Mục lục Chương 1: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ ĐỘNG LỰC 1.1 Khảo sát đặt tính kỹ thuật cần thiết tàu mẫu: 1.1.1 Chọn tàu mẫu: Phân tích đặc tính làm việc công dụng tàu mẫu: - Tàu thiết kế làm nhiệm vụ cung cấp thức ăn , nước uống, đá , nhiên liệu đồng thời cịn có chức thu mua hải sản từ tàu đánh bắt xa bờ giúp - tàu cá tang thời gian đánh bắt ngư trường Tàu làm vỏ gỗ có chân vịt, lắp đặt máy diesel, boong chính, cabin - khoang máy bố trí phía tàu Vùng hoạt động tàu: Tàu hoạt động ngư trường Trường Sa vùng biển Việt Nam, thuộc vùng ven biển Cấp hạn chế I Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam 2003, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực tính toán thiết kế thoả mãn tương ứng theo Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam 2010 - Nôi dung công tác dịch vụ hậu cần: + Trong chuyến biển, tàu có nhiệm vụ cung ứng nhiên liệu 5.000 đến 8.000 lít ; Nước 9.000 lít thực phẩm cho đội tàu khai thác cá (5– ) vùng biển Trường Sa + Đồng thời tàu có nhiệm vụ chuyển tải 20 cá bảo quản đá lạnh từ 00-10C , tạo điều kiện cho đội tàu đánh bắt cá kéo dài thời gian khia thác biển Bảng 1.1 Thông số tàu mẫu Thông số tàu Chiều dài lớn Chiều dài thiết kế Chiều rộng thiết kế Chiều cao mạn Chiều chìm thiết Kí hiệu Lmax Ltk Giá trị 23,50 19,50 Thứ nguyên m m Btk D d 5,08 2,90 1,76 m m m kế Hệ số béo thể tích Vận tốc tàu Vùng hoạt động Loại tàu CB v - 0,653 10 Cấp I Tàu hậu cần nghề cá Hình 1.1: Tuyến hình tàu mẫu Hl/h - Hình 1.2: Bố trí chung tàu mẫu  Khoảng cách sườn tàu mẫu : S = 400 (mm)  Số vách kín nước tàu mẫu vách: (L< 60 m) + Vách thứ nằm vị trí sườn số + Vách thứ hai nằm vị trí sườn số 14 + Vách thứ ba nằm vị trí sườn số 45 Bảng 1.2: Phân khoang tàu mẫu:( Dựa theo vẽ bố trí chung tàu mẫu ) Tên khoang Khoang lái Khoang đuôi Khoang máy Khoang cách ly Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang chứa dây Từ sườn đến sườn -4÷1 1÷5 5÷14 14÷16 16÷20 20÷23 23÷27 27÷31 31÷35 35÷38 38÷42 42÷45 Chiều dài (m) 2,00 1,6 3,6 0,8 1,6 1,20 1,6 1,6 1,6 1,2 1,6 1,2 Khoảng sườn (mm) 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 Khoang mũi 45÷ 55 400 1.1.2 Phân tích bố trí hệ động lực tàu mẫu: Hệ động lực tàu mẫu bố trí phía đi:  Ưu điểm: - Đảm bảo tính liên tục tàu bố trí khoang hầm để chứa cá, hầm đá, thức ăn, nhiên liệu, phụ tùng thiết bị,… không bị gián đoạn sức chở - Bố trí hệ trục ngắn làm giảm tổn hao hiệu suất nâng cao cơng suất có ích - Nâng cao lợi ích kinh tế giảm giá thành hệ trục  Nhược điểm: - Ổn định dọc tàu hệ trục máy nằm phía tàu - cân dọc tàu Tầm nhìn quan sát thuyền trường giảm có phát sinh khoảng cách từ lầu - lái phái đuôi tới mũi tàu Tàu đóng vỏ gỗ nên kết cấu có độ bền thấp nên phải gia cường mạnh - phía tàu để đảm bảo sức bền cho tàu hoạt động Khả sinh tồn tàu giảm trường hợp tàu