Đồ án Thiết kế trang bị động lực tàu nghề câu đóng theo kinh nghiệm dân gian ở khu vực Khánh Hòa

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương I: ĐẶT VẤN ĐỀ 2

1.1. TÔNG QUAN VỀ NGHỀ CÁ Ơ KHU VỰC KHÁNH HOÀ 3

1.2. GIỚI THIỆU VỀ NGHỀ CÂU Ở KHU VỰC KHÁNH HÒA 12

1.2.1. Khái quát về nghề câu 5

1.2.2. Tình hình phát triển tàu nghề câu ở khu vực Khánh Hòa 6

1.2.3. Tình hình đóng mới và sữa chữa tàu thuyền nghề cá 7

1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 7

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG CHÍNH 8

2.1. GIỚI THIỆU VỀ CON TÀU THIẾT KẾ 9

2.2. TÍNH SỨC CẢN VỎ TÀU 10

2.2.1.Chọn phương pháp tính sức cản 11

2.2.2. Tính sức cản vỏ tàu 12

2.3. THIẾT KẾ THIẾT BỊ NÂNG LƯỢNG CHÍNH 12

2.3.1. Thiết kế chân vịt để lựa chọn máy chính 12

2.3.2. Thiết kế chân vịt để tận dụng hết công suất máy chính 19

2.3.3. Xây dựng đồ thị đặc tính thủy động chân vịt trong nước tự do 22

2.3.4. Xây dựng đồ thị đường đặc tính vận hành tàu 26

2.4. THIẾT KẾ HỆ TỤC TÀU 29

2.4.1. Phương án bố trí hệ trục 29

2.4.2 Tính toán hệ trục 30

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG PHỤ 39

3.1. NHIỆM VỤ CUA HỆ THỐNG THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG PHỤ 40

3.2. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ VÀ PHƯƠNG ÁN DÃN ĐỘNG 40

3.2.1. Vấn đề tang bị cứu hoả 40

3.2.2. Hệ thống hút khô 40

3.3. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN CHO TÀU 41

3.3.1. Các thiết bị dung điện trên tàu 41

3.3.2. Xác định công suất cua trạm điện 42

3.3.3. Tính toán dung lượng ắc qui 44

3.4. TÍNH TOÁN LƯỢNG DỰ TRỮ 45

3.4.1. Xác định lượng dự trữ nhiên liệu 45

3.4.2. Xác định thê tích két dự trữ nhiên liệu 46

3.4.3. Xác định thê tìch két nhiên liệu hằng ngày 47

3.4.4. Xác định lượng dự trữ dầu nhờn 48

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỐ TÍ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TONG BUỒNG MÁY

4.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BỐ TÍ NĂNG LUỢNG TÀU

4.2. THIẾT KẾ BỐ TÍ TANG THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TONG BUỒNG MÁY

4.3. HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH CHO PHẦN TANG BỊ ĐỘNG LỰC VÀ CÁC TANG THIẾT BỊ KHÁC

4.4. NHẬN XÉT

4.5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.5.1. KẾT LUẬN

4.5.2. KIẾN NGHỊ

 

