thiết kế môn học môn thiết bị tàu

thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :1 Thit k mụn hc mụn - thit b tu -o0o I.Cỏc thụng s chớnh ca tu Thit k bỏnh lỏi tu hng 11500 tn chy bin khụng hn ch vi cỏc thụng s chớnh sau * Vn tc tu vS = 13 hl/h * Chiu dI tu L = 126 m * Chiu rng tu B = 22 m * Chiu cao mn H = 10,5 m * Chiu chỡm thit k T = 7,6 m * Cỏc h s bộo # H s bộo chung d = 0,7 # H s bộo sn gia b = 0,982 # H s bộo ng nc a = 0,81 II.Tớnh toỏn sc cn v ng kớnh chong chúng Ta xột cỏc c trng ca tu B 22 = 2,9 * = T 7,6 L 126 = 5,7 * = B 22 * d = 0,7 Vy ta ỏp dng phng phỏp Papmiel tớnh sc cn tu Cụng sut kộo ca tu c xỏc nh bng cụng thc D v S3 EPS = L C0 Trong ú * D = rdLBT = 1,025.0,7.126.22.7,6 = 15116 ,tn l trng lng tu * L = 126 ,m l chiu di tu * C0 l h s tớnh theo cụng thc C11 C0 = x1 Trong ú B 22 0,7 = 1,2 l h s c trng v hỡnh dỏng thõn tu * y1 = 10 = 10 L 126 * l1 = vỡ L > 100 m * x1 = l h s k n nh hng ca phn nhụ thõn tu ph thuc vo s ng trc * C1 l h s ph thuc vo y1 v tc tng i v1 = v s = 0,098vs L H s ny c cho th Thay s vo ta c cụng thc tớnh cụng sut kộo ca tu v S3 EPS = 120 C0 GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :2 vi C0 = 0,905C1 Cỏc giỏ tr cụng sut v lc cn c tớnh theo bng Vn tc Vn tc H s C1 gi thit tng i (tra th) vS (hl/h) v1=0,098vs 0.784 104 10 0.980 101 12 1.176 94 13 1.274 91.5 14 1.372 90.5 16 1.568 87.5 Ta v c th cụng sut kộo v lc cn H s C0=0,905C1 Cụng sut kộo EPS (Cv) Lc cn R (kG) 94.120 91.405 85.070 82.808 81.903 79.188 652.78 1312.84 2437.52 3183.77 4020.39 6207.04 6119.85 9846.29 15234.51 18367.90 21537.80 29095.50 R (kG ) EPS (C v) 34000 6400 30000 5600 26000 4800 22000 4000 18000 3200 14000 R ) S f(v = S EP 10000 = 2400 ) S f(v 10 11 1600 12 13 14 15 16 vS (hl/ h) ng kớnh chong chúng ng kớnh chong chúng c xỏc nh da vo tớch s ti u gia ng kớnh v vũng quay chong chúng D n m = 11,84 T R t S b cho t = 0,2 l h s lc hỳt ú T = GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :3 18368 = 22960 kG = 22960.9,8.10-3 = 225 kN 0,2 tu chy vi tc 13 hl/h thỡ EPS = 3184 Cv = 3184.0,7355 = 2342 kW S b cho hDhS = 0,55 Cụng sut mỏy EPS 2342 PS = = = 4258 kW D S 0,55 T cụng sut mỏy ta chn vũng quay hp lý ca chong chúng l nm = 160 vũng/phỳt Thay s vo ta cú ng kớnh s b ca chong chúng 11,84 T 11,84 225 D= = = 3,6 m nm 160 T ng kớnh chong v c s khung giỏ lỏi T= III.La chn dng bỏnh lỏi Ta la chn dng bỏnh lỏi cõn bng,n gin * Bỏnh lỏi cú dng hỡnh ch nht * Profin bỏnh lỏi l profin NACA 0012 IV.Cỏc c trng hỡnh hc ca bỏnh lỏi 1.Din tớch bỏnh lỏi 1.1.Theo cụng thc thng kờ Din tớch bỏnh lỏi c tớnh bng cụng thc SFP = mLT ,m2 ú m = 0,018 ữ 0,027 l h s din tớch bỏnh lỏi cho tu i bin bỏnh lỏi L = 126 ,m l chiu di gia tr ca tu T = 7,6 ,m l chiu chỡm trung