máy hệ trục có sư cố mà ko khắc phục tàu khó vượt qua hạn chế lớn trình khai thác tàu mẫu cần khắc phục 1.1.3 Thành phần tính chất hệ động lực tàu mẫu: Hệ trục làm việc điều kiện phức tạp Một đầu hệ trục nối liền với máy – chịu tác dụng trực tiếp momen xoắn từ máy chính, đầu mang chân vịt- chịu trực tiếp momen cản chân vịt sóng gió Ngồi hệ trục phải chịu lực đẩy chân vịt, chịu tác dụng trọng lượng thân ứng suất bổ sung do: dao động, lắp ráp, uốn chung vỏ tàu, biến dạng cục ki đáy tàu v.v… a Số lượng hệ trục: Trên tàu thông thường lắp hệ trục, nhiên có lắp đến nhiều hệ trục Số lượng hệ trục phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: kiểu dáng tính chất tàu, loại, đặc điểm vị trí đặt máy tàu, chế độ làm việc, hiệu kinh tế, độ tin cậy vận hành Các hệ trục lắp độc lập, hệ trục lắp với động cơ, 1, hệ trục lắp chung với động Các hệ trục chủ yếu lắp đặt phía tàu tạo lực đẩy cho tàu chuyển động Song số tàu đặc biệt có hệ trục lắp bên mạn tàu phía mũi tàu nhằm tạo tính xoay trở nhanh cho tàu, nâng cao khả an toàn cho tàu ⇒ Ở tàu mẫu nhà thiết kế bố trí hệ trục hệ trục bố trí mặt phẳng dọc thân tàu theo tàu mẫu Hình 1.3: Hệ trục tàu Máy chính; Trục trung gian; Trục chân vịt; Bạc trục ổ đỡ; Chân vịt b Góc nghiêng hệ trục: - Hệ trục thường lắp nghiêng dọc với góc α = 0-5 o khơng q góc - nghiêng cho phép máy chính, góc nghiêng ngang với góc β = 0- 2% Khơng cho phép nghiêng q góc giới hạn ảnh hưởng đến lực đẩy hiệu suất chân vịt chiều chìm tàu vịm bị hạn chế, lắp hệ trục nghiêng dọc để tăng hiệu suất chân vịt không c Số lượng ổ đỡ bố trí ổ đỡ hệ trục: - Thực tế uốn chung vỏ tàu không ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động hệ trục Nhưng uốn cục đáy tàu lại ảnh hưởng lớn, làm cho đỡ bị xê dịch, đường trục ổn định, ổ đỡ bị nóng, chóng hư hỏng Để tránh ảnh hưởng người ta cố gắng bố trí ổ đỡ gần vách ngang, đà ngang đáy Tránh bố trí ổ đỡ gần vách ổ đỡ nằm ổ đỡ - tức vách Với đoạn trục nhỏ không cho phép đặt ổ đỡ uốn cục đáy tàu gây nên tải bổ sung ổ đỡ d Bố trí hệ trục: - Bố trí hệ trục thẳng − Phương án bố trí trục chân vịt thẳng thường áp dụng rộng rãi, lúc trục chân vịt nối thẳng với máy hộp số với góc lệch theo phương Ox =00 Phương án địi hỏi tàu phải có chiều chìm tương đối lớn, khơng làm tổn thất lực đẩy tàu thường tàu có trục chân vịt 1.2 Lựa chọn phương án thiết kế hệ động lực tàu thiết kế: 1.2.1 Các phương án bố trí hệ động lực: a Các phương án bố trí: Có phương án bố trí hệ động lực: bố trí phía mũi, lái - Phương án 1: Bố trí máy phía lái • Ưu điểm: Hệ trục ngắn, thuận tiện gia công lắp ráp tận dụng dung tích khoang chứa Vì thường bố trí cho tàu chở hàng rời đồng như: chở dầu, than, quặng, container… • Nhược điểm: Diện tích buồng máy chật hẹp, khó bố trí trang thiết bị, cân dọc khó tượng dao động cộng hưởng dễ xảy máy chân