›
›

Đồ án môn học Thiết kế chân vịt tàu vận tải đi biển

pdf 24 trang hoanguyen 15602
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án môn học Thiết kế chân vịt tàu vận tải đi biển", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfde_tai_damh_thiet_ke_chan_vit_tau_van_tai_di_bien.pdf

Nội dung text: Đồ án môn học Thiết kế chân vịt tàu vận tải đi biển

  1. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH MỤC LỤC Nhận xét của giảng viên hướng dẫn 3 Lời nói đầu 4 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHÂN VỊT, PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VÀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ 1.1 Giới thiệu chung về chân vịt 5 1.2 Các phương pháp thiết kế chân vịt 5 1.2.1 Phương pháp 1 5 1.2.2 Phương pháp 2 5 1.3 Đề tài thiết kế 5 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN SỨC CẢN TÀU 2.1 Thông số cơ bản của tàu 6 2.2 Tính toán sức cản tàu bằng phương pháp Taylor 6 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÂN VỊT 3.1 Tính chọn máy tàu dựa vào đồ thị Taylor 8 3.1.1 Tính chọn các thông số mở đầu 8 3.1.2 Tính chọn máy dựa vào đồ thị Taylor 9 3.2 Thiết kế chân vịt theo đồ thị Taylor 12 3.2.1 Thiết kế chân vịt 12 3.2.2 Kiểm tra tính sủi bọt theo tiêu chuẩn Burrill 14 3.2.3 Kiểm tra độ bền cánh chân vịt 15 3.3 Các thông số hình học chủ yếu của chân vịt 17 3.3.1 Các thông số hình học chủ yếu 17 3.3.2 Tính chọn then 17 3.3.3 Chiều dày cánh 18 3.3.4 Xây dựng tam giác đúc 19 3.3.5 Khối lượng chân vịt 19 3.3.6 Momen quán tính 20 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 1
  2. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH 3.4 Xây dựng đường đặc tính vận hành chân vịt 21 3.4.1 Đường làm việc cho chế độ M = const 21 3.4.2 Đường làm việc cho chế độ n = const 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Đồ thị sức cản 7 Hình 3.1 Đồ thị chọn máy 11 Hình 3.2 Đồ thị đường đặc tính vận hành của chân vịt (Te) 23 Hình 3.3 Đồ thị đường đặc tính vận hành của chân vịt (Pe) 24 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tính toán sức cản theo Taylor 7 Bảng 3.1 Bảng thông số sơ bộ tính chọn máy 10 Bảng 3.2 Bảng tính sơ bộ chọn máy 10 Bảng 3.3 Thiết kế chân vịt theo chế độ chạy tự do 13 Bảng 3.4 Thống kê các hệ số 16 Bảng 3.5 Bảng đường bao cánh chân vịt nhóm B4 19 Bảng 3.6 Bảng tọa độ các profil cánh 19 Bảng 3.7 Bảng kết quả làm việc của chân vịt ở chế độ M = const 21 Bảng 3.8 Bảng tính các hệ số 22 Bảng 3.9 Bảng tính các đặc tính cho chế độ n = const 23 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 2
  3. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 3
