Bài giảng khai thác hệ động lực tàu thủy chương 1 đặc tính của diesel tàu thủy và sự phối hợp công tác với chân vịt tàu thủy

CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY 2021 LÊ VĂN VANG CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.1 Đặc tính cơng tác diesel tàu thủy 1.1.1 Khái quát chung • Khai thác hệ động lực tàu thủy tiến hành điều kiện khác đa dạng đặc trưng yếu tố khai thác, theo thay đổi thông số công tác động hệ động lực tàu thủy • Để đánh giá chất lượng làm việc động chế độ khác nhau, người khai thác thường so sánh thông số thu chế độ khai thác cụ thể với thông số định mức động 2021 LÊ VĂN VANG CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CƠNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY • Đặc tính động hàm số biểu thị thay đổi thông số công tác chủ yếu động so với tiêu công tác khác • Đặc tính động dùng để đánh giá tính kinh tế, kỹ thuật, an tồn tin cậy qúa trình cơng tác động • Đặc tính Diesel tàu thủy thường chia thành loại sau: Đặc tính tốc độ; đặc tính phụ tải; đặc tính tổng hợp 2021 LÊ VĂN VANG CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CƠNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.1.2 Đặc tính tốc độ • Đặc tính biểu thị thay đổi thông số công tác động theo hàm tốc độ quay tốc độ tàu gọi đặc tính tốc độ 𝑁𝑒 = 𝑓 𝑛 𝑁𝑒 = 𝑓(𝑣) • Đặc tính tốc độ bao gồm dạng sau: đặc tính ngồi, đặc tính chân vịt đặc tính giới hạn 2021 LÊ VĂN VANG CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CƠNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.1.2.1 Đặc tính ngồi (gct= const) • Đặc tính ngồi đặc tính biểu thị mối quan hệ tiêu công tác động với số vịng quay lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình khơng thay đổi 𝑁𝑒 = 𝑓 𝑛 𝑀=𝑓 𝑛 𝑔𝑐𝑡 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 gct1=const Ne Me gct2=const gct1 gct3=const gct2 gct3 n nmin 2021 n nmax nmin LÊ VĂN VANG nmax CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY Đặc tính ngồi động thường có số trường hợp sau: • • • • • Đặc tính ngồi giới hạn(1) Đặc tính ngồi khai thác lớn nhất(2) Đặc tính ngồi định mức(3) Đặc tính ngồi khai thác(4) Đặc tính phận(5) Ne Ne 1.Đường lý thuyết Đường thực tế nmin 2021 nmax nmin n LÊ VĂN VANG nmax n CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.1.2.2 Đặc tính chân vịt • Đặc tính chân vịt đặc tính biểu thị mối quan hệ tiêu công tác động với số vịng quay động làm việc với chân vịt • Trong trường hợp này, động làm việc với thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình đáp ứng với tải bên ngồi • Giả thiết cơng suất động phát truyền hết cho chân vịt mối quan hệ mơ men hay cơng suất với số vịng quay có quan hệ sau: 𝑀𝑒 = 𝐶 ′ 𝑛 𝑥−1 𝑁𝑒 = 𝐶 𝑛 𝑥 - 𝑥 = 2,5 ÷ 3,2: 𝑙à ℎệ 𝑠ố 𝑚ũ 𝑝ℎụ 𝑡ℎ𝑢ộ𝑐 𝑣à𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑡à𝑢 𝑣à ℎệ độ𝑛𝑔 𝑙ự𝑐 - 𝐶, 𝐶 ′ : 𝑙à ℎệ 𝑠ố 𝑝ℎụ 𝑡ℎ𝑢ộ𝑐 𝑣à𝑜 𝑐ℎâ𝑛𝑣ị𝑡, 𝑣ỏ 𝑡à𝑢 𝑣à đ𝑖ề𝑢 𝑘𝑖ệ𝑛 𝑘ℎ𝑎𝑖 𝑡ℎá𝑐 2021 LÊ VĂN VANG CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CƠNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY • Muốn có mối quan hệ trên, tốc độ quay thay đổi cần phải thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình Khi điều kiện khai thác thay đổi C1 Ne (a) 2021 C2 C3 Ne (b) n LÊ VĂN VANG n CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CƠNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY • • • • 2021 1.1.2.3 Đặc tính giới hạn Trong đặc tính đặc trưng thông số công tác cho phép động làmviệc chế độ lâu dài mà không vượt giá trị định mức ứng với chế độ đươc gọi đặc tính giới hạn Đặc tính giới hạn đặt giới hạn cho phép chế độ khai thác đảm bảo làm việc tin cậy, khơng q tải động Đặc tính giới hạn nhà máy chế tạo quy định, dùng để kiểm tra chế độ làm việc động Các đường đặc tính giới hạn thường gặp khai thác: đặc tính giới hạn theo áp suất thị có ích bình qn; cơng suất, mơ men, vịng quay, nhiệt độ khí xả, hệ số dư lượng khơng khí, áp suất cháy lớn nhất, phụ tải chân vịt … LÊ VĂN VANG CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY