Đây là bài mẫu đồ án tính toán và thiết kế chân vịt tàu thủy. Tài liệu đầy đủ các quy trình tính toán và lựa chọn phương án thiết kế chân vịt theo kích thước của tàu thủy. Các bạn nào quan tâm hãy nhắn email mình sẽ gửi file CAD vẽ chân vịt.
Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Nhận xét giáo viên hướng dẫn Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: MỤC LỤC Trang A GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHÂN VỊT TÀU THỦY & PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ B TÍNH TỐN SỨC CẢN TÀU I Các thông số tàu II Tính tốn sức cản phương pháp Taylor C TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÂN VỊT I Tính chọn máy cho tàu dựa vào đồ thị Taylor Tính chọn thơng số mở đầu Tính toán chọn máy dựa vào đồ thị Taylor II Tính tốn chân vịt III Kiểm tra tính sủi bọt theo Burill .11 IV Kiểm tra độ bền cánh chân vịt 13 V Các thơng số hình học chủ yếu chân vịt 14 Các thơng số hình học chủ yếu 14 Tính chọn then 15 Chiều dày cánh 16 Xây dựng tam giác đúc .17 Khối lượng chân vịt 18 Moment quán tính .18 VI Xây dựng đường đặc tính vận hành chân vịt 19 Đường làm việc cho chế độ M=const .19 Đường làm việc cho chế độ n=const 20 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1: Tính tốn sức cản tàu Bảng 2: Bảng tính sơ chọn máy Bảng 3: Tính dựa đồ thị Taylor .10 Bảng 4: Thống kê hệ số .14 Bảng 5: Bảng tính đường bao cánh chân vịt 16 Bảng 6: Toạ độ Profin bán kính tính theo profin tiêu chuẩn chân vịt seri B – Wageningen 17 Bảng 7: Kết tra đồ thị 19 Bảng 8: Kết đường làm việc chế độ M=const .20 Bảng 9: Tính hệ số .20 Bảng 10: Tính đường làm việc chế độ n=const 21 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1: Đồ thị sức cản Hình 2: Đồ thị chọn máy Hình 3: Đồ thị đặc tính vận hành chân vịt (Te) 22 Hình 4: Đồ thị đặc tính vận hành chân vịt (Pe) .22 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Phần A Giới thiệu chung chân vịt tàu thủy & phương pháp thiết kế I II Chân vịt tàu thủy phận quan trọng tổ hợp với động có nhiệm vụ trì hoạt động tàu(tạo phản lực giúp tàu chuyển động phía trước sau) Trong thiết kế chân vịt có hai phương pháp đặc trưng để thiết kế: ❖ Phương pháp 1: Thiết kế dựa đồ thị rút kết thí nghiệm hàng loạt mơ hình chân vịt Trong có số thiết kế thay đổi tỉ số bước, tiết diện cánh dạng tiết diện chân vịt thoả mãn với đặc tính seri đó, nhanh chóng thiết kế vẽ theo yêu cầu khai thác tàu ❖ Phương pháp 2: Được sử dụng trường hợp chân vịt làm việc nặng nề, phải chịu sủi bọt làm việc không gian phẳng lặng, phải áp dụng lý thuyết xốy để thiết kế Từ đặc tính phương pháp với thông số điều kiện thiết kế chân vịt tàu hàng Ta nên sử dụng phương pháp Đấy phương pháp thiết kế chân vịt theo phương pháp đồ thị dựa theo mơ hình chân vịt seriB