  4. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH LỜI NÓI ĐẦU Tàu thủy là một công trình kiến trúc nổi, có hoặc không có động cơ, hoạt động trên mặt nước. Tàu thủy được phát triển từ rất sớm, các bằng chứng lịch sử và khảo cổ học cho thấy tàu thủy phục vụ cho mục đích vận chuyển hàng hóa thương mại đã phổ biến rộng rãi từ đầu Thiên niên kỷ 1 TCN. Ngày nay, tàu thủy đang còn được tiếp tục nghiên cứu, cải tiến nhằm đáp ứng ngày một tốt hơn đòi hỏi về mọi mặt của con người. Ngoài ra, tàu thủy còn được phát triển để phục vụ cho quân đội. Để đáp ứng được các yêu cầu phục vụ như trên cho tàu thủy, môn học “Lý thuyết tàu 2” là một trong những môn cơ sở khá quan trọng. Môn học này cung cấp cho chúng ta một loạt các kiến thức liên quan đến sức cản tàu; tính lắc, tính ăn lái, tính quay vòng tàu và thiết bị đẩy tàu. Trong môn học này, chúng em được làm quen thêm với môn học “ĐAMH thiết kế chân vịt tàu vận tải đi biển”. Đồ án này giúp em củng cố được các kiến thức đã được học từ môn “Lý thuyết tàu 2”, làm quen với việc tính toán sức cản tàu thủy; tính chọn máy và thiết kế chân vịt cho tàu thủy. Nhận thức được sự quan trọng của môn học này nên bản thân em đã cố gắng học tập, tìm hiểu, nghiên cứu một cách nghiêm túc dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô giảng dạy trong Khoa. Và kết quả là em đã hoàn thành đồ án đúng tiến độ trong thời gian cho phép. Do đây là môn học đầu tiên em làm đồ án, tự nhận thấy kiến thức bản thân vẫn còn chưa vững dẫn đến trong bài làm ắt hản sẽ có những sai sót về nội dung cũng như hình thức trình bày, đặc biệt là có một số nội dung bản thân thực sự chưa hiểu lắm (Ví dụ như: tam giác đúc, đồ thị đặc tính vận hành chân vịt, .). Hy vọng bản thân sẽ nhận được sự góp ý quý báu từ các thầy cô để em hoàn thiện Đồ án một cách tốt nhất có thể. Và cuối cùng, em xin chân thàn cảm ơn các thầy cô trong khoa và đặc biệt là các thầy giảng dạy và hướng dẫn Đồ án đã giúp đỡ em để em hoàn thành Đồ án một cách tốt nhất. Sinh viên thực hiện Lê Tuấn Vũ – VT14 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 4
  5. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHÂN VỊT, PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ VÀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ 1.1 Giới thiệu chung về chân vịt - Chân vịt tàu thủy là một thiết bị đẩy tàu thủy, là một bộ phận quan trọng trong tổ hợp cùng với động cơ chính có nhiệm vụ duy trì sự hoạt động của con tàu. - Nói cách khác, chân vịt có thể giúp con tàu di chuyển theo hướng nhất định bằng cách quay và tạo ra một lực đẩy tàu cần thiết để thắng được sức cản của nước tác dụng lên thân tàu. - Trong thiết kế chân vịt, chúng ta có 2 phương pháp như sau: 1.2 Các phương pháp thiết kế chân vịt 1.2.1 Phương pháp 1 - Thiết kế dựa trên những đồ thị rút ra những kết quả thí nghiệm trên hàng loạt mô hình chân vịt. Trong đó có một số thiết kế thay đổi như tỉ số bước, tiết diện cánh và các dạng tiết diện chân vịt thoả mãn với các đặc tính của seri nào đó, có thể nhanh chóng thiết kế và vẽ theo yêu cầu khai thác của tàu. 1.2.2 Phương pháp 2 - Được sử dụng trong trường hợp chân vịt làm việc nặng nề, phải chịu sủi bọt hoặc làm việc trong không gian phẳng lặng, phải áp dụng lý thuyết xoáy để thiết kế. - Từ đặc tính của mỗi phương pháp cùng với các thông số và điều kiện thiết kế chân vịt của tàu hàng. Ta nên sử dụng phương pháp 1. Đấy là phương pháp thiết kế chân vịt theo phương pháp đồ thị dựa theo mô hình chân vịt seri-B Wageningen (Hà Lan) thường đuợc sử dụng để tính toán thiết kế cho tàu hàng trung thực. 1.3 Đề tài thiết kế Tính toán thiết kế chân vịt tàu vận tải đi biển SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 5
