ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - MỞ ĐẦU

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

118
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với sự phát triển không ngừng của ngành kinh tế vận tải sông biển, thì việc nghiên cứu và cải tiến các loại thiết bị đẩy tàu đóng một vai trò hết sức quan trọng. Bởi lẽ chúng có liên quan trực tiếp tới các chỉ tiêu kinh tế và khai thác của mỗi con tàu cụ thể. Sự phát triển của ngành đóng mới, nhất là trong lĩnh vực thiết bị đẩy tàu vào những năm gần đây đã đem lại những thay đổi về chất. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - MỞ ĐẦU

ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
Lêi nãi ®Çu Víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña ngµnh kinh tÕ vËn t¶i s«ng biÓn, th× viÖc nghiªn cøu vµ c¶i tiÕn c¸c lo¹i thiÕt bÞ ®Èy tµu ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng. Bëi lÏ chóng cã liªn quan trùc tiÕp tíi c¸c chØ tiªu kinh tÕ vµ khai th¸c cña mçi con tµu cô thÓ. Sù ph¸t triÓn cña ngµnh ®ãng míi, nhÊt lµ trong lÜnh vùc thiÕt bÞ ®Èy tµu vµo nh÷ng n¨m gÇn ®©y ®· ®em l¹i nh÷ng thay ®æi vÒ chÊt. Trong thùc tÕ ®· cã thÓ gi¶i ® îc mét lo¹t bµi to¸n míi nh m« t¶ bÒ mÆt c¸nh chong chãng b»ng to¸n häc cÇn cho viÖc lËp ch ¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn c¸c m¸y c«ng cô cã l¾p bé ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh vµ tù ®éng vÏ h×nh ®Ó chÕ t¹o chong chãng. TÝnh to¸n søc bÒn c¸nh chong chãng cã ®Ó ý ®Õn c¸c ®Æc tÝnh vÒ mái. Nghiªn cøu hÕt søc tØ mØ c¸c tÝnh chÊt dao ®éng cña chong chãng vµ sù t ¬ng t¸c thuû ®éng gi÷a chóng víi th©n tµu. Xem xÐt sù lµm viÖc cña chong chãng ë c¸c chÕ ®é ®Æc biÖt. Kü thuËt ®iÖn to¸n ®· ® îc ¸p dông réng r·i vµo c«ng viÖc tÝnh to¸n kü thuËt nh»m cung cÊp nh÷ng kiÕn thøc thùc tÕ cho sinh viªn trong nh÷ng tr êng hîp nã ®· cã thÓ lo¹i bá ® îc c¸c s¬ ®å tÝnh to¸n b»ng tay. Thêi gian gÇn ®©y ng êi ta quan t©m nhiÒu ®Õn viÖc nghiªn cøu kÕt cÊu cña dßng ch¶y ë gÇn th©n tµu vµ tÝnh to¸n dßng ch¶y ®ã, nh»m ® a ra c¸c biÖn ph¸p ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ ®Èy vµ ®é tin cËy cña thiÕt bÞ ®Èy còng nh gi¶m tiÕng ån thuû ®éng,... Sù ph¸t triÓn cña kü thuËt thùc nghiÖm cho phÐp ta nhËn ® îc nh÷ng t liÖu míi trong lÜnh vùc nµy vµ cã gi¸ trÞ kü