Nghiên cứu phương pháp xác định thực nghiệm sức cản thông qua cặp thông số tốc độ tàu và số vòng quay chân vịt, chương 7

Chia sẻ: Do Van Nga Te | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

181
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đặc tính phụ tải là đặc tính biểu thị sự thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích và các chỉ tiêu khác theo giá trị công suất, momen hay áp suất có ích trung bình Pe khi động cơ làm việc ở các chế độ có số vòng quay không đổi khác nhau n = const. Đối với động cơ Diesel, nếu giữ số vòng quay không đổi thì khi muốn thay đổi tải cần thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình và đảm bảo góc phun sớm thích hợp nhất đối với từng chế...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu phương pháp xác định thực nghiệm sức cản thông qua cặp thông số tốc độ tàu và số vòng quay chân vịt, chương 7

1 Chương 7: Đặc tính phụ tải Đặc tính phụ tải là đặc tính biểu thị sự thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích và các chỉ tiêu khác theo giá trị công suất, momen hay áp suất có ích trung bình Pe khi động cơ làm việc ở các chế độ có số vòng quay không đổi khác nhau n = const. Đối với động cơ Diesel, nếu giữ số vòng quay không đổi thì khi muốn thay đổi tải cần thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình và đảm bảo góc phun sớm thích hợp nhất đối với từng chế độ số vòng quay, khi đó các giá trị phụ tải của động cơ như công suất có ích Ne, mômen có ích Me và áp suất có ích trung bình Pe ở chế độ số vòng quay không đổi tăng theo tỷ lệ giống nhau và xác định phụ tải của động cơ. Qua đường đặc tính phụ tải có thể xác định được các thông số kinh tế của động cơ như suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge, lượng tiêu hao nhiên liệu giờ G đối với từng chế độ số vòng quay, suất tiêu hao nhiên liệu ít nhất gmin, lượng nhiên liệu giới hạn cung cấp cho mỗi chu trình, từ đó có thể xác định được chế độ khai thác hợp lí theo công suất số vòng quay ở điều kiện khai thác thực tế và sự thay đổi các thông số công tác động cơ từ chế độ không tải Pe = 0 cho đến chế độ tải định mức Pe = PeH. Trong thực tế các động cơ Diesel thường làm việc theo đặc tính phụ tải nên trong quá trình khai thác đặc tính phụ tải thường dừng ở vòng quay định mức nH = const. Trường hợp nH = const và bộ chế tốc độ giữ mức độ không đều trong
2 khoảng (3 – 5)% số vòng quay định mức thì khi đó đặc tính phụ tải gọi đường đặc tính điều chỉnh. Kinh nghiệm khai thác nhận thấy khi làm việc ở chế độ phụ tải thì số vòng quay động cơ bao giờ cũng phải thay đổi từ (2 – 3)% số vòng quay định mức để phù hợp với sự tăng giảm của phụ tải. Khi đó việc điều chỉnh số vòng quay trở lại ổn định được thực hiện nhờ bộ điều chế tốc tác động lên thanh răng bơm cao áp để cung cấp lượng nhiên liệu phù hợp phụ tải. Các chế độ tải đặc trưng nhất cho quá trình làm việc của động cơ Diesel là chế độ không tải Pe = 0, chế độ toàn tải Pe = 100% và chế độ phụ tải kinh tế nhất ge = gemin.
