Giáo trình Thiết bị năng lượng

68 trang ngocly 30

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thiết bị năng lượng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_thiet_bi_nang_luong.pdf

Nội dung text: Giáo trình Thiết bị năng lượng

PHAÀN THÖÙ I: HEÄ THOÁNG TBNL HÔI NÖÔÙC TAØU THUYÛ CHÖÔNG I: NOÀI HÔI TAØU THUYÛ BAØI 1: SÔ ÑOÀ HEÄ THOÁNG TBNL HÔI NÖÔÙC TAØU THUYÛ 1.1. Caùc thieát bò cuûa heä thoáng Ñeán sinh hoaït Baàu saáy hôi Ñeán maùy phuï Tuabin Hoäp soá Caáp khoâng khí Chaân vòt NOÀI HÔI 8 Caáp NL Ra maïn taøu Fin loïc BN nöôùc bieån Baàu haâm nöôùc caáp 2 Hôi NH Hôi haâm Bôm Bôm caáp nöôùc nöôùc bieån ngöng Bôm caáp Baàu haâm nöôùc caáp 1 Hình 1: Sô ñoà heä thoáng tbnl hôi nöôùc taøu thuyû Trang 1
1.2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng − Taïi NH thöïc hieän quaù trình saûn xuaát hôi nöôùc (gia nhieät cho nöôùc → hôi) bieán ñoåi hoaù naêng cuûa chaát ñoát thaønh hôi. − Baàu saáy hôi: bieán hôi baûo hoaø → hôi quaù nhieät − ÔÛ tuabin: nhieät naêng cuûa hôi bieán thaønh ñoäng naêng cuûa doøng hôi do hôi giaûn nôû trong caùc oáng phun, ñoäng naêng cuûa hôi taùc ñoäng leân caùc caùnh tuabin laøm tuabin quay. − Vì ntb cao neân phaûi giaûm xuoáng thoâng qua hoäp soá (coù theå theâm tuabin thöïc hieän quaù trình chaïy luøi). − Taïi baàu ngöng (BN): hôi nöôùc ñöôïc laøm maùt ñeå ngöng tuï thaønh nöôùc. − Nöôùc ngöng ñöôïc bôm nöôùc ngöng huùt ra ñöa qua baàu haâm caáp 1. Sau ñoù ñöôïc bôm caáp nöôùc noài bôm qua baàu haâm caáp 2 ñeán NH. + Heä thoáng TBNL hôi nöôùc taøu thuyû laøm vieäc theo chu trình kín + Löôïng hôi, nöôùc thaát thoaùt seõ ñöôïc boå sung. BAØI 2: SÔ ÑOÀ HEÄ THOÁNG TUABIN NOÀI HÔI TAØU THUYÛ 2.1. Noài hôi oáng nöôùc 2.1.1. Keát caáu: gioù Quaït gioù Noài hôi oáng nöôùc goàm caùc thieát bò chính sau: − Noài hôi: + Baàu hôi, baàu nöôùc. Nöôùc + Cuïm oáng (noái hai baàu). Baàu hôi − Buoàng ñoát: khoâng gian thöïc hieän quaù trình chaùy cuûa chaát ñoát cung caáp nhieät cho noài hôi. − Boä quaù nhieät (saáy hôi). − Boä haâm nöôùc tieát kieäm: taän duïng nhieät khoùi loø Hôi QN haâm nöôùc tröôùc khi caáp vaøo noài hôi nhaèm taêng hieäu Buoàng ñoát suaát cuûa noài hôi (ηNH), giaûm öùng suaát nhieät. − Boä saáy khoâng khí tieát kieäm: taän duïng nhieät khoùi Suùng phun loø ñeå saáy noùng khoâng khí caáp vaøo buoàng ñoát → chaùy toát hôn → taêng hieäu suaát cuûa noài hôi Bôm daàu Baàu nöôùc − Thieát bò caáp nöôùc: bôm, loïc, Chuù yù: Pbôm > Pnoài . − Thieát bò caáp nhieân lieäu: keùt, baàu haâm, Hình 2: Sô ñoà noài hôi oáng nöôùc bôm, suùng phun, − Thieát bò ñieàu khieån, kieåm tra: aùp keá, nhieät keá, oáng thuyû, van an toaøn, van xaû caën. − Thieát bò töï ñoäng ñieàu chænh: + Ñieàu chænh quaù trình chaùy. + Ñieàu chænh nöôùc noài hôi. + Ñieàu chænh nhieät ñoä hôi quaù nhieät. Trang 2
2.1.2. Nguyeân lyù laøm vieäc − ÔÛ buoàng ñoát: Do nhieân lieäu ñöôïc phun söông coäng vôùi khoâng khí → moài löûa. Hoån hôïp chaùy taïo ngoïn löûa vaø khoùi loø coù nhieät ñoä cao → truyeàn nhieät cho cuïm oáng nöôùc soâi gaàn buoàng ñoát (I). ÔÛ ñaây coù cöôøng ñoä hoaù hôi lôùn hôn ôû cuïm oáng nöôùc soâi xa buoàng ñoát (II). Maät ñoä hoãn hôïp trong cuïm (I) nhoû hôn cuïm (II) neân seõ taïo thaønh voøng tuaàn hoaøn töï nhieân trong NH. Hôi nöôùc taäp trung treân baàu hôi & thoaùt ra ngoaøi qua maët saøng ñeå taùch hôi & haït nöôùc ñeán boä quaù nhieät. − Khoùi loø ñi töø buoàng ñoát → cuïm oáng → saáy hôi → haâm → oáng khoùi. 2.2. Noài hôi oáng löûa Boä saáy kk − Keát caáu & nguyeân lyù hoaït ñoäng: Hôi baûo hoaø Boä haâm Thanh chaèng Hình 3: Sô ñoà noài hôi oáng löûa phuï daøi Thanh OÁng löûa chaèng ngaén DO Hoäp löûa khoâng khí Buoàng ñoát Voû noài hôi BAØI 3: PHAÂN LOAÏI NOÀI HÔI 3.1. Theo coâng duïng: − NH chính − NH phuï − NH kinh teá: taän duïng nhieät khí xaû ñoäng cô. 3.2. Theo caùch queùt loø: − NHON − NHOL: goàm coù OL xuoâi chieàu & OL ngöôïc chieàu. − NH hoãn hôïp (OL + ON) 3.3. Theo caùch tuaàn hoaøn cuûa nöôùc vaø hôi − NH tuaàn hoaøn töï nhieân − NH tuaàn hoaøn cöôõng böùc (duøng bôm tuaàn hoaøn). 3.4. Theo aùp suaát NH − NH thaáp aùp: 45kg/cm2. 3.5. Theo nhieân lieäu: − NH ñoát than. − NH ñoát daàu. − NH söû duïng naêng löôïng haït nhaân. Trang 3
BAØI 4: CAÙC THOÂNG SOÁ CHÍNH CUÛA NOÀI HÔI 4.1. AÙp suaát: − Laø aùp suaát cuûa hoãn hôïp nöôùc + hôi taùc duïng leân baàu noài vaø thaønh oáng. (aùp suaát hôi quaù nhieät). 4.2. Nhieät ñoä: − Nhieät ñoä hôi baõo hoaø (tröôùc saáy) − Nhieät ñoä hôi quaù nhieät (sau saáy) − Nhieät ñoä nöôùc caáp. 4.3. Saûn löôïng: − Löôïng sinh hôi trong moät ñôn vò thôøi gian (kg/h, taán/h) 4.4. Hieäu suaát :ηN (%): − Laø tæ soá giöõa nhieät löôïng coù ích cho NH treân nhieät löôïng do chaát ñoát taïo ra. Qi ηN = P QBH * BAØI 5: CAÙC THIEÁT BÒ PHUÏC VUÏ NOÀI HÔI 5.1. Thieát bò an toaøn: − Goàm coù van an toaøn, aùp keá, nhieät keá Van an toaøn : + Pmôû = 1,03.Pctaùc . 2 + Pñoùng Pnoài ) − Loïc (khoâng khí, taïp chaát. daàu ) − Haâm nöôùc. − Thieát bò laøm saïch noài hôi: + Xöû lí nöôùc baèng hoaù chaát. + Gaïn maët, xaû ñaùy khi noài hôi laøm vieäc. 5.4. Thieát bò phuïc vuï quaù trình chaùy: − Bôm nhieân lieäu. − Haâm saáy (FO) − Suùng phun nhieân lieäu. − Thieát bò ñieàu chænh töï ñoäng quaù trình chaùy. 5.5. Thieát bò caáp khoâng khí: − Quaït, saáy khoâng khí Trang 4
BAØI 6: NHIEÂN LIEÄU SÖÛ DUÏNG CHO NOÀI HÔI 6.1. Khaùi nieäm Laø nhöõng vaät chaát töï nhieân hay nhaân taïo ñöôïc ñoát trong buoàng ñoát cuûa noài hôi thöïc hieän quaù trình bieán ñoåi hoaû naêng thaønh nhieät naêng. Goàm: − Chaát raén: than ñaù, cuûi. − Chaát loûng: DO, FO. − Naêng löôïng nguyeân töû. 6.2. Yeâu caàu cuûa nhieân lieäu: − Coù löôïng sinh nhieät cao (nhieät trò ño baèng kJ/kg, kJ/m3 ) nhaèm ñeå giaûm löôïng döï tröõ. − Coù ñoä beàn vöõng khi baûo quaûn treân taøu (khoâng töï boác chaùy). − Ñoâï tro, ñoä aåm, haøm löôïng S, V thaáp: HO2 + S → SO2, SO3 ⎯⎯→⎯ H2SO4 0 + V chaùy taïo thaønh V2O5 coù nhieät ñoä noùng chaûy thaáp (685 C) baùm leân thaønh oáng, voû. Laøm xuùt taùc cho phaûn öùng aên moøn. BAØI 7: NÖÔÙC CAÁP CHO NOÀI HÔI 7.1. Yeâu caàu ñoái vôùi nöôùc caáp noài hôi. − Nöôùc ngöng (töø hôi nöôùc) phaûi tinh khieát. − Nöôùc khoâng bò laãn nöôùc bieån, roø loït ôû bình ngöng. − Nöôùc khoâng coù daàu (töø caùc phuï taûi: maùy hôi, tua bin ) − Nöôùc khoâng laãn khoâng khí. − Nöôùc boå sung phaûi ñaûm baûo chaát löôïng. 7.2. Caùc phöông phaùp loïc nöôùc noài. 7.2.1. Duøng thuoác choáng ñoùng caùu caën: Xuùt NaOH, K2CO3, Na3PO4: caùc chaát naøy phaûn öùng hoaù hoïc vôùi caùc muoái cöùng trong nöôùc laøm cho muoái cöùng laéng thaønh caùu buøn ñeå xaû ra ngoaøi. Coù theå cho tröïc tieáp vaøo noài hôi hoaëc pha ôû keùt. 7.2.2. Loïc caën Nöôùc qua löôùi loïc, caùc ngaên than coác ôû beå loïc, caën caùu seõ bò giöõ laïi. 7.2.3. Loïc daàu Duøng khaên boâng, vaûi gai, xô möôùp, 7.2.4. Khöû khí − Ñun soâi thì caùc chaát khí hoaø tan seõ bay hôi. − Pha caùc chaát haáp thuï oxy nhö: N2H4, Na2SO3. 7.2.5. Ñònh kì gaïn maët xaû ñaùy − Gaïn maët: Ca/1 laàn (gaïn chaát noåi, maøng daàu) − Xaû ñaùy: ngaøy/laàn (xaû caïn buøn laéng ñoïng). Trang 5
CHÖÔNG II: TUA BIN HÔI KHAÙI NIEÄM − Tuabin hôi laø 1 ñoäng cô nhieät duøng ñeå bieán ñoåi nhieät naêng cuûa hôi thaønh coâng cô hoïc. − Ñoäng cô quay lieân tuïc 1 chieàu (khoâng coù cô caáu bieân, truïc khuyûu) neân laøm vieäc oån ñònh, coù hieäu suaát vaø coâng suaát cao (hôn 1 trieäu kW) − Treân taøu thuyû duøng laøm ñoäng cô chính lai chaân vòt hoaëc lai maùy phaùt ñieän, bôm, quaït BAØI 1: CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN LÍ LAØM VIEÄC. 1.1. Caáu taïo: − Baùnh ñoäng laép chaët vôùi truïc − Baùnh tónh laép vôùi voû coù gaén oáng phun. − Hoäp kín hôi (löôïc). voû 1.2. Nguyeân lí laøm vieäc: Hôi nöôùc coù aùp suaát vaø nhieät ñoä cao khi ñi qua oáng caùnh ñoäng phun thì aùp suaát vaø nhieät ñoä giaûm xuoáng nhöng toác ñoä oáng phun doøng hôi taêng leân ñi vaøo caùnh coâng taùc. ÔÛ ñaây doøng hôi baùnh ñoäng ñoåi chieàu chuyeån ñoäng cong theo loøng maùng cuûa caùnh coâng taùc neân xuaát hieän löïc li taâm. Caùc phaàn töû hôi va ñaäp vaøo loøng caùnh taïo neân söï cheânh leäch aùp suaát giöõa phía buïng vaø phía löng cuûa caùnh coâng taùc laøm cho baùnh caùnh truïc hoäp kín ñoäng quay lai truïc quay. Nhö vaäy trong tuabin coù 2 quaù trình chuyeån hoaù naêng löôïng: − Trong oáng phun: khi hôi ñi qua nhieät naêng bieán thaønh ñoäng naêng cuûa doøng hôi. − Khi ñi qua raõnh caùnh coâng taùc ñoäng naêng cuûa doøng hôi bieán thaønh coâng cô hoïc laøm quay caùnh. Cöù 1 baùnh tónh + 1 baùnh ñoäng thì goïi laø 1 taàng cuûa tua bin. Tuabin coù theå 1 taàng hoaëc nhieàu taàng Hình 4: Tuabin hôi moät taàng (taàng cao aùp, taàng trung aùp, taàng thaáp aùp). 1.3. Öu nhöôïc ñieåm cuûa tuabin hôi. 1.3.1. Öu ñieåm: − Ñoäng cô hoaït ñoäng lieân tuïc, voøng quay cao (15000 rpm), quay moät chieàu neân taûi troïng ít thay ñoåi →khoâng thay ñoåi veà öùng suaát nhieät, giaûm maøi moøn, eâm, tuoåi thoï cao, laøm vieäc tin caäy. − Baûo quaûn vaän haønh ñôn giaûn, buoàng maùy saïch seõ (khoâng bò roø ræ daàu, nöôùc ra ngoaøi). − Coâng suaát lôùn (1 tuabin coù theå coù coâng suaát = 100.000 CV) − Hieäu suaát: + Lôùn hôn so vôùi maùy hôi, tuabin khí. Trang 6
+ Nhoû hôn so vôùi ñoäng cô ñoát trong: (maùy hôi: < 16%, tuabin khí: ≈ 30%, tuabin hôi: 35%, ñoäng cô ñoát trong: 45%) − Laép döôùi taøu: troïng taâm thaáp → khoâng coù moment laät. 1.3.2. Nhöôïc ñieåm − Heä thoáng coàng keành, phöùc taïp (chæ laép cho taøu lôùn). − Khôûi ñoäng, vaän haønh chaäm (do phaûi saáy). − Voøng quay quaù lôùn →phaûi coù boä truyeàn ñoäng. − Khoâng ñaûo chieàu ñöôïc: neáu lai chaân vòt phaûi coù theâm moät tuabin luøi →laøm toån thaát coâng suaát cuûa heä thoáng do luoân phaûi lai tuabin luøi (khaéc phuïc baèng caùch söû duïng chaân vòt bieán böôùc). BAØI 2: PHAÂN LOAÏI TUABIN HÔI TAØU THUYÛ 2.1. Phaân loaïi theo chöùc naêng − Tuabin chính: lai chaân vòt. − Tuabin phuï: lai caùc thieát bò phuï: maùy phaùt ñieän, bôm, 2.2. Phaân loaïi theo caáu taïo − Tuabin nhieàu thaân: 2 thaân: + Thaân cao aùp (ñaët tuabin cao aùp). + Thaân thaáp aùp (ñaët tuabin thaáp aùp) − Tuabin moät thaân: toaøn boä caùc taàng chæ caáu taïo moät truïc goàm phaàn cao aùp vaø phaàn thaáp aùp. 2.3. Phaân loaïi theo ñaët tính quaù trình laøm vieäc: − Tuabin xung kích: thöôøng ñöôïc öùng duïng ôû vuøng cao aùp. − Tuabin phaûn kích: thöôøng ñöôïc aùp duïng ôû vuøng trung aùp, thaáp aùp. − Tuabin hoãn hôïp: xung kích +phaûn kích. Trang 7
PHAÀN THÖÙ II: HEÄ THOÁNG THIEÁT BÒ ÑOÄNG LÖÏC DIESEL TAØU THUYÛ CHÖÔNG III: ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG BAØI 1: GIÔÙI THIEÄU CHUNG 1.1. Nguyeân lí chung: 1.1.1. Ñoäng cô ñoát trong − Ñoäng cô ñoát trong laø moät ñoäng cô nhieät. − Nhieân lieäu ñöôïc ñoát chaùy chuyeån hoaù töø nhieät naêng → cô naêng xaûy ra beân trong ñoäng cô. 1.1.2. Giôùi thieäu sô ñoà caáu taïo. 1.1.3. Nguyeân lí laøm vieäc − Nhieân lieäu chaùy trong xylanh ñoäng cô baèng hai caùch: + Töï boác chaùy khi bò neùn ñeán aùp suaát, nhieät ñoä thích hôïp. + Bò ñoát chaùy cöôõng böùc nhôø nguoàn löûa beân ngoaøi. − Saûn phaåm chaùy coù aùp suaát cao, nhieät ñoä cao tieán haønh quaù trình giaûn nôû, taùc duïng leân ñænh piston, ñaåy piston ñi xuoáng. − Nhôø cô caáu bieân – truïc khuyûu: bieán chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa piston thaønh chuyeån ñoäng quay cuûa truïc khuyûu. − Vieäc thaûi khí cuû vaø naïp khí môùi do caùc supaùp thöïc hieän qua caùc cô caáu truyeàn ñoäng. − Vieäc cung caáp nhieân lieäu vaøo xylanh do heä thoáng nhieân lieäu (bôm cao aùp, voøi phun, ) thöïc hieän. − Ñoäng cô ñöôïc laøm maùt & boâi trôn nhôø heä thoáng laøm maùt vaø heä thoáng daàu nhôøn. 1.2. Öu nhöôïc ñieåm cuûa ñoäng cô ñoát trong 1.2.1. Öu ñieåm − Hieäu suaát coù ích cao (40 – 45%) trong khi ñoù caùc thieát bò khaùc nhö TB khí (30%), TB hôi (30 - 35%), maùy hôi (<16%). − Kích thöôùc, troïng löôïng nhoû (khoâng coù noài hôi). − Khôûi ñoäng nhanh, vaän haønh ñôn giaûn → ít ngöôøi. − Ít gaây nguy hieåm (hoaû hoaïn, chaùy noå). − Nhieät ñoä xung quanh thaáp → ñieàu kieän laøm vieäc toát. 1.2.2. Nhöôïc − Khaû naêng quaù taûi keùm (<10% veà N, 3% veà voøng quay trong moät giôø) − Khi voøng quay nhoû →khoâng coù Mmax − Khoù khôûi ñoäng khi coù taûi. − Coâng suaát khoâng lôùn laém (40 – 45.000 CV). − Caáu taïo phöùc taïp → trình ñoä thôï cao. − Nhieân lieäu loûng phaûi coù chaát löôïng cao. − Tieáng oàn lôùn (ñoái vôùi ñoäng cô cao toác). Trang 8
