỉ số nhiên liệu: 28 Lượng tiêu thụ nhiên liệu 30 phút 180 kg, tương đương 8.64 tấn/ngày Từ kết thực nghiệm thực tế tàu Apollo Pacific hành trình đầy tải chuyến Dung Quất – Sài Gòn, ta lập bảng số liệu sau: Tốc độ máy 170 [v/p] 180 [v/p] Bước CV 190 [v/p] 200 [v/p] 202 [v/p] Tốc độ tàu [hải lý/giờ] θ=0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 θ = 12 7.0 7.8 8.3 8.7 8.8 θ = 14 8.7 9.2 9.7 10.2 10.3 θ = 16 9.0 10.5 11.0 10.7 12.2 θ = 17 10.5 11.1 11.8 12.4 12.5 θ = 18 11.1 11.8 12.5 12.2 12.7 59 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 63 of 98 Điều kiện làm việc: - Hành trình: DQ - SG - Tàu đầy tải: 4,18 mét 3000 Công suất động (PS) 4000 2000 1000 Vòng quay chân vịt (vòng/phút) 160 Hình 3.3 170 180 190 200 210 220 Các thơng số động vịng quay 202 vịng/phút Sự thay đổi thơng số làm việc thu phù hợp với đặc tính mẫu tàu thử đường dài (sea trial) Đồng thời đồ thị xây dựng làm tài liệu sử dụng để xác định điểm phối hợp làm việc động chân vịt vùng làm việc ổn định động thay đổi bước chân vịt tốc độ khai thác tàu khác Trên sở kết này, người vận hành khai thác sử dụng làm sở để đánh giá phối hợp làm làm việc động diesel lai chân vịt biến bước tàu Từ có 60 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chun ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 64 of 98 thể điều chỉnh, lựa chọn chế độ làm việc động phù hợp với điều kiện khai thác để hệ động lực diesel tàu làm việc với hiệu cao 3.3 Mô hoạt động hệ thống 3.3.1 Giới thiệu phần mềm Matlab Matlab có nguồn gốc từ chữ matrix laboratory, ngơn ngữ máy tính dùng để tính tốn kỹ thuật Ban đầu Matlab lập để giải phép tính ma trận, điều khiến cho Matlab ứng dụng lớn nhiều ngành kỹ thuật khác so với ngơn ngữ lập trình khác tính tốn số vơ hướng Matlab kết hợp tính tốn với lập trình đồ họa mơi trường phát triển tương tác, thời gian lập trình phần nhỏ so với thời gian lập trình ngơn ngữ khác nhờ vào hàm số có sẵn Matlab sản phẩm công ty The Mathworks Inc với địa www.mathworks.com sử dụng Matlap phải có quyền Tuy nhiên, có nhiều hàm Matlap viết người sử dụng phổ biến miễn phí mạng giúp cho Matlap ngày phong phú 3.3.2 Nội dung phần mềm matlab Môi trường phát triển: gồm công cụ tiện nghi giúp viết chương trình, sử dụng hàm Matlab file Thư viện hàm toán học matlab: bao gồm từ hàm sơ cấp tính tổng, sin, tính số phức hàm phức tạp hàm Bessel, nghịch đảo ma trận, tính trị riêng, biến đổi Fourier nhanh… Ngôn ngữ Matlab: gồm lệnh cấp cao xử lý mảng/ ma trận, lệnh rẽ nhánh, lập vòng, xuất nhập, cấu trúc liệu, lập trình hướng đối tượng… 61 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chun ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 65 of 98 Xử lý đồ họa: dùng lệnh cấp cao để thị liệu dạng đồ họa chiều chiều, hoạt hình, xử lý anh Cho phép người dung viết chương trình giao diện đồ họa người dung GUI Thư viện API Matlab: cho phép viết chương trình C Fortran liên kết với Matlab Chương trình Matlab gọi chương trình viết ngơn ngữ khác gọi hàm thư viện liên kết động tạo công cụ Matlab Các hộp dụng cụ: hộp dụng cụ tập hợp hàm Matlab viết sẵn để giải vấn đề thuộc chun ngành Ví dụ xử lý tín hiệu, xử lý ảnh, điều khiển, logic mờ, mạng nơ rôn, robot… Nhờ toolbox mà lĩnh vực áp dụng Matlab rộng, bao gồm ngành kỹ thuật điện – điện tử, điều khiển tự động, viễn thong, khí động lực… Các toolbox Matlab ngày bổ sung theo phát triển khoa học