doc60 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 11/01/2013 | Lượt xem: 3246 | Lượt tải: 8download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế trang bị động lực tàu nghề câu đóng theo kinh nghiệm dân gian ở khu vực Khánh Hòa, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU Ngành khai thác và chế biến thủy sản đã và đang khẳng định vai trò quan trọng của mình trong sự nghiệp phát triển kinh tế của nước ta. Với lợi thế là một nước có tiềm năng lớn về biển, nhân dân ta đã có truyền thống lâu đời trong việc chế tạo và sử dụng tàu thuyền để khai thác nguồn lợi to lớn của đất nước. Vấn đề đặt ra là làm thế nào có thể khai thác tiềm năng đó một hợp lý nhất nhằm đem lại nguồn thu nhập lớn nhất cho đất nước. Trước yêu cầu đó đòi hỏi ngành đóng tàu nghề cá phải phát triển về qui mô cũng như chất lượng và số lượng, trên cơ sở kế thừa những kinh nghiệm của dân gian, với mong muốn mọi con tàu được đóng mới một cách khoa học, tàu ra khơi an toàn và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Để giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế, tiếp cận với thực tế để tổng hợp lại kiến thức, chuẩn bị hành trang cần thiết cho một kỹ sư tương lai. Vì vậy, em chọn thực hiện đề tài: “Thiết kế trang bị động lực tàu nghề câu đóng theo kinh nghiệm dân gian ở khu vực Khánh Hòa”. Đề tài bao gồm các nội dung sau: Chương 1: Đặt vấn đề Chương 2: Thiết kế thiết bị năng lượng chính Chương 3: Thiết kế thiết bị năng lượng phụ Chương 4: Thiết kế bố trí thiết bị năng lượng trong buồng máy Trong quá trình thực hiện đề tài, với sự giúp đỡ của các thầy trong khoa cơ khí, bộ môn tàu thuyền, các cơ quan xí nghiệp sản xuất, các bạn cùng lớp 44TT, và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Đình Long, đến nay em đã hoàn thành đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn. Do nhiều nguyên nhân khác nhau nên đề tài này còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn. Nha Trang, ngày 28 tháng 2 năm 2007 Sinh viên thực hiện Hồ Đức Huy 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGHỀ CÁ Ở KHU VỰC KHÁNH HÒA Khánh Hoà tỉnh có bờ biển dài 385 km tính từ mép nước ven đảo trải dài suốt từ đèo Cả, giáp với Phú Yên, đến tận Cam Ranh, giáp với Ninh Thuận. Là một tỉnh thuộc vùng Nam Trung Bộ kéo dài từ vĩ độ 11050’00’’ đến vĩ độ 12054’00’’. Khánh Hoà còn có một huyện đảo Trường Sa rất giàu tiềm năng. Với một vị trí địa lý thuận lợi như vậy nên nghề cá ở tỉnh Khánh Hoà rất phát triển, đặc biệt là ở các huyện Ninh Hoà, Cam Ranh, Vạn Ninh và thành phố Nha Trang có nghề cá phát triển mạnh. Thấy được tiềm năng đó, tỉnh Khánh Hoà đã và đang chú trọng phát triển ngành khai thác thuỷ hải sản thành một trong những ngành mũi nhọn của tỉnh và đến nay Khánh Hoà là một trong những địa phương có đội tàu khai thác tương đối mạnh trong cả nước. Theo số liệu thống kê của Chi cục bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản Khánh Hoà thì năm 1995 số lượng tàu thuyền đánh bắt toàn tỉnh có 4010 chiếc với tổng công suất 43668 mã lực với công suất trung bình của mỗi tàu là 10,9 mã lực/tàu, đến cuối năm 2006 là 5702 chiếc với tổng công suất 