Đề tài: CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC

(controllable pitch propeller)

ễ

ọ

SVTH : Nguy n Văn Ng c MSSV : 48132210 L P : 48ĐT-1

Ớ

L i nói đ u

ầ

ờ

• ệ ệ

ộ ậ ấ ệ ố ủ ầ i lao đ ng ườ

Ệ

• ề ế ế ế ế

t k tàu là h t s c ph c t p ế ứ ệ ợ ứ ạ ề ớ

ệ ọ ặ ư ệ ự ầ

• c chúng ta t k . ế ế ng lai c a đ t n ủ ươ ấ ướ ộ

ủ Ệ

• ệ ạ ắ ớ

c cách l p ghép chân v t và hi u s qua v c u t o c a chân ể i thi u cho các b n n m ề ấ ạ ơ ủ ắ ị

• ả ơ ầ ạ

Đóng tàu hi n nay là ngành công nghi p hàng đ u c a qu c gia , đem l i nhu n và r t nhi u vi c làm cho ng i l ề ạ ợ Vi T NAM . t k chân v t trong thi V n đ thi ị ấ cũng nh vi c l a ch n ki u chân v t nào cho phù h p v i đi u ki n ị ể làm vi c , yêu c u đ t ra c a nhà thi ủ cách là m t ch nhân t V i t ủ ớ ư c n góp s c vào viêc phát tri n c a ngành tàu Vi T NAM . ể ứ ầ Qua bài thuy t trình powerpoit gi ế đ ượ v t ị Tôi xin chân thành c m n th y và các b n đã giúp đ trong quá trinh hoàn thi n bài. ệ ỡ

sinh viên :Nguy n Văn Ng c ọ ễ

Đ nh nghĩa:

ị

c thay đ i đ

• Chân v t có b

ướ

ổ ượ

ị ướ

ọ ị

ướ

ế

c,v m t k t c u chân v t bi n b ị

ề ặ ế ấ ị ố ị

ở

ỗ c có th quay quanh tr c vuông góc v i tr c ụ

c g i là chân v t ị c ch :cánh chân v t bi n ế ớ ụ

ướ

ướ

ế

ầ

i Đ c ch ế

c đ u tiên đ iạ x

c ng ườ ứ ng Escher

bi n b ế khác chân v t c đ nh b ể chân v t.ị • Chân v t bi n b ị ọ

ượ ưở

ạ ả

ừ

ữ

ả

ơ ủ ế

t o g i là Verstellpropeller ạ t Wyss, Deutschland, năm 1844, có d ng h t s c ế ứ gi n đ n.T nh ng mô hình đ n gi n đó ngày nay k t c u chân v t, mà ch y u là k t c u b ộ ị ph n truy n đ ng ngày càng hoàn thi n.

ơ ế ấ ề

ế ấ ệ

ậ

ộ

ặ

ể Đ c đi m:

c thay đ i, trong c ch a toàn b c c u đi u khi n ộ ơ ấ ủ

c th ứ ng l n. N u ng ổ ướ ườ ế ở ớ ề ị ố ị ể ườ

ng là 0.24D-0.32D. Trong m t s tr ổ ỉ ệ l ng h p t 0.15D-0.22D, thì trên chân v t b ộ ố ườ chân v t c đ nh đ c thay đ i t l ị ướ ợ ỷ ệ d- này đ t ạ

i h n đáng chú ý là 0.4D-0.5D. • Chân v t b ị ướ c do v y kích th b ậ ướ kính c ch t ỉ ừ ủ h/D th ườ gi ớ ạ

• Đ tăng tính quay tr cánh, ch y u là quay ng i,thông ở ở ạ

c tr l ng chi u r ng cánh chân v t ki u này ph i đ l n. th ượ ả ủ ớ ủ ế ị ể ườ ề ộ ể

thông d ngc a chân v t 3,4 và 5 cánh có th đ c t ể ọ ừ ụ ủ ị quan h ệ

• T l ỷ ệ sau:

Chân v t 3 cánh: bmax/D = (1.01x + 0.05(P/D-1)+0.055) Chân v t 4 cánh: bmax/D = (0.771x + 0.025(P/D-1)+0.023) Chân v t 5 cánh: bmax/D = (0.632x + 0.0125(P/D-1)+0.01) ị ị ị