BAØI 2: PHAÂN LOAÏI ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG 2.1. Theo caùch thöïc hieän chu trình coâng taùc. − Ñoäng cô 4 kì: chu trình coâng taùc ñöôïc hoaøn thaønh trong thôøi gian 4 haønh trình cuûa piston (2 voøng quay truïc khuyûu). − Ñoäng cô 2 kì: chu trình coâng taùc ñöôïc hoaøn thaønh trong thôøi gian 2 haønh trình cuûa piston töông öùng vôùi 1 voøng quay truïc khuyûu. 2.2. Theo nhieân lieäu: − Ñoäng cô chaïy baèng nhieân lieäu loûng nheï (xaêng, coàn, benzen, ) vaø chaïy baèng nhieân lieäu loûng naëng (DO, FO). − Ñoäng cô chaïy baèng nhieân lieäu khí (khí thieân nhieân, khí neùn, khí theå loûng) − Ñoäng cô chaïy baèng nhieân lieäu khí loûng (nhieân lieäu chính laø khí- nhieân lieäu moài laø nhieân lieäu loûng) goïi laø ñoäng cô gazoâdiesel. − Ñoäng cô chaïy baèng nhieàu loaïi nhieân lieäu. 2.3. Theo phöông phaùp hình thaønh khí hoãn hôïp − Ñoäng cô hình thaønh hoãn hôïp (khí- nhieân lieäu) ôû beân ngoaøi. − Ñoäng cô hình thaønh hoãn hôïp (khí- nhieân lieäu) ôû beân trong (ñöa khoâng khí vaøo beân trong neùn ñeán cuoái quaù trình → caáp nhieân lieäu söông). 2.4. Theo phöông phaùp ñoát chaùy khí hoãn hôïp − Ñoäng cô ñoát cöôõng böùc: buzi (nguoàn löûa beân ngoaøi). − Ñoäng cô töï chaùy (Töï boác chaùy khi bò neùn ñeán aùp suaát, nhieät ñoä thích hôïp). 2.5. Theo daïng cuûa chu trình coâng taùc − Ñoäng cô laøm vieäc theo chu trình V = const (quaù trình chaùy cuûa nhieân lieäu tieán haønh ôû V = const). − Ñoäng cô laøm vieäc theo chu trình P = const (chaùy vôùi P = const). − Ñoäng cô laøm vieäc theo chu trình hoãn hôïp (vöøa V vöøa P = const) 2.6. Theo phöông phaùp naïp − Ñoäng cô khoâng taêng aùp: (vieäc naïp khoâng khí vaøo xylanh do cheânh leäch aùp suaát). − Ñoäng cô coù taêng aùp: Pnaïp >Pkq . Khi taêng Qnaïp → cho pheùp taêng nhieân lieäu → taêng coâng suaát (N). 2.7. Theo toác ñoä trung bình cuûa piston S. n Cm = [m/s] 30 Trong ñoù: + S: haønh trình cuûa piston . + n: voøng quay cuûa ñoäng cô. − Ñoäng cô thaáp toác: Cm 9 m/s (750 – 1500 rpm). 2.8. Theo khaû naêng thay ñoåi chieàu quay cuûa truïc khuyûu − Ñoäng cô chæ quay 1 chieàu. − Ñoäng cô ñaûo chieàu (döøng ñoäng cô, dòch truïc cam → khôûi ñoäng laïi). Trang 9
2.9. Theo phöông thöùc taùc duïng löïc leân ñænh piston − Ñoäng cô taùc duïng ñôn (chu trình coâng taùc chæ thöïc hieän ôû phía treân ñænh piston). Hay coøn goïi laø ñoäng cô moät hieäu löïc. − Ñoäng cô taùc duïng keùp (chu trình coâng taùc ôû khoâng gian treân vaø döôùi cuûa piston). Hay coøn goïi laø ñoäng cô hai hieäu löïc. − Ñoäng cô coù piston ñoái ñænh (2 piston chung moät buoàng ñoát). 2.10. Phaân theo caáu taïo ñoäng cô − Theo soá xylanh: + Ñoäng cô moät xylanh. + Ñoäng cô nhieàu xylanh. − Theo caùch phaân boá xylanh: + Xylanh boá trí moät haøng thaúng ñöùng. + Xylanh boá trí hai haøng chöõ V. + Xylanh boá trí hình sao. − Theo caáu taïo thanh truyeàn: + Ñoäng cô khoâng baøn tröôït. + Ñoäng cô coù patanh – baøn tröôït. 2.11. Theo coâng duïng − Ñoäng cô chính: lai chaân vòt. − Ñoäng cô phuï: lai maùy phaùt hoaëc MP khaùc. BAØI 3: NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG 3.1. Nhöõng khaùi nieäm vaø ñònh nghóa: 3.1.1. Quaù trình coâng taùc cuûa ñoäng cô Laø toång soá taát caû nhöõng söï bieán ñoåi xaûy ra ñoái vôùi moâi chaát coâng taùc beân trong xylanh ñoäng cô cuõng nhö ôû heä thoáng naïp vaø thaûi gaén lieàn vôùi noù. Moâi chaát coâng taùc luoân luoân bieán ñoåi veà chaát cuõng nhö veà löôïng: − Thay ñoåi veà thaønh phaàn hoaù hoïc khi ñoát chaùy nhieân lieäu. − Thay ñoåi veà theå tích do piston luoân chuyeån ñoäng. − Thay ñoåi veà aùp suaát, nhieät ñoä. − Thay ñoåi veà troïng löôïng do thaûi khí vaø naïp khí. 3.1.2. Chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô. − Laø toång coäng taát caû nhöõng phaàn cuûa quaù trình xaûy ra theo thôøi gian, trong moät giai ñoaïn (thôøi kì) ôû moät xylanh cuûa ñoäng cô. − Trong ñoäng cô Diesel: + Ñoäng cô 4 kì phaûi caàn 4 haønh trình cuûa piston môùi hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô. + Ñoäng cô 2 kì phaûi caàn 2 haønh trình cuûa piston môùi hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô. Trang 10
3.1.3. Kyø cuûa ñoäng cô: (hay coøn goïi laø thì) Laø chæ soá haønh trình cuûa piston khi hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc. − 4 kyø: thöïc hieän 4 quaù trình huùt, neùn, noå, xaû trong 4 haønh trình cuûa piston (4S). − 2 kyø: thöïc hieän 4 quaù trình huùt, neùn, noå, xaû trong 2 haønh trình cuûa piston (2S). 3.1.4. Ñieåm cheát cuûa piston − Laø vò trí maø taïi ñoù piston ñoåi chieàu chuyeån ñoäng. − Piston coù 2 ñieåm cheát: ÑCT vaø ÑCD. 3.1.5. Haønh trình cuûa piston (S) − Laø khoaûng caùch giöõa hai ñieåm cheát. − S = 2R (R: baùn kính quay cuûa taâm coå khuyûu). 3.1.6. Theå tích buoàng chaùy (buoàng neùn): kí hieäu laø Vc. Laø theå tích cuûa xylanh khi piston ôû ñieåm cheát treân. 3.1.7. Theå tích coâng taùc cuûa xylanh (Vh) Laø hieäu soá giöõa Vmax vaø Vc. 2 πD 3 [Vh = Vmax - Vc] = S (m : 1xl). 4 3.1.8. Tæ soá neùn cuûa ñoäng cô: (ε ) Laø tæ soá giöõa Vmax vaø Vc. V VV+ V ε = max = c h = 1 + h Vc Vc Vc 3.2. Nguyeân lí laøm vieäc cuûa ñoäng cô diesel 4 kì : P z y z' c'' ÑCT c' C'' 1 C' 6 d 1 3 b' d1 d 2 b P0 r' r 4 r' a V b' Vc b V h S 5 d 2 a ÑCD 2 ÑCT ÑCD Hình 5: Ñoà thò coâng chu trình vaø ñoà thò phaân phoái khí cuûa ñoäng cô 4 kì Trang 11
0 0 ϕ1 = 18 – 30 ϕ2 = 18 - 45 0 ϕ3 = 10 - 30 ϕ4 : Goùc truøng ñieäp cuûa supaùp. 0 0 ϕ5 = 35 – 45 ϕ6 = 18 - 25 − Xeùt khi piston ôû vò trí ÑCT. Taïi ñaây ta coù: + Vmin = Vc + ϕ = 00 (goùc quay truïc khuyûu : 4 kì: ϕ = 0 - 7200 3.2.1. Haønh trình thöù nhaát: haønh trình naïp − Khi piston ôû ÑCT → Vc chöùa ñaày saûn phaåm chaùy coøn soùt laïi cuûa chu trình tröôùc. Ñieåm ñaët tröng cho traïng thaùi cuûa noù laø ñieåm r. Pr = P0 (aùp suaát khí quyeån). − Khi truïc khuyûu quay: piston dòch chuyeån xuoáng, V taêng leân → taïo chaân khoâng. Khi P < P0 thì khoâng khí ñöôïc huùt vaøo xylanh nhôø supaùp naïp ñaõ môû (luùc naøy supaùp xaû ñoùng). − Treân ñoà thò coâng thì haønh trình naïp öùng vôùi ñöôøng cong rr’a. − Ñeå caûi thieän quaù trình naïp toát hôn (ñaåy khí soùt, taêng khí naïp: ngöôøi ta cho supaùp naïp môû sôùm tröôùc 0 0 khi piston ñeán ÑCT (môû taïi ñieåm d1). Goùc môû sôùm laø ϕ 1=d1r. Thöôøng ϕ 1: 18 – 30 − Ñoàng thôøi supaùp naïp ñöôïc ñoùng muoän hôn so vôùi ÑCD (taïi ñieåm d2), goùc ñoùng muoän laø ϕ 2 = ad2. 0 0 Thöôøng thì ϕ 2 = 18 – 45 : vôùi ñoäng cô khoâng taêng aùp. Vì supaùp naïp môû sôùm, ñoùng muoän neân thôùi gian naïp thöïc teá cuûa quaù trình naïp lôùn hôn thôùi gian cuûa haønh trình naïp. 3.2.2. Haønh trình thöù hai: haønh trình neùn − Piston ñi töø ÑCD ñeán ÑCT, theå tích xylanh giaûm daàn khoâng khí bò neùn laïi, do ñoù nhieät ñoä vaø aùp 0 suaát taêng leân (cuoái quaù trình neùn thì Tc = 600 – 800 C vaø Pc = 3,0 – 5,0 Mpa). − Vì supaùp naïp ñoùng muoän neân thôøi gian cuûa quaù trình neùn nhoû hôn thôøi gian cuûa haønh trình neùn. − Ñeå quaù trình chaùy cuûa nhieân lieäu toát hôn (coù thôøi gian chuaån bò chaùy) ngöôøi ta cho phun nhieân lieäu (qua BCA – voøi phun) vaøo xylanh sôùm hôn so vôùi ÑCT, goùc phun sôùm laø ϕ 3= c’c’’ (thöôøng ϕ 3 = 10 – 300) − Thôøi gian chuaån bò chaùy daøi hay ngaén phuï thuoäc raát nhieày yeáu toá: tính chaát cuûa nhieân lieäu, chaát löôïng haït nhieân lieäu, nhieät ñoä vaø aùp suaát cuûa khoâng khí neùn & söï hoaø troän cuûa hoãn hôïp. 3.2.3. Haønh trình thöù ba: haønh trình chaùy vaø giaûn nôû − Piston ñi töø ÑCT xuoáng ÑCD. Haønh trình naøy bao goàm quaù trình chaùy vaø quaù trình giaûn nôû. − Sau khi keát thuùc giai ñoaïn chuaån bò chaùy, soá nhieân lieäu trong xylanh ñöôïc chaùy nhanh. Aùp suaát (P) taêng leân ñoät ngoät (töø c’’ ñeán y). Sau ñoù quaù trình chaùy ñöôïc tieán haønh töông ñoái ñeàu hôn vì soá nhieân lieäu ñöôïc caáp vaøo boác chaùy nhanh hôn (P ≈ const). − Treân ñoà thò giai ñoaïn chaùy laø giai ñoaïn yz. − Taïi z (môùi quaù trình chaùy) − Quaù trình chaùy keát thuùc hoaøn toaøn taïi z’. Töø z’ laø quaù trình giaûn nôû cuûa saûn phaåm chaùy ñaåy piston xuoáng ÑCD. − Aùp suaát khí chaùy trong quaù trình giaûn nôû truyeàn tröïc tieáp cho piston ñeå sinh coâng coù ích. Vì vaäy haønh trình thöù ba naøy ñöôïc goïi laø haønh trình coâng taùc (ñöôøng c’’y z b’’). 3.2.4. Haønh trình thöù tö : haønh trình thaûi − Piston ñi töø ÑCD leân ÑCT (supaùp xaû môû, saûn phaåm chaùy bò ñaåy ra khoûi xylanh). Trang 12
− Ñeå caûi thieän quaù trình thaûi, ñeå giaûm Pr ôû giai ñoaïn thaûi (seõ giaûm ñöôïc coâng tieâu hao piston ñaåy khí 0 thaûi ra ngoaøi. Ngöôøi ta cho supaùp xaû môû sôùm (tröôùc ÑCD) moät goùc ϕ 5 ≈ 35 – 45 = b’b. − Taïi ñieåm b: + Pb = 0,25 – 0,5 Mpa. 0 + Tb = 650 – 750 C. − Ñoàng thôøi ñeå ñaåy saïch saûn phaåm chaùy, supaùp xaû laïi ñöôïc ñoùng muoän hôn so vôùi ÑCT (ñieåm r’). 0 Goùc ñoùng muoän laøϕ 6 =rr’ (18 – 25 ) − Cuoái quaù trình thaûi: + Pr’ = 0,103 – 0,105 Mpa. 0 + Tr’ = 350 – 450 C. − Do coù söï môû sôùm vaø ñoùng muoän cuûa supaùp xaû neân thôøi gian cuûa quaù trình thaûi lôùn hôn thôøi gian cuûa haønh trình thaûi. − Treân ñoà thò troøn ta thaáy coù giai ñoaïn caû hai supaùp ñeàu môû: goïi laø goùc truøng ñieäp cuûa supaùp: ϕ 4 = ϕ 1 + ϕ 6 vaøϕ 4 truøng vôùi d1r’. − Sau khi keát thuùc quaù trình thaûi töùc ñoäng cô ñaõ hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc thì moät chu trình coâng taùc môùi tieáp theo ñöôïc baét ñaàu. − Thoâng qua ñoà thò ta coù moät soá keát luaän: + Toaøn boä chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô 4 kì thöïc hieän trong hai voøng quay truïc khuyûu hay 4 haønh trình cuûa piston. + Trong 4 haønh trình chæ coù haønh trình chaùy giaûn nôû (haønh trình thöù 3) laø chaát coâng taùc sinh coâng (coâng döông). Coøn 3 haønh trình coøn laïi (naïp, neùn, thaûi) laø 3 haønh trình tieâu toán coâng (coâng aâm). Coâng naøy ñöôïc thöïc hieän nhôø moment quaùn tính cuûa caùc chi tieát quay cuûa ñoäng cô: baùnh ñaø, truïc khuyûu. Hoaëc nhôø coâng cuûa caùc xylanh khaùc (ñoäng cô nhieàu xylanh). + Thôøi ñieåm ñoùng môû caùc supaùp, phun nhieân lieäu khoâng truøng vôùi ÑCT, ÑCD cuûa piston ñöôïc goïi laø thôøi ñieåm phaân phoái khí. Söï löïa choïn caùc goùc phaân phoái khí coù aûnh höôûng raát nhieàu ñeán coâng suaát (N) vaø tính kinh teá cuûa ñoäng cô. 3.3. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô Diesel 2 kì Moät vaøi ñaëc ñieåm veà caáu taïo, nguyeân lí laøm vieäc cuûa ñoäng cô diesel 2 kì. − Caùc cöûa naïp khí môùi, xaû khí cuû ñöôïc khoeùt beân hoâng sômi xylanh cuûa ñoäng cô (cöûa naïp moät beân, cöûa thaûi moät beân. Moãi cöûa baèng ½ chu vi xylanh). Meùp treân cuûa cöûa xaû cao hôn cöûa naïp, meùp döôùi hai cöûa baèng nhau vaø truøng vôùi ÑCD cuûa piston. Vieäc ñoùng môû caùc cöûa naïp vaø xaû do piston thöïc hieän. − Ñaëc bieät coù loaïi ñoäng cô hai kì khoâng coù cöûa xaû treân thaân sômi xylanh thì phaûi coù supaùp xaû treân naép xylanh (goïi laø ñoäng cô hai kì queùt thaúng). − Ñoäng cô hai kì baét buoäc Pqueùt > Pkq (>1,15 at) môùi thöïc hieän ñöôïc quaù trình naïp queùt khí ñöôïc. Vì vaäy phaûi coù maùy neùn khoâng khí (bôm piston, bôm roto, ). hoaëc duøng hoác döôùi cuûa piston cuøng vôùi khoâng gian caùcte laøm bôm queùt. − Chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô hai kì tieán haønh nhö sau: Trang 13
ÑCT P z a b k' c d k c' 0 51 0 51 b' 66 0 k d Xaû a ÑCD V Vc VS ÑCT Cöûa ÑCD naïp Hình 6: Ñoà thò coâng chæ thò vaø ñoà thò phaân phoái khí cuûa ñoäng cô 2 kì 3.3.1. Haønh trình thöù nhaát: haønh trình chaùy vaø giaûn nôû − Xeùt khi piston ñi töø ÑCT xuoáng ÑCD: ôû haønh trình naøy ñoäng cô thöïc hieän quaù trình chaùy vaø giaûn nôû (sinh coâng) (ñoaïn z – b). − ÔÛ cuoái quaù trình giaûn nôû khi meùp treân cuûa piston ñi qua meùp treân cuûa cöûa xaû, xylanh thoâng vôùi beân ngoaøi, saûn phaåm chaùy coù P > Pkq neân töï do thaûi ra ngoaøi cho tôùi khi aùp suaát trong xylanh giaûm xuoáng baèng hoaëc lôùn hôn moät chuùt so vôùi aùp suaát khí queùt (Pkq) ôû cöûa naïp. − Piston tieáp tuïc ñi xuoáng: Khi meùp treân cuûa piston ñi qua meùp treân cuûa cöûa naïp (môû cöûa naïp) Pqueùt > Pkq → ñöa khí naïp vaøo xylanh (vì hai cöûa naïp vaø xaû cuøng môû neân khí môùi ñaåy khí xaû ra ngoaøi ñoàng thôøi naïp ñaày khí môùi vaøo xylanh: hai quaù trình thöïc hieän ñoàng thôøi neân coøn goïi laø giai ñoaïn queùt khí. Keát thuùc khi piston ôû ÑCD. − Quaù trình queùt – xaû: bkda. 3.3.2. Haønh trình thöù hai: haønh trình neùn − Khi piston ñi töø ÑCD leân ÑCT: quaù trình queùt cuûa khoâng khí saïch vaãn tieáp tuïc cho ñeán khi piston ñoùng cöûa naïp. Sau khi ñoùng cöûa naïp khoâng khí môùi vaãn xaû ra ngoaøi moät ít (vì luùc naøy cöûa xaû vaãn môû). − Quaù trình neùn baét ñaàu khi piston ñoùng kín cöûa xaû vaø keát thuùc khi piston ôû ÑCT (ñoaïn a–c). AÙp suaát vaø nhieät ñoä cuûa khoâng khí taêng daàn. Tröôùc ÑCT moät goùc 5–300 thì nhieân lieäu ñöôïc phun vaøo (goùc phun sôùm) taïo ñieàu kieän cho quaù trình chaùy, gaàn ÑCT thì quaù trình chaùy baét ñaàu (c_z) − Khi piston ñi xuoáng thì moät chu trình môùi laïi baét ñaàu. Trang 14