  6. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN SỨC CẢN TÀU 2.1 Thông số cơ bản của tàu Chiều dài tàu Lpp = 71,2 m Chiều rộng tàu B = 12,2 m Chiều chìm tàu d = 3,5 m Chiều cao mạn D = 4,3 m Hệ số béo thể tích CB = 0,77 Vận tốc V = 12 HL/h Lượng chiếm nước ∆ = 2600 T 2.2 Tính toán sức cản tàu bằng phương pháp Taylor - Phạm vi áp dụng của phương pháp Taylor: CP = 0,48 - 0,80 ; v/ L = 0,3-2,0 ; B/d = 2,25 – 3,0 và 3,75 - Đối với tàu thiết kế, ta có: CB = 0,77 ; L/B = 5,84; B/d = 3,49 Các thông số cần thiết: B - Diện tích mặt ướt tàu vận tải: S L T 1,36 1,13 CB  T - Tính diện tích mặt ướt vỏ tàu theo Mumford: S 1,7T B L v - Số Froude: Fn g  L v  L - Số Reynolds: Re  0,075 - Hệ số ma sát: CF 2 log10 Rn 2 - Hệ số nhớt và mật độ tại nhiệt độ 25oC  0,8974 10 6 m2 / s ; 101,6621 kgs2 / m4 - Sứa cản toàn phần: RT = RF + Rr R  v - Công có ích để kéo tàu: EPS T v m / s 75 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 6
  7. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Bảng 2.1: Tính toán sức cản theo Taylor Hình 2.1: Đồ thị sức cản SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 7
  8. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÂN VỊT 3.1 Tính chọn máy cho tàu dựa vào đồ thị Taylor 3.1.1. Tính chọn các thông số mở đầu: Vật liệu làm chân vịt là đồng thau, ứng suất cho phép là:   6 0 0 7 0 0 kG/ cm2 2 - Giới hạn bền là:  b 6400 kG/cm - Giới hạn chảy là :  ch 2 5 0 0 kG/cm2 - Dộ kéo dài là : 22% - Chọn seri chân vịt: Wageningen Seri B 4.55 - Chọn số cánh: z = 4 - Hệ số dòng theo (theo Taylor): w = 0,5CB – 0,05 = 0,5.0,77 – 0,05 =0,335 - Hệ số lực hút: t= k.w = 0,7.0,335 =0,2345 (chọn k= 0,7 dùng cho tàu có bánh lái thoát nước sau chân vịt) - Xác định đường kính chân vịt lớn nhất: Dmax = 0,75.d =0,75.3,5 =2,625 m - Xác định độ chìm trục chân vịt: HS = d- (DMax /2) – 0,04DMax – 0,2 =1,8825 m - Nhiệt độ nước biển vùng hoạt động: T = 25oC - Tỉ lệ chọn mặt đĩa: θ = 0,55 - Vận tốc v= 12 HL/h = 6,185 m/s - Lực cản tàu R: từ đồ thị sức cản với v = 12 HL/h ta có : R = 10959 Kg - Từ đường công sức cản R= f(v) , xác định sức cản ứng với tốc độ đã cho, tính lực đẩy cần thiết của chân vịt theo công thức sau: R 75.N T o Kg 1 t v .(1 t ) SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 8