Wageningen (Ha Lan) thường đuợc sử dụng để tính tốn thiết kế cho tàu hàng trung thực A Tính tốn sức cản tàu: I Các thông số tàu: Chiều dài tàu Ltk = 115 m Chiều rộng tàu B = 18,6 m Chiều chìm tàu d = 7,5 m Chiều cao mạn D = 9,65 m Hệ số béo thể tích CB = 0,74 Vận tốc V = 15 hải lý/ Vùng hoạt động Vùng biển khơng hạn chế II Tính toán sức cản phương pháp Taylor: Phạm vi áp dụng phương pháp Taylor: CP = 0,48 - 0,80 ; v/ L = 0,3-2,0 ; B/d = 2,25 – 3,0 3,75 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Đối với tàu thiết kế, ta có: CB = 0,74 ; L/B =6,183; B/d = 2,48 Các thông số cần thiết: B - Diện tích mặt ướt tàu vận tải: S = L.T 1,36 + 1,13.C B - Số Froude: Fn = T v g.L - Số Reynolds: Re = v.L - Hệ số ma sát: CF = 0, 075 ( log10 Rn − ) - Với nhiệt độ nước biển 250C tra bảng : v = 0,9803.10 −6 (m / s); = 101(kgs2 / m ) - Sứa cản tồn phần: RT = RF + Rr - Cơng có ích để kéo tàu: EPS = RT v (v : m / s) 75 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Bảng 1: Tính tốn sức cản tàu Sức Cản Tàu Kí hiệu công thức Đơn vị Fn _ m/s v Kết 0.1785 0.1936 0.2083 0.2231 0.238 0.2529 0.267 5.9954481 6.502626 6.996369 7.49347 7.993931 8.494391 8.967981 vs HL/h Rr/∆ cho B/T = 2,25 Rr/∆ cho B/T = 3,75 Rr/∆ từ nội suy _ _ _ kG 0.53 0.51 0.51 0.68 0.5269333 0.536067 6411.8493 6522.986 kG kG PS 749593962 0.0015869 8902.5115 15314.361 1224.2194 Rr Rn Cf Rf R=Rr + Rf EPS = Rv/75 11.654219 12.64009 13.59985 14.56614 15.53896 16.51178 17.43236 8.13E+08 0.001571 10365.79 16888.78 1464.285 0.69 0.9 0.7222 8787.9 8.75E+08 0.001556 11890.06 20677.97 1928.942 0.94 1.58 2.2 3.1 1.24 1.7 2.35 3.4 0.986 1.5984 2.223 3.146 11997.88 19449.71 27049.99 38281.27 9.37E+08 0.001543 13523.31 25521.19 2549.897 9.99E+08 0.001531 15266.75 34716.46 3700.279 1.06E+09 0.001519 17108.98 44158.96 5001.38 1.12E+09 0.001509 18942.66 57223.93 6842.441 Hình 1: Đồ thị sức cản Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: C Tính tốn thiết kế chân vịt: I Tính chọn máy cho tàu dựa vào đồ thị Taylor: 1.Tính chọn thông số mở đầu: - Chọn seri chân vịt: Wageningen Seri B - Chọn số cánh: z = - Hệ số dòng theo (theo Taylor): w = 0,5CB – 0,05 = 0,5.0,74 – 0,05 =0,32 - Hệ số lực hút: t= k.w = 0,7.0,32 =0,224 (chọn k= 0,7 dùng cho tàu có bánh lái nước sau chân vịt) - Xác định đường kính chân vịt lớn nhất: DMax = 0,75.d =0,75.7 ,5 = 5,625 m - Xác định độ chìm trục chân vịt: HS = d- (DMax /2) – 0,04DMax – 0,2 =4,2625 m - Nhiệt độ nước biển vùng hoạt động: T = 24oC - Tỉ lệ chọn mặt đĩa: θ = 0,55 - Vận tốc v= 15 HL/h = 7,71 m/s - Lực cản tàu R: từ đồ thị sức cản với v = 15HL/h ta có : R = 26389,64Kg EPS = Rv/75 = 2712,86 Ps - Từ đường công sức cản R= f(v) , xác định sức cản ứng với tốc độ cho, tính lực đẩy cần thiết chân vịt theo công thức sau: 75.N o R T= = Kg − t v.