thuËt quan träng. TÝnh chÊt næi bËt cña tËp gi¸o tr×nh nµy lµ tµi liÖu kh¸ tæng quan trong khu«n khæ h¹n chÕ phï hîp víi ch ¬ng tr×nh kho¸ häc thuéc ngµnh “§ãng vµ söa ch÷a tµu”. Nã chøa ®ùng nhiÒu ch ¬ng bæ xung ®Ó sö dông lµm tµi liÖu gi¸o khoa cho lÜnh vùc “Thuû khÝ ®éng häc” nãi chung. §Ó ph¸t huy kh¶ n¨ng tù nghiªn cøu cña sinh viªn cho nªn gi¸o tr×nh nµy ®· hÕt søc chó ý ®Õn viÖc nªu bËt c¸c quy luËt vËt lý c¬ b¶n ®Ó nãi lªn sù lµm viÖc cña c¸c lo¹i thiÕt bÞ ®Èy tµu c¸c chøng minh cña c¸c ®¸p sè vµ mèi rµng buéc lÉn nhau gi÷a c¸c phÇn cña gi¸o tr×nh ®Ó t¹o ra mét c¬ së ®¸ng tin cËy cho viÖc s¸ng t¹o trong gi¶i quyÕt c«ng viÖc kü thuËt vµ nghiªn cøu khoa häc. Khi viÕt cuèn s¸ch nµy chóng t«i xÐt r»ng, sinh viªn ®· ® îc häc c¸c m«n c¬ chÊt láng, to¸n vµ kü thuËt tÝnh. Nh vËy trong nhiÒu tr êng hîp tr¸nh ® îc sù trïng lÆp vµ t¹o kh¶ n¨ng h íng cho sinh viªn vµo viÖc gi¶i bµi to¸n b»ng m¸y tÝnh ®iÖn tö. ThuËt ng÷ vµ hÖ thèng ký hiÖu quy íc ®uîc dïng phï hîp víi s¸ch nµy ®Ó sinh viªn sö dông tham kh¶o còng nh ®Ó ®¶m b¶o sù thèng nhÊt quan niÖm trong c¸c phÇn riªng lÎ cña cuèn s¸ch. Mäi nhËn xÐt vµ ®Ò nghÞ cho lÇn xuÊt b¶n sÏ ® îc chóng t«i ch©n thµnh c¶m ¬n. 1
2
Ch ¬ng, môc Tªn ch ¬ng, môc Trang sè 01 Môc lôc 03 Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t 07 09 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu PhÇn 1 09 Ch ¬ng 1 1.1 §èi t îng cña m«n häc 09 1.2 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu thuû vµ c¸c thµnh phÇn cña 10 lùc c¶n 1.3 Nh÷ng c«ng thøc chung 15 ®Ó tÝnh to¸n lùc c¶n vµ c«ng suÊt kÐo cña tµu 1.4 §Æc ®iÓm thay ®æi lùc c¶n 18 1.5 X¸c ®Þnh lùc c¶n cña n íc ®èi víi chuyÓn ®éng cña tµu 20 b»ng c¸c ®Æc tr ng cña vÕt thuû ®éng 1.6 MÆt ít cña tµu vµ c¸ch tÝnh diÖn tÝch mÆt ít 22 23 Ch ¬ng 2 2.1 Líp biªn vµ vÕt thuû ®éng häc 23 2.2 Lùc c¶n ma s¸t cña tÊm ph¼ng 25 2.3 Lùc c¶n nhít cña pr«fin dÔ tho¸t n íc 27 vµ c¸c vËt thÓ trßn xoay 2.4 Lùc c¶n nhít cña vËt thÓ khã tho¸t n íc 28 2.5 Lùc c¶n nhít cña tµu 28 30 2.6 nh h ëng cña ®é nh¸m chung tíi lùc c¶n nhít 33 2.7 nh h ëng cña ®é nh¸m côc bé tíi lùc c¶n nhít 35 2.8 nh h ëng cña líp rªu, hµ b¸m vµo vá bao tµu ®Õn lùc c¶n cña tµu 2.9 C¸c ph ¬ng ph¸p gi¶m lùc c¶n nhít 36 2.10 Lùc c¶n kh«ng khÝ ®èi víi chuyÓn ®éng cña tµu 39 43 Ch ¬ng 3 3.1 Sù h×nh thµnh sãng b¶n th©n khi tµu chuyÓn ®éng 43 3.2 C¸c tÝnh chÊt cña lùc c¶n sãng 46 3.3 C¸c ph ¬ng ph¸p gi¶m lùc c¶n sãng 47 49 Ch ¬ng 4 4.1 Lùc c¶n khi tµu chuyÓn ®éng trong n íc c¹n 49 4.2 Lùc c¶n khi tµu chuyÓn ®éng trong kªnh ®µo 51 3
