3.2.3. Lựa chọn phần mềm mô phỏng.
3.2.3.1. Chọn phần mềm vẽ hình.
Hiện nay có rất nhiều phần mềm để vẽ rất tốt cho các nghành kỹ thuật đặc biệt là ngành cơ khí như Autocad, Solidworks…Qua một thời gian tiếp xúc với một số chương trình này tôi chọn Autocad để vẽ vì:
- Đây là phần mềm phổ biến và được giảng dạy cho các nghành kỹ thuật.
- Vẽ tương đối nhanh và vẽ được nhiều chi tiết phức tạp.
- Hình ảnh rõ nét và rất đẹp.
Mục tiêu nghiên cứu
Yêu cầu Tìm hiểu cơ sở lý thuyết
Lựa chọn các hệ thống điển hình Chọn phần mềm mô phỏng Tạo dự liệu Kiểm tra Thiết kế mô phỏng Hoàn thành
- Phần mềm này dễ sử dụng.
3.2.3.2. Chọn phần mềm mô phỏng chuyển động.
Phần mềm làm chuyển động: Gis Animation, Corel, Paínthop Program…Sau một thời gian học tập và tìm hiểu tôi đã chọn làm chuyển động trên Macroflash để mô phỏng nguyên lý làm việc và mô phỏng cấu tạo 3D một số chi tiết trên phần mềm Guled GIF Animator vì đây là các phần mềm:
* Phần mềm Macroflash:
- Đây là một phần mềm dễ sử dụng.
- Làm được những chuyển động phức tạp.
- Có thể điều khiển chuyển động của từng đối tượng riêng biệt.
- Hình ảnh rõ nét.
- Có thể xuất thành các tập tin dạng *.swf khá nhẹ nên rất phù hợp việc dùng trên internet.
- Có thể mở trên tất cả các máy tính khi chúng ta chuyển qua file .exe mà không cần cài đặt Macroflash.
* Phần mềm Guled GIF Animator:
- Dễ dàng sử dụng.
- Hình ảnh rõ nét.
- Màu sắc đẹp.
- Mô phỏng rõ ràng.
- Có thể xuất thành nhiều dạng file khác nhau như: AVI file, video file, UAG file, GIF file….
- Nội dung chứa đựng phải chính xác, phong phú và khoa học.
- Có khả năng cập nhập dễ dàng nhằm thích ứng kịp thời sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật.
- Dễ thao tác, sử dụng, không đòi hỏi người dùng phải am hiểu nhiều về tin học, tạo cảm giác thoải mái khi sử dụng.
- Cài đặt đơn giản.
3.2.3.4. Phân tích lựa chọn các thiết bị mô phỏng.
Để trình bày một cách đầy đủ nội dung của đồ án trong một quyển báo cáo với số trang hạn chế, để số trang không quá dầy, nhưng lại không muốn bớt đi những nội dung cần thiết là một công việc rất khó. Vì vậy, lựa chọn thiết bị, các hệ thống điển hình để mô phỏng là nhằm giải quyết được những mâu thuẫn nói trên.
Nội dung mô phỏng bao gồm:
1. Mô phỏng 3D một số kết cấu chính của thiết bị tuabin khí tàu thủy.
Trong thiết bị tuabin khí tàu thủy thì những bộ phận quan trọng và điển hình của thiết bị tuabin khí như: Rôto, stator, cánh… Chính vì thế chúng cần được mô phỏng.
a) Mô phỏng 3D cấu tạo của thiết bị tuabin khí tàu thủy.
b) Mô phỏng 3D cấu tạo của rôto của tuabin.
- Rôto.
- Rôto hình tang trống.
- Rôto hình cây thông.
c) Mô phỏng 3D cấu tạo của cánh tuabin khí.
- Cánh tuabin.
- Cánh tuabin gắn trên đĩa.
e) Mô Phỏng 3D cấu tạo vòi phun.
2. Mô phỏng nguyên lý làm việc.
a. Nguyên lý làm việc của thiết bị tuabin khí tàu thủy.
Trong thiết bị tuabin khí tàu thủy được sử dụng phổ biến hai loại thiết bị tuabin khí: thiết bị tuabin khí tàu thủy có 2 trục, 1 máy nén (hình 2.10) và thiết bị tuabin khí tàu thủy có 3 trục, 2 máy nén (hình 2.11). Với mục đích của đề tài là giúp cho các học viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động của thiết bị, hơn nữa thời gian thực hiện đề tài có hạn. Tôi chọn mô phỏng thiết bị tuabin khí tàu thủy gồm 2 trục, 1 máy nén.
b. Mô phỏng nguyên lý làm việc của vòi phun trong thiết bị tuabin khí tàu thủy.