vịt, khó quan sát điều khiển tàu cabin máy lái nằm buồng máy - Phương án 2: Bố trí máy phía mũi • Ưu điểm: Quan sát điều khiển tàu dễ hơn, áp dụng cho tàu lai dắt, tàu đẩy tàu đánh cá có boong thao tác phía tàu • Nhược điểm: Hệ trục dài dài dẫn đến gia công, lắp ráp phức tạp Hệ trục phải qua nhiều khoang hàng vách ngăn choán dung tích khoang hàng, khó bố trí kiểm tra trình vận hành Cân dọc tàu khó - Phương án 3: Bố trí máy • Ưu điểm: Buồng máy giừa dung hòa nhược điểm nêu trên, việc cân tàu dễ dàng Thường áp dụng cho tàu chở hàng khơ hỗn hợp • Nhược điểm: Hệ trục phải qua khoang hàng, choán chỗ, phân chia khoang khó hơn, bóc xếp hàng phiền phức b Lựa chọn phương án bố trí hệ động lực cho tàu thiết kế: ⇒ Vậy theo yêu cầu tàu thiết kế, phạm vi áp dụng phương pháp bố trí hệ động lực Em chọn phương án bố trí hệ động lực nằm phía lái tàu.Với góc ngiêng trục 00 1.2.2 Phân khoang tàu thiết kế: Khoảng cách sườn tính theo điều 2B/5.2.1 Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam 2010 S = 450 + 2L = 450 + 2.21,2 = 492 (mm) Như vậy, chọn khoảng cách sườn ngang S = 450(mm) Trên sở khoảng cách sườn tính tốn, chia chiều dài tàu thành khoảng sườn thực, với khoảng cách sườn khu vực sau: Bảng 1.3: Phân khoang tàu thiết kế Tên khoang Từ sườn đến sườn Chiều dài (m) Khoang lái Khoang đuôi Khoang máy Khoang cách ly Khoang chứa phi dầu Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang cá Khoang chưa nước -4÷1 1÷5 5÷14 14÷16 16÷20 20÷23 23÷27 27÷31 31÷35 35÷38 2,25 1,8 0,9 1,8 1,3 1,8 1,8 1,8 1,3 38÷42 1,8 Khoang chứa dây 42÷45 1,3 Khoang mũi 45÷ 53 3,6  Số vách kín nước tàu mẫu vách: (L< 60 m) + Vách thứ nằm vị trí sườn số + Vách thứ hai nằm vị trí sườn số 14 + Vách thứ ba nằm vị trí sườn số 45 1.3 Bố trí sơ hệ động lực tàu thiết kế: 1.3.1 Xác định khoang máy vị trí đặt máy Hình 1.4: Bố trí sơ khoang máy tàu mẫu Khoảng sườn (mm) 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 - Để bố trí sơ hệ động lực tàu thiết kế, ta phải xác định xác chiều dài, chiều rộng, chiều cao khoang máy Để xác định ta tiến hành đồng dạng thành phần chiều dài, chiều rộng chiều cao tàu thiết kế tàu mẫu: + Hệ số dồng dạng chiều dài: (K/h k): + Hệ số đồng dạng chiều rộng: (K/h m): + Hệ số đồng dạng chiều cao: (K/h l): -Từ hệ số đồng dạng ta xác định vị trí xác khoang máy sau: + Chiều dài khoang máy: (m) (từ bảng 1.3 phân khoang tàu thiết kế) + Chiều rộng khoang máy: (m) Ta chọn Bkm =7,1(m) + Chiều cao khoang máy: (m) Ta chọn dkm = 3,7(m) 1.3.2 Xác định vị trí kích thước bố trí sơ hệ động lực chính: -Sau xác định xác vị trí kích thước khoang máy, ta xác định vị trí kích thước sơ hệ động lực khoang máy tàu dựa tàu mẫu Hình 1.5: Bản vẽ bố trí sơ hệ động lực tàu thiết kế  Đặc điểm vị trí bố trí hệ động lực khoang máy tàu mới: - Buồng máy đặt phía tàu - Hệ động lực tàu gồm có