bỡnh ca tu trng thỏi ton ti Thay s vo ta cú SFP = 17,2 ữ 25,9 ,m2 Ta chn din tớch bỏnh lỏi FP = 19,44 ,m2 1.2.Kim tra theo iu kin din tớch ti thiu Din tớch ca bỏnh lỏi phi khụng nh hn tr s tớnh theo cụng thc sau LT 150 (0,75 + ) ,m2 SFPmin = pq 100 L + 75 ú p = vỡ bỏnh lỏi t trc tip sau chõn vt q = i vi tu hng L,T ln lt l chiu di v chiu chỡm tu Thay s vo ta cú 126.7,6 150 (0,75 + ) = 14,3 ,m2 SFPmin = 100 126 + 75 Vy din tớch bỏnh lỏi ó chn FP = 22 m2 tho khụng nh hn din tớch ti thiu FPmin = 14,3 m2 2.Kớch thc bỏnh lỏi GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :4 Cỏc kớch thc c trng cho bỏnh lỏi hỡnh ch nht gm cú chiu cao v chiu rng bỏnh lỏi Da vo iu kin b trớ khung giỏ lỏi m ta chn # Chiu cao bỏnh lỏi hP = 5,4 ,m FP # Chiu rng bỏnh lỏi bP = = 3,6 ,m hP 3. dang bỏnh lỏi dang ca bỏnh lỏi tớnh bng cụng thc hP 5,4 l= = = 1,5 bP 3,6 4.Chiu dy ln nht ca profin bỏnh lỏi Vi prụfin NACA 0012 thỡ chiu dy tng i t = 0,12 tmax = t bP = 0,12.3,6 = 0,423 ,m V trớ chiu dy ln nht x = 0,3 Honh chiu dy ln nht x = x bP = 0,3.3,6 = 1,08 ,m 5.V trớ t trc ti u V trớ t trc ti u c tớnh bng cụng thc x p + x p max a = aopt = Giỏ tr ca xpmin v xpmax c tớnh theo bng sau ap() Cx Cy Cm Cn=Cxsinap+Cycosap Cd=Cm/Cn 10 15 20 27 0.02 0.04 0.09 0.16 0.34 0.2 0.4 0.6 0.85 1.2 0.05 0.1 0.16 0.23 0.35 0.20 0.40 0.60 0.85 1.22 0.25 0.25 0.27 0.27 0.29 xp=Cdbp (m) 0.90 0.90 0.96 0.97 1.03 tỡm xPmax v xPmin ta v th xP = xP(aP) GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :5 Da vo th ta cú xP (m) 1,03 1,0 1,0 0,9 0,89 0,9 7,9 10 15 27 P (độ) 20 xPmax = 1,03 m ti aP = 27 xPmin = 0,89 m ti aP = 7,9 V trớ t trc ti u 1,03 + 0,89 a = aopt = = 0,96 ,m 6.H s cõn i ca bỏnh lỏi H s cõn i ca bỏnh lỏi c tớnh theo cụng thc F 'P R= FP ú FP = 0,96.5,4 = 5,184 m2 l din tớch phn i ca bỏnh lỏi FP = 19,44 m2 l din tớch ca ton b bỏnh lỏi 5,184 R= = 0,27 > 0,25 19,44 Vy v trớ t trc ti u l a = 0,25.3,6 a = 0,9 m 7.Xõy dng tuyn hỡnh prụfin lý thuyt To thc ca prụfin tớnh theo cụng thc y.t max xb x= y= 100 100 Tra bng 1-9 tr 24 s tay thit b tu thu ta lp bng to prụfin x (%) y (%) x(mm) y(mm) GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 x (%) y (%) x(mm) - y(mm) thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :6 0.25 0.5 0.75 1.25 1.75 2.5 3.25 7.5 10 15 7.2 10.28 12.45 14.1 15.8 18.55 21.8 24.55 29.6 34.99 39 44.55 0.00 9.00 18.00 27.00 36.00 45.00 63.00 90.00 117.00 180.00 270.00 360.00 540.00 0.00 30.46 43.48 52.66 59.64 66.83 78.47 92.21 103.85 125.21 148.01 164.97 188.45 17.5 20 25 30 40 50 60 70 80 85 90 95 100 46.3 47.78 49.5 50 48.35 44 38.03 30.5 21.85 17.08 12.06 6.7 1.05 630.00 720.00 900.00 1080.00 1440.00 1800.00 2160.00 2520.00 2880.00 3060.00 3240.00 3420.00 3600.00 195.85 202.11 