Trong thiết bị tuabin khí tàu thủy, người ta thường sử dụng vòi phun kiểu ly tâm. Với kiểu vòi phun này có những ưu điểm: đơn giản, độ tin cậy khi làm việc cao.
c. Mô phỏng quá trình sinh công trên cánh công tác của tuabin khí.
Để cho học viên hiểu rõ hơn về quá trình sinh công của môi chất trên cánh công tác tuabin. Vì đây là một quá trình chủ yếu của loại hình thiết bị này. Chính vì thế, tôi thực hiện mô phỏng cả quá trình này.
d. Mô phỏng quá trình chuyển động của các cánh trong thiết bị tuabin khí tàu.
Để thấy rõ quá trình chuyển động của các cánh: Cánh tuabin và cánh máy nén trong các dạng thiết bị tuabin khí tàu thủy. Tôi thực hiện tách cụm máy nén – buồng đốt – tuabin và mô phỏng chuyển động chúng.
- Chuyển động của các cánh trong thiết bị tuabin khí tàu thủy một máy nén – một tuabin.
- Chuyển động của các cánh trong thiết bị tuabin khí tàu thủy hai máy nén – hai tuabin.
- Chuyển động cánh tuabin.
- Lắp ghép cụm máy nén – buồng đốt – tuabin.
e. Mô phỏng quá trình biến đổi áp suất và nhiệt độ trong thiết bị tuabin khí tàu thủy.
Trong quá trình làm việc của thiết bị tuabin khí tàu thủy, môi chất làm việc luôn có sự biến đổi áp suất và nhiệt độ. Để học viên có thể thấy rõ quá trình biến đổi đó, tôi thực hiện mô phỏng hai quá trình này.
f. Mô phỏng các hệ thống phục vụ cho thiết bị năng lượng tuabin khí tàu thủy.
- Hệ thống nhiên liệu.
Trong thiết bị năng lượng tuabin khí tàu thủy tùy theo yêu cầu của tàu mà có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau như: Nhiên liệu khí, nhiên liệu dầu nhẹ, nhiên liệu dầu nặng, nhiên liệu rắn…song phần lớn trên các tàu trang bị thiết bị tuabin khí thường sử dụng nhiên liệu nhẹ. Chính vì thế hệ thống nhiên liệu nhẹ sẽ được mô phỏng trong nội dung đề tài này.
- Hệ thống bôi trơn.
Hệ thống bôi trơn là một hệ thống rất quan trọng và có yêu cầu kỹ thuật rất cao. Bởi vì các ổ bi và hộp giảm tốc phải làm việc với tốc độ rất cao. Chính vì thế hệ thống bôi trơn của thiết bị tuabin khí tàu thủy rất phức tạp. Song do điều kiện thời gian thực hiện đề tài nên trong đề tài này chỉ mô phỏng đơn giản nguyên lý làm việc của hệ thống này.
3.2.3.5. Tạo dữ liệu.
Tạo dữ liệu là phần quan trọng, là nội dung của quá trình mô phỏng. Để tạo dữ liệu người mô phỏng cần nắm được cơ bản những kiến thức sau:
- Kiến thức chuyên nghành về cơ khí.
- Kiến thức về phần mềm Autocad.
Từ những yêu cầu nêu trên, với khả năng của bản thân tôi đã lựa chọn phần mềm Autocad để tạo dữ liệu đề tài mình.
Dưới đây gới thiệu sơ qua về quá trình tạo dữ liệu bằng phần mềm Autocad.
* Màn hình khởi động của Autocad.
Ta click vào nút Open để tạo bản vẽ mới. Lúc này môi trường giao diện mới của Autocad hiện ra.
Tạo bản vẽ mới Môi trường giao diện để vẽ Hình 3.2. Màn hình khởi động Autocad.
Sau khi khởi động và tìm hiểu phần mềm Autocad, ta tiến hành tạo dữ liệu trong môi trường này.
3.2.3.6. Thực hiện mô phỏng.
Với dữ liệu đã tạo được từ phần mềm vẽ ta sẽ chuyển sang làm chuyển động trên Flash và Guled GIF Animator.
1. Mô phỏng nguyên lý làm việc trên Flash.
- Khởi động Flash lên
Thanh công cụ để vẽ chủ yếu
Hình 3.5. Tạo dữ liệu trong Autocad.