máy chính, hệ trục chân vịt - Hệ trục bố trí hệ trục thẳng mặt phẳng dọc thân tàu để không làm tổn thất lực đẩy tàu chân vịt  Vị trí kích thước sơ đặt máy: - Căn vào tàu mẫu ta có vị trí đặt bệ máy từ sườn đến sườn 12 - Dựa vào hệ số đồng dạng theo chiều dài tàu ta xác định vị trí bệ máy: Chiều dài bệ máy: (mm), ta chọn Lbm= 1750 mm Khoảng từ bệ máy đến vách buồng máy: (mm), ta chọn Lkc= 900 mm Khoảng từ đường tâm bệ máy đến mạn tàu: (mm), ta chọn Kbm= 3530 mm  Vị trí kích thước bố trí sơ hệ trục: Chiều dài hệ trục: theo bố trí khoang máy, chiều dài máy chính, chiều dài hộp số ta tính sơ chiều dài hệ trục sau: Ltr = Lkm - Lmáy - Lhộp số - Blối + Lđuôi + 0,25Lkhoang lái = 4000 - 2000 - 747 - 900 + 1800 + 0,25.2250 = 2715,5 (mm) Chọn Ltr = 2700 (mm)  Vị trí kích thước bố trí sơ chân vịt: - Khoảng cách từ đường tâm chân vịt đến ĐCB (mm), ta chọn Htcv= 950 mm  - 10 Số lượng vị trí gối đỡ khớp nối: Khớp nối hộp số với trục chân vịt vị trí sườn số Có ống bao trục chận vịt vị trí sườn 2-3 sườn 5-6 gối đỡ lắp ống bao Hình 3.6: Kết cấu bạc đỡ trục chân vịt Ống lót có nhiệm vụ áo trục hình trụ bọc bạc đỡ để dễ dàng lắp vào ống bao giá treo Ống lót chế tạo từ đồng thanh, đồng thau Ống lót đúc liền làm rời Chọn ống lót làm cao su kim loại đúc liền Vật liệu làm bạc đỡ phải chịu ma sát, chụi nước biển làm việc điều kiện bôi trơn nước biển Những vật liệu sử dụng rộng rải gỗ gaiắc, cao su pha kim loại, lignôphôn, texlotit Tuy nhiên so sánh giá thành chế tạo, độ cứng, độ bền độ chịu nén vật liệu so với tàu thiết kế thì: Chọn cao su pha kim loại để chế tạo bạc đỡ: cao su pha kim loại chế thành ghép ống lót đúc liền ống lót, cao su pha kim loại có đặc tính học sức bền kéo , độ giản nỡ tương đối , độ mài mòn ≤ 40(cm3/kW.h), độ cứng HB = 55÷65 3.2.6 Cụm kín ống bao - Cụm kín ống bao có nhiệm vụ khơng cho nước từ ống bao trục rò rỉ vào bên tàu Cụm kín ống bao đoạn kéo dài phía mũi ống bao trục kết cấu tách rời gắn liền với đầu phía mũi ống bao trục bulơng Cụm kín ống bao gắn đầu ống bao phải có điều kiện để với tay trình vận hành 33 Hình 3.7: Kết cấu cụm kín ống bao - Chiều dài phần đệm kín: Chọn L = 150(mm) - Khe hở lắp ráp áo trục với chi tiết cụm kín ống bao tra theo với đường kính áo trục Da = 184 (mm) δ = 5+0,4(mm) 3.3 Phân tích bố trí hệ trục 3.3.1 Điều kiện làm việc hệ trục - Hệ trục làm việc điều kiện phức tạp Một đầu hệ trục nối với máy – chịu tác động trực tiếp momen xoắn từ máy chính, đầu mang chân vịt chịu trực tiếp momen cản chân vịt - Sự uốn chung vỏ tàu dẫn đến uốn trục 3.3.2 Số lượng hệ trục tàu - Tàu bố trí hệ trục - Chiều quay chân vịt: theo chiều ngược kim đồng hồ 3.3.3 Góc nghiêng hệ trục - Hệ trục lắp nghiêng dọc với góc ∝ = 0o - Nghiêng ngang với góc tin cậy lâu dài 10 – 15 độ 34 - Lắc ngang với góc tin cậy 30 – 40 độ 3.3.4 Chiều dài hệ trục -Do