193766 mã lực với công suất trung bình của mỗi tàu là 33,9 mã lực /tàu. So với năm 1995 thì số lượng tàu cùng công suất có sự phát triển đáng kể, điều này đã chứng tỏ xu hướng phát triển của ngành khai thác thuỷ hải sản của tỉnh hiện nay. Cùng với vốn tự có của ngư dân và nguồn vốn đầu tư theo chuơng trình khai thác xa bờ, Khánh Hoà có đội tàu khai thác hải sản xa bờ tương đối mạnh có 441 chiếc có công suất trên 90 mã lực. Nghề khai thác thủy sản chủ yếu ở khu vực Khánh Hoà là lưới kéo(1135 chiếc), mành, vây(2919 chiếc) chiếm phần lớn số tàu hiện có của tỉnh, nghề câu có 410 chiếc còn lại là nghề khác. Qua đó cho thấy được sự phát triển không đổng đều giữa các ngành nghề khai thác. Tuy những năm gần đây tàu thuyền Khánh Hoà có xu hướng vươn ra khơi xa nhưng số lượng tàu lớn vẫn còn ít, chủ yếu là tàu cỡ nhỏ. Mục tiêu của tỉnh hiện nay là làm sao phát triển cơ sở hạ tầng, cầu cảng, bến cá dịch vụ hậu cần nghề cá, tăng số lượng tàu thuyền đánh bắt xa bờ làm sao để cho nghề cá của tỉnh phát triển tương xứng với tiềm năng của tỉnh. Bảng tổng hợp thống kê số lượng tàu thuyền của khu vực Khánh Hoà được giới thiệu như sau: Bảng 1.1.Bảng thống kê tổng hợp số lượng tàu thuyền của khu vực Khánh Hoà Địa phương  Tổng tàu thuyền (chiếc)  Tổng công suất (cv)  Phân chia công suất  Nghề khai thác         <20  20 <75  75<90  >=90  lưới kéo  Cản, Cước, Quét  Câu  Mành, trủ, vây rút  Nghề khác   Diên Khánh  1  300           1        1         Ninh Hòa  486  9034.7  289  188  5     101  73  22  275  15   Vạn Ninh  894  19001  496  363  5  12  192  19  7  648  28   Cam Ranh  1361  29318.5  887  428  7  33  97  102  21  1096  45   Nha Trang  2960  137111.5  1047  1391  99  395  745  316  359  900  192   Tổng  5702  193766  2719  2370  116  441  1135  510  410  2919  382   1.2. GIỚI THIỆU VỀ NGHỀ CÂU Ở KHU VỰC KHÁNH HOÀ 1.2.1. Khái quát về nghề câu Nghề câu xuất hiện từ rất sớm và phổ biến với nhiều phương thức câu khác nhau như câu tay, câu cần, câu vàng,… Với nghề câu khơi, ngay từ xa xưa ông cha ta đã dùng các loại tàu cỡ nhỏ chạy bằng sức gió để đi câu xa bờ. Từ đó, qua quá trình phát triển, nghề câu có nhiều thay đổi cho phép tàu đi xa hơn, và đạt sản lượng cao hơn. Nghề câu cá ngừ đại dương được du nhập vào Việt Nam vào những năm cuối của thế kỷ XX và hiện nay là nghề cung cấp cá xuất khẩu có giá trị và đang phát triển mạnh ở nước ta. Nghề câu, đặc biệt là nghề câu cá ngừ đại dương phát triển mạnh ở các tỉnh ven biển miền Trung và Đông Nam Bộ như: Đà Nẵng, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Bình Thuận và Vũng Tàu. Tại các tỉnh này đã hình thành được những đội tàu công suất lớn và ngư trường khai thác chủ yếu ở vùng đảo Trường Sa. Để tiến hành khai thác tốt cần phải có đầy đủ thông tin về ngư trường, trữ lượng khai thác mùa vụ, đặc tính mồi của đối tượng khai thác. Ngư trường cá ngừ của Việt Nam nằm trong Tây bộ Thái Bình Dương, là ngư trường quan trọng nhất thế giới. Ngư trường khai thác chính của nghề câu cá ngừ đại dương nằm ở 50 đến 150 độ vĩ Bắc và 110 đến 150 độ kinh Đông. Hiện nay, ngư trường khai thác chủ yếu của ngư dân nước ta ở vùng biển từ Thừa Thiên