4.3 Nghiªn cøu lý thuyÕt vÒ lùc c¶n cña tµu chuyÓn ®éng 53 trong kªnh ®µo 55 Ch ¬ng 5 57 Ch ¬ng 6 6.1 BÓ thö m« h×nh tµu 57 6.2 TÝnh chuyÓn lùc c¶n tõ m« h×nh sang tµu thùc 59 61 Ch ¬ng 7 7.1 Ph©n lo¹i c¸c ph ¬ng ph¸p gÇn ®óng ®Ó tÝnh lùc c¶n 61 7.2 Ph ¬ng ph¸p tÝnh lùc c¶n d 62 7.3 X¸c ®Þnh lùc c¶n b»ng c¸ch tÝnh chuyÓn tõ tµu mÉu 62 65 Ch ¬ng 8 8.1 C¸ch chän h×nh d¸ng th©n tµu 65 66 8.2 nh h ëng cña sù thay ®æi thÓ tÝch ng©m n íc vµ tû sè kÝch th íc cña tµu ®èi víi lùc c¶n 66 8.3 nh h ëng cña c¸c hÖ sè bÐo tíi lùc c¶n 8.4 H×nh d¸ng th©n tµu biÓn 67 8.5 H×nh d¸ng tµu néi ®Þa vµ tµu pha s«ng biÓn 68 69 Ch ¬ng 9 9.1 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu hai vµ ba th©n 69 9.2 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña ®oµn tµu kÐo, ®Èy 70 73 Ch ¬ng 10 10.1 Lùc c¶n cña c¸c tµu ch¹y ë chÕ ®é chuyÓn tiÕp 73 10.2 Tµu l ít vµ lùc c¶n cña tµu l ít 74 10.3 C¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng cña bÒ mÆt l ít 75 77 Ch ¬ng 11 11.1 Tµu c¸nh ngÇm 77 11.2 C¸c ®Æc tÝnh thuû ®éng cña c¸nh ngÇm 80 11.3 Dßng bao vËt thÓ vµ lùc c¶n 80 khi cã hiÖn t îng x©m thùc 11.4 Lùc c¶n tµu ®Öm khÝ kiÓu buång 81 11.5 Lùc c¶n cña tµu ®Öm khÝ kiÓu phun 83 4
85 thiÕt bÞ ®Èy Tµu thuû PhÇn 2 85 Ch ¬ng 12 12.1 Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ thiÕt bÞ ®Èy tµu 85 12.2 C¸c kiÓu thiÕt bÞ ®Èy vµ tÝnh chÊt cña chóng 86 91 Ch ¬ng 13 13.1 C¸c yÕu tè h×nh häc chÝnh cña chong chãng 91 13.2 C¸c ph ¬ng ph¸p ®Þnh h×nh chong chãng, c¸ch biÓu diÔn 93 bÒ mÆt c¸nh b»ng to¸n häc 13.3 X©y dùng b¶n vÏ lý thuyÕt cña chong chãng 96 13.4 KÕt cÊu chong chãng 99 101 Ch ¬ng 14 14.1 C¸c ®Æc tÝnh ®éng häc cña chong chãng 101 14.2 C¸c ®Æc tÝnh ®éng lùc cña chong chãng 102 107 Ch ¬ng 15 15.1 Nh÷ng nhËn ®Þnh ban ®Çu 107 15.2 Chong chãng lý t ëng t¶i träng thÊp 108 111 Ch ¬ng 16 16.1 C¸c ®Þnh luËt ®ång d¹ng khi thÝ nghiÖm chong chãng 111 16.2 C¸c ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu chong chãng b»ng thùc 114 nghiÖm. C¸c ®ît thö hµng lo¹t m« h×nh cã hÖ thèng 16.3 C¸c ®å thÞ thiÕt kÕ chong