3.4. Moät soá keát luaän: − Chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô thöïc hieän trong hai haønh trình cuûa piston hoaëc moät voøng quay truïc khuyûu. − Phaûi toán moät coâng ñeå lai maùy neùn (6 – 12 Ni). − Khi queùt khí coù moät phaàn khí naïp bò doø loït do laãn trong saûn phaåm chaùy → toån thaát khí naïp . − Moät phaàn haønh trình cuûa piston duøng vaøo vieäc queùt vaø thaûi khí. 3.5. So saùnh hai loaïi ñoäng cô 4 kì vaø 2 kì: − Neáu hai ñoäng cô cuøng caùc kích thöôùc (D, S, n, i) thì veà maët lyù thuyeát N2k=2N4k. Nhöng thöïc teá chæ lôùn hôn 1,6 – 1,8 laàn do phaûi toán moät phaàn coâng suaát cho maùy neùn khí vaø moät phaàn cuûa haønh trình ñeå queùt thaûi vaø bò doø loït khí naïp. − Quaù trình thaûi khí cuû vaø naïp khí môùi cuûa 4 kì toát hôn (hoaøn haûo hôn) vaø caùc quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän trong hai haønh trình. − Caáu taïo cô caáu queùt khí 2 kì ñôn giaûn hôn 4 kì (queùt voøng khoâng coù supaùp naïp, xaû). Nhöng 2 kì phaûi coù maùy neùn khí. − Ñoäng cô 2 kì thì moment quay bieán ñoåi ñieàu ñaën hôn (vì caû chu trình chæ trong hai haønh trình cuûa piston) − Ñoäng cô 4 kì deå choïn goùc phaân phoái khí vì chæ caàn thay ñoåi cô caáu cam (vò trí, bieán daïng) treân truïc phaân phoái (thay ñoåi sôùm muoän) − Goùc öùng vôùi quaù trình chaùy_ giaûn nôû cuûa 4K > 2K: + Ñoäng cô 4K gaàn baèng 1400. + Ñoäng cô 2K gaàn baèng 100 – 1200. − Baèng phöông phaùp taêng aùp coù theå taêng coâng suaát ñoäng cô 4K deå hôn vì öùng suaát nhieät vaø heä thoáng taêng aùp cuûa noù cuõng ñôn giaûn hôn 2K − Tính kinh teá cuûa hai loaïi ñoäng cô gaàn nhö nhau (140 – 190 g/mlh). 3.6. Caùc hình thöùc queùt khí ôû ñoäng cô hai kì. − Quaù trình thaûi saûn phaåm chaùy vaø naïp khoâng khí môùi ôû ñoäng cô hai kì chieám khoaûng 120 – 1500 goùc quay truïc khuyûu (4K > 3600). Trong quaù trình aáy xaûy ra quaù trình hoaø troän giöõa khí môùi vaø saûn phaåm chaùy vaø moät soá vuøng (goùc cheát) trong xylanh khoâng khí queùt khoâng tôùi ñöôïc. − Chaát löôïng cuûa quaù trình thaûi saûn phaåm chaùy vaø naïp khoâng khí môùi cuûa ñoäng cô 2K phuï thuoäc vaøo ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng queùt vaø thaûi − Döïa vaøo phöông höôùng vaän ñoäng cuûa doøng khoâng khí queùt ngöôøi ta chia thaønh hai loaïi: queùt voøng vaø queùt thaúng. 3.6.1. Queùt voøng: − Doøng khoâng khí ñi ñöôøng voøng: caùc cöûa naïp vaø thaûi ñaët ôû phaàn döôùi cuûa xylanh vaø ñöôïc ñoùng môû nhôø piston. − Döïa vaøo vò trí caùc cöûa ngöôøi ta chia ra: + Queùt voøng ñaët ngang: cöûa thaûi ñoái dieän cöûa queùt. + Queùt voøng ñaët moät beân: cöûa thaûi vaø cöûa queùt ñaët moät beân vaùch xylanh + Queùt voøng ñaët xung quanh: cöûa thaûi , cöûa queùt ñaët xung quanh. + Queùt voøng ñaët hoãn hôïp: keát hôïp. − Chieàu cao cuûa cöûa thaûi vaø cöûa queùt ôû heä thoáng queùt voøng coù 3 tröôøng hôïp: + Meùp treân cöûa thaûi cao hôn meùp treân cöûa queùt Trang 15
+ Meùp treân cöûa thaûi thaáp hôn meùp treân cöûa queùt. Neáu chæ coù moät haøng cöûa queùt thì taát caû cöûa queùt phaûi laép van moät chieàu. Neáu coù hai haøng cöûa queùt thì chæ caàn laép van moät chieàu cho haøng cöûa queùt phía treân. + Meùp treân cöûa thaûi ngang vôùi meùp treân cöûa queùt (phaûi laép van moät chieàu töï ñoäng trong cöûa queùt. 3.6.2. Heä thoáng queùt thaúng: Doøng khoâng khí queùt chæ theo moät chieàu. Caùc cô caáu cuûa heä thoáng queùt ñöôïc ñaët ôû hai ñaàu xylanh (cöûa queùt ôû döôùi xylanh, supaùp xaû ôû naép xylanh). ÔÛ ñoäng cô ñoái ñænh thì cöûa xaû ôû moät phía xylanh do moät piston ñieàu khieån, coøn cöûa naïp thì ôû phía beân kia vaø do piston kia ñieàu khieån. BAØI 4: MOÄT VAØI THOÂNG SOÁ KÓ THUAÄT CUÛA ÑOÄNG CÔ P 4.1. Aùp suaát chæ thò bình quaân [Pi]: Laø aùp suaát quy öôùc trung bình khoâng ñoåi cuûa khí trong xylanh coâng taùc, taùc duïng leân piston trong thôøi gian moät haønh trình cuûa noù, thöïc hieän moät coâng baèng coâng cuûa F (Li) toaøn boä chu trình khi P thay ñoåi. Aùp suaát chæ thò bình quaân (Pi) laø tæ soá giöõa coâng chæ thò (Li) cuûa chu trình vôùi theå tích coâng taùc (Vs) cuûa xylanh. Li Pi = (1) Vs Pi Veà yù nghóa hình hoïc: Pi laø chieàu cao trung bình cuûa dieän tích ñoà thò coâng theo moät tæ leä xích naøo ñoù. V − Pi laø moät thoâng soá quan troïng ñeå kieåm tra quaù trình Vc Vs coâng taùc vaø taûi ñoäng cô. Ñoä cheânh leäch giaù trò Pi giöõa caùc xylanh khoâng ñöôïc lôùn hôn ±2,5% giaù trò trung bình cuûa ÑCT s ÑCD ñoäng cô. − Muoán thay ñoåi Pi cuûa töøng xylanh ta coù theå thay ñoåi Hình 7: Ñoà thò coâng chæ thò cuûa löôïng nhieân lieäu caáp cho chu trình. Trong khai thaùc ñoäng ñoäng cô Diesel 4 kì cô neáu taûi giöõa caùc xylanh khoâng ñoàng ñeàu seõ gaây quaù taûi cuïc boä cho töøng xylanh, aûnh höôûng xaáu ñeán ñoä tin caäy, tuoåi thoï, tính kinh teá cuûa ñoäng cô. − Ñoái vôùi ñoäng cô thaáp toác coù theå ño ñöôïc ñoà thò coâng chæ thò baèng INDICATOR. Töø ñoù coù theå tính ñöôïc Pi. Ñoái vôùi ñoäng cô khoâng taêng aùp: Pi = 0,3 – 1 Mpa. Ñoái vôùi ñoäng cô coù taêng aùp: Pi = 2,0 Mpa hoaëc lôùn hôn. 4.2. Coâng suaát chæ thò 4.2.1. Coâng suaát chæ thò cuûa ñoäng cô Coâng suaát öùng vôùi coâng chæ thò cuûa chu trình goïi laø coâng suaát chæ thò − Theo (1) thì Li = Pi.Vs (kJ) hay Nm. − Coâng suaát chæ thò cuûa moät xylanh: Trang 16
VS P i n Ni = (w). 30.z + z : soá kì (4kì: z = 4; 2 kì: z = 2) + n: voøng quay ñoäng cô (v/phuùt). Vaäy Ni cuûa caû ñoäng cô : Ni = Ni (XL). i (soá xylanh). Hoaëc: 2 Pi π D S n i Ni = (w). 120.z 4.2.2. Coâng suaát coù ích cuûa ñoäng cô (Ne). − Laø coâng suaát ño ñöôïc taïi bích ra cuûa truïc ñoäng cô. ÔÛ ñoù coâng suaát cuûa ñoäng cô ñöôïc truyeàn cho phuï taûi (chaân vòt, maùy phaùt, ) − Ne < Ni : moät löôïng baèng coâng cuûa taát caû caùc löïc caûn: + Coâng tieâu hao cho ma saùt. + Coâng daãn ñoäng bôm, cô caáu phaân phoái + Ñoäng cô 2 kì: maùy neùn, − Neáu goïi Nm laø coâng suaát cô giôùi (coâng cuûa caùc loaïi caûn trôû treân) thì: Ne =Ni – Nm. − Tæ soá giöõa Ne vaø Ni goïi laø hieäu suaát cô giôùi cuûa ñoäng cô. N e ηm = (0,05 – 0.93). N i − Tích soá giöõa Pi vaø ηm goïi laø aùp suaát coù ích trung bình cuûa ñoäng cô (Pe) 2 Pe = η.Pi (N/m ) Hoaëc : Ne = ηm.Ni π D2 S n i Ne = ηm.Pi (w). 120.z 4.3. Hieäu suaát chæ thò Hieäu suaát cuûa ñoäng cô laø tæ soá giöõa nhieät löôïng bieán thaønh coâng coù ích vaø nhieät löôïng caáp vaøo chu trình. Nhieät löôïng caáp cho ñoäng cô goàm 2 phaàn: − Phaàn Q coù ích = 40 – 45% − Phaàn Q bò toån thaát: + Do khí xaû mang ñi: 20 – 25%. + Do laøm maùt mang ñi: 25 – 30%. + Do toån thaát khaùc (toaû ra moâi tröôøng): 8 – 10%. Coù 2 loaïi hieäu suaát: 4.3.1. Hieäu suaát chæ thò: Li ηI = QCV + Li: coâng chæ thò cuûa ñoäng cô. + Li = 3600.Ni (sinh ra trong 1 giôø) + QCV: nhieät löôïng caáp cho ñoäng cô trong 1 giôø. Trang 17
− Neáu trong 1 giôø ñoát heát Bkg nhieân lieäu coù Qthaáp (QH: nhieät löôïng toaû ra khi ñoát 1kg nhieân lieäu: kj/kg) thì QCV = B.QH. 3600N i 3600 ηI = = BQ. H B QH N i B Maø = gi (suaát tieâu hao nhieân lieäu chæ thò cuûa ñoäng cô: g/mlh). N i 3600 Vaäy: ηI = gi Q H 4.3.2. Hieäu suaát coù ích: Le ηe = QCV 3600 Bieán ñoåi töông töï: ηe = ge Q H − Trong ñoù: + ge: suaát tieâu hao nhieân lieäu coù ích cuûa ñoäng cô. Laø thoâng soá cô baûn ñaët tröng cho ñoäng cô. Noù ñaùnh giaù tính kinh teá vaø möùc ñoä hoaøn haûo cuûa ñoäng cô. + Ñoái vôùi ñoäng cô taøu thuyû thì ge = 200 – 240g/kWh. BAØI 5: CAÙC PHÖÔNG PHAÙP NAÂNG CAO COÂNG SUAÁT CHO ÑOÄNG CÔ π D2 S n i Töø: Ne = ηm.Pi 120.z π D2 S n i = Pe . 120.z Theo treân coù caùc phöông phaùp taêng coâng suaát nhö sau: 5.1. Giaûm soá kì cuûa ñoäng cô (giaûm z) − Neáu duøng ñoäng cô 2 kì: z = 2 giaûm 2 laàn so vôùi ñoäng cô 4 kì. Vì vaäy treân lyù thuyeát N2kì = 2N4kì . Vaø ôû thöïc teá: N2kì = (1,6 – 1,8)N4kì. − Vì vaäy haàu heát caùc ñoäng cô côõ lôùn ñeàu duøng ñoäng cô 2 kì. 5.2. Taêng soá xylanh (i): − Hieän nay i=12; ñoäng cô chöõ V thì i= 16; ñoäng cô hình sao thì i= 32 – 56. Nhöng maø i caøng lôùn thì soá chi tieát lôùn → giaûm ñoä cöùng vöõng ñoäng cô (truïc khuyûu) →giaûm ñoä tin caäy, coâng taùc baûo döôõng, söûa chöõa khoù khaên. 5.3. Taêng kích thöôùc D, S cuûa ñoäng cô − Ñoäng cô thaáp toác: + D = 750 – 1100mm. + S = 1500 – 2200mm. D,S caøng lôùn → kích thöôùc ñoäng cô caøng lôùn → chieàu cao 12m, chieàu daøi 22m, chieàu cao sômi 3m, H supaùp 1,5m. Neáu tieáp tuïc taêng D, S seõ gaây khoù khaên veà coâng ngheä cheá taïo, vaät lieäu. Trang 18
5.4. Taêng soá voøng quay (n) − Ñoäng cô Diesel n = 3000 v/phuùt. − Ñoäng cô xaêng n = 4500 – 8000 v/phuùt. Neáu vöôït quaù n treân seõ daãn ñeán taêng ñoä maøi moøn, taêng phuï taûi nhieät, phuï taûi cô → giaûm tuoåi thoï ñoäng cô. Ví duï: + n = 100 – 150 v/phuùt: sau 50.000 – 60.000h môùi ñaïi tu. + n = 1500 – 2000 v/phuùt: sau 1000 – 5000h phaûi ñaïi tu. 5.5. Naâng cao veà maët kó thuaät thieát keá vaø cheá taïo Caûi tieán thieát keá nhaèm giaûm khí soùt, taêng ηI, ηm, taêng heä soá naïp → caûi thieän quaù trình chaùy → ↑ N ñoäng cô (taêng raát ít). 5.6. Taêng aùp cho ñoäng cô K Nghóa laø taêng aùp suaát naïp (Pnaïp) cho ñoäng cô vaø taêng khoái löôïng rieâng ( ρ ) cuûa khoâng khí naïp vaøo xylanh ñoäng cô. Nhaèm laøm taêng khoái löôïng khoâng khí naïp vaøo xylanh trong moãi chu trình → cho pheùp taêng löôïng nhieân lieäu caáp cho chu trình → N taêng. Taêng aùp laø moät trong nhöõng bieän phaùp taêng coâng suaát toát nhaát neân hieän nay ñöôïc aùp duïng roäng raûi treân ñoäng cô taøu thuyû. BAØI 6: CAÙC PHÖÔNG PHAÙP TAÊNG AÙP CHO ÑOÄNG CÔ Neáu goïi P0: laø aùp suaát cuûa khoâng khí tröôùc maùy neùn PK: laø aùp suaát cuûa khoâng khí sau maùy neùn. Pk Thì λk = : goïi laø tæ soá taêng aùp suaát. P0 − Ñoäng cô taêng aùp thaáp thì λk = 1,3 – 1,9 → N taêng 1,5 laàn. − Ñoäng cô taêng aùp trung bình thì λk = 1,9 – 2,5 → N taêng 2,0 laàn. − Ñoäng cô taêng aùp cao thì λk = 2,5 – 3,5 → N taêng 2,5 – 3,0 laàn. Caùc loaïi maùy neùn khí thöôøng duøng cho taêng aùp − Maùy neùn kieåu piston. − Maùy neùn kieåu li taâm (caùnh quaït). − Maùy neùn kieåu Roto. Phöông phaùp daãn ñoäng maùy neùn khí − Daãn ñoäng baèng cô giôùi → taêng aùp baèng truyeàn ñoäng cô giôùi (do ñoäng cô chính hoaëc ñoäng cô ñieän lai). − Daãn ñoäng baèng tuabin khí thaûi → taêng aùp baèng tuabin khí thaûi. − Keát hôïp caû hai phöông phaùp treân → taêng aùp hoãn hôïp. Laøm maùt khí taêng aùp − Khoâng khí sau khi bò neùn ôû MN thì nhieät ñoä taêng leân (80 – 1000C). Ñeå taêng ñöôïc maät ñoä cuûa khoâng khí vaø haï thaáp öùng suaát nhieät cuûa caùc chi tieát thuoäc nhoùm piston –xylanh ngöôøi ta phaûi laøm maùt khoâng khí neùn tröôùc khi ñöa vaøo ñoäng cô. Trang 19
− Vieäc laøm maùt ñöôïc thöïc hieän taïi caùc baàu laøm maùt (baàu sinh haøn) khí taêng aùp. Coâng chaát laøm maùt thöôøng laø nöôùc ngoaøi maïn taøu (nöôùc ñi trong oáng, khoâng khí beân ngoaøi). 6.1. Taêng aùp baèng truyeàn ñoäng cô giôùi 6.1.1. Giôùi thieäu: − Ngöôøi ta thöôøng söû duïng maùy neùn piston, maùy neùn roto vaø do truïc khuyûu cuûa ñoäng cô daãn ñoäng thoâng qua boä truyeàn ñoäng coù theå laø: + Baùnh raêng. + Xích. + Ñai (daây curoa). − Ñaëc bieät ôû nhöõng ñoäng cô coù patanh baøn tröôït ngöôøi ta thöôøng taän duïng khoâng gian phía döôùi cuûa piston laøm maùy neùn taêng aùp. 6.1.2. Nhaän xeùt: − Hieäu quaû taêng aùp theo phöông phaùp naøy keùm. − Pk ≤ 0,15 – 0,16Mpa. Neáu muoán taêng Pk →coâng suaát tieâu thuï cho maùy neùn seõ taêng leân (vöôït quaù 10%) → ηñ/cô giaûm xuoáng. + MN roto thì: Pk = 0,150 – 0,155 Mpa. + MN li taâm thì: Pk < 0,28 Mpa. Ne = Ni – Nm – Nk + Nm: coâng suaát toån thaát cô giôùi + Nk: coâng suaát toån thaát do lai maùy neùn. − Neáu tieáp tuïc taêng Pk → Tk ↑ → Nk taêng. Do ñoù Ne taêng raát ít, thaäm chí coøn giaûm neáu nhö soá taêng coâng suaát chæ thò ( Δ Ni) nhoû hôn soá taêng coâng suaát tieâu thuï cho maùy neùn ( Δ Nk). 6.2. Taêng aùp baèng tuabin khí thaûi Ñaây laø bieän phaùp toát nhaát ñeå laøm taêng coäng suaát ñoäng cô vaø naâng cao caùc chæ tieâu kinh teá, kó thuaät cuûa ñoäng cô. Hieän nay ñang ñöôïc aùp duïng roäng raûi cho ñoäng cô Diesel. 6.2.1. Giôùi thieäu sô ñoà Khí thaûi sau khi ra khoûi ñoäng cô ñöôïc ñöa ñeán tuabin, nhôø naêng löôïng cuûa khí thaûi laøm cho truïc tuabin quay. Treân truïc tuabin coù laép moät maùy neùn (li taâm). Maùy neùn huùt khoâng khí ôû ngoaøi trôøi (P0) neùn leân Pk roài ñöa vaøo ñoäng cô (tröôùc khi vaøo ñoäng cô khí neùn ñöôïc laøm maùt). Hình 8: Sô ñoà taêng aùp baèng Tuabin khí thaûi Trang 20