Huế đổ vào trong làn nước sâu từ 100 m trở ra. Ngư trường này nằm ở phía đông bắc quần đảo Trường Sa, cự ly khoảng 500 km, cách Phan Thiết 750 km về phía đông. Mùa vụ khai thác: chia thành mùa chính và mùa phụ. Mùa chính (vụ cá nam) kéo dài từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Đầu vụ có thể khai thác ở ngư trường khơi Quảng Ngãi đến Nha Trang; giữa vụ khai thác từ Nha Trang đến Qui Nhơn; cuối vụ chủ yếu khai thác ngoài khơi Thuận Hải. Khi sóng gió lớn ở phía bắc thì ngư dân đánh bắt ở ngư trường Tây Nam Trường Sa. Trong vụ này sản lượng cá mắt to nhiều hơn cá ngừ vây vàng, chất lượng cá vụ này tốt nhất trong năm và chiếm 70% năng suất khai thác. Đối với mùa phụ (vụ cá bắc) kéo dài từ tháng 4 đến tháng 9 sản lượng cá ngừ vây vàng trong vụ này nhiều hơn cá ngừ mắt to, chất lượng cá vụ này kém hơn vụ trước. Cá ngừ đại dương thuộc họ cá thu _ ngừ, là loại cá di cư tự do, chúng thường tập trung từng đàn lớn ở độ sâu phổ biến từ 2.000 đến 4.000 m. Ở nước ta, hiện nay có khoảng hơn 10 loài cá ngừ đại dương, trong đó có 5 loài có trữ lượng cao, trọng lượng lớn và có giá trị kinh tế cao là ngừ vây vàng, ngừ vây dài, ngừ vây xanh, ngừ mắt to, ngừ vằn. Trong đó, hai loài được đánh bắt nhiều nhất ở Việt Nam là ngừ vây vàng và ngừ vây dài. Hai loại này có trọng lượng lớn, chất lượng thịt thơm ngon, chắc nên được thị trường rất ưa chuộng. Đối tượng khai thác tập trung chủ yếu: cá ngừ vằn, cá ngừ vây vàng, cá ngừ mắt to, cá ngừ vây dài, cá ngừ chù, cá ngừ ồ,… 1.2.2.Tình hình phát triển tàu nghề câu ở khu vực Khánh Hoà Khánh Hòa là một trong những địa phương có nghề câu phát triển ở nước ta. Toàn tỉnh có 410 chiếc tàu câu chủ yêu tập trung ở thành phố Nha Trang với 359 chiếc, Cam Ranh có 21 chiếc, Vạn Ninh có 7 chiếc, Ninh Hoà có 22 chiếc và Diên Khánh là 1 chiếc. Tàu câu ở Khánh Hoà chủ yếu là tàu có công suất nhỏ, tàu được đóng bằng gỗ theo mẫu dân gian, tàu có công suất dưới 90 mã lực chiếm 77%, các tàu này thường chịu được sóng gió cấp 5 hoặc cấp 6 có trang thiết bị tương đối đơn sơ (chưa có trang thiết bị hiện đại). Vì vậy mỗi chuyến đi biển thường có thời gian ngắn, ảnh hưởng đên hiệu quả sản xuất. Ở các tàu này thường được cơ giới hoá tập trung (nhiều thiết bị được lai từ máy chính trong mọi điều kiện hoạt động của tàu). Do sự làm việc của thiết bị phụ trong hình thức dẫn động này phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ chính, làm giảm hiệu quả của động cơ chính trong những trường hợp cần thiết. Bên cạnh đó còn có một số lượng tàu có công suất lớn với trang thiết bị hiện đại đáp ứng được yêu cầu khai thác trên biển nên thu được hiệu quả cao. Các tàu này có thể hoạt động trong điều kiện sóng gió cấp 7 hoặc cấp 8, mỗi chuyến đi biển được kéo dài hơn khoang 30 ngày trên một chuyến đi. Sự phát triển nghề câu của tỉnh như vậy là chưa tương xứng với tiềm năng to lớn về biển của tỉnh Khánh Hoà. Vì vậy nếu muốn khai thác tốt tiềm năng đó thì trong thời gian tới tỉnh Khánh Hoà phải có những chính sách đầu tư đúng đắn nhằm đưa nghề cá của tỉnh phát triển tương xứng với tiềm năng của mình, góp phần đưa kinh tế tỉnh nhà ngày càng phát triển. 