(1 − t ) Lực đẩy cần thiết chân vịt: T= R 26389,64 = = 34007,27 Kg − t − 0,224 Công suất kéo: N0 = Rv 26389,64.7,71 = = 2712,85 ML 75 75 - Tốc độ tịnh tiến chân vịt: v p = v.(1 − w) = 15.(1 − 0,32) = 10,2 HL/h = 5,247 m/s - Tính hiệu suất thân tàu: − t − 0,224 nk = = = 1,14118 − w − 0,32 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: 2.Tính tốn chọn máy dựa vào đồ thị Taylor: - Công suất đẩy: N 'T = T v p 327,3 = 34007,27.10,2.0,4536 = 480,728 HP 327,3 (T: lực đẩy chân vịt, funt, 1funt = 0,4536 Kg) (Vp: tốc độ tịnh tiến chân vịt, hl/h) - Công suất phải giảm xuống tỉ trọng nước biển lớn nước ngọt, đồ thị xây dựng nước Công suất đẩy cho nước mặn N T = N 'T 1000 1000 = 480,728 = 469,003 HP 1025 1025 Từ thơng số tính ta lập bảng sau: Bảng 2: Bảng tính sơ chọn máy Chọn chân vịt Wageningen B.4.55 tính tốn sơ STT Đại lượng cần xác định Đơn vị Giá trị tính xác định Số vòng quay cần thiết : n V/phút 180 190 200 210 n.NT0,5 Bu = 2,5 vp - = f ( Bu , pop ) ' = b. H = f ( Bu , ') D p = f ( Bu , ') D' = '.v p n D = 0, 3048.D ' No Ne = h t p k 11,7317 12,3834 13,0352 13,6968 14,3387 145 150 155 160 165 137,75 142,5 147,25 152 156,75 1,1 1,07 1,04 1,01 0,98 0,665 0,65 0,645 0,635 0,675 foot 7,80583 m ML 220 7,65 7,50975 7,38286 7,2675 2,37922 2,33172 2,28897 2,25029 2,21513 3838,92 3868 3927,51 4020,29 3782,05 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Trong đó: - b: hệ số ảnh hưởng tàu b = 0,92 ÷ 0,95 : tàu chân vịt b = 0,96 : tàu hai chân vịt - h : hiệu suất hộp số, có Để ý tổn thất tăng giảm vịng quay, sơ nhận giá trị theo bảng sau: Loại hộp số Cơ học Thủy lực Điện từ h : 0,95 0,97 0,95 0,97 0,97 0,98 - Hiệu suất trục chân vịt: t = 0,95 0,97 Từ bảng tính ta có đồ thị chọn máy sau: Hình Đồ thị chọn máy Kết tính tốn thể hình vẽ D = f(n) Ne = f(n) Những điểm nằm đường cong Ne = f(n) phía đường cong thoả mãn mã lực có hiệu máy Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Dựa vào đồ thị ta chon máy: C280-12 Công suất định mức: 3700Kw, 4962 BHP Số vòng quay đầu ra: 200 vòng/phút II Tính tốn chân vịt: Ta thiết kế chân vịt tàu hoạt động với vận tốc thiết kế : V= 15 HL/h Sức cản lúc R = 26389,64 kG - Công suất truyền đến trục chân vịt: PD = Cmt t BHP = 0,91.0,97.4962 = 4379,96 Kg đó: o + hệ số mơi trường 24 C Cmt = 0,91 + hệ số đường trục t = 0,97 - Tần suất chân vịt tàu vận tải nên nhận khoảng 98% đến 99% tần suất định mức, nên tần suất tính tốn là: N = 0,98 200 = 196 vòng / phút - Vòng quay chân vịt giây: n= N/60 = 196/60= 3,27 v/s - Áp suất tác dụng lên tâm trục chân vịt: P0 = Pa + γ Hs = 10330 + 1025.4,2625 = 14699,0625 (KG/m2) Trong đó: Áp suất khí mặt thống: Pa = 10330 kG/m2 Chiều chìm tới trục chân vịt: Hs = 4,2625 m Trọng lượng riêng nước biển: γ = 1025 KG/m³ P0 = Pa + γ Hs = 10330 + 1025.4,2625 = 14699,0625 (KG/m2) Tính chọn thơng số hình học chân vịt: Bảng 3: Tính dựa đồ thị Taylor Thiết kế chân vịt theo chế độ quay tự STT Kí hiệu công thức Đơn vị Kết Vs Hl/h 15 va = vs (1 − w) Hl/h 10,2 Page 10 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển Bp = 60n PD va2 va GVHD: - 39,0383 opt = f1 ( BP ,opt ) - 245 = (0,94 0,96). opt - 232,75 0,305.va 60n m 3,70 H = f2 ( Bp , ) D - 0,65 p = f3 ( B p , ) - 0,535 KG 33456,3 KG 25962,1 D= 75.PD p T= 10 Te = T (1 − t ) %Te = 0,515.va Te − R 26389,64 − 25962,1 100 = 100 = 1,64692% R 25962,1 Kết luận : Máy chọn hoàn toàn hợp lý sai số R Te nhỏ 3% nằm giới hạn cho phép ứng với thơng số hình học chân vịt thuộc nhóm B4.55 sau: + Đường kính chân vịt: D = 3,70 m + Bước xoắn: P = 2,405 m + Tỷ lệ bước: H/D = 0,65 + Tỷ lệ diện tích mặt đĩa: Ae = 0,55 III Kiểm tra tính sủi bọt theo Burill: Các thơng số từ phần tính trên: Vận tốc thiết kế: V = 15 Lực đẩy chân vịt: T = 33456,3 Đường kính chân vịt: D = 3,70 m Bước xoắn: P = 2,405 m HL/h kG Page 11 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển Tỷ lệ bước: H/D = 0,65 Tỷ lệ diện tích mặt đĩa: Ae = 0,55 GVHD: - Vận tốc điểm cánh tính 0,7R: 2 0, V D 3,6943 = V + 2n.0,7 = (5,247) + 2 3,43.0,7 = 806,44 2 p Trong đó: Vận tốc tịnh tiến chân vịt Vp = 10,2 HL/h = 5,247 m/s Tần suất quay chân vịt n = 3,27 vòng/s - Số sủi bọt trung bình: 0, = po − pd 15070,6 − 240 = = 0,3614 0,5..V0,7 0,5.101,78.806,44 Trong đó: Áp suất khí mặt thống: Pa = 10330 kG/m2 Áp suất bão hồ: Pd = 240 kG/m2 Chiều chìm tới trục chân vịt: Hs = 4,2625 m Khối lượng riêng nước biển: = 101,78 kGs2/m4 P0 = Pa + γ Hs = 10330 + 1025 4,2625 = 15070,6 (KG/m2) - Căn vào đồ thị Burill cho ta hệ số thực: = T / AC = 0,17 0,5..V0,7 Như giá trị tối thiểu diện tích chiếu chân vịt AC T 33456,3 = = 5,28 0,5..V02,7 0,5.101,78.732,573.0,17 (m ) Diện tích thật mặt chiếu chân vịt: H Ae D 3,7 AC = 1,067 − 0,229 = (1,067 − 0,229.0,65).0,55 = 5,398 D Ao 4 Diện tích thực tế AC > ACmin tính theo tiêu chuẩn Burrill cho phép kết luận, chân vịt với tỉ lệ mặt đĩa Ae = 0,55 trường hợp có khả tránh sủi bọt Page 12 (m ) Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển IV GVHD: Kiểm tra độ bền cánh chân vịt: Chân vịt làm đồng thau có ứng suất cho phép = 600-700kG/cm2 Áp dụng phương pháp Romson tiến hành kiểm tra độ bền cánh hai bán kính r = 0,2R r = 0,6R Theo phương pháp ứng suất cánh gồm ứng suất mômen uốn 1 gây 2 cho lực ly tâm : = 1 + - - Cơng thức tính ứng suất 1 mơmen uốn gây : Ứng suất kéo: 1, K = CA PD X 101,3 −4 C + B P 10 (kG/cm2) aK b.e2 z.N J Ứng suất nén: 1, N = CA PD X 101,3 −4 C + P 10 (kG/cm2) aN b.e2 z.N J Cơng thức tính ứng suất 2 mơmen uốn gây ra: ( N D ) Ứng suất kéo: 2, k = 10 Ứng suất nén: 2, N ( N D ) = 10 