6.2.2. Nhaän xeùt: − Löôïng khoâng khí neùn caáp cho ñoäng cô ñöôïc töï ñoäng bieán ñoåi theo coâng suaát cuûa ñoäng cô (Nñ/cô). Nñ/cô taêng →naêng löôïng chöùa trong khí thaûi caøng lôùn → khoâng khí neùn caáp cho ñoäng cô caøng nhieàu. Ñaây laø öu ñieåm noåi baät cuûa phöông phaùp taêng aùp baèng tuabin khí thaûi. − Trong phöông phaùp taêng aùp baèng cô giôùi: löôïng khoâng khí neùn caáp cho ñoäng cô trong moãi chu trình phuï thuoäc vaøo voøng quay ñoäng cô (nd/cô) maø khoâng phuï thuoäc vaøo phuï taûi cuûa ñoäng cô. Vì vaäy khi giaûm taûi vaãn phaûi tieâu hao moät phaàn coâng suaát cho khoái löôïng khoâng khí neùn thöøa khoâng caàn thieát ñöa vaøo ñoäng cô trong cheá ñoä nhoû taûi. − Neáu so saùnh coù 2 ñoäng cô coù 2 phöông phaùp taêng aùp cô giôùi vaø tuabin khí thaûi khi cuøng moät Ni thì Ne cuûa ñoäng cô taêng aùp baèng tuabin khí thaûi seõ lôùn hôn Ne cuûa ñoäng cô taêng aùp baèng cô giôùi moät löôïng baèng Nk. Vì vaäy hieäu suaát cuûa ñoäng cô taêng aùp khí thaûi > ñoäng cô taêng aùp cô giôùi (4 – 6%) − Tính kinh teá cuûa ñoäng cô taêng aùp khí thaûi ↑ vì phaàn lôùn quaù trình chaùy cuûa nhieân lieäu dieãn ra ôû ñieàu kieän V = const → nhieät ñoä lôùn nhaát cuûa chu trình seõ cao, toån thaát cô giôùi taêng khoâng ñaùng keå, khi ñoù vaãn taän duïng ñöôïc naêng löôïng cuûa khí thaûi − Goùc phaân phoái khí cuûa ñoäng cô taêng aùp khí thaûi lôùn hôn →(goùc truøng ↑) → laøm saïch khí soùt vaø laøm maùt buoàng ñoát toát hôn. 6.3. Taêng aùp hoãn hôïp Laø bieän phaùp söû duïng cuøng luùc caû 2 maùy neùn (maùy neùn cuûa tuabin khí thaûi vaø maùy neùn truyeàn ñoäng cô giôùi) Coù 2 phöông phaùp taêng aùp hoãn hôïp: + Taêng aùp hoãn hôïp noái tieáp + Taêng aùp hoãn hôïp song song. − Coù theå söû duïng hoác döôùi piston cuûa ñoäng cô coù patanh baøn tröôït laøm caáp taêng aùp cô giôùi (maéc song song). P0 P0 P0 Ñoäng cô Ñoäng cô sw sw Pk Pk Taêng aùp HH noái tieáp Taêng aùp HH song song Hình 9: Sô ñoà taêng aùp hoãn hôïp cho ñoäng cô Diesel Nhaän xeùt: − Öu ñieåm cuûa phöông phaùp song song laø löu löôïng khoâng khí qua moãi maùy neùn ñeàu nhoû hôn do ñoù kích thöôùc maùy neùn nhoû hôn so vôùi taêng aùp noái tieáp (ñoái vôùi taêng aùp noái tieáp: maùy neùn thöù 2 (cô giôùi) phaûi lôùn). − Heä thoáng taêng aùp hoãn hôïp coù caáu taïo phöùc taïp hôn nhieàu (vì phaûi coù 2 maùy neùn). Trang 21
CHÖÔNG IV: CAÙC HEÄ THOÁNG PHUÏC VUÏ ÑOÄNG LÖÏC CHÍNH TAØU THUYÛ BAØI 1: HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄU 1.1. Khaùi nieäm: − Loaïi nhieân lieäu − Thieát bò: tank, bôm, − Maùy loïc, haâm saáy. 1.2. Nhieäm vuï cuûa heä thoáng Goàm caùc nhieäm vuï chính sau: − Döï tröõ, baûo quaûn vaø tieáp nhaän nhieân lieäu (töø bôø, kho, töø taøu khaùc) − Cung caáp nhieân lieäu cho ME, GE, maùy phuï, noài hôi, hoaït ñoäng trong moïi ñieàu kieän. − Laøm saïch nhieân lieäu baèng caùch phaân li, loïc saïch taïp chaát, nöôùc trong nhieân lieäu. − Haâm noùng nhieân lieäu (F.O). Haâm ôû tank, tröôùc khi loïc, tröôùc khi ñöa vaøo ñoäng cô. − Vaän chuyeån nhieân lieäu töø keùt naøy sang keùt kia: + Phuïc vuï cho vieäc söû duïng cuõng nhö ñieàu chænh söï caân baèng taøu. + Töø taøu leân bôø, töø taøu sang taøu khaùc. 1.3. Caùc loaïi nhieân lieäu söû duïng cho ñoäng cô taøu thuyû. Daàu Diesel: + DO (diesel oi): daàu nheï. + F.O (Fuel oil): daàu naëng. Ñaëc ñieåm: − Laø saûn phaåm cuûa daàu moû. − Coù QH cao, naêng suaát toaû nhieät cao neân seõ giaûm ñöôïc löôïng döï tröõ, taêng thôøi gian hoaït ñoäng cuûa taøu treân bieån. − Laø nhieân lieäu loûng neân thuaän lôïi cho vieäc cô giôùi hoaù, hieän ñaïi hoaù vieäc caáp daàu. − F.O (chaát löôïng keùm hôn D.O) nhöng reõ (chæ khoaûng 35 – 40% giaù D.O) → ↑ tính kinh teá cho taøu (giaûm giaù cöôùc vaän taûi). Nhöng coù nhöôïc ñieåm: + Phaûi haâm, loïc, theâm phuï gia →laøm cho heä thoáng theâm coàng keành, phöùc taïp. + Laøm taêng söï aên moøn (SO), taêng söï maøi moøn, taéc voøi phun → giaûm tuoåi thoï ñoäng cô. + Laøm giaûm nhanh chaát löôïng daàu L.O. 1.4. Yeâu caàu ñoái vôùi heä thoáng nhieân lieäu − Phaûi ñaûm baûo cho ñoäng cô hoaït ñoäng bình thöôøng trong moïi ñieàu kieän (taøu nghieâng, laéc, ) − Caùc Tank, ñöôøng oáng, thuoäc heä thoáng nhieân lieäu khoâng ñöôïc boá trí treân caùc thieát bò toaû nhieät nhö oáng xaû ñoäng cô, baàu tieâu aâm, ñoäng cô ñieän, khoâng ñi qua keùt F.W, phoøng ôû, − Moãi keùt chöùa F.O, D.O phaûi coù oáng thoâng hôi ñaët treân maët hôû cuûa boong; phaûi coù oáng traøn veà keùt thaáp hôn. − Caùc bôm (bôm chuyeån daàu, bôm cung caáp) phaûi coù 2 bôm maéc song song (moät caùi döï phoøng). H = 20 – 25m coät nöôùc. Q = bôm ñaày keùt lôùn nhaát trong t = 2 – 4h. − Neáu söû duïng F.O thì phaûi coù theâm keùt D.O coù VDO 20%VFO (ñeå söû duïng khi manô, khôûi ñoäng). Trang 22
− Phaûi coù thieát bò haâm FO (700C – 1200C nhaèm laøm giaûm ñoä nhôùt) taïi caùc keùt ñeå coù theå bôm, loïc vaø söû duïng ñöôïc cho ñoäng cô. − Caùc keùt tröïc nhaät (söû duïng haøng ngaøy) phaûi coù baàu haâm ñeå ñaûm baûo: + Heä ñoäng löïc (ME, GE, ) hoaït ñoäng 12h (ñoái vôùi FO). + Heä ñoäng löïc (ME, GE, ) hoaït ñoäng 8h (ñoái vôùi DO). + Ñoái vôùi canoâ, xuoàng cöùu sinh 4h. 1.5. Sô ñoà heä thoáng (tieâu bieåu) − Heä thoáng DO − Heä thoáng FO − Daàu baån → Giôùi thieäu 1 soá thieát bò: bôm, maùy loïc, haâm. → chuyeån daàu FO → DO vaø ngöôïc laïi. Thuyeát minh heä thoáng Hình 10: Sô ñoà heä thoáng nhieân lieäu 1.6. Moät soá thoâng soá cô baûn cuûa heä thoáng nhieân lieäu 1.6.1. Löôïng nhieân lieäu döï tröõ (Bdt) − Bdt tính theo 1 chuyeán coâng taùc (ñi + veà) Bdt = Bñ/ch + Bñf +Bnf + Bsh (kg) − Trong ñoù: + Bñ/ch : löôïng nhieân lieäu döï tröõ cho ñoäng cô chính. + Bñf : löôïng nhieân lieäu döï tröõ cho ñoäng cô phuï. + Bnf : löôïng nhieân lieäu döï tröõ cho noài hôi phuï. + Bsh : löôïng nhieân lieäu döï tröõ cho sinh hoaït, söûa chöõa. Trang 23
c c −3 Bñ/ch = ge . Ne . t .10 L t = Vtb + L: chieàu daøu haønh trình (haûi lyù) + Vtb: toác ñoä trung bình cuûa taøu (haûi lyù/ giôø). f f f f −3 Bñf = ge . Ne . t . z .10 + Zf : soá löôïng ñoäng cô phuï (GE, MN, bôm, ) + Bnf = Wnf.t + Wnf: löôïng tieâu hao nhieân lieäu cuûa noài hôi trong moät giôø (kg/giôø). + t: thôøi gian ñoäng cô hoaït ñoäng trong moät chuyeán. + Bsh : phuïc vuï söûa chöõa, baûo döôõng. 1.6.2. Theå tích keùt döï tröõ nhieân lieäu (Vdt ). Bdt 3 Vdt β (m ). γ − Trong ñoù β : heä soá keùt cheát phuï thuoäc vaøo: + Söï choaùn choå cuûa oáng naïp, oáng xaû, oáng thuyû, oáng hôi. + Phaàn nhieân lieäu ñaùy keùt (khoâng duøng ñöôïc). + Thöôøng thì β = 1,05 – 1,10 − γ : tæ troïng nhieân lieäu: + Daàu DO coù γ = 0,85 taán/ m3. + Daàu FO coù γ = 0,95 taán/m3. FO DO Bdt −3 Keùt döï tröõ DO: coù Vdt 0,20 10 γ FO Chuù yù: DO cho maùy chính (ME), chöa tính DO cho maùy ñeøn (GE). Keùt döï tröõ thöôøng coù toái thieåu 2 keùt cho moãi loaïi DO vaø FO. Moät soá taøu söû duïng khoâng gian 2 ñaùy cuûa taøu ñeå döï tröõ nhieân lieäu. 1.6.3. Theå tích keùt laéng (Vl) Thôøi gian nhieân lieäu chöùa trong keùt laéng töø 2 – 5 ngaøy phuï thuoäc chaát löôïng daàu (ñeå taïp chaát laéng xuoáng ñaùy keùt). 1 1 .2,1 BBñc+ df Vl = T γ − Trong ñoù: 1 1 + Bñc , Bdf : löôïng nhieân lieäu tieâu hao trong 1 giôø cuûa ME, GE. + γ : tæ troïng + T: thôøi gian laéng. + 1,2: heä soá xeùt tôùi phaàn keùt cheát. 1.6.4. Theå tích keùt tröïc nhaät: − Laø keùt duøng haøng ngaøy cho ñoäng cô. Trang 24
ge N e t c −3 3 Vtn = β 10 (m ) γ + Ñoái vôùi FO thì tc = 12 giôø + Ñoái vôùi DO thì tc = 8 giôø. − Thöôøng döôùi taøu: + Keùt tröïc nhaät DO duøng cho ME, GE. + Keùt tröïc nhaät FO duøng cho ME. 1.6.5. Keùt nhieân lieäu cho noài hôi phuï Bnf −3 3 Vnf = 4. β z.10 (m ). γ + z: soá ca laøm vieäc cuûa noài hôi. BAØI 2: HEÄ THOÁNG DAÀU NHÔØN 2.1. Giôùi thieäu chung − Caùc loaïi daàu nhôøn thöôøng duøng cho HÑL taøu thuyû: + Daàu boâi trôn: (daàu tuaàn hoaøn, daàu xylanh): ME, GE, maùy neùn laïnh, maùy neùn khí, maùy loïc FO, LO, + Daàu boâi trôn chi tieát: Tuabin taêng aùp, hoäp soá, ñieàu toác, + Daàu thuyû löïc: tôøi, neo, caåu, maùy laùi, heä thoáng ñieàu khieån. 2.2. Nhieäm vuï vaø yeâu caàu cuûa heä thoáng 2.2.1. Nhieäm vuï: − Cung caáp lieân tuïc , ñaày ñuû daàu boâi trôn cho ñoäng cô trong moïi ñieàu kieän ñeå taïo cheâm daàu, giaûm ma saùt →taêng hieäu suaát cô giôùi cuûa ñoäng cô. − Laøm saïch beà maët ma saùt, giaûm maøi moøn, taêng tuoåi thoï ñoäng cô. − Laøm maùt caùc beà maët ma saùt baèng caùch truyeàn nhieät: nhaän nhieät cuûa caùc chi tieát mang ra khoûi ñoäng cô vaø truyeàn cho nöôùc laøm maùt ôû baàu sinh haøn (BSH). − Taêng ñoä kín khít cho nhoùm chi tieát piston – sômi. − Laøm coâng chaát cho caùc heä thoáng thuyû löïc, ly hôïp, ñaûo chieàu, töï ñoäng ñieàu khieån. 2.2.2. Caùc yeâu caàu − Neáu heä ñoäng löïc coù nhieàu ñoäng cô thì moãi ñoäng cô phaûi coù moät heä thoáng ñoäc laäp vaø caùc heä thoáng ñoù coù theå hoã trôï cho nhau. − Phaûi xaùc ñònh vaø ñieàu chænh ñöôïc caùc thoâng soá P, T cuûa daàu nhôøn tröôùc vaø sau khi vaøo ñoäng cô. − Phaûi baûo ñaûm chaát löôïng daàu nhôøn: loïc saïch, khoâng coù nöôùc. − Heä thoáng phaûi ñôn giaûn, laøm vieäc tin caäy, deå söû duïng, suaát tieâu hao daàu nhôøn laø nhoû nhaát. 2.3. Caùc phöông phaùp xöû lyù daàu boâi trôn Vieäc laøm saïch LO ñoái vôùi ñoäng cô laø voâ cuøng quan troïng, noù goùp phaàn naâng cao tuoåi thoï cho ñoäng cô. Vì vaäy trong heä thoáng LO nhaát thieát phaûi coù thieát bò xöû lyù LO sau moãi chu kì laøm vieäc. Coù 2 caùch xöû lyù LO: − Xöû lyù song song. − Xöû lyù thay theá. Trang 25
2.3.1. Xöû lyù song song: − Trong heä thoáng coù caùc theát bò chuyeân duøng: maùy loïc, baàu loïc (tinh, thoâ) ñeå taùch taïp chaát vaø nöôùc ra khoûi LO (löôïng daàu ñi qua thieát bò loïc chieám 15 – 20% toång löôïng daàu LO trong heä thoáng, löôïng hao huït ñöôïc boå sung). − Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø chaát löôïng LO ñöôïc oån ñònh. Nhöng heä thoáng laïi phöùc taïp, thöôøng chæ aùp duïng cho taøu lôùn – haønh trình daøi. 2.3.2. Xöû lyù thay theá: − LO ñöôïc thay theá sau thôøi gian söû duïng theo quy ñònh (khi chaát löôïng LO giaûm tôùi möùc giôùi haïn, thôøi gian thay LO phuï thuoäc vaøo loaïi ñoäng cô). − Daàu cuû ñöôïc duøng vaøo muïc ñích khaùc hoaëc taùi sinh. − Öu ñieåm: ñôn giaûn. − Nhöôïc ñieåm: chaát löôïng LO giaûm theo thôøi gian laøm vieäc → giaûm tuoåi thoï ñoäng cô. Neân thöôøng chæ aùp duïng cho taøu nhoû – haønh trình ngaén. 2.4. Caùc phöông phaùp boâi trôn a) Boâi trôn thuû coâng: Ngöôøi thôï ñònh kì tra daàu vaøo caùc vò trí phuï nhö: supaùp, ñoøn gaùnh (ñoäng cô thaáp toác) b) Boâi trôn kieåu nhoû gioït: Duøng thieát bò ñaëc bieät coù theå ñieàu chænh löôïng daàu nhoû xuoáng caùc chi tieát caàn boâi trôn (van, ). c) Boâi trôn kieåu vung toeù: − Ñaàu to bieân va ñaäp vaøo daàu trong caùcte ñoäng cô vung daàu leân boâi trôn maët göông sômi xylanh, daàu nhoû bieân, − Laép voøng gaït daàu trong caùc oå ñôõ, beä choõi. d) Boâi trôn baèng aùp löïc tuaàn hoaøn − Ñaây laø phöông phaùp phoå bieán, söû duïng bôm LO aùp suaát cao thoâng qua heä thoáng ñöa daàu ñeán choå caàn boâi trôn. − Öu ñieåm: + Ñoä tin caäy cao. + Chaát löôïng boâi trôn toát. + Laøm maùt beà maët ma saùt toát. + Coù theå söû duïng LO coù ñoä nhôùt beù. + Coâng ma saùt vaø coâng löu ñoäng nhoû. − ÔÛ heä thoáng LO boâi trôn theo phöông phaùp naøy, ngöôøi ta söû duïng caùc thieát bò chæ baùo: P, T, ñoä nhôùt ñeå quan saùt vaø ñieàu chænh ñöôïc cheá ñoä boâi trôn. Caùc chi tieát laøm vieäc quan troïng, chòu taûi troïng naëng nhö coå truïc, coå khuyûu, choát piston, ñeàu ñöôïc boâi trôn baèng aùp löïc tuaàn hoaøn. 2 − Tuyø theo ñoäng cô: PLO = 1,5 – 5kg/cm − Phöông phaùp naøy ñöôïc chia laøm 2 kieåu: + Boâi trôn caùcte öôùt + Boâi trôn caùcte khoâ. Boâi trôn caùcte öôùt: − LO ñöôïc chöùa trong caùcte ñoäng cô, sau khi ñi boâi trôn caùc chi tieát LO laïi rôi xuoáng caùcte. − Kieåu naøy chaát löôïng daàu khoâng ñöôïc toát laém. Chæ aùp duïng cho ñoäng cô vöøa vaø nhoû. Trang 26