209.39 211.50 204.52 186.12 160.87 129.02 92.43 72.25 51.01 28.34 4.44 V.Lc v mụmen thy ng tỏc dng lờn bỏnh lỏi 1.Tu chy tin Vn tc dũng nc chy n bỏnh lỏi vep = 0,515vS(1-wr)c ,m/s Trong ú vS = 13 ,hl/h l l tc khai thỏc ca tu wr l giỏ tr trung bỡnh ca h s dũng theo ti v trớ t bỏnh lỏi wr = 0,8w0 vi w0 l giỏ tr trung bỡnh ca h s dũng theo ti v trớ a chong chúng Theo Papmiel,vi tu bin ta cú w0 = 0,165 x x V DB ú x = l s chong chúng d = 0,7 l h s bộo th tớch ca tu V = dLBT = 0,7.126.22.7,6 = 14747,04 ,m3 l th tớch chim nc ca tu DB = 3,6 ,m l ng kớnh chong chúng Dw l phn k n s to súng Vỡ Fr = 0,19 < 0,2 nờn Dw = Thay s vo ta cú 0,7 14747,04 = 0,301 3,6 wr = 0,8.0,301 = 0,241 c l h s hiu chnh cú k n nh hng ca dũng nc chong chúng y p vo bỏnh lỏi c c tớnh bng cụng thc FP ' ' (k B 1) c = 1+ FP w0 = 0,165 GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - F'' P D B = 3600 5400 thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :7 3600 ú FP = 3,6.3,6 = 12,96 ,m2 l din tớch ca bỏnh lỏi b ph bi dũng nc chong chúng y kB l h s k n s gia tng thờm ca lc dt bỏnh lỏi t trc tip dũng nc ca chong chúng kB ph thuc vo sB/2 v c tra th vi sB l h s ti ca chong chúng T sB = D B v A ú T T = E l lc y ca chong chúng t TE = R/x = 18368 kG l lc y cú ớch ca chong chúng t l h s lc hỳt c tớnh bng cụng thc t = Kw0 ú K = 0,5 ~ 0,7 cho tu cú bỏnh lỏi dng thoỏt nc Chn t = 0,66 t = 0,66.0,301 = 0,2 18368 T= = 22960 kG = 225008 N 0,2 vA l tc dũng nc chy n chong chúng c tớnh bng cụng thc vA = 0,515vS(1-w0) = 0,515.13(1-0,301) = 4,68 ,m/s r = 1025 kg/m3 l lng riờng ca nc bin Thay s vo ta cú 225008 sB = = 1,97 sB/2 = 0,985 1025.4,68 2.3,14.3,6 Tra th ta cú kB = 2,0 GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :8 D l h s k n nh hng ton phn ca tc kớch thớch chiu trc n bỏnh lỏi v c xỏc nh bi cụng thc k k D= + 2 1+ B vi k l h ph thuc vo t s khong cỏch t a thit b y n mộp trc ca bỏnh lỏi chia cho ng kớnh chong chúng z k = f DB z 1,15 = Tra th vi = 0,32 ta cú D B 3,6 k = 1,52 1,52 1,52 D= = 0,81 + 2 + 1,97 D = 0,81 Thay s vo ta cú 12,96 (2.0,81 1) = 1,41 c = 1+ 19,44 c = 1,41 Vn tc dũng chy n chong chúng vep = 0,515.13(1-0,241)1,41 = 7,16 ,m/s vep = 7,16 ,m/s Lc v mụmen thu ng tỏc dng lờn bỏnh lỏi c th hin di dng bng sau ST T i lng tớnh toỏn Cx Cy Cm Cn=Cxsinap+Cycosap xP = (Cm/Cn)bP l = xP-a Pn = 1/2rCnvep2FP Ms' = Pnl Ms = k0Ms' Gúc b lỏi aP() 10 15 20 0.02 0.04 0.09 0.16 0.2 0.4 0.6 0.85 0.05 0.1 0.16 0.23 0.201 0.401 0.603 0.853 0.896 0.898 0.955 0.970 m -0.004 -0.002 0.055 0.070 kG 10490.04 20922.93 31465.06 44545.52 kGm -46.13 -40.82 1745.14 3125.60 kGm -59.97 -53.07 2268.69 4063.28 n v - 2.Tu chy lựi Tc tu chy lựi vl = 0,75vS = 0,75.13 = 9,75 hl/h Tc dũng chy n bỏnh lỏi vepl = 0,515vlxl ,m/s ú xl = 1,05 ~ 1,1 Chn xl = 1,1 ta cú Vepl = 0,515.9,75.1,1 = 5,52 ,m/s GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - 27 0.34 1.2 0.35 1.224 1.030 0.130 63862.62 8287.98 10774.38 thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :9 vepl = 5,52 ,m/s Quỏ trỡnh tớnh toỏn lm theo bng ST T i lng tớnh toỏn Cx Cy Cm Cn=Cxsinap+Cycosap xP = (Cm/Cn)bP l = xP-a Pn = 1/2rCnvepl2FP Ms' = Pnl Ms = k0Ms' Gúc b lỏi aP() n v 10 15 20 0.02 0.06 0.13 0.24 0.16 0.35 0.48 0.65 0.04 0.06 0.11 0.21 0.161 0.355 0.497 0.693 m 0.894 0.608 0.796 1.091 m -0.006 -0.292 -0.104 0.191 kG 4996.34 11010.74 15419.65 21484.49 kGm -31.65 -3212.09 -1598.79 4105.47 kGm -41.15 -4175.72 -2078.43 5337.12 23 0.3 0.55 0.19 0.623 1.097 0.197 19332.96 3809.33 4952.13 T kt qu ta v th lc v mụmen thy ng tỏc dng lờn bỏnh lỏi So sỏnh trng hp tu chy tin v chy lựi ta cú kt lun # Pnmax = 63863 kG ti aP = 27 # Msmax = 10774 kGm ti aP = 27 VI.Kt cu ca bỏnh lỏi 1.Vt liu ch to bỏnh lỏi * Chn vt liu ch to l thộp CT 3C cú sch = 2400 kG/cm2 * Vt liu ch to trc l cú sch = kG/cm2 2.Xng gia cng Khong cỏch gia cỏc xng gia cng tớnh theo cụng thc L + 0,4 vi L = 126 m l chiu di tu a0 = 0,2 100 126 + 0,4 = 0,652 ,m a0 = 0,2 100 Vỡ khong sn vựng uụi l 600 mm nờn ta chn khong cỏch gia cỏc xng gia cng ngang l an = 0,6 m Chn khong cỏch gia cỏc xng gia cng ng bng khong cỏch gia cỏc xng gia cng ngang ad = 0,6 m Chiu dy cỏc xng gia cng c ly theo chiu dy tụn bao(=0,8t0) Vỡ a = 900 mm > tmax = 423 mm nờn ta phi cú xng gia cng ng thay th cho tr lỏi.Khong cỏch gia chỳng l 400 mm GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang : 10 B trớ cỏc xng gia cng nh hỡnh v 3.Chiu dy tụn bao 5400 400 900 700 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 3600 700 Chiu dy tụn bao bỏnh lỏi phi khụng nh hn tr s tớnh theo cụng thc P a d0 = k S T + C +1,5 ,mm FP [ ] ú kS l h s ph thuc vo t s bC/aC v tra theo bng kS = 0,554 T l ỏp sut thu tnh,v tr s bng chiu chỡm ln nht ca tu T = 7,6.9,8/10,02 = 7,4 ,N/cm2 aC = 60 cm l khong cỏch gia cỏc xng gia cng [s] l ng sut cho phộp ca vt liu.Ly h s an ton bng ta cú [s] = 2400.9,8/2 = 11760 N/cm2 Pn = 625857 N l ỏp lc thu ng tỏc dng lờn bỏnh lỏi FP = 194400 cm2 l din tớch bỏnh lỏi GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - .. .thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :2 vi C0 = 0,905C1 Cỏc giỏ tr cụng sut v lc cn c tớnh theo bng Vn tc Vn... hỳt ú T = GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :3 18368 = 22960 kG = 22960.9,8.10-3 = 225 kN 0,2 tu chy vi tc 13 hl/h... bỏnh lỏi GVHD : Nguyn Vn Vừ Sinh viờn : Nguyn ng Cng Lp : VTT - 41 - H2 - thiết kế môn học môn thiết bị tàu Trang :4 Cỏc kớch thc c trng cho bỏnh lỏi hỡnh ch nht gm cú chiu cao v chiu rng