  9. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Lực đẩy cần thiết của chân vịt: R 10959 T 14316,1KG 1 t 1 0,2345 Ta có: 1funt = 0,4563 KG T = 31561,1 funt Công suất kéo: R  v 10959  6,1733 N 903,703 ML o 75 75 - Tốc độ tịnh tiến của chân vịt: v p v (1 w) 12 (1 0.335) 7,98 HL/h => v p 4,1 1 2 8 m/s 1 t 1 0,2345 - Tính hiệu suất thân tàu: n 1,151 k 1 w 1 0.335 - Hiệu suất hộp số :ηh = 0,97 - Hiệu suất trục chân vịt: ηt = 0,96 - Hệ số môi trường: Cmt = 0.9 - Hệ số ảnh hưởng thân tàu: a 0.92  0.95ta chọn a = 0,92 3.1.2. Tính chọn máy dựa vào đồ thị Taylor - Công suất đẩy tàu: T v 31561,17,98 N ' p 769,502HP T 327,3 327,3 Trong đó: o T: Lực đẩy chân vịt (funt) với 1funt = 0,4536 KG o vp: Tốc độ tịnh tiến chân vịt , HL/h - Vì đồ thị tính cho chân vịt hoạt động trong vùng nước ngọt, nhưng ta tính chân vịt hoạt động trong vùng nước mặn, cần điều chỉnh: N ' 1000 769,502 1000 N T 750,733HP T 1025 1025 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 9
  10. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Bảng 3.1: Bảng thông số sơ bộ tính chọn máy Bảng 3.2: Bảng tính sơ bộ chọn máy SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 10
  11. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Hình 3.1: Đồ thị chọn máy - Dưạ vào đồ thi ̣ta chọn được máy có - Kết quả tính toán trên hình vẽ những điểm nằm trên đường cong Ne thỏa mãn các mã lực có hiệu của máy để đảm bảo tàu chạy với vân tốc 12 Hl/h Theo Catalogue Marine Diesel engines – MAN range – light duty chọn máy có các thông số như sau: - Type: V12-1550 - Công suất: 1550 kW BHP = 2107 PS - Số vòng quay đầu ra: 300 vòng/phút SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 11
  12. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH 3.2. Thiết kế chân vịt theo đồ thị Taylor 3.2.1. Thiết kế chân vịt - Vận tốc thiết kế: Vs = 12 HL/h - Sức cản: R = 10959 KG - Công suất truyền đến trục chân vịt: PD = Cmt.ƞt.ƞh.BHP = 0,9.0,96.0,97.1903 = 1766 PS Trong đó: o Cmt = 0,9 : Hệ số môi trường. o ƞt = 0,96 : Hiệu suất trục chân vịt. o ƞh = 0,97 : Hiệu suất hộp số. o BHP = 2107 PS : Công suất hộp số. - Ta chọn kiểu truyền động trực tiếp từ máy đến chân vịt nên vòng quay của chân vịt bằng vòng quay của máy và tần suất quay của chân vịt nhận khoảng 98% - 99% tần suất định mức chọn tần suất chân vịt 98% tần suất định mức: N = 0,98.300 = 294 v/ph - Vòng quay chân vịt trong 1 giây: N = N/60 = 294/60 = 4,9 v/s - Áp suất tác dụng lên tâm trục chân vịt: 2 P0 = Pa + γ.Hs = 10330 + 1025.1,8825 = 12260 (KG/m ) Trong đó: Pa = 1,033 (KG/cm2) – Áp suất khí quyển trên mặt thoáng - Áp suất hơi bão hòa chọn: Pv = 240 (KG/m2) - Tàu một chân vịt: K = 0,2 A - Tính chọn tỷ lệ mặt đĩa:  e Với θ = 0,55 A SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 12
  13. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Bảng 3.3: Thiết kế chân vịt theo chế độ chạy tự do Te R 11101 10959 - Ta có: % Te 1,3% 3% Nên thỏa mãn Te 11101 Vậy: Máy đã cho là hoàn toàn hợp lý vì sai số giữa R và Te nhỏ hơn 3% nằm trong giới hạn cho phép và ứng với các thông số hình học chân vịt thuộc nhóm B4.55 như sau: - Đường kính chân vịt: D = 2,53 m - Bước xoắn: H = 1,62 m - Tỷ lệ bước: H/D = 0,64 A - Tỷ lệ diện tích mặt đĩa:  e 0,55 A H 1,62 - Góc xoắn: tan 0,204 φ = 11,53o. 2 r  2,53 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 13