Sau khi đã khởi động màn hình xong ta tiến hành mô phỏng. Với phạm vi giới hạn của của đồ án nên ở đây tôi không thể trình bày chi tiết quá trình mô phỏng mà chỉ trình bày tóm tắt dưới dạng các file ảnh minh họa.
a. Mô phỏng nguyên lý làm việc của thiết bị tuabin khí tàu thủy.
Không gian hiển thị hình ảnh khi ta nhập vào Thanh công cụ để thực hiện mô phỏng
Hình 3.6. Môi trường làm việc Flash.
b. Mô phỏng nguyên lý làm việc của vòi phun nhiên liệu.
c. Mô phỏng quá trình sinh công trên cánh động của tuabin.
Hình3.8. Mô phỏng nguyên lý làm việc của vòi phun.
Hình 3.9. Mô phỏng quá trình sinh công trên cánh
d. Mô phỏng quá trình chuyển động của các cánh trong thiết bị tuabin khí tàu.
- Chuyển động của các cánh trong thiết bị tuabin khí tàu thủy một máy nén – một tuabin.
Hình 3.10. Mô phỏng chuyển động các cánh trong
- Chuyển động của các cánh trong thiết bị tuabin khí tàu thủy hai máy nén – hai tuabin.
- Chuyển động cánh máy nén.
Hình 3.12. Mô phỏng chuyển động các cánh trong
- Chuyển động cánh tuabin.
- Mô phỏng lắp ghép cụm máy nén – buồng đốt – tuabin.
Hình 3.14. Mô phỏng chuyển động cánh tuabin.
e. Mô phỏng quá trình biến đổi áp suất và nhiệt độ trong thiết bị tuabin khí tàu thủy.
- Mô phỏng quá trình biến đổi áp suất.
- Mô phỏng quá trình biến đổi nhiệt độ.
Hình 3.16. Mô phỏng Quá trình biến đổi áp suất.
f. Mô phỏng nguyên lý làm việc các hệ thống của thiết bị tuabin khí tàu thủy.
- Mô phỏng nguyên lý làm việc hệ thống bôi trơn.
- Mô phỏng nguyên lý làm việc hệ thống nhiên liệu.
Hình 3.18. Mô phỏng nguyên lý làm việc hệ thống bôi trơn.
Hình 3.19. Mô phỏng nguyên lý làm việc hệ thống nhiên liệu.
2. Mô phỏng một số kết cấu chính của thiết bị tuabin khí tàu thủy trên Guled GIF Animator.
- Khởi động GIF Animator lên:
Sau khi khởi động xong ta tiến hành add Image các file ảnh cấu tạo vào. Tiếp theo thực hiện các ứng dụng của phần mềm thực hiện mô phỏng.
Không gian hiện thị hình ảnh Thanh công cụ Không gian chứa các Frame
Hình 3.20. Môi trường làm việc của Guled GIF
Animator.
Sau khi thực hiện mô phỏng xong ta tiến hành lưu file mô phỏng. Để sản phẩm sau khi mô phỏng có thể dễ dàng chạy trên nhiều máy tính mà không cần cài đặt phần mềm chuyên dụng, ta lưu file dạng Video (AVI). Để mở file này ta sử dụng phần mềm Windows Media Player.
* Các chi tiết được mô phỏng cấu tạo 3D: a. Thiết bị tuabin khí tàu thủy.
Hình 3.22. Trình diễn mô phỏng cáu tạo trên Windows
b. Rôto.
c. Rôto hình tang trống.
Hình 3.24. Cấu tạo rôto.
d. Rôto dạng cây thông.
e. Cánh tuabin trên đĩa.
Hình 3.26. Cấu tạo rôto cây thông.
f. Cánh tuabin.
g. Đĩa tuabin.
h. Vòi phun.
Hình 3.28. Cấu tạo cánh tuabin.
Chương 4:
KẾT LUẬN
VÀ
4.1. Kết luận.
Qua thời gian thực hiện về đề tài “Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc của thiết bị năng lượng tuabin khí tàu thủy”, tôi đã hoàn thành cơ bản nội dung mà bản đề cương đề ra.
4.1.1. Ưu điểm của đề tài.
- Đề tài thực hiện một thiết bị tương đối mới mẻ đối với sinh viên ngành kỹ thuật tàu thủy. Chính vì thế tạo điều kiện các sinh viên tham khảo, học tập.
- Mô tả cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận, hệ thống dưới dạng hình ảnh động nên giúp cho việc học tập và tìm hiểu được dễ dàng.
- Các hình ảnh được thể hiện một cách rõ ràng, sống động mang tính trực quan cao cho quá trình nghiên cứu, học tập một cách thuận tiện.