Boâi trôn caùcte khoâ: − LO sau khi boâi trôn khoâng chöùa ôû caùcte maø ñöôïc ñöa veà keùt (keùt tuaàn hoaøn). − AÙp duïng cho ñoäng cô lôùn (LO töø 4 – 10m3). e) Boâi trôn kieåu phun daàu cao aùp: − Aùp duïng cho vieäc boâi trôn sômi xylanh − Coù theå söû duïng daàu tuaàn hoaøn ñeå phun leân sômi. − Hoaëc söû duïng daàu xylanh coù heä thoáng rieâng: goàm bôm, ñaàu phun, van moät chieàu ñeå ñöa xylanh oil vaøo caùc loã, caùc raõnh treân sômi. Daàu naøy khoâng tuaàn hoaøn (söû duïng 1 laàn) aùp duïng cho ñoäng cô lôùn, thaáp toác: + P = 50 – 80kg/cm2 + gLO = 0,7 – 2g/kwh. 2.5. Sô ñoà heä thoáng daàu nhôøn. cyl oil LO tuabin Bôm Keùt döï tröõ LO Haâm Bôm tay Leân Keùt tuaàn hoaøn boong Hình 11: Sô ñoà heä thoáng boâi Bôm ñoäc laäp trôn cho ñoäng cô Diesel taøu Ñöôøng daàu saïch thuyû . Loïc Haâm Keùt daàu caën 2.6. Tính toaùn moät vaøi thoâng soá. a) Nhieät löôïng nhaû ra cho daàu töø caùc beà maët ma saùt: 1−η m Qms = 3600.Ne Qms. η m + ηm: hieäu suaát cô giôùi (tính toån thaát cô giôùi trong ñoäng cô + heä truïc). + Qms: phaàn nhieät ma saùt (noùng leân vaø nhaû cho daàu). Trang 27
+ Qms (tuabin hôi) = 1,0 + Qms (Diesel) = 0,45 – 0,50 b) Nhieät löôïng nhaû cho daàu khi laøm maùt ñænh piston (Diesel) 1 Qpt = Qpt.ge.Ne.Qth . 1 + Qth : nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu. + Qpt: 0,04 – 0,05 c) Saûn löôïng cuûa bôm daàu tuaàn hoaøn (m3/h) QQms + pt Gbd = k. ρ Cm Δ t − Trong ñoù: + ρ : khoái löôïng rieâng cuûa LO (kg/m3) + Cm: nhieät dung rieâng cuûa LO (kJ/kgñoä) + Δt: cheânh leäch nhieät ñoä cuûa LO giöõa ñaàu ra vaø vaøo cuûa ñoäng cô (Δt = 8 – 150C) + k = 1,2 – 1,5: heä soá döï tröõ (xeùt ñeán hao huït LO) Ñoái vôùi ñoäng cô thaáp toác coù theå choïn theo saûn löôïng rieâng (qm) Gbd = qm.Ne. 3 + qm = 0,035 – 0,045m /kWh: piston laøm maùt baèng LO. 3 + qm = 0,014 – 0,016m /kWh: piston laøm maùt baèng H2O. d) Khoái löôïng daàu tuaàn hoaøn caàn thieát trong heä thoáng. Gbd Ght = z + z = 5 -10: tuabin hôi vaø diesel thaáp toác, coâng suaát lôùn. + z = 20 – 40: Diesel cao toác + z = 15 – 20: tuabin hôi coâng suaát nhoû. e) Theå tích keùt tuaàn hoaøn (coù tính ñeán giaûn nôû do nhieät vaø suûi boït) − Vth 1,2Ght: cho heä thoáng troïng löïc. − Vth = (1,4 – 1,5)Ght: cho heä thoáng aùp löïc. BAØI 3: HEÄ THOÁNG LAØM MAÙT 3.1. Nhieäm vuï: − Laøm maùt cho ñoäng cô vaø caùc thieát bò khaùc: maùy neùn khí, goái ñôõ heä truïc, hoäp soá, − Ñoái vôùi ñoäng cô caàn laøm maùt caùc chi tieát coù nhieät ñoä cao: sômi xylanh, naép xylanh, supaùp xaû, voøi phun, oáng xaû, − Muïc ñích chuû yeáu cuûa vieäc laøm maùt ñoäng cô laø giöõ cho caùc chi tieát cuûa ñoäng cô ôû moät nhieät ñoä nhaát ñònh, ñaûm baûo khaû naêng laøm vieäc cuûa vaät lieäu cheá taïo vaø laøm taêng tuoåi thoï cho ñoäng cô. 3.2. Yeâu caàu: − Trong moät heä ñoäng löïc coù nhieàu ñoäng cô thì moãi ñoäng cô phaûi coù moät heä thoáng laøm maùt ñoäc laäp, song phaûi coù söï lieân heä vaø hoã trôï laãn nhau. − Moãi heä thoáng laøm maùt phaûi coù 2 bôm maéc song song (1 bôm döï phoøng). − Caùc van thoâng bieån phaûi ñaûm baûo huùt nöôùc trong moïi ñieàu kieän deå daøng: thoâng maïn, thoâng ñaùy. Trang 28
− Nhieät ñoä, aùp suaát cuûa nöôùc laøm maùt khi vaøo, ra khoûi ñoäng cô phaûi xaùc ñònh ñöôïc vaø ñieàu chænh ñöôïc. 0 + Heä thoáng laøm maùt giaùn tieáp: TFW ra = 75 – 90 C. 0 + Heä thoáng laøm maùt tröïc tieáp: TSW ra ≤ 55 C. 3.3. Ñaëc ñieåm caùc coâng chaát laøm maùt Coâng chaát laøm maùt Diesel taøu thuyû coù theå laø: nöôùc (nöôùc ngoït, nöôùc ngoaøi maïn taøu), khoâng khí, daàu nhôøn, DO, 3.3.1. Nöôùc ngoaøi maïn taøu: − Laø nöôùc soâng, bieån (khoâng caàn döï tröõ) − Ñaëc ñieåm: + Coù muoái (NaCl) → aên moøn. + Chaát löôïng thaáp: do coù taïp chaát, buøn → ñoùng caën caùu → laøm giaûm heä soá k → hieäu suaát laøm maùt giaûm. 3.3.2. Nöôùc ngoït: − Saïch, ít taïp chaát, k ≈ const, hieäu quaû laøm maùt cao. − Phaûi döï tröõ, heä thoáng phöùc taïp. 3.3.3. Daàu nhôøn, daàu ñoát: − Nhieät ñoä soâi cao, nhieät ñoä ñong ñaëc thaáp, ñoä nhôùt lôùn. − Thöôøng ñöôïc duøng laøm maùt piston, voøi phun. 3.3.4. Khoâng khí: − Saün coù. − Heä soá k nhoû, ñoøi hoûi löôïng khoâng khí lôùn, chæ duøng cho ñoäng cô nhoû, cao toác (taøu thuyû ít duøng). 3.4. Caùc phöông phaùp laøm maùt baèng nöôùc 3.4.1. Laøm maùt tröïc tieáp (hôû) Van ñieàu chænh Söû duïng nöôùc ngoaøi maïn taøu (nöôùc soâng, nöôùc bieån) tröïc tieáp laøm maùt cho ñoäng cô. a) Sô ñoà heä thoáng: b) Nguyeân lyù hoaït ñoäng (xem baûn veõ) LO cooler − Öu ñieåm: heä thoáng ñôn giaûn. − Nhöôïc ñieåm: + Nöôùc baån chöùa nhieàu taïp chaát, muoái: taïo caën caùu laøm aên moøn, taéc oáng, pin loïc, baàu sinh haøn Bôm caáp + Nhieät ñoä ngoaøi maïn taøu thaáp → öùng suaát nhieät (caàn coù van ñieàu chænh ñaàu vaøo) Ñoäng cô + Nhieät ñoä ñaàu ra ≤ 550C. Hình 12: Sô ñoà heä thoáng laøm maùt hôû Neáu cao hôn →muoái keát tuûa → aên moøn taêng leân. Trang 29
3.4.2. Heä thoáng laøm maùt giaùn tieáp a) Sô ñoà heä thoáng Keùt giaûn nôû b) Nguyeân lyù hoaït ñoäng − Söû duïng 2 voøng tuaàn hoaøn: + Voøng tuaàn hoaøn kín: nöôùc ngoït laøm maùt ñoäng cô. + Voøng tuaàn hoaøn hôû: nöôùc bieån laøm maùt SH nöôùc ngoït. − Nöôùc ngoït: B/caáp + P = 2 -3kg/cm2. 0 0 + TV = 55 – 70 C. TR = 65–80 C Vaäy → ΔT = 8-100C. Bôm caáp − Nöôùc bieån: + P = 2 -3kg/cm2. 0 Ñoäng cô + TR ≤ 55 C. Hình 13: Sô ñoà heä thoáng laøm maùt kín BAØI 4: HEÄ THOÁNG KHÔÛI ÑOÄNG VAØ ÑAÛO CHIEÀU 4.1. Ñoái vôùi heä thoáng khôûi ñoäng 4.1.1. Muïc ñích: − Duøng moät naêng löôïng (söùc ngöôøi, ñieän, khí neùn) laøm quay ñoäng cô ñeán moät toác ñoä thích hôïp (ñuû lôùn) ñeå ñoäng cô coù theå töï laøm vieäc ñöôïc vôùi nhieân lieäu. 4.1.2. Caùc phöông phaùp khôûi ñoäng ñoäng cô − Khôûi ñoäng baèng tay (chaân): ñoäng cô nhoû N = 20 – 30 CV. − Khôûi ñoäng baèng ñieän (aécquy): ñoäng cô nhoû vaø vöøa. − Khôûi ñoäng baèng khí neùn: ñoäng cô vöøa vaø lôùn. Khi khôûi ñoäng baèng gioù neùn thì coù 2 loaïi: + Giaùn tieáp: khí neùn →ñoäng cô gioù → lai Diesel. + Tröïc tieáp: Ñöa khí neùn (10 – 30kg/cm2) vaøo xylanh ñoäng cô. 4.2. Ñoái vôùi heä thoáng ñaûo chieàu: 4.2.1. Coù 3 khaùi nieäm: − Ñaûo chieàu ñoäng cô (ñoäng cô quay 2 chieàu) − Ñaûo chieàu truïc chaân vòt (ñoäng cô chæ laøm vieäc 1 chieàu) − Ñaûo chieàu chuyeån ñoäng cuûa taøu baèng CVBB (ñoäng cô chæ laøm vieäc 1 chieàu). a) Ñaûo chieàu ñoäng cô: − Söû duïng cho ñoäng cô lôùn tröïc tieáp lai chaân vòt (nñoäng cô = nCV). Muoán ñaûo chieàu quay phaûi döøng ñoäng cô roài khôûi ñoäng laïi ñoäng cô theo chieàu quay môùi. b) Ñaûo chieàu truïc chaân vòt: Trang 30
− Söû duïng cho ñoäng cô nhoû, cao toác. Söû duïng hoäp soá (giaûm toác, ly hôïp, ñaûo chieàu). Vieäc ñaûo chieàu quay truïc chaân vòt do hoäp soá ñaûm nhaän (ñoäng cô Diesel quay moät chieàu vaø ñoäng cô khoâng döøng laïi khi ñaûo chieàu). c) Ñaûo chieàu chuyeån ñoäng cuûa taøu baèng CVBB − Ñoäng cô vaø truïc chaân vòt luoân quay moät chieàu. Muoán döøng taøu laïi hoaëc ñoåi chieàu chuyeån ñoäng cuûa taøu ngöôøi ta thay ñoåi böôùc chaân vòt (phöông phaùp naøy thöôøng ñöôïc aùp duïng cho caùc taøu dòch vuï, taøu caù, ). 4.3. Nguyeân lyù khôûi ñoäng baèng ñieän (acquy) − Muoán lai truïc ñoäng cô Diesel quay ñeán toác ñoä khôûi ñoäng ngöôøi ta söû duïng moät ñoäng cô ñieän moät chieàu chaïy baèng acquy coù ñieän aùp töø 12 – 24V, I = 135, 150, 180Ah ñeå lai ñoäng cô. a) Keát caáu: − Baùnh ñaø cuûa ñoäng cô Diesel laø moät baùnh raêng − Coù moät boä li hôïp giöõa ñoäng cô ñeà vôùi baùnh ñaø. b) Hoaït ñoäng: − Khi aán nuùt khôûi ñoäng: ñoäng cô ñeà quay nhoâng cuûa noù di chuyeån doïc truïc ñeå aên khôùp vôùi baùnh raêng (baùnh ñaø). Khi ñoäng cô Diesel quay vaø ñaõ hoaït ñoäng vôùi nhieân lieäu, ta nhaû nuùt khôûi ñoäng → nhoâng cuûa ñoäng cô ñeà taùch khoûi baùnh raêng (baùnh ñaø) nhôø boä ly hôïp. Chuù yù: thôøi gian aán nuùt khôûi ñoäng chæ neân töø 3 – 5 giaây. Neáu ñoäng cô khoâng hoaït ñoäng thì ngöøng khôûi ñoäng, khaéc phuïc sau ñoù môùi khôûi ñoäng tieáp. Khoâng neân keùo daøi thôøi gian khôûi ñoäng (tkñ) → hoûng acquy. 4.4. Nguyeân lyù khôûi ñoäng baèng khí neùn (loaïi tröïc tieáp) − Ngöôøi ta ñöa khí neùn coù P = 10 – 30kg/cm2 vaøo xylanh ñoäng cô vaøo thôøi kì giaûn nôû cuûa ñoäng cô, khi ñoù khí neùn taùc ñoäng leân piston laøm cho cô caáu bieân – khuyûu hoaït ñoäng → truïc ñoäng cô quay ñeán voøng quay khôûi ñoäng (nkñ). − Neáu ñoäng cô nhieàu xylanh – quy luaät caáp khí khôûi ñoäng theo ñuùng theo thöù töï noå cuûa ñoäng cô. Vieäc naøy do moät ñóa chia gioù ñaûm nhaän, ñóa naøy do truïc khuyûu lai. − Supaùp khôûi ñoäng laép treân naép xylanh: thôøi ñieåm môû cuûa noù (do ñóa chia gioù phaân phoái ñeán töøng van khôûi ñoäng) thöôøng môû tröôùc ÑCT 100; thôøi gian caáp khí neùn thöôøng keùo daøi ñeán 1200 ñoái vôùi ñoäng cô 2 kì, vaø 1500 ñoái vôùi ñoäng cô 4 kì. − Ñeå coù theå khôûi ñoäng ñoäng cô ôû baát kì vò trí naøo cuûa truïc khuyûu thì soá xylanh cuûa ñoäng cô phaûi thoaû 7200 maõn: ϕ = k i 0 Ñoäng cô 4 kì phaûi coù ít nhaát 6 xylanh (ϕ k = 120 ) 0 Ñoäng cô 2 kì phaûi coù ít nhaát 4 xylanh (ϕ k = 90 ). Trong thöïc teá neáu soá i < 6 ôû ñoäng cô boán kì hoaëc i < 4 ôû ñoäng cô hai kì noùi treân, khi khoâng khôûi ñoäng ñöôïc ta chæ vieäc quay truïc ñeán moät vò trí khaùc. Trang 31
4.5. Sô ñoà nguyeân lyù Quy phaïm ñaêng kieåm: − Phaûi coù 2 maùy neùn khí (coù 1 maùy Ñóa chia gioù neùn ñoäc laäp) − Q cuûa maùy neùn phaûi ñaûm baûo naïp Van khôûi ñaày caùc chai gioù trong 1 giôø töø P ban ñaàu Van giaûm ñoäng aùp baèng 5kg/cm2. − V cuûa chai gioù ñuû ñeå khôûi ñoäng 12 laàn lieân tuïc ñoái vôùi ñoäng cô töï ñaûo chieàu vaø 6 laàn ñoái vôùi ñoäng cô khoâng töï ñaûo chieàu. − V chai gioù phuïc vuï cho ñoäng cô phuï Chai gioù (30 bar) (maùy ñeøn) ñuû khôûi ñoäng 6 laàn. − Nhieät ñoä khoâng khí naïp vaøo chai Van an toaøn gioù <450C. Van xaû maùy neùn ñ/cô − Phaûi coù van an toaøn treân chai gioù vaø coù keïp chì cuûa ñaêng kieåm. Hình 14: Sô ñoà heä thoáng khôûi ñoäng ñoäng cô baèng gioù neùn 4.6. Nguyeân lyù ñaûo chieàu ñoäng cô (aùp duïng cho ñoäng cô lôùn) − AÙp duïng phöông phaùp dòch truïc cam (hoaëc xoay cam): töùc laø vò trí truïc cam ñang ôû vò trí ñieàu khieån chieàu quay naøy cuûa ñoäng cô. Muoán ñoäng cô ñaûo chieàu quay ta phaûi di chuyeån truïc cam (xoay cam) ñeán vò trí môùi. − Vieäc dòch truïc cam(xoay cam) coù theå baèng khí + thuyû löïc hoaëc baèng tay. − Tröôùc khi dòch truïc cam (xoay cam) ta phaûi döøng maùy. Chôø truïc cam dòch chuyeån ñeán vò trí môùi (khoaûng 15 phuùt) sao ñoù ta khôûi ñoäng laïi ñoäng cô theo chieàu quay môùi. Trang 32
CHÖÔNG V: BUOÀNG MAÙY – HEÄ TRUÏC BAØI 1: BUOÀNG MAÙY TAØU THUYÛ 1.1. Khaùi nieäm: − Laø moät khoang cuûa taøu ñeå laép ñaët caùc maùy moùc vaø caùc thieát bò cuûa heä ñoäng löïc taøu thuyû. − Vò trí buoàng maùy treân taøu, kích thöôùc buoàng maùy coù moät yù nghóa quan troïng aûnh höôûng ñeán thieát keá, cheá taïo con taøu. − Vieäc saép seáp caùc thieát bò maùy moùc cuûa heä ñoäng löïc coù aûnh höôûng ñeán vieäc khai thaùc, baûo döôõng, quaûn lyù, söûa chöõa vaø an toaøn ñoái vôùi heä ñoäng löïc vaø con taøu. 1.2. Soá löôïng vaø kích thöôùc buoàng maùy. − Buoàng maùy coù theå coù moät hoaëc nhieàu phuï thuoäc yeâu caàu thieát keá vaø yeâu caàu cuûa caùc thieát bò maùy moùc trong heä ñoäng löïc. 1.2.1. Yeâu caàu cuûa buoàng maùy − Phaûi thuaän tieän cho vieäc quaûn lyù buoàng maùy, lieân tuïc, an toaøn, hieäu suaát lao ñoäng cao. Muoán vaäy phaûi: + Soá löôïng thieát bò caøng ít caøng toát. + Phaûi thoaû maõn tính choáng chìm (1 buoàng maùy). − Ñaûm baûo moái quan heä giöõa caùc thieát bò vôùi nhau taïo thaønh moät theå thoáng nhaát. − Ñaûm baûo veà coâng ngheä ñoùng vaø laép raùp taøu. 1.2.2. Yeâu caàu cuûa moät soá thieát bò chuyeân duøng − Bôm haøng cuûa taøu daàu phaûi ñöôïc ñaët ôû buoàng bôm caùch li vôùi buoàng maùy vaø phaûi coù khaû naêng choáng chaùy. − Neáu heä thoáng laïnh duøng coâng chaát NH3 (amoniac) phaûi ñöôïc ñaët ôû buoàng rieâng. 1.2.3. Kích thöôùc buoàng maùy − Chieàu daøi cuûa buoàng maùy phuï thuoäc vaøo chieàu daøi ñoäng cô chính: caøng ngaén caøng toát (ñeå taêng theå tích haàm haøng). − Chieàu roäng buoàng maùy baèng chieàu roäng cuûa taøu nôi ñaët buoàng maùy − Chieàu cao buoàng maùy phuï thuoäc vaøo chieàu cao thieát bò, ñaûm baûo söûa chöõa, baûo döôõng, thoâng gioù, aùnh saùng. 1.3. Vò trí buoàng maùy Phuï thuoäc vaøo 2 yeáu toá: − Vieäc boá trí toång theå con taøu. − Vieäc boá trí trang thieát bò beân trong buoàng maùy. 1.3.1. Buoàng maùy ñaët ôû giöõa taøu a) Öu ñieåm: − Troïng taâm buoàng maùy gaàn truøng vôùi troïng taâm taøu, neân khi coù haøng hay khoâng haøng taøu ñeàu caân baèng doïc → aûnh höôûng toát ñeán söùc khoeû cuûa thuyeàn vieân. − Tính choáng chìm cuûa taøu taêng leân vì coù nhieàu vaùch kín nöôùc, khoâng bò doø nöôùc töø chaân vòt. − Loaïi naøy thöôøng aùp duïng cho taøu khaùch, taøu du lòch, taøu ñaåy keùo, taøu phaù baêng, taøu caù. Trang 33