A.C + 0 aK A.C + 0 aN (kG/cm2) (kG/cm2) Trong cơng suất dẫn đến trục chân vịt PD = 4379,96 PS Chiều rộng cánh r: b (m) Chiều dày cánh r: e (m) Vòng quay chân vịt phút N = 196 v/ph Hiệu suất chân vịt : p= 0,535 Hệ số tiến chân vịt : Đường kính chân vịt : Số cánh chân vịt: D(m) A = f V ; e(dm) với J=VP/(n.D)= 0,434 D = 3,7 m z=4 D/e =2,028 Các hệ số CA, CB, X miêu tả đặc trưng phân bố lực đẩy, lực vịng cánh (đọc đồ thị hình 5.10 sách Lý Thuyết Tàu- Trần Công Nghị phần Sức Cản Tàu Và Thiết Bị Đẩy trang 220, XB 2009) Các hệ số A, C đặc trưng cho điểm đặc lực ly tâm (đọc đồ thị hình 5.11 sách Lý Thuyết Tàu- Trần Công Nghị phần Sức Cản Tàu Và Thiết Bị Đẩy trang 220, XB 2009) Page 13 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Các hệ số đọc từ đồ thị áp dụng cho chân vịt thống kê bảng sau: Bảng 4: Thống kê hệ số Hệ số CA CB C A b (m) e (cm) 0,2R 7,8 45,5 0,62 0,49 1,143 20,3 aK aN ε0 X 0,096 0,086 ±0,58 1,07 Tại bán kính r = 0,2R giá trị ứng suất tính theo cơng thức trình bày: • Ứng suất kéo: 1, K = 113,737 kG/cm2 2, K = 218,154 kG/cm2 • Ứng suất nén: 1, N = 242, 260 kG/cm2 2, N = 153,094 kG/cm2 →K = 1, K + 2, K = 355,837 kG/cm2 →N = 1, N + 2, N = 395,354 kG/cm2 Tổng ứng suất kiểm tra r = 0,2R nhỏ giới hạn cho phép vật liệu, đảm bảo chân vịt đủ bền V Các thơng số hình học chủ yếu chân vịt: Các thơng số hình học chủ yếu: - Vật liệu chế tạo chân vịt : đồng thau Góc nghiêng cánh : 100 - Đường kính chân vịt D = 3,70 m - Tỷ số bước xoắn P/D = 0,65 - Số cánh chân vịt z = - Tỷ số mặt đĩa ae = 0,55 - Đường kính trung bình củ: dh = (0,16 - 0,18)D = 600 mm - Đường kính đầu củ: d1 = (0,18 - 0,204)D = 700 mm - Đường kính phía nhỏ: d2 = (0,13 - 0,14)D = 500 mm - Chiều dài củ: lh = (0,2 - 0,27)D = 900 mm - Độ côn trong: 1:10 - Chiều dài lỗ khoét giảm trọng lượng: l’h = (0,3 – 0,45).lh = 350 mm Page 14 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: - Chiều dày phần hạ bậc: ∆ = 0,9 𝑒0 = 144 𝑚𝑚 - Chiều dày cá nh ở đỉnh: ed = 0,0035D = 12,95 mm - Chiều dày giả định tâm củ: e0 = (0,04 - 0,05)D = 160 mm - Bán kính lượn cánh với củ: phía nhỏ R1 = 0,03D = 111 mm phía lớn R2 = 0,035D = 129,5 mm Tính chọn then: Theo quy phạm đóng tàu phần III chương 7– QCVN 2010, ta có: Đường kính trục chân vịt: 4962 560 H 560 K = 100.1,26. d s = 100.K = 334,2mm 205,8 600 + 160 N Ts + 160 Chọn ds = 335 mm Trong đó: K2 =1,26 theo bảng 3/6.3 chương phần III – QCVN 2010 (trục có rảnh then để lắp chân vịt) ds: Dường kính yêu cầu trục chân vịt Ts = 600 N/mm2- giới hạn bền kéo danh nghĩa trục chân vịt K= d 1− i d0 di: Đường kính ngồi trục rỗng do: Đường kính trục rỗng lấy di ≤ 0,4 da Theo quy phạm bảng 6.2.2-1 ta chọn K = H = Ne = 4962 BHP công suất trục lớn động N = 196 vg/ph - Vòng quay lớn trục trung gian Then: Chiều dài then: lt = 0,25.lh = 0,25.900 = 225 mm Chọn lt = 225 mm Bề rộng then: bt = 0,25.ds =0,25.255= 83,75 mm Page 15 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Chọn bt = 84 mm Chiều cao then: ht = (0,4 0,5).bt = 33,6 42 mm Chọn ht = 40 mm Chiều dày cánh: Chiều dày cánh tưởng tượng lõi: e0= 0,045.D = 160 mm Chiều dày cánh đỉnh: ed = 0,0035.D = 12,95 mm Bảng 5: Bảng tính đường bao cánh chân vịt Bảng đường bao cánh chân vịt nhóm B4 B5 b(mm) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 845.5425 957.4675 1042.9375 1094.83 1112.63625 1090.76 1002.2375 804.8425 1.662 1.882 2.050 2.152 2.187 2.144 1.970 1.582 - 𝑡 𝑡 𝑒 521.7 586.928 626.805 641.57 624.189 571.558 464.036 282.5 0.617 0.613 0.601 0.586 0.561 0.524 0.463 0.351 - 295.93988 335.11363 365.02813 388.66465 432.8155 482.11592 479.06953 402.42125 Với: Khoảng cách từ trục tới mép dẫn : Khoảng cách từ chiều dày 𝑡max tới mép dẫn : Khoảng cách từ mép dẫn tới mép thoát: 0.350 0.350 0.350 0.355 0.389 0.442 0.478 0.500 - 150.22 132.83 115.44 98.05 80.66 63.27 45.88 28.49 0.0406 0.0359 0.0312 0.0265 0.0218 0.0171 0.0124 0.0077 0.0030 b1 b2 b Page 16 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Bảng 6: Toạ độ Profin bán kính tính theo profin tiêu chuẩn chân vịt seri B – Wageningen Tọa Độ Các Profil Cánh r/R T điểm dày đến mép thoát, % 100 80 60 T điểm dày đến mép dẫn, % 40 20 20 40 60 80 90 95 100 141.958 124.86 107.648 90.5982 73.6023 56.1838 39.1356 130.6914 113.9681 97.31592 80.69515 64.00371 47.38923 31.51956 111.7637 96.30175 85.88736 71.08625 56.78464 42.83379 29.17968 96.66657 83.217995 74.28564 61.428325 48.51699 35.93736 23.94936 85.5503 72.9237 65.7431 53.8295 42.1045 30.686 19.889 – – – – – – – 16.2393 12.59258 9.9715 – Mặt H út 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 – – – – – – – 80.14237 67.676885 55.06488 42.5537 32.42532 24.92838 18.78786 109.1348 95.10628 81.0966 67.0662 54.16319 42.32763 31.10664 130.54118 115.29644 99.91332 84.42105 68.88364 53.71623 39.13564 144.88719 127.91529 111.9768 95.059475 78.07888 61.150455 44.36596 0.9 – 12.863235 19.943 24.7863 27.6353 148.1169 130.7047 113.3621 96.18705 79.12746 61.75152 44.5036 27.6353 24.7863 19.943 Mặt Đẩy 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 45.066 33.672405 20.60604 8.893135 4.11366 27.34004 16.37398 8.18699 16.20526 7.70414 2.25811 7.15728 1.7316 1.715875 2.32841 0.67599 3.45506 8.86298 0.066415 1.72679 6.11018 0.34632 3.05916 0.68635 20.20459 14.41206 9.00432 4.21615 0.64528 30.49466 21.983365 14.43 8.285225 3.58937 0.25308 39.3576 29.4883 20.6638 13.0407 6.77544 1.55012 Xây dựng tam giác đúc: Việc xây dựng tam giác đúc sau thiết kế chân vịt, nhằm mục đích giúp người thiết kế khn đúc đúc xác chân vịt chân vịt thiết kế - Bán kính khn đúc: R 𝜑 = 1,1R = 1,1.