Engine shaft porwer, % A 110 100 Đặc tính giới hạn A 100% referance point M Specified engine MCR O Optimising point A=M 90 80 mep 110% 70 10 100% 90% 60 80% 50 70% 60% 40 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 Engine speed, % A Line 1: Propeller curve through optimising point (O) – layout curve for engine Line 2: Heavy propeller curve – fouled hull and heavy seas Line 3: Speed limit Line 4: Torque/speed limit Line 5: Mean effective pressure limit Line 6: Light propeller curve – clean hull and calm weather – layout curve for propeller Line 7: Power limit for continuous running Line 8: Overload limit Line 9: Sea trial speed limit Line 10: Constant mean effective pressure (mep) lines 2021 LÊ VĂN VANG 10 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CƠNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.1.3 Đặc tính tải • Sự phụ thuộc tiêu động vào phụ tải (𝑁𝑒 , 𝑀𝑒 𝑃𝑒 ) số vịng quay khơng đổi (𝑛 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡) gọi đặc tính tải • Thường sử dụng cho động Diesel lai máy phát, máy bơm, máy nén truyền động điện lai chân vịt • Trong thực tế khai thác, động làm việc theo đặc tính phụ tải vịng quay sử dụng vòng quay định mức 𝑛𝑘𝑡 = 𝑛đ𝑚 2021 LÊ VĂN VANG 11 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY • Quy luật thay đổi đặc tính phụ tải cho phép đánh giá tính kinh tế, đặc điểm làm việc động cơ, thay đổi thông số công tác từ chế độ không tải (𝑃𝑒 = 0) đến chế độ định mức (𝑃𝑒 = 𝑃𝑒đ𝑚 ) • Các chế độ đặc trưng gồm chế độ không tải; chế độ 100% tải chế độ kinh tế N Ni Ne gct gi ge ƞm ƞi Pmax Pmax gct ᾳ ge Nm gi Pe 2021 LÊ VĂN VANG Ne 12 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CƠNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.1.4 Đặc tính tổng hợp • Đặc tính tổng hợp cịn gọi đặc tính nhiều thơng số đường đặc tính liên hợp • Đặc tính tổng hợp biểu thị tập hợp tổng hợp đặc tính chế độ cơng tác (chế độ tốc độ phụ tải) với số vịng quay động • Thơng thường đặc tính tổng hợp xây dựng phịng thí nghiệm Diesel bệ thử tàu xuất xưởng 2021 LÊ VĂN VANG 13 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY Đặc tính tổng hợp 2021 LÊ VĂN VANG 14 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY r/min 100 90 Engine speed 20 70 18 16 MEP bar 80 14 bar(abs) Mean effective pressure 150 12 130 Maximum pressure Đặc tính liên hợp 120 Cyl Pressure 140 110 bar(abs) Compression pressure 90 P scav 100 deg C 400 Exhaust gas temperature inlet to turbocharger 350 400 Exhaust gas temperature outlet from turbocharger Exh Gas Temp 450 Scavenge air pressure 250 g/kWh 170 Specific fuel oil consumption SFOC 180 160 150 2021 50% 75% 100% Load 1555 2333 3110 kW/cyl LÊ VĂN VANG 15 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY TÀI LIỆU THAM KHẢO • Sinh viên download giảng chi tiết học phần tài liệu tham khảo để sử dụng cho tồn khóa học trang dạy học trực tuyến nhà trường (www.course.ut.edu.vn) • Hàng tuần có tài liệu tham khảo bổ sung phù hợp với nội dung học • Tham khảo website: - http//www.man.com - http//www.wartsila.com - …… 2021 LÊ VĂN VANG 16 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY Bài tập-thảo luận tuần A PHÂN NHÓM HỌC TẬP (theo suốt kết thúc học phần) • Nhóm 1: • Nhóm 2: • Nhóm 3: • Nhóm 4: • Nhóm 5: • Nhóm 6: B NỘI DUNG I CÁ NHÂN TỪNG SINH VIÊN (làm ngắn gọn gửi trước 16/9/2021) Nêu hiểu biết đặc tính động gì, chế độ làm việc động Các loại đặc tính làm việc động cơ, ứng dụng khai thác hệ động lực 2021 LÊ VĂN VANG 17 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY II BÀI THEO NHĨM (nhóm thảo luận online, nhóm trưởng gửi báo cáo trước 16/9/2021, lớp trưởng theo dõi chung) Chọn đặc tính hãng chế tạo động cơ, tìm giải thích đặc điểm đặc trưng • Nhóm 1: MAN • Nhóm 2: MITSUBISHI • Nhóm 3: WARTSILA • Nhóm 4: MAK (CAT) • Nhóm 5: YANMAR • Nhóm 6: CUMMINS 2021 LÊ VĂN VANG 18 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA DIESEL TÀU THỦY VÀ SỰ PHỐI HỢP CÔNG TÁC VỚI CHÂN VỊT TÀU THỦY THANK YOU ! 2021 LÊ VĂN VANG 19