b) Nhöôïc ñieåm: − Ñöôøng truïc daøi: + Thieát keá, cheá taïo, laép ñaët, söûa chöõa phöùc taïp. + Laøm kín ôû caùc vaùch phöùc taïp. − Chieám nhieàu theå tích vì phaûi coù haàm truïc (t/c B haàm truïc 0,5m; H ñuû s/c: 2 – 3m). − Khi khoâng haøng chaân vòt deå hôû → hieäu suaát chaân vòt giaûm. 1.3.2. Buoàng maùy ôû ñuoâi taøu a) Öu ñieåm: − Heä truïc ngaén: + Thieát keá, gia coâng, laép ñaët, söûa chöõa deã daøng. + Laøm kín ñôn giaûn hôn. − Khi khoâng haøng: chaân vòt vaãn ngaäp trong nöôùc. − Taêng tính kinh teá vì buoàng maùy ít chieám theå tích taøu. b) Nhöôïc ñieåm: − Phaûi daèn muõi khi taøu khoâng haøng. − Tính choáng chìm keùm hôn vì neáu coù söï coá ngaäp nöôùc. Buoàng maùy seõ bò aûnh höôõng lôùn ñeán tính choáng chìm cuûa taøu. − Phía ñuoâi taøu thöôøng heïp neân vieäc boá trí caùc thieát bò khoù nhaên hôn. − Phaûi taêng chieàu cao cabin ñeå taêng taàm quan saùt. − Thöôøng ñöôïc aùp duïng cho taøu haøng, taøu daàu. Ñoái vôùi taøu daàu, buoàng maùy phaûi ñaët ôû ñuoâi taøu vì: − Loaïi tröø hoaû hoaïn do taøn löûa ôû oáng khoùi. − Neáu buoàng maùy ôû giöõa: heä truïc ñi qua khoang haøng → roø ræ taêng leân. − Giöõa buoàng maùy vôùi haàm haøng phaûi coù khoang caùch li (taøu daàu thöôøng duøng khoang naøy laøm buoàng bôm) 1.4. Caùc nguyeân taéc boá trí trang thieát bò buoàng maùy − Phaân boá troïng löôïng trong buoàng maùy phaûi caân baèng (troïng löôïng ñoái xöùng qua maët phaúng doïc taâm taøu): ME, GE, keùt daàu ñeàu boá trí ñoái xöùng. − Ñaûm baûo caùc thieát bò laøm vieäc bình thöôøng trong moïi ñieàu kieän cuûa taøu (bôm li taâm phaûi ñaët döôùi môùn nöôùc khoâng taûi, van thoâng bieån phaûi coù thoâng ñaùy, thoâng maïn, ) − Phaûi ñaûm baûo vieäc söûa chöõa, baûo döôõng caùc thieát bò (phaûi coù xöôûng, maùy coâng cuï: tieän, haøn, caân voøi phun, kho). − Boá trí thieát bò phaûi deå quaûn lyù, giaûm cöôøng ñoä lao ñoäng, giaûm soá ngöôøi phuïc vuï (buoàng ñieàu khieån rieâng). − Caùc thieát bò ñaëc tröng: noài hôi, maùy loïc, ñaët ôû buoàng rieâng, baûng phaân phoái ñieän phaûi xa keùt nhieân lieäu. Caùc thieát bò coù voøng quay cao neân boá trí song song vôùi soáng chính cuûa taøu (khi taøu laéc ngang deã bò xoaén, caùc goái truïc chòu ngoaïi löïc lôùn). − Boá trí thieát bò phaûi loaïi tröø ñöôïc giao ñoäng, giaûm tieáng oàn (dao ñoäng laø do caùc thieát bò chöa caân baèng löïc, neáu bieân ñoä dao ñoäng quaù lôùn seõ gaây phaù hoaïi cuïc boä ñoái vôùi thieát bò vaø voû taøu. Ñeå traùnh hieän töôïng coäng höôûng khoâng ñaët caùc thieát bò coù taàn soá dao ñoäng töï do gaàn vôùi dao ñoäng töï do cuûa voû taøu. Chuù yù aûnh höôûng rung ñoäng cuûa chaân vòt. Trang 34
BAØI 2: HEÄ TRUÏC TAØU THUYÛ 2.1. Khaùi nieäm . − Heä truïc bao goàm toå hôïp caùc ñoaïn truïc vaø caùc thieát bò tính töø maët bích ñoäng cô tôùi chaân vòt (truïc ñaåy, truïc trung gian, truïc chaân vòt, hoäp soá, beä ñôõ chaën, oå ñôõ truïc chaân vòt, oáng bao truïc chaân vòt). − Nhieäm vuï cuûa heä truïc laø truyeàn momen xoaén do ñoäng cô phaùt ra cho chaân vòt ñeå taïo löïc ñaåy vaø tieáp nhaän phaûn löïc ñaåy cuûa doøng nöôùc vaøo chaân vòt truyeàn cho goái ñôõ chaën vaø truyeàn vaøo thaân taøu ñaåy taøu chuyeån ñoäng. − Heä truïc coù theå noái tröïc tieáp vôùi ñoäng cô chính (truyeàn ñoäng tröïc tieáp). Hoaëc giaùn tieáp thoâng qua caùc thieát bò truyeàn ñoäng khaùc nhö hoäp soá, boä li hôïp, ñaûo chieàu. + Hoäp soá nhaèm laøm giaûn voøng quay chaân vòt tôùi giaù trò caàn thieát vaø coøn laøm nhieäm vuï li hôïp vaø ñaûo chieàu quay. + Ngoaøi ra coù loaïi hoäp soá ñeå truyeàn coâng suaát cuûa vaøi ñoäng cô ñeán 1 chaân vòt hoaëc cuûa 1 ñoäng cô ñeán vaøi chaân vòt − Soá löôïng ñöôøng truïc phuï thuoäc vaøo soá chaân vòt. − Trong moät ñöôøng truïc coù theå laø ñöôøng thaúng, ñöôøng gaõy khuùc, coù theå coù 1 ñoaïn truïc hoaëc nhieàu ñoaïn truïc tuyø thuoäc vaøo loaïi taøu. 2.2. Caùch boá trí ñöôøng truïc 2.2.1. Ñoái vôùi taøu coù moät ñöôøng truïc (taøu haøng) − Ñöôøng thaúng naèm trong maët phaúng doïc taâm taøu. − Ñöôøng truïc coù theå: + Song song vôùi ñöôøng cô baûn (ñôn giaûn, thoâng duïng) + Nghieâng α 0 so vôùi ñöôøng cô baûn (taøu cao toác, taøu caù, taøu coù chieàu chìm nhoû). α ≤70. + Neáu truïc ngaén, coù boä truyeàn ñoäng thì α ≤150. Löïc ñaåy coù ích Pc ñeå ñaåy taøu giaûm ñi Pc = P.cosα . Vì toán moät löïc Pñ ñeå naâng ñuoâi taøu. 2.2.2. Ñoái vôùi taøu coù 2 ñöôøng truïc − Phaûi boá trí ñoái xöùng qua maët phaúng doïc taâm taøu. Thöôøng thì: − Hai ñöôøng truïc song song nhau vaø song song vôùi ñöôøng cô baûn. − Hai ñöôøng truïc song song nhau vaø ngieâng α 0 − Hai ñöôøng truïc caét nhau 1 goùc 2β. Nhaän xeùt: − Neáu α = 0 – 50, β = 0 – 30 thì ít aûnh höôûng ñeán löïc ñaåy vaø hieäu suaát chaân vòt. − Ngöôïc laïi neáu lôùn hôn → löïc ñaåy vaø hieäu suaát chaân vòt giaûm xuoáng. − Neáu ñoaïn truïc naèm beân ngoaøi voû taøu quaù daøi thì phaûi laøm theâm giaù ñôõ ngoaøi taøu (giaù chöõ V hay chöõ Y) vaø laøm oáng bao ñeå baûo quaûn ñoaïn truïc naøy. Ñoaïn truïc naøy caàn coù moät goái ñôõ: coù theå boâi trôn baèng nöôùc hoaëc baèng LO, neáu boâi trôn baèng nöôùc thì khoâng caàn oáng bao. 2.3. Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa heä truïc − Thieát bò quay truïc: via truïc tröôùc khi hoaït ñoäng, baûo döôõng (coù theå via baèng tay hoaëc baèng ñoäng cô ñieän: n chaäm khoaûng vaøi chuïc voøng/phuùt). − Thieát bò haõm truïc: haõm khi truïc ñang quay muoán döøng laïi hoaëc haõm khi taøu neo ñaäu caàn söûa chöõa. − Boä li hôïp: noái hoaëc taùch ñoäng cô vôùi heä truïc. Trang 35
− Hoäp soá: giaûm voøng quay vaø thay ñoåi chieàu quay truïc chaân vòt. − Haàm truïc: B500mm; H 2 – 3m; neáu L > 15m phaûi coù loái thoaùt naïn, phaûi coù cöûa kín nöôùc vôùi buoàng maùy. − Ngoaøi ra coøn coù: + OÅ ñôõ truïc trung gian + OÅ ñôõ chaën (beä choaõi) goái truïc löïc ñaåy. + OÅ ñôõ truïc chaân vòt. + OÁng bao truïc chaân vòt. + Tuoác toâ (bích noái). 2.3.1. OÅ ñôõ truïc trung gian − Moãi ñoaïn truïc trung gian coù theå coù 1 hoaëc 2 oå ñôõ (tuyø theo thieát keá). − Moãi oå ñôõ coù voû laép chaët vôùi voû taøu baèng caùc buloâng coù caùc caên ñeäm ñeå ñieàu chænh ñoä ñoàng taâm cuûa heä truïc. − Vaät lieäu laøm baïc truïc coù theå laø Cu +Pb hay babit; giöõa hai nöõa baïc loùt coù caên ñeäm. − Vieäc boâi trôn cho oå ñôõ ñöôïc aùp duïng baèng caùch ngaâm truïc vaø baïc trong LO. Daàu nhôøn ñöôïc laøm maùt baèng nöôùc bieån. Hình 15:Sô ñoà caáu taïo oå ñôõ truïc trung gian Hình 16: Hình aûnh moät oå ñôõ truïc vaø truïc trung gian thaät 2.3.2. OÅ ñôõ chaën (beä choaõi). − Coù nhieäm vuï truyeàn löïc ñaåy (phaûn löïc) töø chaân vòt ñeán voû taøu laøm cho taøu di chuyeån tôøi hoaëc luøi. Ngoaøi ra coøn coù taùc duïng trieät tieâu löïc doïc truïc cuûa heä truïc ñeå baûo veä truïc ñoäng cô. − Caáu taïo: Trang 36
Hình 17: Sô ñoà caáu taïo moät oå ñôõ chaën + Treân truïc ñaåy coù vaønh ñai chòu löïc (vai truïc), moãi beân cuûa ñai naøy töïa vaøo caùc ñóa chaën (maù tì) coù laép caùc taám babít (moät ñóa cho chieàu tôùi vaø moät ñóa cho chieàu luøi). Truïc ñaåy moät ñaàu laép vôùi truïc ñoäng cô coøn ñaàu kia laép vôùi truïc trung gian hoaëc truïc chaân vòt. + Trong oå ñôõ coù daàu nhôøn boâi trôn coù theå tuaàn hoaøn do 1 bôm ñaûm nhieäm hoaëc LO ñöôïc chöùa trong voû oå ñôõ (LO ñöôïc laøm maùt baèng nöôùc bieån). 2.3.3. OÁng bao truïc chaân vòt: − OÁng bao ñöôïc laøm baèng theùp hoaëc gang ñuùc nhaèm ñaûm baûo cho truïc chaân vòt laøm vieäc caùch li vôùi nöôùc ñoái vôùi truïc chaân vòt söû duïng goái ñôõ baèng kim loaïi. Hoaëc laøm nhieäm vuï kín nöôùc (choáng doø loït nöôùc) ñoái vôùi truïc chaân vòt söû duïng goái ñôõ baèng vaät lieäu phi kim loaïi. − Treân oáng bao coù loã ñeå caáp daàu hoaëc nöôùc vaøo boâi trôn, laøm maùt. Phía döôùi coù loã ñeå xaû daàu caën. − Vôùi caùc taøu lôùn ngöôøi ta coøn taïo theâm caùc aùo boïc nöôùc xung quanh goái truïc ñeå laøm maùt, nhö vaäy oáng bao truïc chaân vòt coøn coù taùc duïng chöùa aùo nöôùc naøy. − Phía treân oáng bao coøn coù caùc loã ñeå kieåm tra. Sau khi cheá taïo oáng bao phaûi ñöôïc thöû kín ñeå kieåm tra caùc veát nöùt, thuûng, moái haøn. AÙp suaát thöû töø 1 – 6kg/cm2. 2.3.4. OÅ ñôõ truïc chaân vòt. − OÅ ñôõ truïc chaân vòt khaùc goái ñôõ truïc trung gian laø noù chòu taûi troïng naëng hôn, noù naèm trong oáng bao truïc chaân vòt neân khi laøm vieäc ta khoâng theå kieåm tra ñöôïc, thöôøng duøng goái tröôït. − Soá löôïng oå ñôõ truïc chaân vòt coù theå laø 1,2, 3,4 phuï thuoäc vaøo chieàu daøi cuûa truïc chaân vòt vaø keát caáu cuûa heä truïc. − Vaät lieäu laøm baïc truïc phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu: boâi trôn, laøm maùt, keát caáu chaéc chaén, an toaøn, tin caäy. Thöôøng söû duïng 2 loaïi: + Vaät lieäu phi kim loaïi: goã gaiaêc, cao su, chaát deûo. + Vaät lieäu kim loaïi: babít, hôïp kim ñoàng. Babít: − Laø hôïp chaát: meàm, chòu neùn toát, heä soá ma saùt nhoû, ít laøm moøn coå truïc. Ñöôïc boâi trôn baèng daàu vaø coù theå ñöôïc laøm maùt baèng nöôùc. − Neáu söû duïng babít thì coå truïc chaân vòt khoâng caàn boïc aùo loùt vì khoâng sôï aên moøn. Trang 37
− Babít ñöôïc traùng 1 lôùp moûng vaøo thaønh trong cuûa oáng (oáng coù theå baèng theùp hoaëc baèng ñoàng thanh). Ñeå taêng ñoä baùm keát tröôùc khi traùng babít ngöôøi ta gia coâng caùc raõnh ñuoâi eùn vaø traùng loùt 1 lôùp thieác treân oáng loùt. Treân lôùp babít coù theå coù caùc raõnh daàu ñeå ñaûm baûo vieäc boâi trôn. − Khe hôû laép raùp: δ = D1 – D − Trong ñoù: + D1 laø ñöôøng kính trong cuûa baïc + D laø ñöôøng kính truïc D1 = 1.001D + 0.5mm. − Neáu oáng loùt baèng ñoàng thanh hoaëc gang (ít daõn nôû) thì taêng δ leân 0.0003D. − Ñoä moøn lôùn nhaát cho pheùp 200mm. − Ñoä oâvan coå truïc cuõng nhö cuûa goái: (0.05 + 0.1)%D Goã gaiaéc: (hieám, ñaét tieàn, chæ coù ôû Nam Mó). − Coù tæ troïng 1.2-1.4 g/cm3 (ñoä aåm 15%). − Cöôøng ñoä chòu neùn 400-750 kg/cm2. − Ñoä cöùng: HB = 12 -20. − Ñoä daõn nôû theå tích: 4-6%. − Trong thaønh phaàn cuûa goã coù nhöïa, khi ngaâm trong nöôùc thì nhöïa + nöôùc taïo thaønh dung dòch nhôøn boâi trôn toát, giaûm heä soá ma saùt. − Khi söû duïng gaiaêc laøm baïc loùt ngöôøi ta thöôøng boïc truïc moät aùo loùt baèng ñoàng thanh (caëp ma saùt naøy coù heä soá ma saùt raát nhoû). − Vieäc boâi trôn vaø laøm maùt cho loaïi oå ñôõ naøy ñöôïc thöïc hieän baèng nöôùc bieån. (khi ñoù nhieät ñoä goái ñôõ ≤ 500 C). − Keát caáu: + Caùc thanh goã ñöôïc gia coâng coù chieàu daøi Hình 18: Keát caáu goái truïc chaân vòt baèng chieàu daøi goái ñôõ vaø ñöôïc gheùp vôùi nhau theo chu baèng goã gaiaêc vi trong loøng moät oáng loùt baèng theùp (coù theå daïng tang troáng hoaëc ñuoâi eùn). Ñeå ñònh vò caùc thanh goã ngöôøi ta duøng caùc thanh haõm ñöôïc baét chaët vôùi oáng loùt baèng caùc vít ñaàu chìm. + Ñeå laøm maùt, boâi trôn ngöôøi ta xeû caùc raõnh daãn nöôùc. + Ñöôøng kính trong cuûa goái: D1 = 1.003D + 1mm. + Coù theå duøng nhöïa toång hôïp thay cho goã gaiaêc. Goái truïc baèng cao su. − Thöôøng duøng cao su hoãn hôïp + moät soá phuï gia. Vì trong cao su coù löu huyønh neân coå truïc thöôøng ñöôïc boïc moät lôùp hôïp kim ñoàng ñeå choáng aên moøn vaø giaûm ma saùt. Khi döøng taøu haøng ngaøy phaûi via truïc. Trang 38
− Öu ñieåm: + Cao su ñaøn hoài toát neân chòu va ñaäp, xung löïc vaø khoâng bò xöôùc, moøn khi trong nöôùc coù caùt, buøn. + Cao su töï ñieàu chænh taâm toát khi truïc bò dao ñoäng ngang neân goái laøm vieäc oån ñònh. + Heä soá ma saùt phuï thuoäc vaøo toác ñoä, haàu nhö khoâng phuï thuoäc vaøo Hình 19: Keát caáu moät goái truïc chaân vòt baèng cao su taûi troïng. Voøng quay caøng cao→ heä soá 1: oáng loùt; 2: cao su; 3: vít; 4: thanh haõm. ma saùt caøng giaûm. − Nhöôïc ñieåm: + Cao su truyeàn daãn nhieät keùm neân yeâu caàu laøm maùt phaûi toát. − Keát caáu: coù 2 loaïi: + Loaïi gioáng goã gaiaêc beân trong coù coát theùp ñeå taêng ñoä cöùng. + Loaïi ñuùc taám, truïc nhoû, coù theå ñuùc cao su lieàn vôùi oáng loùt baïc. Trang 39