3 2.4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỒ THỊ VẬN HÀNH TÀU TRONG ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ. Từ trình bày trình bày trên đây, có thể đề xuất phương pháp xây dựng đồ thị vận hành tàu trong điều kiện khai thác thực tế dựa trên cơ sở đường đặc tính hoạt động chi tiết của chân vịt theo trình tự như sau: 1) Xây dựng đường đặc tính hoạt động chi tiết của chân vịt sạch: - Lựa chọn đồ thị thiết kế chân vịt tổng hợp các đường đặc tính hoạt động phù hợp với chân vịt đang tính để x định mối h ông ác t quan hệ giữa các số KT,KQ=f(J). Ví dụ trên (hình 2-9) là cách thức xác định mối quan hệ KT,KQ = f(J) theo đồ thị thiết kế chân vịt của Papmen. - Các số liệu xác định từ mối quan hệ đồ thị KT,KQ = f(J) đã được trình bày trong phần trên, tính và xây dựng đường đặc tính hoạt động chi tiế chân vịt KT,KQ=f(V,n) là các đường t thẳng qua gốc toạ độ dưới dạng các đường KT,KQ=const trong hệ toạ độ (V,n). Ví dụ ở (bảng 2) là bảng tính và xây dựng đường đặc tính hoạt động chi tiết của chân vịt sạch theo đồ thị thiết kế chân vịt của Papmen.
4 Hình 2-11: Xác định mối quan hệ KT, KQ=f(J) theo đồ thị Papmen
30 Bảng 2: Bảng tính xây dựng đường đặc tính hoạt động chi tiết chân vịt sạch Giá trị hệ Giá trị hệ Tốc độ Tốc độ Tốc độ số số quay chân tàu mome tiến J chân vịt vịt V P n theo n(v/s) n1 VPVp =(nD) Vt  1 Vt 1 11 11 K J n2 Vp Vt Q1 1 1 21 21 … n1 … Vp … Vt 2 12 12 K J n2 Vp Vt Q2 2 2 22 22 … … … . . . n1 Vp Vt n 1n 1n K J n2 Vp Vt Qn n n 2n 2n … … … Do đường đặc tính hoạt động chi tiết của chân vịt sạch và bẩn trùng nhau nên từ cặp giá trị vận tốc tàu V và tốc độ quay chân vịt n ở điều kiện khai thác thực tế, có thể tính giá trị các hệ số KT, KQ của chân vịt bẩn trong các chế độ tải trọng khác nhau dựa theo đường đặc tính hoạt động chi tiết KT, KQ = f(V,n) của chân vịt sạch tương ứng đã xây dựng được trong phần trên. 2) Xây dựng đường đặc tính chân vịt ở điều kiện khai thác thực tế: Đường đặc tính chân vịt của động cơ NP = f(n), tức là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công suất đòi hỏi NP (ml) với tốc độ quay n (s-1) của chân vịt được xác định theo công thức:
31 NP = Cn3 (2- Với C = 2KQD5 (2- 22) Trong đó KQ là hệ số momen của chân vịt, xác định theo công thức:
32 M 11,936 N P K Q  2  (2-23)  n 5  n3 Trong D đó: 5 D M - momen quay chân vịt (KG.m) n - tốc độ quay chân vịt (v/s) D - đường kính chân vịt (m)  - khối lượng riêng của nước biển.(  = 104,5 KG.s2/m4). 3) Xây dựng đồ thị vận hành tàu trong điều kiện khai thác thực tế: Xây dựng một hệ toạ độ tổng hợp gồm bốn phần khác nhau, trong đó phần phía trên bên trái là công suất - tốc độ quay (N,n), phần phía trên bên phải là hệ toạ độ công suất - tốc độ (N,V), phần phía dưới bên trái là hệ toạ độ lực - tốc độ quay (P,n) và phần phía dưới bên phải là hệ toạ độ lực - tốc độ (P,V) (hình 2-10). 1. Xây dựng trong hệ toạ độ công suất - tốc độ quay (N,n) các đường đặc tính chân vịt N = f(n)(đường 1”) ở các chế độ khai thác khác nhau theo công thức(2-21), thường tính cho ba chế độ tải trọng là 100% tải, 110% tải, 85% tải. 2. Xác định giá trị công suất yêu cầu của chân vịt từ công thức (2-23) theo giá trị hệ số momen KQ tương ứng với tốc độ quay chân vịt n trong liên hợp tàu ở các chế độ tải khác nhau, cơ sở để xây dựng đường đặc tính công suất thực tế thể hiện mối quan hệ giữa công suất và tốc độ quay của động cơ