  14. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH 3.2.2. Kiểm tra tính sủi bọt theo tiêu chuẩn Burrill - Các thông số có được từ những phần đã tính: o Vận tốc thiết kế: V = 12 HL/h o Lực đẩy chân vịt: Te = 11101 kG o Đường kính chân vịt: D = 2,53 m o Bước xoắn: H = 1,62 m o Tỷ lệ bước: H/D = 0,64 A o Tỷ lệ diện tích mặt đĩa:  e 0,55 A  d 2  2,532 o Diện tích đường tròn: A 5,04 m2. o 4 4 o Vận tốc các điểm trên cánh tính tại 0.7R 2 2 2 D 2 2 2 v0,7 v p 2  n 0,7  4,11 2  4,90,7 1,265 760,13 m/ s 2 Trong đó: ▪ Vận tốc tịnh tiến của chân vịt: vp 7,98HL/ h v p 4,11m/ s ▪ Tần suất quay của chân vịt: n = 4,9 ( v/s) ▪ Đường kính chân vịt: D = 2,68 m ▪ Số sủi bọt trung bình: po pd  0,7 2 0,31 0,5 v0,7 Tromg đó: • Áp suất khí quyển tại mặt thoáng: Pa = 10330 kG/m2 • Áp suất hơi bảo hoà: Pd = 240 kG/m2 • Chiều chìm tới trục chân vịt: Hs = 1,8825 m • Khối lượng riêng của nước biển: = 101,6621 kGs2/m4 2 Po= Pa + γ. Hs = 10330 + 1025.1,8825 = 12260 (KG/m ) SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 14
  15. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH - Căn cứ vào đồ thị Burill cho ta hệ số thực: T / AC  2 0,147 0,5  0,7 - Như vậy giá tri ̣tối thiểu của diện tích chiếu chân vịt: T - AC min 2 2,548 0,5  0,7 - Diện tích thật của mặt chiếu chân vịt: 2 H Ae D - AC (1,067 0,229 ) 2,549 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 θ= 0,55 trong trường hợp này có khả năng tránh sủi bọt. 3.2.3. Kiểm tra độ bền cánh chân vịt - Chân vịt làm bằng đồng thau có ứng suất cho phép  = 600-700kG/cm2 Áp dụng phương pháp Romson tiến hành kiểm tra độ bền cánh tại hai bán kính r = 0,2R và r = 0,6R. Theo phương pháp này ứng suất trong cánh gồm ứng suất do mômen uốn 1 gây ra và 2 cho lực ly tâm :  = 1 + 2 - Công thức tính ứng suất 1 do mômen uốn gây ra : CA  PD  X 101,3 2 Ứng suất kéo: 1,K 2 CB  p (kG/cm ) aK  b  e  z  N J C A  PD  X 101,3 2 Ứng suất nén:  1,K 2 CB  p (kG/cm ) aN b  e  z  N J - Công thức tính ứng suất 2 do lực ly tâm gây ra: ND 2 AC   2 Ứng suất kéo: 2,K 4 o (kG/cm ) 10 ak ND 2 AC   2 Ứng suất nén: 2,K 4 o (kG/cm ) 10 an SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 15
  16. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH - Trong đó công suất dẫn đến trục chân vịt PD = 1766 PS o Chiều rộng cánh tại r: b = 0,579 (m) o Chiều dày cánh tại r: e = 10,3 (cm) o Vòng quay chân vịt trong một phút N = 300 v/ph o Hiệu suất chân vịt : p= 0,45 o Hệ số tiến của chân vịt : J=VP/(n.D)= 0,33 o Đường kính chân vịt : D = 2,53 m o Số cánh chân vịt: z = 4 Dm() - AfV ; với D/e =2,46 edm() - Các hệ số CA, CB, X miêu tả đặc trưng phân bố lực đẩy, lực vòng trên 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). - Các hệ số đọc từ đồ thị áp dụng cho chân vịt được thống kê trong bảng sau: Bảng 3.4: Thống kê các hệ số - Tại bán kính r = 0,2R giá trị các ứng suất tính theo công thức được trình bày: o Ứng suất kéo: 2 1,K 392,052 kG/cm 2  2,K 222,022 kG/cm o Ứng suất nén: 2 1,N 437,64 kG/cm 2  2,N 176,99 kG/cm 2  K 1,K  2,K 614,074 kG/cm 2  N 1,N  2,N 614,63 kG/cm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 16