1.2.3.Tình hình đóng mới và sửa chữa tàu thuyền nghề cá Hiện nay toàn tỉnh Khánh Hoà có khoảng trên dưới 10 cơ sở đóng và sửa chữa tàu thuyền lớn nhỏ khác nhau. Tại Nha Trang có 2 cơ sở lớn đó là Công ty đóng tàu Sông Lô chuyên đóng và sửa chữa tàu composit và Hợp tác xã Song Thuỷ đóng và sửa chữa tàu cá vỏ gỗ. Hai cơ sở này đang phát triển mạnh tại khu vực duyên hải miền trung về lĩnh vực đóng và sửa chữa tàu cá, có khả năng đóng mới tàu cá có chiều dài có thể lớn hơn 20m, công suất có thể trên 350 mã lực. Hiện nay xu hướng phát triển của hai cơ sở này là đóng tàu du lịch vỏ composit và vỏ gỗ. Ngoài 2 cơ sở trên còn lại chủ yếu là các cơ sở đóng tàu nhỏ của tư nhân. Hầu hết các cơ sở đóng tàu này chỉ đóng và sửa chữa những tàu có công suất nhỏ, chiều dài nhỏ hơn 15m do các thiết bị máy móc đóng và sửa chữa còn thô sơ, thiếu hệ thống hạ thuỷ tàu. Ngoài ra còn có các cơ sở sản xuất và dịch vụ nhỏ chủ yếu sản xuất một số tời, chân vịt, hệ thống lưới, máy kéo lưới. 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI - Đối tượng nghiên cứu: tàu nghề câu vỏ gỗ ở khu vực Khánh Hoà. - Phạm vi nghiên cứu: phần trang bị động lực tàu nghề câu vỏ gỗ đóng theo kinh nghiệm dân gian ở khu vực Khánh Hoà. - Mục tiêu: lựa chọn tổ hợp thiết bị động lực và trang thiết bị phụ cho tàu nghề câu. 2.1.GIỚI THIỆU VỀ CON TÀU THIẾT KẾ Các thông số chính của tàu thiết kế: Chiều dài lớn nhất: Lmax = 18,4 m Chiều dài thiết kế: Ltk =16,8 m Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 5,1 m Chiều rộng thiết kế: Btk = 4,79 m Chiều chìm trung bình: Ttb = 1,85 m Chiều cao mạn: H = 2,53 m Hệ số thể tích chiếm nước:  = 0,625 Hệ số diện tích mặt đường nước:  = 0,9 Hệ số đầy mặt cắt ngang:  = 0,93 Lượng chiếm nước: D = 95 T Tốc độ hang hải tự do: V = 10 Hl/h Biên chế: 12 người Thời gian chuyến biển: 25 ngày Hoạt động vùng hạn chế: II Bố trí buồng máy phía đuôi tàu Vật liệu đóng tàu: gỗ Vùng hoạt động: ngư trường Khánh Hoà +Đặc diểm của tàu thiết kế - Đặc điểm đường hình Tàu có hình dáng cấu trúc theo mẫu tàu dân gian Khánh Hoà, 1/3 thân tàu phần mũi có dạng thuỷ động học nhằm giảm sức cản, chuyển dần sang thân trục ở phần giữa rồi đến dạng xà lan ở phần đuôi, vòm đuôi được nâng cao tạo điều kiện cho chân vịt hoạt động tốt. - Bố trí Buồng máy đặt phía sau tàu. Việc bố trí buồng máy phía sau đuôi có một số ưu điểm như lợi dụng được diện tích phía sau tàu, giảm được chiều dài hệ trục, giảm được công tiêu hao trên hệ trục, chăm sóc hệ trục dễ dàng hơn. Các hầm cá được bố trí từ buồng máy về phía trước mũi tàu. - Đặc điểm kết cấu của tàu Khung xương của tàu được kết cấu theo hệ thống ngang, liên kết khung xương bằng bulông, ván vỏ liên kết với khung xương chủ yếu bằng bulông và đinh tráng kẽm. Khung xương chủ yếu làm bằng gỗ nhóm 2, ván vỏ làm bằng gỗ sao. Các chi tiết của kết cấu được trình bày trong bảng sau: Tên chi tiết  Quy cách (mm x mm)   Ky chính  320x320   Sống mũi  510x510   Ky lái  100x320   Đà ngang đáy  100x200   Cong gian  90x180   Bổ viền  50x195   Bổ chụp  70x380   Trụ cabin  100x200   Ván vỏ  δ = 60 , δ = 70   Ván boong  δ = 40   Ván vách  δ = 40   Ván lót hầm  δ = 25   Bố trí