buồng máy bố trí phía lái nên hệ trục ngắn, thuận lợi việc gia công lắp ráp tận dụng dung tích khoang chứa 3.3.5 Số lượng ổ đỡ bố trí ổ đỡ hệ trục - Ổ đở bố trí gần vách ngang, đà ngang đáy để tránh trường hợp ổ đở bị xê dịchđường trục ổn định tác động uốn cục vỏ tàu - Số ổ đở chọn tàu thiết kế: ổ đở (1 ổ sát vách buồng máy, ổ sát vách đi) Hình3.8: Sơ đồ bố trí hệ trục 35 3.4 Tính tốn kiểm tra sức bền trục: Hình 3.9: Sơ đồ hệ trục biểu đồ momen 3.4.1 Tính bền trục chân vịt - Coi trục chân vịt dầm nằm tự gối đỡ (trong ống bao trục), đầu công sôn treo chân vịt chịu tải trọng sau: mômen xoắn từ máy M x, mơmen uốn trọng lượng chân vịt Pv, lực đẩy chân vịt T, trọng lượng đơn vị q phân bố chiều dài trục - Nếu tính sức bền trục chân vịt theo sơ đồ tính tốn cho tồn hệ trục khơng thuận lợi phức tạp sơ đồ tính tốn hình 3.10 đủ để đảm bảo Mặt cắt nguy hiểm trục chân vịt cần kiểm tra sức bền nơi tập trung mômen uốn tối đa Mặt cắt qua tính tốn khảo sát thực tế nhiều tàu thường nằm gần gối đỡ cuối phía lái trục chân vịt gối Vì để đơn giản hóa tính tốn đảm bảo đủ độ tin cậy cần khảo sát riêng phần trục chân vịt kể trục chân vịt tựa gối Trong tính tốn 36 giả thiết trục có tiết diện suốt chiều dài (bỏ qua cổ trục áo trục khơng tham gia vào sức bền trục) Ngồi thực tế cho thấy ứng suất uốn trọng lượng chân vịt trọng lượng thân trục ứng suất uốn bổ sung lắp ráp không đáng kể so với ứng suất chung trục chân vịt Cho nên để đơn giản hóa tính tốn mà đủ độ xác người ta bỏ qua tính ứng suất uốn σu mà thay vào hệ số kể đến ứng suất uốn e = 1,02÷1,06 chọn e=1,06 Cơng thức tính ứng suất chung tổng hợp cho trục chân vịt: đó: + Hệ số ứng suất uốn: e = 1,04 + Ứng suất nén: Với:  Lực đẩy chân vịt: T=6733,48 (kG) dv  Đường kính truc chân vịt: = 16 (cm)  Hệ số trục rỗng: m = (do trục đặc) + Ứng suất xoắn: đó:  Cơng suất truyền đến trục chân vịt: N = 755 (HP)  Số vòng quay trục chân vịt: n = 402,5 (v/p) dv  Đường kính trục chân vịt: = 16 (cm)  Hệ số trục rỗng: m = (do trục đặc) Vậy ứng suất chung tổng hợp cho trục chân vịt: Hệ số dự trữ bền: Với: + Giới hạn nóng chảy vật làm trục: Vậy trục đủ bền 37 3.4.2 Áp lực gối trọng lượng thân trục - Áp lực bạc đỡ trọng lượng thân trọng lượng thân trục tínhtheo: Trong đó: + Chiều dài tối đa của nhịp trục: + Diện tích mặt cắt ngang trục: + Đường kính trục chân vịt: dv = 16 (cm) + Trọng lượng riêng vật liệu trục: Vậy áp lực bạc đở trọng lượng thân trục gây có giá trị: (kG/cm2) 3.4.3 Ứng suất uốn trọng lượng thân trục − Mômen uốn trọng lượng thân trục tính theo cơng thức sau: Trong đó: + Trọng lượng đơn vị phân bố chiều dài trục + Chiều dài của nhịp trục: L = 500 (cm) − Ứng suất uốn trọng lượng thân trục tính theo cơng thức sau: 3.4.4 Số vòng quay giới hạn cho dao động riêng 1 Tần số dao động uốn riêng hệ trục nằm nhiều điểm tựa trước hết phụ thuộc vào tải trọng tập trung đầu công sôn chứa hệ trục tàu, trọng lượng chân vịt đầu cơng sơn phía lái hệ trục tàu − Số vịng quay giới hạn hệ trục tính theo: Trong đó: + Modun đàn hồi vật liệu: E = 2,1.106(kG/cm2) + Momen quán tính tiết diện trục: + Gia tốc trọng trường: g = 981(cm/s2) 38 + Trọng lượng đơn vị phân bố chiều dài trục: q = 1,58(kG/cm) + Chiều dài của nhịp trục: L = 500 (cm) Ta thấy số vòng quay trục chân vịt n = 402,5 (v/ph) < n k = (v/ph) thỏa mãn điều kiện tần số dao động riêng hệ trục 3.4.5 Ổn định hệ trục tác dụng lực đẩy chân vịt - Ta kiểm nghiệm ổn định dọc hệ trục theo công thức Euler trạng thái tĩnh Trị số lực dọc trục cho phép lớn lực đẩy chân vịt - Lực dọc trục cho phép tính theo: Trong đó: + Modun đàn hồi vật liệu: E = 2,1.106 (kG/cm2) + Momen quán tính tiết diện trục: J = 3276,8 (cm4) + Chiều dài của nhịp trục: l =500 (cm) + Hệ số dự trữ bền: chọn K = + Số vòng quay trục chân vịt: n = 402,5 (v/ph) + Số vòng quay giới hạn hệ trục: nk = 779,24 (v/ph) + Lực đẩy caahn vịt T = 6733,48 ( kG) 3.4.6 Tính áp lực riêng gối đỡ hệ trục tàu Áp lực riêng gối đỡ hệ trục không Áp lực lớn tập trung gối đỡ cuối trục chân vịt trực tiếp chịu tải trọng uốn trọng lượng chân vịt, gối đỡ trung gian phía mũi tàu nhẹ tải Áp lực gối đỡ ảnh hưởng đến tốc độ mài mòn bạc đỡ, dẫn đến sai lệch đường tim hệ trục Sơ đồ tính tốn hệ trục tàu: 39 + Chiều dài trục chân vịt: + Chiều dài đoạn trục: + Trọng lượng đơn vị phân bố chiều dài trục: q = 1, + Khối lượng chân vịt: G = 414,58(KG) a Tính momen gối đỡ + Momen uốn gối đỡ gần chân vịt: xét đoạn trục lo + Phương trình momen cho nhịp nhịp 2: ) +Phương trình góc xoay ngàm B: Giải phương trình (a), (b) ta kết quả: b Tính phản lực gối đỡ + Tại gối đỡ 0: + Tại gối đỡ 1: + Tại ngàm B: Kiểm tra lại tổng phản lực gối đỡ: Tổng trọng lượng chân vịt trọng lượng thân trục: 40 58 (kG/cm) Suy kết tính c Tính áp lực gối đỡ Thực chất trục không tựa hồn tồn tồn diện tích hình chiếu bạc đỡ nên lấy giảm 10% so với diện tích thực tế Diện tích hình chiếu bạc đỡ: + Gối 0: + Gối 1: Áp lực gối sau: + Gối 0: + Gối 1: Đối với cao su pha kim loại nên gối đỡ bền => Vậy gối đỡ bền 41 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN HỆ THỐNG PHỤC VỤ - HỆ THỐNG LÀM MÁT 4.1 Nhiệm vụ, chức năng, yêu cầu hệ thống làm mát 4.1.1 Nhiệm vụ: - Có nhiệm vụ làm nguội chi tiết động bị nung nóng đốt nhiên liệu ma sát, nhờ lấy phần nhiệt lượng chất lỏng làm mát (dầu nhờn, nhiên liệu, nước) - Ngồi cịn có nhiệm vụ làm mát cho khí tăng áp, dầu bôi trơn 4.1.2 Phân loại: - Căn vào mô chất làm mát: + Hệ thống làm mát không khí + Hệ thống làm mát nước gồm loại: Kiểu bốc Kiểu đối lưu Kiểu tuần hoàn cưỡng - Căn vào số vịng tuần hồn kiểu tuần hồn gồm loại: + Một vịng tuần hồn kín + Một vịng tuần hồn hở + Hai vịng tuần hồn (một kín, hở) 4.1.3 Hệ thống làm mát