33 trong liên hợp đang xét (đường 3). 3. Trong hệ toạ độ (N,n), xác định mối quan hệ N = f(n) ở các giá trị V = const hoặc N = f(V) ở các giá trị n = const. 4. Trong hệ toạ độ (N,V), xây dựng đường đặc tính công suất chân vịt (đường1). Trong hệ toạ độ (P,V), xây dựng đường đặc tính lực đẩy (đường 1’) theo tốc độ quay không đổi n = const. Để xây dựng được đường này cần tính theo bảng tính xây dựng đồ thị vận hành tàu theo đường đặc tính chi tiết chân vịt (bảng 3), có thể trình bày thứ tự xây dựng bảng này như sau: - Từ cặp giá trị vận tốc tàu và tốc độ quay chân vịt ở điều kiện khai thác liên hợp đang xét, xác định theo đường đặc tính hoạt động chi tiết của chân vịt sạch
34 KQ = f(V,n) KT = f(V,n), xác định giá trị hệ số momen KQ và hệ số lực đẩy KT của chân vịt bẩn ở điều kiện khai thác thực tế đang xét. - Từ giá trị hệ số lực đẩy KT của chân vịt đã được xác định, tính công suất thực tế của động cơ Ne, lực đẩy chân vịt P và sức cản tàu R ở điều kiện làm việc đang xét, phụ thuộc vào vận tốc tàu V theo các công thức đã biết: P = KT n2D4 (2-24) KT 2n 4 N e D V P (2.25) 75 P  2K q 5  hoặc N  D 3 (2.26) e .75 n 5. Từ mối quan hệ giữa các đại lượng công suất N, vận tốc tàu V và tốc độ quay chân vịt n, dựng trên hệ toạ độ công suất - vận tốc, đường công suất kéo có ích EPS = f(V) ở các chế độ tải trọng khác nhau (đường 2), tương ứng với đường đặc tính chân vịt 1”. 6. Trong hệ toạ độ (P,V), xây dựng đường đặc tính lực kéo (đường 3’) theo tốc độ quay n bằng phương pháp chiếu từ đường đặc tính công suất động cơ (đường 3). 7. Từ các kết quả tính lực đẩy chân vịt P và sức cản tàu R tính ở trên, xây dựng trên hệ toạ độ lực - vận tốc ở phần dưới của đồ thị vận hành tàu đường cong sức cản vỏ R = f(V) (đường 2’) ở các chế độ tải trọng khác nhau
35 Hình 2.12: Đồ thị vận hành tàu trong điều kiện khai thác thực tế. 1,1’ - Đường đặc tính công suất chân vịt và lực đẩy theo tốc độ quay n = const 2,2’ – Đường công suất kéo EPS = f(V) và đường cong sức cản R = f(V). 3,3’ - Đường đặc tính công suất động cơ và lực kéo theo tốc độ quay n. 1” - Đường đặc tính chân vịt của động cơ. Quá trình tính đồ thị vận hành tàu thực tế theo đường đặc tính hoạt động chi tiết chân vịt được trình bày dưới bảng 3:
36 Bảng 3: Bảng tính đồ thị vận hành tàu thực tế theo đường đặc tính hoạt động chi tiết chân vịt. TT Các đại lượng và Đơn vị Giá trị các đại lượng cần công tính nm … n max 1 Tốc độthức chân quay v/ in 2 vịt n tốc chạy tàu Vận p hl/ 3 V trị hệ số Giá h momen 4 GiáQ=f(Vsố K trị hệ lực đẩy 5 n 2 KT=f(V 6 Vt D4n.D.J1 = hl/ 7 P = (5))KT Kh 8 2 K q 5 D 3 G ml N e  75 . n 6 Vt = n.D.J1 hl/ 7 P = (5)KT Kh 8 2 K q 5 D 3 G ml N e  75 . n … 6 Vt = n.D.Jn hl/ 7 P = (5)KT Kh 8 2 K q 5 D 3 G m N e  75 . n l