chãng 116 16.4 Sö dông c¸c ®å thÞ thiÕt kÕ chong chãng c¸nh hÑp 119 121 Ch ¬ng 17 17.1 Kh¸i niÖm chung vÒ sù t ¬ng t¸c thuû ®éng gi÷a thiÕt bÞ 121 ®Èy vµ th©n tµu 17.2 Dßng theo vµ c¸c thµnh phÇn cña nã 121 17.3 Dßng theo cã Ých vµ tèc ®é cña dßng theo 124 17.4 Lùc hót 126 17.5 C¸c sè liÖu thùc nghiÖm vÒ c¸c hÖ sè t ¬ng t¸c thuû ®éng 128 gi÷a thiÕt bÞ ®Èy víi th©n tµu 17.6 HiÖu suÊt cña thiÕt bÞ ®Èy vµ c¸c thµnh phÇn cña nã 130 131 Ch ¬ng 18 18.1 Kh¸i niÖm vÒ sù x©m thùc 131 18.2 X©m thùc khi dßng n íc bao c¸c mÆt chÞu lùc vµ c¸c 133 thiÕt bÞ ®Èy tµu 18.3 TiÕng ån do x©m thùc vµ ®é ¨n mßn chong chãng 136 5
18.4 Dù ®o¸n x©m thùc chong chãng 138 18.5 ThiÕt kÕ chong chãng x©m thùc 140 143 Chu¬ng 19 Nh÷ng nhËn ®Þnh ban ®Çu, hÖ thèng xo¸y cña c¸nh vµ 143 chong chãng 147 Ch ¬ng 20 20.1 C¸c nguyªn t¾c chung 147 20.2 Chän s¬ bé c¸c phÇn tö chÝnh cña chong chãng vµ ®¸nh 148 gi¸ c«ng suÊt tiªu thô 20.3 Sù phï hîp gi÷a chong chãng víi hÖ thèng ®éng lùc vµ 150 lùa chän chÕ ®é tÝnh to¸n 20.4 Lùa chän chÝnh x¸c c¸c yÕu tè h×nh häc c¬ b¶n cña 152 chong chãng 20.5 ThiÕt kÕ chong chãng theo ®å thÞ 157 20.6 §å thÞ vËn hµnh cña tµu, c¸ch tÝnh to¸n vµ x©y dùng 158 20.7 Søc bÒn cña chong chãng 160 165 Ch ¬ng 21 21.1 L îng tiªu thô n¨ng l îng cña thiÕt bÞ ®Èy vµ c¸c ph ¬ng 165 ph¸p gi¶m nã 21.2 ViÖc ¸p dông chong chãng cã ® êng kÝnh t¨ng thªm khi 166 vßng quay gi¶m xuèng 21.3 ViÖc gi¶m tæn thÊt do dßng ch¶y bÞ xo¾n 167 169 Ch ¬ng 22 22.1 C¸c ®Æc tÝnh h×nh häc cña hÖ chong chãng- §¹o l u 169 22.2 C¸c ®Æc tÝnh ®éng lùc, ®éng lùc häc, c¬ thuû häc cña hÖ 169 chong chãng- ®¹o l u 22.3 §Æc ®iÓm thiÕt kÕ hÖ chong chãng- ®¹o l u 172 6
DAnh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t A0 - DiÖn tÝch mÆt ®Üa chong chãng AE - DiÖn tÝch mÆt n¾n ph¼ng cña c¸nh chong chãng b - ChiÒu réng ® êng bao n¾n ph¼ng, chiÒu dµi d©y cung cña pr«phin tiÕt diÖn c¸nh. D,R - § êng kÝnh, b¸n kÝnh cña chong chãng dH,rH - § êng kÝnh b¸n kÝnh cñ chong chãng e - ChiÒu dµy lín nhÊt cña pr«phin tiÕt diÖn c¸nh h0 - §é ngËp s©u cña trôc chong chãng d íi mÆt n íc tù do P - B íc cña tiÕt diÖn c¸nh Z - Sè c¸nh chong chãng ZP - Sè l îng trôc chong chãng  - ChiÒu dµy t ¬ng ®èi cña pr«phin tiÕt diÖn c¸nh,  = e/b  - Gãc b íc cña tiÕt diÖn c¸nh v , v S - Tèc ®é tµu, m/s, h¶i lý/h v A - Tèc ®é tiÕn cña chong chãng v R - Tæng tèc ®é dßng ( cã xÐt tíi c¸c tèc ®é c¶m øng ) trªn phÇn tö c¸nh  - VÐc t¬ tèc ®é c¶m øng x,  - Thµnh phÇn däc trôc vµ tiÕp tuyÕn cña tèc ®é c¶m øng n - Vßng quay cña chong chãng - Tèc ®é gãc quay cña chong chãng J - B íc tiÕn t ¬ng ®èi cña chong chãng J = vA/(nD) iT, iQ - HÖ sè ¶nh h ëng cña tr êng tèc ®é kh«ng ®ång ®Òu tíi lùc ®Èy vµ m«men quay  - HÖ sè dßng theo ®Þnh møc x,  - Thµnh phÇn däc trôc vµ tiÕp tuyÕn cña hÖ sè dßng theo ®Þnh møc WT - HÖ sè dßng theo tÝnh to¸n t - HÖ sè hót T t  1 R B ZP  - Gãc tíi cña pr«phin tiÕt diÖn c¸nh I - Gãc tíi c¶m øng (hoÆc gãc tíi thuû ®éng lùc) I =  + 0 - I 0 - Gãc lùc n©ng kh«ng I - Gãc tiÕn c¶m øng I = arctg(I/ r ) I - B íc tiÕn c¶m øng cña chong chãng I = r ( v A + x)/(r  ) o - Sè x©m thùc cña chong chãng o = 2(P0  Pv)/(. v 2) 7
Cx - HÖ sè c¶n cña phÇn tö c¸nh Cx = 2X/(. v R2.b.1) Cy - HÖ sè lùc n©ng cña phÇn tö c¸nh Cy = 2Y/(. v R2.b.1) CPA - HÖ sè t¶i träng cña chong chãng theo c«ng suÊt CPA = 2PD/(. v A3.A0) CTA - HÖ sè t¶i träng cña chong chãng theo lùc ®Èy CTA = 2T/(. v A2.A0)  F - VÐc t¬ lùc thuû ®éng t¸c dông lªn c¸nh chong chãng KDE - HÖ sè t¶i träng cña chong chãng theo lùc kÐo K DE  v.D TE KDT - HÖ sè t¶i träng cña chong chãng theo lùc ®Èy khi ® êng kÝnh kh«ng ®æi K DT  J K T  Dv A / T KNT - HÖ sè t¶i träng cña chong chãng theo lùc ®Èy khi vßng quay kh«ng ®æi   K NT  J KT  v A n .4 T / 4 KQ, KQB - HÖ sè m«men quay cña chong chãng trong n íc tù do vµ sau th©n tµu  M - VÐc t¬ m«men cña lùc thuû ®éng t¸c dông lªn c¸nh chong chãng PD - C«ng suÊt do chong chãng tiªu thô, KW PD = .Q.10-3 PE - C«ng suÊt kÐo cña tµu, KW PE = v .R.10-3 PS - C«ng suÊt trªn mÆt bÝch cña ®éng c¬ hoÆc bé gi¶m tèc, KW Q, QB - M«men quay cña chong chãng trong n íc tù do vµ sau th©n tµu T, TB - Lùc ®Èy cña chong chãng trong n íc tù do vµ sau th©n tµu TE - Lùc kÐo cña chong chãng,  TE  R ZP  - HÖ sè chÊt l îng ng îc cña phÇn tö c¸nh  = CX/CY 0 - HiÖu suÊt cña chong chãng lµm viÖc trong n íc tù do 0 = (t / 2)(KT / KQ) D - HiÖu suÊt ®Èy cña chong chãng D = PE / PD = 0H / iQ H - HiÖu suÊt ¶nh h ëng cña th©n tµu H = (1  t) / (1  WT) S - HiÖu suÊt ® êng trôc  - HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng (bé gi¶m tèc, bé t¶i ®iÖn . . .) I - HiÖu suÊt c¶m øng cña chong chãng 8