kỹ thuật Nhiều Toolbox quan nghiên cứu, trường đại học viết riêng bổ sung vào toolbox hãng Bên cạnh khả tính tốn mạnh, Matlab cịn liên kết với ngơn ngữ lập trình khác Visual Basic, Visual C, Delphi, Labview… giao tiếp thời gian thực với thiết bị ngoại vi máy tính thông qua cổng song song, cổng nối trực tiếp hay card ISA, PCI Ngồi người dùng cịn viết chương trình M-file tạo cửa sổ tính tốn để nhập liệu dùng tính tốn chung cho nhiều tốn kỹ thuật có đích đến có thơng số ban đầu khác Và ta lưu lại chương trình tính tạo thành thư viện cho người sử dụng sau tham khảo lại để tính tốn mà khơng cần thiết phải viết lại chương trình tính, thay đổi cho phù hợp 62 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 66 of 98 3.3.3 Lập chương trình tính tốn xác định vùng làm việc động thay đổi bước chân vịt 3.3.3.1 Lựa chọn phần tử cho mơ hình Mơi trường phát triển: gồm công cụ tiện nghi giúp viết chương trình, sử dụng hàm Matlab file Thư viện hàm toán học matlab: bao gồm từ hàm sơ cấp tính tổng, sin, tính số phức hàm phức tạp hàm Bessel, nghịch đảo ma trận, tính trị riêng, biến đổi Fourier nhanh… Ngôn ngữ Matlab: gồm lệnh cấp cao xử lý mảng/ ma trận, lệnh rẽ nhánh, lập vịng, xuất nhập, cấu trúc liệu, lập trình hướng đối tượng… Xử lý đồ họa: dùng lệnh cấp cao để thị liệu dạng đồ họa chiều chiều, hoạt hình, xử lý anh Cho phép người dung viết chương trình giao diện đồ họa người dung GUI Thư viện API Matlab: cho phép viết chương trình C Fortran liên kết với Matlab Chương trình Matlab gọi chương trình viết ngơn ngữ khác gọi hàm thư viện liên kết động tạo công cụ Matlab Các hộp dụng cụ: hộp dụng cụ tập hợp hàm Matlab viết sẵn để giải vấn đề thuộc chun ngành Ví dụ xử lý tín hiệu, xử lý ảnh, điều khiển, logic mờ, mạng nơ rôn, robot… Nhờ toolbox mà lĩnh vực áp dụng Matlab rộng, bao gồm ngành kỹ thuật điện – điện tử, điều khiển tự động, viễn thong, khí động lực… Các toolbox Matlab ngày bổ sung theo phát triển khoa học kỹ thuật Nhiều Toolbox quan nghiên cứu, trường đại học viết riêng bổ sung 63 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 67 of 98 vào toolbox hãng Bên cạnh khả tính tốn mạnh, Matlab cịn liên kết với ngơn ngữ lập trình khác Visual Basic, Visual C, Delphi, Labview… giao tiếp thời gian thực với thiết bị ngoại vi máy tính thơng qua cổng song song, cổng nối trực tiếp hay card ISA, PCI Ngồi người dùng cịn viết chương trình M-file tạo cửa sổ tính tốn để nhập liệu dùng tính tốn chung cho nhiều tốn kỹ thuật có đích đến có thơng số ban đầu khác Và ta lưu lại chương trình tính tạo thành thư viện cho người sử dụng sau tham khảo lại để tính tốn mà khơng cần thiết phải viết lại chương trình tính, thay đổi cho phù hợp 3.3.3.2 Xây dựng thuật toán Thực việc kết nối phần tử phần tử mơ hình thực việc chọn biểu tượng Toolbars kết hợp với Matlab simulink tính tốn với sơ đồ thuật tốn sau: Cơng thức cơng suất động theo tốc độ tàu xác định sau: PE = R T V Trong đó: CF ρ V AS 0,9 ρkk V AA RT = RF + RA = + 2 V2 (C ρ AS + 0,9 ρkk AA ) RT = F Vậy công suất động xác định: V3 (C ρ AS + 0,9 ρkk AA ) PE = F Thay số liệu vào sau thu kết thu sau: 64 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 68 of 98 Hình 3.4 3.4 Kết mô Các giải pháp để khai thác động diesel lai chân vịt biến bước cách hiệu an toàn 3.4.1 Giải pháp trình trạng kỹ thuật - Duy trì tình trạng kỹ thuật động hệ thống chân vịt biến bước: thường xuyên bảo