(3700/2) = 2035 mm - Tỉ số P/z = 0,72.D/z = 0,72.3700/4 = 666 mm - Khoảng cách từ mút cánh đến đường chuẩn mr = tg(10o ).R = tg(10o ).1850 = 326,2 mm - Các thông số tam giác đúc: m = R R mr = 2035 326,2 = 358,82 1850 mm Page 17 60.088 49.8777 39.8268 29.8072 19.7617 10.1548 3.39512 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển 2R1 2 1850.49 = = 1582,14 360 360 L1 = L2 = GVHD: 2R 2 1850.43 = = 1388,41 360 360 mm mm Với: 1 = 490 2 = 430 Khối lượng chân vịt: Theo Kofiepski khối lượng chân vịt tính theo cơng thức sau: G= b d e Z D 0,6 6,2 + 2.10 4. 0,41 − h 0,6 + 0,59. lh d h = 3056 D D D 4.10 Với : • • • • • Z = : Số cánh chân vịt = 8400 kg / m : Khối lượng riêng đồng D = 3,70 m : Đường kính chân vịt b0,6 R = 1,1126 m : Chiều rộng cánh chân vịt r =0,6R e0, R = 0,080 m : Chiều dày cánh chân vịt r = 0,6R • lh = 0,9 m : Chiều dài củ chân vịt • dh =0,6 m : Đường kính củ chân vịt Moment quán tính: Momen quán tính chân vịt tính theo CT thực nghiệm sau: I P = 2,548.GD2 = 14975 GD = C1.C2 C3 C4 AE e0 D = 5877 (kGm2) A0 D Với : C1: Hệ số ảnh hưởng chân vịt Chân vịt loại Wageningen C1 = 1,026 C2 : hệ số ảnh hưởng mặt cầu Chân vịt loại Wageningen C2 = C3 : hệ số ảnh hưởng đường bao cánh Chân vịt Wageningen C3= C4 : hệ số ảnh hưởng chiều dày cánh đỉnh C = 0,15 e0 + e d 166,5 + 12,95 − 0,089 = 0,15 − 0,089 = 0,0727 e0 166,5 Page 18 (kG) Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Xây dựng đường đặc tính vận hành chân vịt: III Đường làm việc cho chế độ M=const: • • • • • • • • Đường kính: D = 3,70 m Tỉ lệ bước: P/D = 0,65 Công suất: PD = 4379,96 PS Vòng quay: N = 196 vg/ph Momen quay: M = 716,2.PD/N = 16004,7 m Hệ số dòng theo: w = 0,32 Hệ số lực hút: t = 0,224 Mật độ nước: = 101,78 kG.s2/m Bảng 7: Kết tra đồ thị TT Giá trị đọc từ đồ thị Ký hiệu J= vP n.D 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 10.KQ 0,25 0,24 0,22 0,19 0,16 0,12 K T = f1 ( P / D,J ) 0,25 0,23 0,20 0,16 0,125 0,09 P = f ( P / D, J ) 0,15 0,30 0,44 0,54 0,56 Page 19 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Bảng 8: Kết đường làm việc chế độ M=const TT J= Te = vP n.D M rD5K Q kG JnD 0,515 (1- w ) KQ r n D PT = 11, 936 PE = 0,1 29236,09 28017,92 0,2 0,3 0,4 0,5 26578,26 24619,86 22840,69 21927,07 v/ph 186 189 198 213 232 268 v/s 3,09 3,16 3,30 3,55 3,87 4,46 HL/h 0,00 3,26 6,81 11,00 15,98 23,07 PS 3503 3575 3734 4018 4379 5056 PS 3762 3839 4010 4315 4702 5429 n = N/60 VS = Kết KT M (1- t ) KQ D N = 60 Đơn vị Ký hiệu PT hdt hhs Đường làm việc cho chế độ n=const: Thơng thường thực phép tính cho loạt giá trị n từ 0,6; 0,7 giá trị tần suất định mức đến giá trị lớn n=1,03.nđm Được tính bảng sau: Bảng 9: Tính hệ số Ký hiệu Đơn vị N v/ph 180 190 200 210 220 n v/s 3,17 3,33 3,5 3,67 nD 0.515(1 − w) - 31 33 34 36 38 C2 = n D (1 − t ) - 109995 122556 135796 149715 164313 n3 D C3 = 11.936 - 127812 150319 175325 202960 233357 C1 = Kết Page 20 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển Ký hiệu C4 = C3 dths Đơn vị - GVHD: Kết 137255 161425 188278 217955 250598 Công thức: VS = C1 J Pe = C4 K Q Bảng 10: Tính đường làm việc chế độ n=const Đường đặc tính cho chế độ n=const Ký hiệu J, cho trước KT KQ Đơn vị - 0,1 Kết 0,2 0,25 0,23 0,2 Vs=C1.J TE=C2.KT PE=C4.KQ HL/h kG PS 0,00 27498,72 3431,37 Vs=C1.J TE=C2.KT PE=C4.KQ HL/h kG PS 0,00 30639,00 4035,62 Vs=C1.J TE=C2.KT PE=C4.KQ HL/h kG PS 33949,0317 4706,95154 Vs=C1.J TE=C2.KT PE=C4.KQ HL/h kG PS 37428,8074 5448,88477 Vs=C1.J TE=C2.KT PE=C4.KQ HL/h kG PS 41078,3283 6264,9525 0,025 0,023 0,02 N=180v/ph 3,10 6,20 25298,82 21998,97 3156,86 2745,09 N=190 v/ph 3,27 6,54 28187,88 24511,20 3712,77 3228,50 N=200 v/ph 3,44453366 6,88906733 31233,1091 27159,2253 4330,39541 3765,56123 N=210 v/ph 3,61676035 7,23352069 34434,5028 29943,0459 5012,97399 4359,10782 N=220 v/ph 3,78898703 7,57797406 37792,0621 32862,6627 5763,7563 5011,962 0,3 0,4 0,5 0,16 0,125 0,09 0,016 0,0125 0,009 9,30 17599,18 2196,08 12,40 13749,36 1715,68 15,50 9899,54 1235,29 9,82 19608,96 2582,80 13,09 16,36 15319,50 11030,04 2017,81 1452,82 10,333601 13,77813 17,22267 21727,3803 16974,52 12221,65 3012,44898 2353,476 1694,503 10,850281 14,46704 18,0838 23954,4367 18714,4 13474,37 3487,28625 2724,442 1961,599 11,3669611 15,15595 18,94494 26290,1301 20539,16 14788,2 4009,5696 3132,476 2255,383 Page 21 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Ta lập đồ thị thể đặc tính vận hành chân vịt: Hình 3: Đồ thị đặc tính vận hành chân vịt (Te) Hình 4: Đồ thị đặc tính vận hành chân vịt (Pe) Page 22 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: TÀI LIỆU THAM KHẢO Sổ tay thiết kế tàu thủy (tập I) – nhiều tác giả Lý thuyết tàu (tập II) : Sức cản vỏ tàu thiết bị đẩy – Trần Công Nghị; Trường đại học giao thông vận tải TP.HCM Lý thuyết tàu thủy (tập 2) – PGS.TS.Nguyễn Đức Ân, KS.Nguyễn Bân Page 23 Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển SVTH: Lê Hoàng Vinh GVHD: TS.Lê Văn Toàn Page 24 ... tính vận hành chân vịt (Te) 22 Hình 4: Đồ thị đặc tính vận hành chân vịt (Pe) .22 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Phần A Giới thiệu chung chân vịt tàu thủy & phương... 4020,29 3782,05 Page Đồ án thiết kết chân vịt cho tàu vận tải biển GVHD: Trong đó: - b: hệ số ảnh hưởng đuôi tàu b = 0,92 ÷ 0,95 : tàu chân vịt b = 0,96 : tàu hai chân vịt - h : hiệu suất hộp số, có... trục chân vịt PD = 4379,96 PS Chiều rộng cánh r: b (m) Chiều dày cánh r: e (m) Vòng quay chân vịt phút N = 196 v/ph Hiệu suất chân vịt : p= 0,535 Hệ số tiến chân vịt : Đường kính chân vịt :