PHAÀN THÖÙ III: CAÙC HEÄ THOÁNG PHUÏC VUÏ CHO TAØU. CHÖÔNG VI: GIÔÙI THIEÄU CHUNG. KHAÙI NIEÄM CHUNG. Moãi con taøu theo qui phaïm ñaêng kieåm (coâng öôùc) phaûi coù nhöõng heä thoáng phuïc vuï nhaèm ñaûm baûo tính an toaøn cho taøu, cho thuyeàn vieân, ñaûm baûo cho taøu hoaït ñoäng hieäu quaû vaø phuïc vuï ñôøi soáng thuyeàn vieân treân bieån. Caùc heä thoáng ñoù goàm: − Nhoùm an toaøn: + Heä thoáng ballast (nöôùc daèn taøu). + Heä thoáng lacanh (huùt khoâ) – nöôùc thaûi. + Heä thoáng cöùu sinh cöùu hoaû (SOLAS 74). − Nhoùm phuïc vuï hoaït ñoäng: + Heä thoáng neo, tôøi, caåu, laùi. + Heä thoáng thoâng gioù (haàm haøng, buoàng maùy). − Nhoùm phuïc vuï thuyeàn vieân: + Heä thoáng nöôùc sinh hoaït, veä sinh. + Heä thoáng laïnh thöïc phaåm- ñieàu hoaø khoâng khí. + Heä thoáng chöng caát nöôùc ngoït. − Nhoùm caùc thieát bò döï phoøng: Maùy phaùt, bôm cöùu hoaû- cöùu ñaém söï coá, BAØI 1: HEÄ THOÁNG BALLAST. 1.1. Nhieäm vuï yeâu caàu. − Ñieàu chænh caân baèng taøu (ngang – doïc) khi khoâng haøng cuõng nhö coù haøng. − Duøng nöôùc ngoaøi maïn taøu. − Phaûi bôm ra – vaøo caùc keùt ballast trong moïi ñieàu kieän cuûa con taøu. − Phaûi coù heä thoáng van, bôm döï phoøng söû duïng deã daøng. − Coù theå duøng DO, FO, FW ñeå ñieàu chænh caân baèng taøu. 1.2. Trang thieát bò cuûa heä thoáng. − Caùc keùt ñöôïc boá trí ôû ñaùy taøu töø muõi tôùi laùi, ñoái xöùng qua truïc doïc cuûa taøu vaø ñöôïc chia laøm nhieàu keùt ñoäc laäp nhau. − Moãi keùt ñeàu coù: + Van ñaåy, van huùt. + Thoâng hôi. + OÁng ño. − Caùc van ballast coù theå ñaët taäp trung ôû buoàng maùy hoaëc ñaït ngay taïi caùc keùt (neáu coù tunel) vaø ñöôïc ñoùng môû töø xa baèng heä thoáng khí neùn - thuyû löïc – ñieän. − Caùc bôm thöôøng coù löu löôïng (Q) vaø coät aùp (H) lôùn. Laø loaïi bôm li taâm (ñaët döôùi thaáp, khoâng phaûi moài). Trang 40
− Ngoaøi ra coù theå duøng caùc bôm cöùu hoaû ñeå thay theá khi caàn thieát. Pin loïc Caûm bieán möùc nöôùc Keùt laùi Van thoâng maïn Keùt chöùa Keùt muõi Keùt chöùa Bôm Van thoâng ñaùy Pin loïc Van Hình 20: Heä thoáng Ballast BAØI 2: HEÄ THOÁNG LACANH. 2.1. Nhieäm vuï, yeâu caàu. − Nöôùc lacanh ñöôïc hieåu laø caùc loaïi nöôùc ñoïng taïi haàm haøng, buoàng maùy, tunel, haàm lón, kho, Nöôùc naøy xuaát hieän khi coù söï ngöng tuï cuûa hôi nöôùc, doø loït töø caùc heä thoáng FW, SW hoaëc töø beân ngoaøi thaân taøu (nöôùc bieån, nöôùc möa) qua naép haàm haøng, cöûa thoâng trôøi, thuûng oáng − Nöôùc lacanh coù theå gaây oâ nhieãm moâi tröôøng vì noù mang theo caùc chaát gaây oâ nhieãm töø haøng hoaù, daàu môõ, vì vaäy, phaûi ñöôïc kieåm soaùt moät caùch chaët cheõ traùnh vi phaïm coâng öôùc (MARPOL 73/78). − Nhieäm vuï cuûa heä thoáng laø phaûi thu gom ñöôïc caùc loaïi nöôùc lacanh (haàm haøng, buoàng maùy) ñeå xöû lí khi ñaõ phuø hôïp vôùi qui phaïm seõ ñöôïc bôm ra khoûi taøu (coù theå bôm ra bieån hoaëc leân caùc traïm tieáp nhaän). 2.2. Caùc thieát bò thuoäc heä thoáng. 2.2.1. Bôm: − Thöôøng duøng bôm piston (vì khaû naêng töï huùt cao), phaûi coù bôm döï phoøng hoaëc duøng bôm khaùc thay theá. Neáu duøng bôm li taâm phaûi coù van moài. − Moät soá vò trí xa buoàng maùy vaø coù ít nöôùc lacanh coù theå duøng bôm tay. − Neáu nöôùc lacanh nhieàu taïp chaát vaø xa buoàng maùy coù theå duøng bôm phun tia (coâng chaát laø nöôùc cöùu hoaû). 2.2.2. Van oáng − Caùc van lacanh thöôøng ñaët trong buoàng maùy. 2.2.3. Van 1 chieàu − Ñaët taïi caùc gieáng nhaèm choáng hieän töôïng nöôùc chaûy ngöôïc vaøo nôi caàn bôm nöôùc lacanh ra (haàm haøng, buoàng maùy). Trang 41
2.2.4. Caùc gieáng lacanh − Ñöôïc ñaët taïi caùc nôi thaáp nhaát trong haàm haøng, buoàng maùy. Tröôùc khi nhaän haøng xuoáng taøu ñaïi phoù vaø maùy ba phaûi kieåm tra caùc gieáng trong haàm haøng, neáu caàn phaûi bôm thöû ñeå ñaûm baûo coù theå bôm nöôùc lacanh haàm haøng ra khi caàn thieát. − Taïi moät soá gieáng coù theå coù oáng ño ñeå theo doõi möïc nöôùc lacanh. Moät soá taøu coøn trang bò heä thoáng baùo ñoäng möïc nöôùc lacanh (haàm haøng, buoàng maùy ñeå tieän theo doõi ) 2.2.5. Van cöùu ñaém. Maùy phaân li daàu nöôùc (ñoái töôïng ∑ D 150 TÑK; ∑ D TÑK) − Maùy naøy coù nhieäm vuï taùch daàu ra khoûi nöôùc lacanh coù nhieãm daàu. Vieäc taùch daàu ra khoûi nöôùc coù theå aùp duïng 2 nguyeân lyù: + Tuyeån noåi (troïng löôïng rieâng cuûa daàu). + Daàu bò giöõ laïi khi qua maøng loïc. − Haøm löôïng daàu coøn laïi trong nöôùc sau khi qua maùy phaân li daàu nöôùc ñöôïc ñaùnh giaù theo tæ leä phaàn trieäu. Trong MARPOL 73/78 coù 2 tieâu chuaån chính (15ppm vaø 100ppm). Nöôùc nhieãm daàu ñöôïc ñöa ra khoûi taøu phaûi tuaân thuû quy ñònh 9–Phuï luïc I-MARPOL 73/78. Chuù yù phaûi coù nhaät kyù daàu – QÑ20. BAØI 3: HEÄ THOÁNG XÖÛ LÍ NÖÔÙC THAÛI − Theo phuï luïc IV cuûa MARPOL 73/78. Caùc loaïi nöôùc thaûi treân taøu phaûi ñöôïc xöû lí tröôùc khi bôm ra khoûi taøu. − Nöôùc thaûi bao goàm: nöôùc, phaân töø caùc phoøng veä sinh, nöôùc taém giaët, naáu aên, nöôùc töø caùc buoàng y teá (neáu coù) hoaëc nöôùc phaân töø caùc khoang nuoâi ñoäng vaät soáng. − Heä thoáng xöû lí nöôùc thaûi bao goàm: + Keùt chöùa, keùt laéng. + Thieát bò nghieàn. + Khöû truøng, taåy ueá baèng hoaù chaát. + Bôm, van, oáng (maët bích noái tieâu chuaån). Chuù yù van xaû ra maïn khi taøu ôû caûng. − Tieâu chuaån vaø qui ñònh thaûi phaûi tuaân thuû caùc qui ñònh trong phuï luïc IV cuûa MARPOL 73/78. Ví duï 1 heä thoáng ñieån hình. Maët bích noái tieâu Töø WC chuaån maët boong Hoaù chaát khöû truøng, taåy ueá Töø nhaø taém, nhaø beáp Thieát bò nghieàn Caûm bieán Leân traïm H tieáp nhaän Bôm Bôm Bôm L Van maïn Bôm Hình 21: Sô ñoà heä thoáng söû lyù nöôùc thaûi Trang 42
BAØI 4: HEÄ THOÁNG CÖÙU SINH – CÖÙU HOAÛ 4.1. Khaùi nieäm − Caùc thieát bò cöùu sinh, cöùu hoaû ñöôïc trang bò cho taøu thuyû phaûi tuaân theo SOLAS 74 veà theå loaïi cuõng nhö soá löôïng. − Veà nguyeân lí chung coù theå ñöôïc hieåu nhö sau: Veà thieát bò cöùu sinh: + Xuoàng cöùu sinh (coù ñoäng cô vaø khoâng coù ñoäng cô). + Phao töï thoåi, phao beø. + Phao troøn. + Phao caù nhaân. Veà thieát bò cöùu hoaû: + Heä thoáng daäp löûa baèng nöôùc, hôi nöôùc. + Heä thoáng daäp löûa baèng CO2, hoaù chaát. + Daäp löûa baèng bình xaùch tay (boït). + Daäp löûa baèng caùt (thuøng). + Thieát bò baùo chaùy (nhieät ñoä, khoùi). Moät soá chuù yù: + Phaûi phaân coâng traùch nhieäm cöùu sinh, cöùu hoaû + Phaûi coù sô ñoà heä thoáng cöùu hoaû (Fire plan). + Bích noái tieâu chuaån (caûng vuï kieåm tra). + Giaáy chöùng nhaän cho caùc bình cöùu hoaû. 4.2. Ví duï ñieån hình: heä thoáng daäp löûa baèng CO2. Heä thoáng goàm: − Traïm CO2: 2 + Phuï thuoäc côõ taøu, soá löôïng chai CO2 coù theå nhieàu hay ít (P = 150kg/cm ) + Ñöôïc ñaët trong moät phoøng, ñöôïc coá ñònh vaø coù moái lieân keát baèng van, oáng (theo nhoùm) − Caùc ñieåm caàn daäp löûa baèng CO2: + Buoàng maùy. 2 3 + Haàm haøng. + Caùc kho. 6 + Töø traïm CO2 oáng daãn khí ñeán 4 caùc vò trí treân. − Thieát bò ñieàu khieån: + Coù theå ñieàu khieån taïi choå (taïi 5 1 traïm CO2). + Coù theå ñieàu khieån töø xa (taïi buoàng laùi). Hình 22: Sô ñoà heä thoáng cöùu hoaû baèng CO2 Löu yù: 1: Bình CO2; 2: ñoàng hoà; 3: baàu goùp − Phaûi coù tín hieäu baùo ñoäng rieâng 4: vò trí caàn baûo veä ;5:oáng phaân phoái; 6: Van khi söû duïng CO2. − Chæ xaû CO2 vaøo khoâng gian kín vaø khoâng coù ngöôøi (taét quaït thoâng gioù, ñoùng kín cöûa tröôùc khi xaû CO2). Trang 43
BAØI 5: HEÄ THOÁNG TÔØI, NEO, CAÅU, MAÙY LAÙI 5.1. Khaùi nieäm chung − Moãi moät taøu thuyû ñeàu ñöôïc trang bò caùc heä thoáng tôøi, neo, caåu, laùi tuyø theo kích côõ taøu vaø tính naêng cuûa noù. − Hieän nay treân taøu thuyû ngöôøi ta söû duïng caùc loaïi heä thoáng: + Cô giôùi (chæ duøng cho taøu nhoû, ñôn giaûn). + Ñieän: cho taøu vöøa, khaû naêng quaù taûi thaáp (oàn, ít tin caäy). + Thuyû löïc: (eâm, taïo momen lôùn, chòu quaù taûi toát). − Moãi heä thoáng bao goàm: + Thieát bò taïo naêng löôïng: ñoäng cô ñieän, bôm thuyû löïc. + Thieát bò thöïc hieän: ñoäng cô thuyû löïc. + Phuï taûi: tôøi, neo, caåu, laùi. 5.2. Thieát bò tôøi, neo 5.2.1. Tôøi neo ñieän. − Bao goàm: + Ñoäng cô ñieän: thay ñoåi n (v/phuùt), coù theå ñaûo chieàu vaø coù khaû naêng quaù taûi. + Hoäp soá: heä thoáng baùnh raêng → giaûm n. + Boä li hôïp: + Hoäp ñieàu khieån: thay ñoài chieàu, voøng quay. + Thieát bò phanh, haõm: an toaøn. Giôùi thieäu moät heä thoáng ñieån hình (tôøi ngang – ñieän) − Keát caáu: + Ñoäng cô ñieän, hoäp soá. + Hai troáng cuoán daây laép phanh ñieän töø töï do treân truïc: noù coù theå quay cuøng truïc hoaëc khoâng quay nhôø oáng bao laép phanh tay ren vôùi truïc vaø maët coân ma saùt. troáng quaán daây oáng bao Giôùi thieäu tôøi ñöùng: quay tay − Treân moät soá taøu coù trang bò tôøi ñöùng ñaët ôû phía laùi taøu coù nhieäm vuï keùo daây buoäc taøu vaø coù theå keùo caû neo laùi. traùm troáng cuoán − Tôøi ñöùng coù theå lai baèng ñoäng xích cô ñieän hoaëc ñoäng cô thuyû löïc. Caùc traùm ñoäng cô naøy thöôøng ñöôïc ñaët döôùi maët boong trong haàm phía laùi. Hình 23: Sô ñoà heä thoáng tôøi ngang – ñieän 5.2.2. Tôøi neo thuyû löïc − Nhöôïc ñieåm cuûa tôøi neo ñieän laø laøm vieäc gaây tieáng oàn lôùn, momen taïo ra khoâng lôùn, khaû naêng chòu quaù taûi thaáp, ñoä tin caäy khoâng cao. Vì vaäy, ngaøy nay treân taøu thuyû ngöôøi ta thöôøng söû duïng heä thoáng thuyû löïc cho maùy tôøi, neo caåu vaø maùy laùi. − Heä thoáng thuyû löïc khaéc phuïc ñöôïc caùc nhöôïc ñieåm noùi treân cuûa heä thoáng ñieän. Trang 44
− Nguyeân lyù chung cuûa heä thoáng laø söû duïng 1 bôm thuyû löïc ñeå taïo naêng löôïng thuyû löïc cho heä thoáng (P daàu thuyû löïc = 150kg/cm2). Naêng löôïng naøy ñöôïc cung caáp cho caùc ñoäng cô thuyû löïc (ví duï: ñoäng cô hình sao) hoaëc caùc xylanh thuyû löïc - duøng cho maùy laùi. Ñ/c thuyû Ñ/c ñieän Bôm TL löïc Taûi Hình 24: Sô ñoà tôøi neo thuyû löïc 5.3. Heä thoáng caàn caåu − Hieän nay treân taøu thuyû thöôøng ñöôïc trang bò 2 loaïi caåu chính: + Caàn caåu tôøi (1 caàn hoaëc 2 caàn). + Caàn caåu quay (xoay). − Neáu phaân theo naêng löôïng thì coù: + Caàn caåu ñieän. + Caàn caåu thuyû löïc. 5.3.1. Caàn caåu tôøi: − Caùc tôøi coù nhieäm vuï cuoán hoaëc thaû daây caùp. − Moãi tôøi laïi coù nhieäm vuï khaùc nhau: + Naâng haï caàn (cao, thaáp). + Taïc caàn (sang 2 maïn). + Naâng haï haøng. a) Loaïi 2 caàn (thöôøng goïi laø caåu ñuõa) − Loaïi naøy coù ñaëc ñieåm: + Hai caàn ñaët song song thaønh 1 caëp. + Caùc caàn khoâng chuyeån ñoäng (tröôùc khi caåu thì chuùng ñöôïc ñònh vò ôû moät vò trí thích hôïp baèng caùc daây chaèng: moät caàn phía treân laøm haøng, moät caàn vöôn ra phía caàu taøu). − Nhöôïc ñieåm: + Thôøi gian chuaån bò ñeå caåu laâu. + Coâng via naëng nhoïc cho thuyû thuû (döïng caàn). + Taûi troïng khoâng lôùn. b) Loaïi 1 caàn (thöôøng goïi laø caåu quay). − Ñaëc ñieåm: + Chæ coù 1 caàn ñaët ôû ñöôøng taâm doïc taøu. + Moät caàn laøm caû 3 nhieäm vuï: naâng haï caàn, taït caàn vaø naâng haï haøng do 3 tôøi ñaûm nhieäm (coù theå tôøi ñieän hoaëc thuyû löïc). − Öu ñieåm: + Raát cô ñoäng, söû duïng deã daøng. + Taûi troïng lôùn. Trang 45
5.3.2. Caàn caåu xoay (ñeá quay). a) Caáu taïo: − Ñeá (1) gaén chaët treân maët boong. Baøn quay (2) töïa treân maët naøy baèng truïc laên hình noùn treân baøn quay. buoàng Ñoäng cô (6) lai truïc vít - baùnh vít seõ laøm quay baùnh ñ/khieån raêng – baùnh raêng aên khôùp vôùi vaønh raêng cuûa ñeá (1). 4 tôøi (7) coù nhieäm vuï naâng haï haøng. 3 5 b) Öu ñieåm: 7 6 − Keát caáu goïn, söû duïng deã daøng. 2 c) Nhöôïc ñieåm: 1 − Giaù thaønh cao. d) Caùc thieát bò an toaøn: − Caùc ngaét cuoái – choáng caàn, caùp vöôït quaù giôùi haïn. Hình 25: Sô ñoà moät caàn caåu xoay − Caùc thieát bò phanh baèng tay: söû duïng khi caàn caåu ngöøng hoaït ñoäng (phanh ma saùt taïi caùc tôøi). − Thieát bò phanh töï ñoäng choáng rôi haøng töï do khi heä thoáng gaëp söï coá: maát ñieän, maùt aùp löïc − Caùc loaïi van an toaøn, van 1 chieàu BAØI 6: HEÄ THOÁNG MAÙY LAÙI TAØU THUYÛ 6.1. Khaùi nieäm: − Heä thoáng laùi coù nhieäm vuï thay ñoåi höôùng chuyeån ñoäng cuûa taøu. − Thaønh phaàn cuûa 1 heä thoáng laùi goàm: + Baùnh laùi: baèng toân roãng beân trong chöùa LO, nhöïa. + Truïc laùi: theùp coù aùo choáng moøn. + Thieát bò daãn ñoäng laùi laø cô caáu truyeàn ñoäng cho baùnh laùi töø maùy laùi (xylanh löïc, ñoäng cô thuyû löïc). + Maùy laùi: cung caáp naêng löôïng cho vieäc beû laùi, cho daãn ñoäng laùi (ñieän, thuyû löïc). − Treân taøu thuyû hieän nay coù caùc loaïi maùy laùi: + Maùy laùi ñieän: duøng cho caùc taøu khoâng lôùn. + Maùy laùi thuyû löïc: cho taøu lôùn, toác ñoä cao. 6.2. Caùc yeâu caàu kó thuaät cuûa thieát bò laùi: − Moãi taøu phaûi coù 2 thieát bò laùi (1 chính vaø 1 phuï) ñöôïc boá trí khi thieát bò naøy hoûng khoâng laøm ngöøng hoaït ñoäng cuûa thieát bò kia. − Khi thieát bò laùi chính coù 2 hoaëc nhieàu maùy laùi gioáng nhau thì khoâng caàn maùy laùi phuï. − Thieát bò laùi chính phaûi coù khaû naêng quay baùnh laùi töø 350 maïn naøy sang 350 maïn kia khi taøu ôû môùn nöôùc taûi troïng vaø chaïy tôùi vôùi toác ñoä qui ñònh. Thôøi gian quay baùnh laùi töø 350 maïn naøy sang 350 maïn kia khoâng quaù 25 giaây. − Thieát bò laùi phuï phaûi coù khaû naêng quay baùnh laùi töø 150 maïn naøy sang 150 maïn kia khoâng laâu hôn 60 giaây khi taøu ôû môùn nöôùc taûi troïng vaø chaïy tieán vôùi toác ñoä 7 knots. − Phaûi coù nguoàn naêng löôïng döï phoøng (ñieän söï coá). − Phaûi coù phöông tieän lieân laïc giöõa buoàng maùy vaø buoàng maùy laùi. Trang 46