chung của tàu nghề câu được giới thiệu trên hình 1.1 2.2.TÍNH SỨC CẢN VỎ TÀU 2.2.1.Chọn phương pháp tính sức cản Khi tàu chuyển động trong nước với một vận tốc nào đó sẽ xuất hiện lực ma sát làm cản trở chuyển động của tàu. Ở mỗi giá trị vận tốc khác nhau thì sức cản tàu cũng có giá trị khác nhau. Do bề mặt thân tàu có hình dạng là những mặt cong phức tạp nên việc tính toán sức cản rất phức tạp và kết quả thu được chỉ mang tính gần đúng, vì các công thức tính sức cản là các công thức gần đúng. Hiện nay có nhiều phương pháp tính sức cản như: phương pháp Oortsmersena, phương pháp Zvonkov, phương pháp Ayre, phương pháp Neumann, phương pháp của viện thiết kế Leningrad,… Mỗi phương pháp có một phạm vi ứng dụng khác nhau. Đối với tàu cá có thể sử dụng các phương pháp như: phương pháp của viện thiết kế Lêningrad, phương pháp Oortsmersena, phương pháp Võ Văn Trác. Theo các đơn vị thiết kế thì phương pháp của viện thiết kế Lêningrad phù hợp với việc tính toán sức cản tàu vỏ gỗ cỡ nhỏ và kết quả thu được tương đối tốt. Vì vậy trong phạm vi đề tài này tôi chọn phương pháp tính sức cản của viện thiết kế Lêningrad để tính sức cản cho tàu thiết kế. 2.2.2Tính sức cản vỏ tàu. Theo phương pháp của viện thiết kế Lêningrad sức sản được tính theo công thức sau: R=0,17..V1.825+1,45.(24-).5\2..V4 (kG) Trong đó: _ diện tích bề mặt vỏ tàu dưới nước , m2 L_ chiều dài thiết kế , m B_ chiều rộng thiết kế , m T_ chiều chìm trung bình , m _hệ số thể tích chiếm nước Với :  = L ( 1,36 .T + 1,13. .B ) = 16,8 ( 1,36.1,85 + 1,13.0,625.4,79 ) = 16,847 m2 Đặt : A = 0,17.  C = 1,45.(24 -  ).5\2.  = 1,45 (24 -  ) 0,625. C = 3,094 Bảng 2.1. Tính sức cản vỏ tàu V, Hl/h  V, m/s  V1,825  V4  A. V1,825  B. V4  R, kG   1  0,515  0,298  0,070  5,02  0,22  5,235   2  1,03  1,055  1,125  17,77  3,48  21,25   3  1,545  2,212  5,697  37,25  17,63  54,88   4  2,06  3,74  18,01  63,01  55,72  118,73   5  2,575  5.62  43,96  94,68  136,01  230,69   6  3,09  7,84  91,16  132,08  282,05  414,13   7  3,605  10,40  168,89  175,21  522,55  697,76   8  4,12  13,25  288,13  223,22  891,47  1114,69   9  4,635  16,43  461,52  276,79  1427,94  1704,73   10  5,15  19,90  703,44  335,26  2176,44  2511,7   11  5,665  23,69  1029,91  399,11  3186,54  3595,51   Đồ thị đường cong sức cản được xây dựng trên hình 2.2 2.3.THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG CHÍNH Nhiệm vụ chủ yếu của việc thiết kế thiết bị năng lượng chính là đi xác định các thông số kỹ thuật cần thiết của chân vịt, chọn máy chính và thiết kế hệ trục tàu nhằm đạt được các yêu cầu cho trước về tốc độ và các chế độ hoạt động của tàu, vừa phát huy tốt nhất công suất máy chính, vừa đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật của tàu, và cũng phải đảm bảo tính kinh tế. 2.3.1.Thiết kế chân vịt để chọn máy chính Tính toán chân vịt, phân tích để lựa chọn máy chính là bài toán cơ bản trong quá trình thiết kế thiết bị năng lượng tàu. Ở phần này công suất động cơ chính được xác định trong quá trình tính toán thủy động chân vịt trên cơ sở sức cản thân tàu chuyển động trong nước và tốc độ chạy tàu. Việc tính toán thiết kế chân vịt cho tàu