- Ứng dụng tin học để thực hiện nên đáp ứng được nhu cầu của thực tế cao, sử dụng nhanh chóng và thuận tiện.
- Thao tác sử dụng dễ dàng không cần người sử dụng phải thành thạo về tin học, giao diện thuận tiện cho người sử dụng.
- Chương trình có thể sử dụng trên bất kỳ một chiếc máy tính nào khác mà không cần cài đặt phần mềm sử dụng.
4.1.2. Hạn chế của đề tài.
Do lần đầu tiếp xúc với tin học, kết hợp giữa kiến thức chuyên môn và kiến thức về tin học, trình độ có hạn. Mặt khác, thiết bị năng lượng tuabin khí tàu thủy chưa được phổ biến rộng rãi ở Việt Nam nên việc tiếp xúc, tìm hiểu nó rất hạn chế, từ đó dẫn đến nhiều hạn chế :
- Chất lượng xuất thành các đoạn phim con kém. - Độ chính xác của các chi tiết chưa cao.
- Dừng lại ở một số bộ phận, hệ thống điển hình.
4.1.3 Hướng phát triển của đề tài.
- Về nội dung đề tài cần phát triển theo chiều sâu, nghĩa là chia nhỏ phạm vi nghiên cứu đề tài để cho sinh viên có thời gian đào sâu nghiên cứu, có như vậy chất lượng của đề tài tốt lên.
- Dựa trên những nội dung của đề tài có thể sắp xếp, chỉnh sửa để tạo thành bài giảng điện tử, tài liệu tham khảo cho sinh viên học tập.
4.2. Đề xuất ý kiến.
Nhằm nâng cao chất lượng đào tạo ngành kỹ thuật tàu thủy của trường đại học Nha Trang. Cá nhân tôi xin đưa vài đề xuất nho nhỏ sau:
- Tiếp tục phát huy phương pháp giảng dạy lấy sinh viên làm tâm điểm. Nghĩa là phát huy tính tự học trong sinh viên.
- Trong quá trình học tập cần giao sinh viên nhiều chuyên đề môn học, giúp cho sinh viên bước đầu nắm bắt với nghiên cứu khoa học, và cách thực hiện gần như một đồ án.
- Cần phải ngày càng có nhiều đề tài được thực hiện dưới dạng tin học hay đồ hoạ nhằm giúp cho sinh viên làm quen với công nghệ thông tin.
- Cần tạo điều kiện cho sinh viên tiếp xúc thực tế với các thiết bị máy móc nhiều hơn nữa để chất lượng đề tài tăng lên.
- Để giúp cho sinh viên khoa kỹ thuật tàu thủy tiếp tục thực hiện các đề tài về mô phỏng, khoa kỹ thuật tàu thủy cần thường xuyên đào tạo các lớp về ứng dụng tin học vào các ngành kỹ thuật như: Flash, Solid Works, Autocad, Wed,….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. V GaneSan, (năm 2001), Gas Turbine, NXB Tata MeGan – Hill Publishing Company Limited – NEW DELHI.
2. PGS. TS. Lê Xuân Ôn, (năm 1992), Thiết bị năng lượng tàu thủy, NXB Giao thông vận tải.
3. PGS. TS. Bùi Hải, (năm 2007), Kỹ thuật nhiệt, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
4. Hoàng Đình Tín, (năm 1997), Nhiệt động lực học kỹ thuật, NXB Khoa học kỹ thuật.
5. Trần Văn Phương, (năm 2003), Thiết kế hệ thống động lực tàu thuyền, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh.
6. KS. Phạm Quang Huy, (năm 2003), Bài tập thực hành WILDFORM FX & FLASH MX, NXB Thống kê.
7. Th.S. Nguyễn Đình Long, (năm 1997), Trang bị động lực. 8. Th.S. Mai Sơn Hải, (năm 2003), Bài giảng thiết bị tuabin. 9. Trang wed: www.manturbo.com.
Mục lục
Trang
LỜI NÓI ĐẦU………. 1
Chương 1: Tổng quan về TBNL tàu thủy……… 3
1.1. Khái niệm, công dụng, thành phần và phân loại.4Error! Bookmark not defined. 1.1.1. Khái niệm...4
1.1.2. Công dụng. ...4
1.1.3. Thành phần…...4
1.1.4. Phân loại……...5
1.2. Yêu cầu đối với TBNL tàu thủy. ...6
1.3. Một số laọi TBNL tàu thủy điển hình...6
1.3.1. TBNL diesel tàu thủy...6
1.3.2. TBNL tuabin khí tàu thủy. ...8