  17. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH - Tổng ứng suất kiểm tra tại r = 0,2R nhỏ hơn giới hạn cho phép của vật liệu, đảm bảo chân vịt đủ bền. 3.3. Các thông số hình học chủ yếu của chân vịt 3.3.1. Các thông số hình học chủ yếu - Góc nghiêng cánh : 11,53o - Vật liệu chế tạo chân vịt : đồng thau - Khối lượng riêng của đồng thau γ = 8,6 T/m3 - Đường kính chân vịt D = 2,53 m - Tỷ số bước xoắn H/D = 0,64 - Số cánh chân vịt z = 4 - Tỷ số mặt đĩa θ = 0,55 - Đường kính trung bình củ: dh = (0,16 - 0,18)D = 405 mm - Đường kính đầu củ: d1 = (0,18 - 0,204)D = 456 mm - Đường kính phía nhỏ: d2 = (0,13 - 0,14)D = 329 mm - Chiều dài củ: lh = (0,2 - 0,27)D = 660 mm - Độ côn trong: 1:12 - Chiều dài lỗ khoét giảm trọng lượng: l’h = (0,3 – 0,45).lh = 231 mm - Chiều dày cánh ở đỉnh: ed = 0,0035D = 8,86 mm - Chiều dày giả định tại tâm củ: e0 = (0,04 - 0,05)D = 120 mm - Bán kính lượn cánh với củ: phía nhỏ R1 = 0,03D = 76 mm phía lớn R2 = 0,035D = 89 mm 3.3.2. Tính chọn then - Theo quy phạm đóng tàu ở phần III chương 7– QCVN 2010, ta có: H 560 3 d s 100K 2   K 217,94 mm N Ts 160 Chọn ds = 218 mm Trong đó: SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 17
  18. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH o K2 =1,26 theo bảng 3/6.3 chương 7 phần III – QCVN 2010 (trục có rảnh then để lắp chân vịt) o ds: Dường kính yêu cầu của trục chân vịt 2 o Ts =600 N/mm - giới hạn bền kéo danh nghĩa của trục chân vịt 1 K d 1 i d 0 o di: Đường kính ngoài trục rỗng o do: Đường kính trong trục rỗng lấy di ≤ 0,4 da . Theo quy phạm ở bảng 6.2.2-1 ta có thể chọn K = 1 o H = Ne = 2107 PS công suất trục lớn nhất của động cơ o N = 300 vg/ph - Vòng quay lớn nhất của trục trung gian - Then: Chiều dài then: lt = 0,25.lh = 0,25.660 = 165 mm Chọn lt = 166 mm - Bề rộng then: bt = 0,25.ds =0,25.218= 54,5 mm Chọn bt = 55 mm - Chiều cao then: ht = (0,4 ÷ 0,5).bt = 22 ÷ 27,5 mm Chọn ht = 25 mm 3.3.3. Chiều dày cánh: - Chiều dày cánh tưởng tượng ở lõi: e0= 0,045.2,53 = 114 (mm) - Chiều dày cánh ở đỉnh: ed = 0,0035.2,53 = 9 mm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 18
  19. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Bảng 3.5: Bảng đường bao cánh chân vịt nhóm B4 - Trong đó: o b1: Khoảng cách từ trục tới mép dẫn. o b2: Khoảng cách từ tmax tới mép dẫn. o b : Khoảng cách từ mép dẫn tới mép thoát. Bảng 3.6: Bảng tọa độ các profil cánh SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 19