thiết kế được thực hiện theo phương pháp đồ thị của Papmen. Vì chế độ chạy tàu chủ yếu của tàu câu là di chuyển đi về cảng và di chuyển thả câu nên phần trang bị động lực được thiết kế theo chế độ hàng hải tự do. - Tính toán chân vịt để chọn máy Số trục chân vịt Số trục chân vịt: 1 Chiều quay trục chân vịt: Chiều quay trục chân vịt cùng chiều quay kim đồng hồ nhìn từ lái. Đường kính chân vịt Dựa vào các bản vẽ kết cấu của tàu thiết kế ta chọn đường kính chân vịt phù hợp vòm đuôi của tàu thiết kế: Dmax = 1,3m Dmax = 1,3 m phù hợp với điều kiện cho phép Dmax = ( 0,70 – 0,80 ) Tđ ,m Số cánh chân vịt: Đa số các tàu đánh cá Khánh Hoà thường dùng chân vịt 3 cánh do đó ta chọn số cánh chân vịt là 3. Hệ số dòng theo: Hệ số dòng theo chủ yếu phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu và rất khó xác định được chính xác. Vì vậy giá trị gần đúng của hệ số dòng theo được xác định theo công thức sau: ω = 0,77φ – 0,28 Trong đó: φ =  =  = 0,672 ω= 0,77.0,672 – 0,28 = 0,237 Hệ số dòng hút t: Hệ số dòng hút là tỷ số giữa lực hút do chân vịt làm việc sau đuôi tàu sinh ra và lực đẩy của chân vịt. Giá trị hệ số dòng hút cũng phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu và rất khó xác định một cách chính xác. Theo công thức Heckscher thì giá trị dòng hút được xác định như sau: t = 0.77φ - 0,3= 0,77.0,672 – 0,3 = 0,217 Tốc độ tịnh tiến của chân vịt trong nước tự do Vp = V.(1- ω), m/s Vp = 10. ( 1- 0,237) = 7,63 Hl/h = 3,93 m/s Lực đẩy của chân vịt P =  Với tốc độ tàu V= 10hl/h có R= 2511 kG P =  = 3206 kG Hiệu suất thân tàu k =  =  = 1,026 Đường kính tối ưu của chân vịt Đường kính tối ưu của chân vịt được xác định theo công thức sau: Dtư =  , m Trong đó: P_ lực đẩy chân vịt, kG P = 3206 kG _ mật độ nước biển , kGs2/m4  = 104,5 kGs2/m4 Vp _ tốc độ chân vịt trong nước tự do, m/s Vp =3,93 m/s Dtư =  = 3,43 m Do Dtư > Dmax nên ta chọn Dmax = 1,3 m để tính Tỷ số mặt đĩa: Tỷ số mặt đĩa của chân vịt có giá trị từ (0,301,20). Khi tỷ số mặt đĩa tăng thì hiệu suất chân vịt giảm. Vì vậy để chân vịt có hiệu suất cao nên chọn tỷ số mặt đĩa nhỏ. Tuy nhiên chân vịt được chọn phải đảm bảo điều kiện về độ bền và không sủi bọt. Để đảm bảo đủ độ bền và không sủi bọt của cánh chân vịt thì tỷ số mặt đĩa thiết kế phải lớn hơn max(, ). Ta có:= 0,375. Trong đó: C_ hệ số đặc trưng độ bền chân vịt (chân vịt làm bằng đồng- mangan). Chọn C’ = 0,055 _ độ dày tương đối của chân vịt, = (0,08÷ 1,0) Chọn = 0,08 m’ _ khả năng quá tải của chân vịt. Chọn m’ = 1,11 Vậy  = 0,375.= 0,33. Để đảm bảo tránh được hiện tượng sinh bọt khí trên mặt cánh chân vịt thì  không được nhỏ hơn trị số  = 130. Với: p1 = p0 – pbh = 10330 + hs - pbh pbh _ áp suất hơi bão hòa, kG/m2, tra theo bảng sau: T0C  0  5  10  15  20  25  30  35   pbh, kG/m2  62  69  125  174  238  323  435  573   Chọn pbh = 238 kG/m2 ở 200C hs_ độ chìm của trục chân vịt. hs = Ttb – 0,54D = 1,85 –0,54.1,3= 1,2 m. = 1,025 kG/m3 p1 = 10330+ 1,025.1,2– 238 = 10093 (kG/m2) Kc = f()_ Hệ số đặc trưng bọt khí ở cánh chân vịt Với ncv _ tốc độ quay chân vịt Chọn sơ bộ ncv = 8,33 v/s = 500(v/ph) =  = = 0,36 Số cánh chân vịt: z =3 Chọn sơ bộ bước xoắn = 0,6 Tra đồ thị đặc tính sủi bọt khí của chân vịt ta được Kc= 0,17 = (1,3 ÷1,6) hệ số thực nghiệm, chọn = 1,45 = 130.1,45= 0,37 Vậy max(, ) = ( 0,33 ; 0,37 ) Ta chọn = 0,50 Hiệu suất xoáy: Với nước biển chọn = 1 Ta có các thông số: Lực đẩy chân vịt: P= 3206 kG Tốc độ tiến của chân vịt: VP = 3,93 m/s Tốc độ tàu ở chế độ hàng hải tự do: V =10 Hl/h Hệ số dòng theo: = 0,217 Hệ số dòng hút: t = 0,237 Hiệu suất thân tàu: =1,026 Hiệu xuất xoáy: = 1 Hiệu suất đường trục: = 0,97 Hiệu suất môi trường: = 0,92 Số cánh chân vịt: z =3 Tỷ số mặt đĩa thiết kế: = 0,5 Hệ số ảnh hưởng thân tàu: a= 1,05 Hệ số dự trữ: Kdt = 1,1 Các bước và kết quả tính chân vịt để chọn động cơ được trình bày ở bảng 2.2 Bảng 2.2. Tính chân vịt để chọn máy   stt  Đại lượng cần tính  Đ/vị  Giá trị   1  Tốc độ giả thiết, n  v/ph  360  420  480  540  600  660  720     v/s  6  7  8  9  10  11  12   2  Kn’ =   -  0,68  0,63  0,59  0,56  0,53  0,50  0,48   3  = f(Kn’) Tra đồ thị  -  0,40  0,37  0,34  0,32  0,30  0,28  0,27   4  = a.  -  0,42  0,388  0,357  0,336  0,315  0,294  0,284   5  D =   m  1,56  1,45  1,38  1,31  1,25  1,21  1,15   6  K1 =   -  0,144  0,141  0,132  0,128  0,125  0,118  0,11   7    -  0,69  0,67  0,63  0,60  0,56  0,54  0,51   8    -  0,54  0,53  0,52  0,49  0,47  0,45  0,44   9  ND =   ML  310  316  322  342  356  373  382   10  Neycđc=  ML  339  346  352  374  389  407  416   11  Ne= Kdt. Neycđc  ML  372  380  387  411  427  447  457   Đồ thị chọn máy được thể hiện ở hình 2.3. Để động cơ hoạt động không bị quá tải khi chọn động cơ phải đảm bảo các điều kiện: Ne ≥ Neycđc.kdt +Nk, ML Trong đó: Nk_ phần công suất trích ra để lai thiết bị phụ, ML Tàu thiết kế là tàu câu, bơm thủy phục vụ động cơ thuỷ lực, hoạt động khi ta thả câu và thu câu, lúc đó tàu chạy chậm nên phần công suất dư của động cơ thường đủ lai bơm thủy lực nên không cần tính thêm cống suất lai bơm thuỷ lực. Dựa vào các Catolog động cơ ta có thể chọn các động cơ sau đây làm động cơ chính cho tàu thiết kế. + Động cơ 6KH-STE của hãng YANMAR: - Công suất định mức: Ne = 460 ML - Tốc độ quay định mức: ndm = 2000 v/ph - Suất tiêu hao nhiên liệu: 217 (g/kw.h) - Số xi lanh: i =6 - KhốI lượng khô: G = 1450 kg - Kích thước LxBxH: 1474,5 x 991 x 1522 mm - Tỷ số truyền hộp số: 4,59; 4,03; 3,55; 2,55; 2,08; 1,72 - Tốc độ quay chân vịt tương ứng: 436; 496; 563; 784; 962; 1162 v/ph + Động cơ UM12PB1TC của hãng ISUZU - Công suất định mức: Ne = 460 ML - Tốc độ quay định mức: ndm = 2300 v/ph - Suất tiêu hao nhiên liệu: 170 (g/kw.h) - Số xi lanh: i =6 - Khối lượng khô: G = 1830 kg - Kích thước LxBxH: 1999 x 1105 x 1359 mm - Tỷ số truyền hộp số: 4,48; 4,04 - Tốc độ quay chân vịt tương ứng: 513; 569 v/ph + Động cơ M8DC9TI của hãng DAEWOO - Công suất định mức: Ne = 450 ML - Tốc độ quay định mức: ndm = 2100 v/ph - Suất tiêu hao nhiên liệu: 167 (g/kw.h) - Số xi lanh: i =6 - Khối lượng khô: G = 1260 kg - Kích thước LxBxH: 1823 x 1190 x 1230 mm - Tỷ số truyền hộp số: 2,12; 2,56; 2,96

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế trang bị động lực tàu nghề câu đóng theo kinh nghiệm dân gian ở khu vực Khánh Hòa.doc
Tài liệu liên quan