M t s chân v t BB :

ộ ố

ị

Ư ể u đi m:

• Nh kh năng thay đ i ổ

ả

ờ ướ

ố

ổ ạ ấ ầ

ộ

ườ

t nh t ấ ng đ c ặ c a chân

ẻ ủ ố ị

ng BB trên.

c trong su t quá b trình khai thác,chân v t ị t c thay đ i đ t t b ướ c các yêu c u đ ra ề ả cho ch đ kéo và ch ế ế ộ đ ch y t ng do, đ ạ ự làm vi c c a nó bao ủ ệ trùm ph n t ầ ố c a hai đ ườ ủ tính riêng l v t cánh c đ nh, ị đ ườ

ụ

ạ

Ph m vi ng d ng: ứ

• Nh ng l ữ

ợ

ế ề

ị ướ

c thay đ i ổ

ẩ

ủ ế

i th v tính năng c a chân v t b ạ

ế

ế

ụ ươ

ổ

ủ

ng d ng th c t ự ế ế ỉ ố ầ

ỉ ệ

ướ

ế

ị

ữ ậ ộ

c đã là 40%. ự ệ

ừ

ệ

ả

ị

ắ ổ

•

ố c thay đ i tăng lên theo t ng năm. ả ế

ượ

ị

ừ c đ ề

ộ

làm cho lo i máy đ y này chi m ngày càng nhi u trong ề . N u nh ng năm đ u c a nh ng năm ữ ủ ứ ữ ầ c ch chiém ch ng sáu m i th k XX chân v t bi n b ị ỉ ướ ừ 5% t ng s đ u máy c a đ i thuy n th ng m i, cu i ộ ố ạ ươ ề nh ng năm sáu m i con s này lên đ n 20%. Trong ế ố ươ tham gia chân v t bi n b th p niên 80 t l M t vài tài li u tham kh o ch ng minh cho s vi c v a ứ nêu là s tàu l p máy chính trên 2000 HP, trang b chân v t b ị ướ Ngày nay chân v t bi n b lo t, đ ạ nhi m v khác nhau. ệ

c s n xu t hàng ấ ướ c dùng r ng rãi trên nhi u ki u tàu, làm các ể ượ ụ

Ch n chân v t bi n b

ế

ọ

ị

ướ : c

• Tr

c tình hình th c t

ị

ướ

ự ế

ng

ệ

ổ ướ

ố

ằ ổ ạ

, cánh chân v t xoay trong quá c xo n c a nó, đ ườ ủ ắ ặ ắ

c c a chân

ổ

ủ

ướ

c chân v t khi cánh b xoay

ị

ị

ụ

• • • •

i thi u thay đ i đ

ổ ườ

ệ

ớ

ế

ượ

ạ

trình làm vi c nh m thay đ i b bao cánh thay đ i d ng và các m t c t cũng u n theo s thay đ i đó.(h8.8). hình trên trình bày b ự v t không đ i khi không xoay cánh trong quá trình làm ổ ị i trình bày b vi c,hình d ướ ướ ệ quanh tr c canh m t góc. ộ 21tg1= 22tg2 =23tg3 . Sau khi xoay góc : 21tg(1 + ) 22tg(2 + ) 23tg(3 + ). ng bao cánh chân Hình 8.9 : Gi c thay đ i trong quá trình xoay cánh.M t c t tiêu v tb ặ ắ ổ ị ướ bi u b ng m t tr bán kính r c a cánh bi n d ng trong ạ ủ ặ ụ ằ ể i phía ph i cùng c trình bày t quá trình xoay cánh đ ả hình.