nước: - Kiểu làm mát dùng hệ động lực tàu thủy chia làm loại: - Hệ thống tuần hồn kín: nước sau qua két nước làm mát trở làm mát tiếp tục - Hệ thống tuần hoàn hở: nước làm mát sau làm mát hệ động lực thải - Hệ thống làm mát tuần hoàn hở sử dụng nhiều tàu thủy: nước bên thành tàu bơm vào làm mát cho hệ động lực đổ tàu 4.1.4 Nguyên lý làm việc đặc điểm thống làm mát gián tiếp vịng tuần hồn: 42 Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống làm mát gián tiếp Van thông biển; Bầu lọc; 3.Bơm nước biển; 3b Bơm dự phòng; Sinh hàn dầu; Sinh hàn nươc ngọt; Bơm nước ngọt; Két giãn nở; Bầu tách khí; Sinh hàn khí tăng áp; 10 Van điều chỉnh nhiệt độ; 11 Cửa xả Bảng 4.1 Kí hiệu thiết bị hệ thống làm mát a Nguyên lý làm việc: - Hệ thống làm mát vịng ngồi (vịng tuần hoàn hở): Nước biển bơm nước biển hút lên qua van thông biển bầu lọc (lọc rác chất bẩn) từ đường ống chung tới làm mát cho sinh hàn dầu nhờn máy chính, bầu sinh hàn nước máy làm mát 43 cho nước đồng thời qua làm mát cho sinh hàn khí tăng áp theo đường ống xả mạn - Hệ thống làm mát vịng (cịng tuần hồn kín): Nước sau vào làm mát cho máy qua sinh hàn, nước trao đổi nhiệt với nước biển sau bơm nước hút đến làm mát máy tạo thành vịng khép kín Trong q trình làm mát máy chính, nhiệt độ nước tăng cao làm nước bốc lên, nước theo đường ống trở két giãn nở đặt ngồi máy Trong trường hợp lượng nước làm mát máy vịng tuần hồn bị giảm bốc hơi, bớm nước làm mát máy bơm nước từ két giãn nỡ cách mở van ngắt nằm đường ống nối từ két tới bớm Két giãn nở bổ sung nước thông qua bơm nước từ bên b Ưu điểm: + Làm việc với nhiệt độ nước khỏi động cao (75: 90°C) Nhiệt độ nước làm mát vào động cơ: 60 - 75°C + Thiết lập ổn định chế độ nhiệt có lợi cho động tải trọng định mức chế độ tải khác Giữ độ chênh nhiệt độ nước vào khỏi động không lớn (At = 10: 15°C), giảm ứng suất nhiệt + Giảm tôn thất nhiệt cho nước làm mát, tăng hiệu suất thị + Giảm hao mịn lót xilanh, nắp xilanh, vỏ cụm tua bin máy nén xâm thực giảm độ nhớt dầu giảm hệ số ma sát + Khi khởi động động tăng nhanh nhiệt độ dầu bôi trơn cách dùng nước nóng Có thể điều chỉnh tự động nhiệt độ nước làm mát hệ thống c.Nhược điểm: Hệ thống làm mát gián tiếp cần có thêm số thiết bị như: bơm nước ngọt, bình làm mát nước, két giãn nở 4.1.5 Tính tốn hệ thống: a Đường kính ống nối hai cửa thơng biển: ST Đại lượng tính Ký hiệu Cơng thức tính Kết T Lưu lượng bơm nước Q1 Theo bố trí khoang 80 biển làm mát hệ động 44 lực Lưu lượng bơm hút máy Q2 Theo bố trí khoang 80 Đơn vị khô dằn Tổng lưu lượng tiêu thụ nước biển Vận tốc nước đường ống Đường kính ống nối cửa thông QT máy QT=ΣQ 240 V Chọn 20 m/s 206,01 mm D biển Chọn kích thước ống nối cửa thơng biển theo TCVN + Đường kính D = 230 mm + Chiều dày ống t =3 mm b Cửa thơng biển: ST Đại lượng tính Ký Cơng thức Kết Đơn vị T Tổng lưu