  20. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH 3.3.4. Xây dựng tam giác đúc - Em sẽ hoàn thành sau khi hoàn thiện đồ án. 3.3.5. Khối lượng chân vịt - Theo Kofiepski khối lượng chân vịt tính theo công thức sau: Z 3 b0,6 4 dh e0,6 2 G 4   D   6,2 210  0,41  0,59  lh dh 410 D D D = 1009,611 (kG) Với: o Z = 4 : Số cánh chân vịt o  8400kg / m3 : Khối lượng riêng của đồng. o D = 2,53 m : Đường kính chân vịt o b0,6 0,7 6 2 m : Chiều rộng cánh chân vịt tại r =0,6R o e0,6 0,055 m : Chiều dày cánh chân vịt tại r = 0,6R o lh = 0,66 m : Chiều dài củ chân vịt o dh =0,405 m : Đường kính củ chân vịt 3.3.6. Momen quán tính - Momen quán tính chân vịt được tính theo CT thực nghiệm sau: 2 Ip = 2,548GD = 4292,4 Với 2 Ae e0 5 GD C1 C2 C3 C4     D 1684,6 A0 D Trong đó: o C1: Hệ số ảnh hưởng của chân vịt. Chân vịt loại Wageningen C1 = 1,025 o C2 : hệ số ảnh hưởng mặt cầu. Chân vịt loại Wageningen C2 = 1 o C3 : hệ số ảnh hưởng của đường bao cánh. Chân vịt Wageningen C3= 1 o C4 : hệ số ảnh hưởng chiều dày cánh ở đỉnh e0 ed 0,120 0,0089 C4 0,15 0,089 0,15 0,089 0,072 e0 0,120 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 20
  21. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH 3.4. Xây dựng đường đặc tính vận hành của chân vịt 3.4.1. Đường làm việc cho chế độ M = const. - Đường kính: D = 2,53 m - Tỉ lệ bước: H/D = 0,64 - Công suất: PD = 1766 PS - Vòng quay: N = 300 vg/ph - Momen quay: M = 716,2.PD/N = 6673,838 KG.m - Hệ số dòng theo: w = 0,29 - Hệ số lực hút: t = 0,174 - Mật độ nước: ρ = 101 kG.s2/m Bảng 3.7: Bảng kết quả làm việc của Chân vịt ở chế độ M = const 3.4.2. Đường làm việc cho chế độ n = const. - Thông thường thực hiện phép tính cho một loạt giá trị của n từ 0,6; 0,7 giá trị tần suất định mức đến giá trị lớn nhất n=1,03.nđm. Được tính như bảng sau: SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 21
  22. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Bảng 3.8: Bảng tính các hệ số - Ta lập được bảng đường đặc tính cho chế độ n = const với các công thức sau: o Vs = C1.J o Te = C2.KQ o Pe = C4.KT SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 22
  23. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Bảng 3.9: Bảng tính đường đặc tính cho chế độ n = const Hình 3.2: Đồ thị đường đặc tính vận hành của Chân vịt (Te) SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 23
  24. ĐAMH: THIẾT BỊ ĐẨY TÀU THỦY GVHD: Th.S LÊ ĐỨC CẢNH Hình 3.3: Đồ thị đặc tính vận hành của chân vịt (Pe) TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lý thuyết tàu tập II – Trần Công Nghị, Trường Đại học Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh (2009). 2. Lý thuyết tàu thủy tập 2 – PGS.TS Nguyễn Đức Ân, KS Nguyễn Bân, Nhà xuất bản Giao thông vận tải Hà Nội (2005). 3. Sổ tay thiết kế tàu thủy tập 1 – Nhiều tác giả. 4. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia “Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép” (QCVN 21:2010/BGTVT). 5. Lý thuyết tàu thủy (Tài liệu học tập dành cho sinh viên ngành kinh tế vận tải) – Vũ Ngọc Bích, NXB Giao thông vận tải – 2008. SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 Page: 24