− Phaûi coù thieát bò chæ baùo goùc baùnh laùi (chæ baùo treân baùnh laùi). − Neáu coù thieát bò laùi töï ñoäng phaûi coù khaû naêng chuyeån töø laùi töï ñoäng sang laùi tay. Truyeàn ñoäng töø buoàng laùi → maùy laùi: + Taøu nhoû: truyeàn ñoäng cô (xích, truïc cacñaêng). + Taøu lôùn: truyeàn ñoäng ñieän, thuyû löïc. 6.3. Maùy laùi ñieän: − Goàm caùc thieát bò chính sau: + Ñoäng cô ñieän (quay 2 chieàu). + Caëp truïc vít vaø baùnh vít. + Cung raêng. + Truïc laùi vaø baùnh laùi. − Caùc thieát bò an toaøn: + Caùc tieáp ñieåm ñeå ngaét ñoäng cô khi beû heát goùc laùi (caùi ngaét cuoái). + Thieát bò giaûm xung (loø xo) khi coù soùng gioù. + Thieát bò li hôïp vôùi heä thoáng laùi baèng tay. Öu ñieåm: − Keát caáu ñôn giaûn → reû (kinh teá). − Beû laùi nhanh, ñoä tin caäy cao. Nhöôïc ñieåm: − Moment taïo löïc leân truïc baùnh laùi khoâng lôùn laém. − Hoaït ñoäng oàn. 6.4. Maùy laùi ñieän – thuyû löïc. − Khi caàn moment xoaén treân truïc laùi lôùn hôn 10 taán, ngöôøi ta söû duïng maùy laùi ñieän thuyû löïc : chaát loûng laø daàu nhôøn thuyû löïc, aùp suaát coâng taùc trong heä thoáng leân ñeán 70 – 80 kg/cm2 . − Heä thoáng maùy laùi ñieän thuyû löïc bao goàm: + 1 bôm piston – roto höôùng kính (hình sao) do ñoäng cô ñieän lai. + 2 xylanh thuyû löïc: taïo moment treân truïc baùnh laùi. + Thieát bò an toaøn. + Thieát bò ñieàu khieån vaø phaûn hoài. Sô ñoà 1 heä thoáng maùy laùi ñieän thuyû löïc. 15 1 16 − Nguyeân lí hoaït ñoäng nhö sau: , Treân truïc laùi (1) ta laép tay laùi ngaén (2) moät ñaàu 14 2 cuûa noù gaén vôùi khôùp noái cuûa hai xylanh thuyû löïc soá (3) 3 4 vaø soá (4). Noù coù theå tröôït qua laïi ñeå ñieàu khieån baùnh laùi. 87 Bôm hình sao (6) coù voøng ñònh höôùng (stato) C , 6 10 C ñöôïc di chuyeån qua laïi nhôø thanh ngang (10) coù laép baûn leà C ñeå tröïc tieáp taùc ñoäng vaøo stato. 12 5 , Ñaàu A cuûa thanh (10) chuyeån dòch qua laïi nhôø AA ñoäng cô ñieàu khieån töø buoàng laùi thoâng qua thanh keùo Hình 26: Sô ñoà maùy laùi ñieän – thuyû löïc thanh (12) coøn ñaàu B cuûa noù dòch chuyeån nhôø khôùp noái giöõa hai piston cuûa hai xylanh thuyû löïc thoâng qua thanh truyeàn (14). Trang 47
Giaû söû khi coù söï ñieàu khieån ôû buoàng laùi thoâng qua thanh keùo (12) ñaàu A thanh (10) dòch chuyeån sang phaûi keùo theo baûn leà C dòch sang phaûi taùc ñoäng vaøo stato cuûa bôm(6) sang phaûi (taïo ñoä leäch taâm e) bôm huùt chaát loûng töø xylanh thuyû löïc (3) theo oáng (8) vaø ñaåy chaát loûng theo ñöôøng oáng (7) vaøo xylanh thuyû löïc (4) ñaåy piston cuûa noù di chuyeån sang traùi → qua tay laùi (2) truïc baùnh laùi qua theo chieàu kim ñoàng hoà. Ñoàng thôøi thoâng qua thanh (14) ñaàu B cuûa thanh (10) bò ñaåy sang traùi keùo theo baûn leà C trôû veà vò trí ban ñaàu, keùo theo stato dòch chuyeån sang traùi (ñoä leäch taâm e → 0) ⇒ Q = 0, bôm (6) ngöøng cung caáp chaát loûng cho xylanh thuyû löïc (3). Baùnh laùi döøng laïi ôû vò trí môùi. Khi thay ñoåi goùc laùi (quay tieáp hoaëc quay ngöôïc laïi) thì heä thoáng tieáp tuïc taùc duïng hoaëc chuyeån ñoäng ngöôïc laïi. Vieäc ñieàu khieån cho voøng ñònh höôùng (stato) cuûa bôm dòch chuyeån caøng nhanh thì Q taêng nhanh → vieäc thöïc hieän beû laùi caøng nhanh. Ñeå ñaûm baûo aùp suaát trong heä thoáng oån ñònh khi taøu gaëp soùng gioù (baêng) ngöôøi ta söû duïng hai van an toaøn (15) &(16). Khi aùp suaát ñoät ngoät taêng cao thì chaát loûng ñaåy van hoài veà ñöôøng oáng huùt. 6.5. Bôm vaø ñoäng cô thuyû löïc piston – roto söû duïng cho thieát bò laùi. 6.5.1. Khaùi nieäm chung. − Maùy thuyû löïc kieåu piston – roto thuoäc loaïi maùy thuyû löïc theå tích coù ñaëc ñieåm sau: + Taïo ñöôïc aùp suaát cao vôùi Q khoâng lôùn laém. + Coù theå thay ñoåi Q moät caùch deã daøng khi n & p = const. + p khoâng phuï thuoäc Q & n. + Hieäu suaát töông ñoái cao. + Phaïm vi ñieàu chænh lôùn. + n laøm vieäc töông ñoái lôùn → coù theå noái tröïc tieáp vôùi ñoäng cô ñieän. − Nguyeân lí laøm vieäc gioáng nhö loaïi maùy piston gheùp. + Boä phaân coâng taùc chuû yeáu goàm nhieàu piston hình truï ñaët trong caùc xylanh. Caùc xylanh naøy ñaët trong caùc khoái truï troøn coù chuyeån ñoäng quay goïi laø roto. Khi khoái xylanh quay thì chuyeån ñoäng tònh tieán töông ñoái giöõa piston & xylanh ñöôïc thöïc hieän. Vì theá goïi laø piston roto. + Bôm vaø ñoäng cô piston – roto coù keát caáu hoaøn toaøn gioáng nhau. Hai loaïi naøy coù theå thay theá chöùc naêng cho nhau. + Bôm piston – roto coù theå laøm vieäc nhö moät ñoäng cô neáu ta daãn vaøo noù 1 doøng chaát loûng coù aùp suaát ñuû lôùn vaø ñoäng cô piston – roto coù theå laøm vieäc vôùi moment quay khoâng ñoåi hoaëc thay ñoåi. Bôm piston – roto coù theå laøm vieäc vôùi Q khoâng ñoåi hoaëc thay ñoåi. − Maùy thuyû löïc piston – roto goàm 2 loaïi chính: + Bôm & ñoäng cô piston – roto höôùng kính. + Bôm & ñoäng cô piston – roto höôùng truïc. Trang 48
6.5.2. Bôm & ñoäng cô thuyû löïc piston – roto höôùng kính. a) Caáu taïo: a Goàm 2 phaàn: 1 − Phaàn roto (quay) gaén vôùi ñaàu truïc. A − Phaàn stato khoâng quay nhöng tònh tieán qua laïi. 2 Phaàn roto (1) ñaët leäch taâm (1 khoaûng e) trong stato (2). roto hình truï beân trong coù caùc xylanh vaø piston. Caùc piston khoâng B coù caùn di chuyeån tònh tieán trong xylanh. Caùc xylanh phaân boá theo b höôùng kính (kieåu hình sao). Caùc piston quay theo roto. Phaàn stato laø moät ñai hình truï: maët trong nhaün boùng cho caùc ñænh piston tì vaøo & dòch chuyeån. Noù di chuyeån ngang nhôø coù e taùc ñoäng beân ngoaøi (ngöôøi thöïc hieän). + A, B: khoâng gian chöùa daàu. Hình 27: Sô ñoà bôm & ñoäng cô piston - roto + a, b: loã daãn daàu. höôùng kính b) Hoaït ñoäng: − Neáu laø bôm thì quaù trình huùt ñöôïc thöïc hieän khi caùc piston chuyeån ñoäng höôùng ra khoûi taâm roto (ñi ra). Chaát loûng ñöôïc huùt qua roto vaøo caùc xylanh nhôø loã a vaø hoïng huùt A. (caùc xylanh phía treân ñöôøng X – Y thöïc hieän quaù trình huùt neáu roto quay theo chieàu kim ñoàng hoà). − Khi caùc xylanh ñi qua ñöôøng X – Y thì caùc piston chuyeån ñoäng höôùng veà taâm roto neân thöïc hieän quaù trình ñaåy. Ñaåy chaát loûng trong xylanh ñeán hoïng ñaåy B vaø ra hoûi bôm qua loã b. − Neáu roto quay ngöôïc laïi thì chaát loûng seõ chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu (b: huùt, a: ñaåy). Neáu laø ñoäng cô: thì ta daãn chaát loûng vaøo hoïng A hoaëc B. Moät doøng chaát loûng coù aùp suaát ñuû lôùn: döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát, caùc piston chuyeån ñoäng vaø moät ñaàu tì vaøo thaønh trong cuûa stato, ñaåy roto quay. Sau khi truyeàn aùp naêng cho caùc piston. Chaát loûng bò ñaåy ra khoûi ñoäng cô ôû hoïng kia. − Ñeå ñaàu piston luoân tì vaøo stato, ngoaøi löïc li taâm cuûa piston ngöôøi ta coøn ñaët vaøo moãi xylanh moät loø xo ñeå hoå trôï (aùp duïng khi laøm bôm coøn khi laøm ñoäng cô thì khoâng caàn vì daàu coù aùp suaát lôùn ñaåy piston luoân tì vaøo stato). c) Caùc thoâng soá: Löu löôïng: − Trong 1 voøng quay cuûa roto, löôïng chaát loûng maø piston ñaåy ñöôïc laø (q) πd 2 q = 2e . 4 − Neáu coù z piston vaø quay n (voøng/phuùt) thì : π.d 2 Q = q.n.z = 2e .n.z 4 + Q: goïi laø löu löôïng lí thuyeát trung bình. + Q thay ñoåi theo e (neáu n = const) + Neáu e = 0 thì Q = 0. Moment quay: − Monent treân roto, M tæ leä thuaän vôùi e. + e caøng lôùn thì M caøng lôùn. + e = 0 thì M = 0 vaø emax thì Mmax . Trang 49
→Vì vaäy muoán thay ñoåi M treân truïc roto ta ñieàu chænh e maø khoâng caàn thay ñoåi P chaát loûng trong ñoäng cô. 6.5.3. Bôm vaø ñoäng cô thuyû löïc piston – roto höôùng truïc. 1 2 a) Caáu taïo: A 4 − Treân roto ngöôøi ta laøm caùc xylanh coù taâm song song vôùi b nhau & theo höôùng truïc cuûa roto. − Piston trong xylanh coù ñaàu luoân tì vaøo maët ñóa nghieâng a (ñóa naøy khoâng quay chæ thay ñoåi γ ). Vì ñóa (3) nghieâng neân 3 caùc piston chuyeån ñoäng tònh tieán trong caùc xylanh (vöøa quay vöøa tònh tieán). A B A b − Naép (4) coá ñònh laép saùt vôùi roto. Beân trong naép (4) coù hai raõnh hình voøng cung (5) (raõnh xuyeán) ñöôïc ngaên caùch nhau. Hai raõnh thoâng vôùi hai loã daãn chaát loûng a, b. 5 b) Hoaït ñoäng: AA a − Neáu maùy laø bôm: khi roto quay theo chieàu muõi teân thì raõnh (5) beân traùi laø raõnh huùt A, hoïng beân phaûi laø hoïng ñaåy B. Hình 28: Sô ñoà bôm piston – roto − Neáu daãn vaøo maùy moät doøng chaát loûng coù aùp suaát ñuû lôùn höôùng truïc thì roto seõ quay. Luùc ñoù maùy trôû thaønh ñoäng cô thuyû löïc. Qmax =Mmax. Q vaø M phuï thuoäc vaøo γ (γ = 0 →Q = 0). Nhaän xeùt: − Caû 2 loaïi piston roto höôùng kính vaø höôùng truïc tuy coù keát caáu khaùc nhau nhöng nguyeân lí laøm vieäc gioáng nhau (trong höôùng kính thì chuyeån ñoäng cuûa caùc piston ñöôïc thöïc hieän trong 1 maët phaúng, coøn loaïi höôùng truïc thì chuyeån ñoäng cuûa caùc piston ñöôïc thöïc hieän trong khoâng gian). − Caû 2 loaïi bôm ñeàu khoâng coù van huùt vaø van ñaåy neân coù theå laøm vieäc vôùi voøng quay cao. − Loaïi höôùng truïc thöôøng duøng trong caùc tröôøng hôïp caàn coù voøng quay cao vaø M thay ñoåi nhoû. − Loaïi höôùng kính ñöôïc duøng khi caàn M lôùn vaø n töông ñoái nhoû (maùy laùi, tôøi neo, caåu). − Loaïi piston roto höôùng truïc chia laøm 2 loaïi: + Loaïi ñóa nghieâng (khoái roto quay, ñóa coá ñònh) + Loaïi roto nghieâng → piston noái vôùi ñóa baèng khôùp caàu (ñóa thaúng ñöùng, roto nghieâng) − Loaïi roto höôùng truïc coù keát caáu öu ñieåm laø hoïng huùt vaø ñaåy (caùc raõnh xuyeán) coù theå cheá taïo vôùi kích thöôùc lôùn hôn maø khoâng laøm taêng kích thöôùc chung cuûa maùy. Do ñoù cho pheùp naâng cao n ñeå coù Q lôùn hôn so vôùi höôùng kính. − Loaïi höôùng truïc coøn coù ñaëc ñieåm laø moment quaùn tính cuûa roto töông ñoái nhoû, ñieàu naøy coù yù nghóa quan troïng khi söû duïng maùy laøm ñoäng cô. Soá xylanh thöôøng coù töø 7– 9; dmin =5mm, n = 500 -700v/phuùt. − Neáu N lôùn → n = 4000v/phuùt. Ñaëc bieät n = 10.000v/phuùt. nmin cuûa ñoäng cô = 5 – 10v/phuùt. 6.5.4. ÖÙng duïng cuûa heä thoáng thuyû löïc treân taøu thuyû Caùc heä thoáng thuyû löïc ñöôïc aùp duïng roäng raûi treân taøu thuyû trong caùc heä thoáng phuïc vuï sau: − Caùc heä thoáng maùy laùi, neo, tôøi, caåu haøng. − Heä thoáng ñoùng môû caùc van ballast, lacanh töø xa. − Heä thoáng ñieän - thuyû löïc ñieàu khieån caùnh giaûm laéc (taøu khaùch) − Heä thoáng thuyû löïc ñieàu khieån böôùc cuûa chaân vòt bieán böôùc. Trang 50
a) Daàu nhôøn söû duïng trong heä thoáng thuyû löïc caàn coù caùc yeâu caàu sau: − Ñoä nhôùt → ñaûm baûo ñoä tin caäy. Ñoä nhôùt phaûi oån ñònh trong phaïm vi nhieät ñoä coâng taùc. − Ít taïp chaát cô hoïc. − Coù khaû naêng choáng oxy hoaù cao. − Khoâng ñoäc, khoâng aên moøn kim loaïi. − Ít hoaø tan khí vaø coù khaû naêng taïo nhuû töông. − Heä soá daãn nhieät cao, giaù reû. b) Chuù yù: − Thôøi gian thay daàu. Khi pH taêng gaáp ñoâi pH ban ñaàu. Thöôøng söû duïng sau 3 naêm → thay môùi. − Neáu daàu khoâng coù phuï gia → thay haøng naêm. − Xaû air vì khoâng khí chòu neùn → P giaûm. BAØI 7: HEÄ THOÁNG MAÙY LAÏNH TAØU THUYÛ 7.1. Giôùi thieäu chung Ngaøy nay döôùi caùc taøu thuyû ñöôïc trang bò caùc loaïi maùy laïnh khaùc nhau vôùi caùc coâng duïng khaùc nhau, bao goàm: − Heä thoáng laïnh thöïc phaåm: duøng ñeå baûo quaûn thöïc phaåm phuïc vuï cuoäc soáng thuyeàn vieân treân bieån. − Heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí: ñieàu hoaø khoâng khí taïi phoøng ôû, phoøng laøm vieäc, nôi coâng coäng nhaèm caûi thieän ñôøi soáng vaø ñieàu kieän laøm vieäc cho thuyeàn vieân. − Heä thoáng laïnh haàm haøng: söû duïng cho caùc taøu vaän taûi haøng ñoâng laïnh (thöïc phaåm, thòt caù, hoa quaû, ) vaø caùc taøu ñaùnh caù xa bôø. − Container laïnh: thöôøng duøng cho caùc taøu container chuyeân duøng: öu ñieåm cuûa loaïi naøy baûo quaûn haønh hoaù toát, boác xeáp nhanh. − Maùy ñieàu hoaø khoâng khí ñoäc laäp: tuû laïnh nhoû thöôøng duøng cho caùc taøu thuyû nhoû, chaïy tuyeán gaàn. 7.2. Moät soá kieán thöùc cô baûn 7.2.1. Nhieät ñoä laøm laïnh thích hôïp: − Ñoái vôùi thöïc phaåm laø rau xanh, traùi caây: 5 – 100C. − Ñoái vôùi thòt caùc loaïi: töø -5 ñeán -100C. − Ñoái vôùi haûi saûn: töø -10 ñeán -200C. − Ñoái vôùi ñieàu hoaø khoâng khí: + Nhieät ñoä töø 18 – 280C. + Ñoä aåm töø 50 – 60%. + Ñoä saïch cuûa khoâng khí: loïc buïi, muøi. 7.2.2. Sô ñoà maùy laïnh cô baûn (söû duïng coâng chaát Freon) − Maùy neùn (MN) Trang 51