lượng Tính đổi Vận tốc nước ống Tổng diện tích ống cần có để hiệu ΣQ ΣQ V F1 ΣQ=QT Chọn 240 0,067 20 0,00335 đảm bảo vận tốc qui định Tính đổi Tính thêm dự phịng 15% Đường kính ống nối F1 F2 d1 15 % F1 Tính 3350 502,5 230 mm cửa thơng biển Tỷ số tiết diện có ích K Chọn 2,5 - diện F2 Tiết diện có ích mặt sàn S1 S1=K.F2 1256,25 10 thơng đáy Đường kính lỗ mặt sàn d Chọn 10 Z1=S1/S2 78,5 16 m/s mặt sàn cửa thông đáy tiết cửa thông đáy 11 Tiết diện lỗ 12 Số lỗ cần thiết mặt sàn Kích thước lỗ thông biển: S2 Z1 + Cửa thông biển có tiết diện 0,00335 m2 + Đường kính lỗ kht cửa thông biển: 10 mm + Số lỗ khoét cửa thông: 16 lỗ c Phương án bố trí thiết bị khoang máy: 45 mm - Thể tích chiếm chỗ khoang máy nhỏ nhất, sở đảm bảo mật độ bố trí thiết bị thích hợp - Việc bố trí phải dự định vạch tuyến ống dẫn hợp lý, bố trí máy móc trang thiết bị khác phải thuận tiện, cần ý u cầu kỹ thuật an tồn, cơng việc sửa chữa với chi phí lao động thời gian nhỏ - Bố trí trang thiết bị lượng tàu đường ống phải phù hợp với đảm bảo cơng nghệ lắp ráp - Bố trí đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thẩm mỹ - Trang thiết bị nên bố trí tập trung để đường ống ngắn nhất, việc bố trí phân tán thiết bị áp dụng trường hợp cần đảm bảo nâng cao sức sống thiết bị Cần ý bố trí bơm đảm bảo khả hút tin cậy tàu nghiêng ngang, nghiêng dọc lắc trình vận hành Các máy có trục nằm ngang nên bố trí song song với mặt phẳng cắt dọc * Kết hợp yếu cầu quy chuẩn với cách bố trí tàu mẫu, ta có: + Chọn tổ máy phát điện với cơng suất 30 HP bố trí theo máy để lai bơm sử dụng sinh hoạt tàu + Vị trí tổ máy phát điện bố trí đối xứng TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế trang trí động lực tàu thủy (Tập 1,2) – Đặng Hộ - Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội – Năm 1986 Lý thuyết tàu – Trần Công Nghị - Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí MinhNăm 2004 Sổ tay thiết kế tàu thủy – Trần Công Nghị - Nhà xuất xây dựng Hà Nội – Năm 2008 Thiết kế lắp rắp thiết bị tàu thủy – Nguyễn Đăng Cường – Nhà xuất khoa học kỷ thuật – Năm 2000 Quy chuẩn phân cấp đóng tàu biển vỏ thép (QCVN 21:2010/BGTVT) Hướng dẫn thiết kế trang bị động lực tàu thủy-Lê Hoàng CHân-Hoàng Hữu Chung 46 47 ... sơ hệ động lực khoang máy tàu dựa tàu mẫu Hình 1.5: Bản vẽ bố trí sơ hệ động lực tàu thiết kế  Đặc điểm vị trí bố trí hệ động lực khoang máy tàu mới: - Buồng máy đặt phía tàu - Hệ động lực tàu. .. Các hệ trục lắp độc lập, hệ trục lắp với động cơ, 1, hệ trục lắp chung với động Các hệ trục chủ yếu lắp đặt phía tàu tạo lực đẩy cho tàu chuyển động Song số tàu đặc biệt có hệ trục lắp bên mạn tàu. .. phương án bố trí hệ động lực cho tàu thiết kế: ⇒ Vậy theo yêu cầu tàu thiết kế, phạm vi áp dụng phương pháp bố trí hệ động lực Em chọn phương án bố trí hệ động lực nằm phía lái tàu. Với góc ngiêng