•

ị

ọ

ằ

ủ

ặ ộ

ằ ng h p riêng khi thi

ả

ườ

ị

ằ

ắ

ắ

ọ

ườ

ả

ặ ủ

ớ

c gi

ị c làm cho phân b ố ư ề ườ ố ự

ự

ướ

ế

ậ

ợ

Vì r ng đ c tính hình h c c a chân v t và theo đó d c ặ ủ tính th y đ ng l c thay đ i khi cánh xoay quanh tr c ụ ổ ự c, do v y vuông góc v i tr c chân v t nh m thay đ i b ậ ổ ướ ị ớ ụ ường ph i phân bi t 2 tr t k . Tr ế ế ợ ệ c xo n h p đ u áp d ng cho chân v t không xoay, b ắ ướ ị ụ ầ ợ c a chân v t này đúng b ng b c xo n chu n g i là ẩ ủ ướ ọ ng h p này đi u l u ý c xo n k t c u. Trong tr b ề ư ợ ườ ế ấ ướ ng kính c chân ng c a đ quan tr ng nh t là nh h ủ ủ ưở ấ v t đ n các đ c tính th y đ ng l c chân v t. Đ ng kính ườ ự ộ ủ ị ế c khá l n c a chân v t bi n b ướ ế ị ủ dòng xoáy trên các cánh không đúng nh đi u chúng ta lý thuy t dòng xoáy, theo đó đ t t đã bi ng kính c ế ừ ủ ế chân v t đ thuy t b ng 0. Phân b l c th y đ ng ế ằ ị ượ ộ ủ ả d c cánh cũng khác so v i chân v t c đ nh,l c c n b ả ị ố ị ổ ớ ọ sung c cũng thay đ i đáng k , các ể ổ h s hi u ch nh Goldstein cũng không th t phù h p cho tr

ng h p dh quá l n.

chân v t bi n b ị ỉ ợ

ở ệ ố ệ ườ

ớ

M t s lo i c chân v t BB:

ộ ố ạ ủ

ị

ế

c có đ ộ

Nh ng mô hình chân v t bi n b

tin c y có th tìm th y

ị các ngu n sau:

ấ ở

ể

ướ ồ

ữ ậ

• Seri chân v t bi n b • ủ c gi ị ề ệ c c a Gutsche và Schroeder. ượ

có tên trên đây:’’Frefahruntersuche ị

ị ồ ượ ề

c chuy n hóa sang gi ể

ượ ị ườ ể

ể

• ạ t b truy n đ ng. ề ng kính chu n D = 200mm,3 cánh đ ườ ượ

c P/D = 0.7.T l ế ị ị b ỉ ệ ướ ỷ ệ ặ

t k theo t l ế ế ẩ

ầ

c ẩ m t đĩa thay đ i theo giá tr ổ ị m t đĩa 0.62 ỉ ệ ặ c thí nghi m ệ ượ c xo n b ắ ổ ỉ ệ ướ ườ ế ợ

ế ướ ị i thi u trong tài li u bàn v chân v t Dãy chân v t này đ ệ ớ ị CF và chân v t BB c a 2 tác gi ả ủ an propeller mit festen und verstellbaren Flugeln ‘voraus’ und ‘zuruck”, Schiffbauforschung,1963. Chân v t g m 3 cánh,thu c ộ nhóm Gawn,có thay đ i.Chi u dày cánh đ c c t gi m đ n ắ ế ả ổ 0.05,chi u r ng cánh đ i h n đ các cánh ớ ạ ể ề ộ có th xoay mà không b ch m nhau.Đ ng kính tr c tăng 0.25D ụ đ có th ch a thi ộ ứ ể Mô hình chân v t có đ thi chu n 0.48-0.62 và 0.77.Hai mô hình trong dãy có t l còn P/D = 0.5 và 0.9.Ba mô hình đ u v i P/D = 0.7 đ ớ cho tr ng h p ti n và lùi cho các giá tr thay đ i t l ị 1.5;1.25;1.0;0.75;0.5;0;-0.5;-0.75;và -1.0.

Seri chân v t JD-CPP. ị

• ị ườ

c phân làm 3 ị ượ

ườ ỗ

c thi ế ế ủ

Chân v t seri này g m 15 mô hình chân v t 3 cánh.Đ ng kính ị ồ chu n c a mô hình D= 267.9mm.15 chân v t đ ủ ẩ l nhóm v i t ớ ỷ ệ ặ c b ng 0.28D.T l ủ ằ 0.4;0.5;0.8;1;1.2.Chi u dày cánh gi ng nh seri trên,b ng 0.05. m t đĩa 0.35,0.5,0.65,m i nhóm 5 chi c.Đ ng kính ế t k c a m i nhóm là ỗ ư b ỷ ệ ướ ề ằ ố

• ng H i,công b trong tài li u ’’ the 3- c th t i Th ử ạ ượ ả ố

Seri trên đ ệ ượ bladed JD-CPP series,4th Lips Propeller Symposium,1979.