dưỡng theo yêu cầu nhà sản xuất - Thay chi tiết cho động phải yêu cầu kỹ thuật 3.4.2 Giải pháp vận hành, khai thác - Khai thác động vùng làm việc kinh tế, tránh ứng suất nhiệt, ứng suất - Hệ thống thủy lực sạch, tránh xung áp suất đột ngột, nước làm mát hệ thống - Thường xuyên kiểm tra thông số làm việc động để can thiệp kịp thời thông số động thay đổi bất thường Duy trì cơng suất xylanh 65 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chun ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 69 of 98 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Đề tài phân tích, xây dựng sở tính tốn, xác định thơng số làm việc động 6UEC37LA thay đổi bước chân vịt Trên sở phân tích trên, để giúp cho người khai thác có cách điều chỉnh chế độ cơng tác động máy cho phù hợp tàu hoạt động vùng có khí hậu thay đổi, để khai thác động diesel tàu thủy với hiệu suất cao Kết đề tài sử dụng làm sở để đánh giá hiệu làm việc động diesel lai chân vịt biến bước Bên cạnh đó, luận văn sử dụng phần mềm Matlab để tính tốn xây dựng mơ hình Từ mơ hình, tác giả tính tốn mơ lại q trình hoạt động hệ thống chân vịt biến bước động lai chân vịt, qua đưa thơng số hoạt động cho hệ thống phù hợp với yêu cầu khai thác Hướng phát triển Nghiên cứu ứng dụng công nghệ, phương tiện đại nhằm nâng cao trình độ, tìm hiểu kỹ để ứng dụng cơng tác khai thác bảo trì động lai chân vịt biến bước 66 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 70 of 98 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Trung Cương, PGS.TS Lương Công Nhớ (2010), Động Diesel tàu thủy, Nhà xuất Giao thông vận tải [2] TS Bùi Hồng Dương (2010), Bài giảng điều khiển tự động 1, Nhà xuất GTVT TP Hồ Chí Minh [3] TS Bùi Hồng Dương (2010), Bài giảng điều khiển tự động 2, Nhà xuất GTVT TP Hồ Chí Minh [4] TS Bùi Hồng Dương (2013), Giáo trình máy phụ tàu thủy [5] Lê Văn Tiến Dũng (2011), Điều khiển khí nén thủy lực, Trường Đại học kỹ thuật công nghệ TP.HCM [6] Phan Thanh Hải, Đặng Văn Uy (2005), Cơ sở lý thuyết tự động điều chỉnh điều khiển, Trường Đại học Hàng Hải [7] Phạm Thượng Hàn, Lê Văn Doanh (2007), Các cảm biến kỹ thuật đo lường điều khiển, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [8] Phạm Văn Khảo (2007), Truyền động tự động khí nén, Nxb Khoa học kỹ thuật [9] TS Lê Viết Lượng (2000), Lý thuyết động Diesel, Nhà xuất giáo dục [10] Trần Hữu Nghị (1990), Xác định công suất động diesel tàu thủy, Nhà xuất Giao thông vận tải [11] PGS TS Lê Xuân Ôn (1992), Cơ sở lý thuyết tự động điều chỉnh, Nhà xuất Đại học Hàng hải Việt Nam [12] Nguyễn Trọng Thuần (2000), Điều khiển logic ứng dụng, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 67 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Cơng ngh thơng tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T 71 of 98 [13] Đặng Văn Uy (2004), Hệ thống tự động hệ động lực tàu thủy, Trường Đại học Hàng Hải [14] Ts Lê Văn Vang (2012), Bài giảng động diesel tàu thủy 1,2 [15] Ts Lê Văn Vang (2012), Bài giảng khai thác hệ động lực tàu thủy [16] Dr D Kostic (2009), Modeling and Control of a Controllable Pitch Propeller [17] Akasaka – Mitsubishi, Instruction Manual Engine 6UEC37LA [18] HHI-Sulzer, Main engine remote control system [19] Man Diesel&Turbo, Basic Principles os ship propulsion 68 Tng hp án, khóa lun, tiu lun, chuyên lun tt nghip i hc v chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123doc, T