• ng h p xoay cánh quanh tr c,các profil t ợ ặ ắ ạ

ữ i các m t c t ộ ủ ự

ờ ạ ộ ợ

ụ ặ ả ế ằ ế ề ặ ạ ẳ

ặ ắ ằ ủ ự ạ ộ ỗ ỗ

Tr ườ chuy n sang d ng ch S làm cho đ c tính th y đ ng l c thay đ i ổ ạ ể đáng k .Trong tr ng h p này ph i ti n hành đ ng tác r i r c hóa ườ ể profil d a vào thuy t “strip theory ’’, b ng cách phân profil hình ch ữ ế ự S thành nhi u phân đo n th ng và ti n hành tính các đ c tính th y ủ đ ng l c cho m i đo n.L c th y đ ng tính cho m i m t c t b ng ự ộ t ng các l c thành ph n tính theo cách v a trình bày. ổ ừ ự ầ

ị ướ

ể

Tính toán ki m tra chân v t b

ổ c thay đ i:

•

ặ

ể

ế ộ

ạ ự

do ti n ế c c ố

ị

ể

ạ ố

ầ

đi m c a đ

ứ

ướ ư

b

ấ ị

ủ

•

ướ

ủ

ế

ệ

ượ

ụ

ị ệ ố ồ ị ẫ

ạ

ị

Ki m tra đ c tính chân v t cho ch đ ch y t ị hành theo đúng các th t c dùng cho chân v t b ị ướ ủ ụ đ nh.Còn tính ki m tra cho ch đ kéo,t i t c đ kéo ộ ế ộ c c n xác đ nh l c kéo l n nh t,mang nh ng cho tr ấ ớ ị ự ữ ng cong là đ c tr ng riêng,vì ng v i mi ỗ ể ặ ớ ủ ườ c P/D,đ m b o s d ng đ y đ l m t giá tr c a t ủ ầ ử ụ ả ả ị ủ ỷ ệ ướ ộ công su t đ nh m c c a máy chính,t i v n t c c đ nh ố ị ạ ậ ố ứ đó. c d ng thông Đ ng làm vi c c a chân v t bi n b ạ ườ d ng đ c bi u di n trong h th ng công su t-v n t c ấ ậ ố ễ tàu,gi ng nh các d ng đ th v n dùng cho chân v t ố b

ể ư c c đ nh. ố ị

ướ

ị

ẩ

ự

Công th c/kí hi u ứ

ệ

Vs,gán(HL/h)

ộ ị

ứ

Vp = 0.5144*Vs*(1-w),(m/s)

bi

L c đ y chân v t khi máy làm vi c theo ch ế ệ đ đ nh m c: Các thông s đã ố t:ế

J=

KQ =

5

*75 p r **2

đ th ừ ồ ị

Vp P/D = f1(KQ,J), t * Dn

PD 3 * Dn ế ướ

= f2 (KQ,J), t

đ th ừ ồ ị

Kt = h

p

p 2

h

p

K Q J

4

r

T= Kt * Te = T*(1-t),(kG) 2 * Dn

*

t tr c. w,t,n,D,đã bi

Công th c/kí hi u ệ ứ

K t qu tính ả

ế

Vs,gán(HL/h)

2.65

5.3

7.95

10.6

ụ

0.967

1.935

2.903

3.87

Vp = 0.5144*Vs*(1-w), (m/s)

J

0.1

0.2

0.3

0.4

0.51

0.54

0.58

0.62

đ ừ ồ

P/D = f1(KQ,J), t th ị

KT

0.177

0.16

0.145

0.13

• Ví d sau trình bày các phép tính th c hi n ệ ự theo th t c ủ ụ trên,áp d ng ụ vào tàu đánh cá c trung, ỡ w = 0.21;t = 0.158

T

9690

8760

7940

7120

Te- = T*(1-t),(kG)

8160

7380

6680

5990

Trong h t a đ P~n th t

ệ ọ

ộ

ứ ự

ư

ớ

ụ ằ

tính nh sau,v i ví ố d b ng s :

Kí hi u và công th c

K t qu tính ả

ế

ứ

ệ

5

7

Vs,gán(HL/h)

2.57

3.6

V=0.5144xVs ,(m/s)

725

1479

R=f(Vs) , (kG)

861

1756

R T= ,(kG) -1

t

2.03

2.844

Vp=V(1-w) ,(m/s)

150

200

250

300

100

200

250

150

300

N cho tr

c (v/ph)

ướ

2.5

3.33

4.167

5

1.666

3.333

4.167

2.5

5

N=N/60, (v/s)

0.378

0.283

0.227

0.189

0.749

0.529

0.396

0.317

0.265

=

J=Vp/(nxD) KT

4

r

T 2 * Dn

*

0.063

0.075

0.023

0.016

0.288

0.128

0.072

0.046

0.032

h

=

h

h

*

p

v

0.43

0.225

0.17

0.1

0.62

0.585

0.45

0.335

0.215

h

p

=f(Kt,J) t

0.458

0.272

0.181

0.107

0.661

0.624

0.48

0.357

0.229

đ th ừ ồ ị

P/D=f(Kt,J) t

0.475

0.33

0.265

0.245

1.27

0.735

0.5

0.38

0.305

h

đ th ừ ồ ị * e VT h *

P=

55.75

93.81

140

236.6

110

115.5

151

202.6

315.4

V

P

Đ ng s c kéo l n nh t và t

P/D

ườ

ứ

ấ

ớ

l ỷ ệ

ừ ườ

ể

ặ

T đ ấ

ng đ c tính máy diesel, có th nh n ậ ố ủ

ấ

th y: su t tiêu hao nhiên li u cho máy là hàm s c a ệ t n su t quay và công su t, theo hình v : ẽ ầ

ấ

ấ

ng đ c tính chân v t bi n

ế

ặ

ị

b

đ ừ ườ b c có th th y t l

ể ấ ỉ ệ ướ

ị

ấ

ầ

M t khác t ặ c chân v t trong quan h ệ ướ v i v n t c tàu luôn là hàm t n su t quay, hình ớ ậ ố v :ẽ

ớ

ệ ệ ữ

ệ tàu thông th ở ấ ườ ấ ấ ệ ậ

ng còn có đ Trong tài li u đi kèm v i chân v t BB ồ ườ ị th nêu quan h gi a công su t và t n su t quay giúp ch tàu tìm ch ủ ế ầ ng làm vi c c a chân v t ị ủ ồ ị ạ ệ ọ

ị đ làm vi c ít nhiên li u nh t. Xác l p đ ộ nh t. Trên đ th d ng ả ằ c P/D v i v n t c tàu trong đi u l ế ấ ớ ậ ố ẽ ề

Ký hi u và công th c tính

H1/D

H2/D

H3/D

ứ

ệ

J=V1(1-w)/nD

V1

V2

V3

V1

V2

V3

V1

V2

V3

Kt=f(H/D,J)

T

Te=T(1-t)

V=f(Te=R)

J=V(1-w)/nD

Kq=f(H/D,J)

Pe=

Các b ệ nh m ch n ch đ khai thác có hi u qu kinh t ế ộ này s trình bày quan h gi a t b ệ ữ ỷ ệ ướ ki n n=const. ệ c th c hi n theo b ng sau: ự ướ ệ ả

Chân v t BB đi u khi n b ng th y l c:

ủ ự

ề

ể

ằ

ị

H tr c chân v t BB:

ệ ụ

ị

c xo n cánh:

B ph n đi u khi n b ề

ể

ậ

ộ

ướ

ắ

H th ng đi u khi n:

ệ ố

ể

ề

ố ứ

Phân b ng su t trên cánh và h ư ấ h ng:ỏ

Tài li u tham kh o:

ệ

ả

ỏ

ả

ế ị ẩ

t b đ y tàu t k h tr c chân v t ị

• Tr n Công Ngh : ị ầ – S c c n v tàu và thi ứ – Thi ế ế ệ ụ • SCP type • Controllable Pitch Propeller Hydraulic Oil: Nature of Discharge for the “Phase

I Final Rule and Technical Development Document of Uniform National Discharge Standards (UNDS),” published in April 1999.

• The Ship Power Supplier • Rolls-Royce propellers • Global J. of Engng. Educ., Vol.7, No.2 © 2003 UICEE Published in Australia • MAN B&W Two-stroke Engines for Controllable Pitch Propeller (CPP) Plants

and for Plants with Declutchable Propeller