Xem mẫu
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
Trường Đại học Nha Trang
VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ SỬ DỤNG ĐẾN HIỆU QUẢ KHAI THÁC
LIÊN HỢP MÁY - VỎ - CHÂN VỊT TÀU THỦY
TS. Trần Gia Thái
Khoa Cơ khí - Trường ĐH Nha Trang
Tiếp theo các bài báo trước, b ài báo này trình bày phương pháp nghiên cứu mới của tác giả, cho phép
xác định đồ thị vận hành tàu trong điều kiện khai thác, cơ sở để giải quyết nhiều bài toán trong thực tế sử dụng
tàu như xác định chế độ chạy tàu hợp lý, xác định công suất động cơ, xác định sức cản tàu trong điều kiện khai
thác thực tế v..v...
1. TỔNG QUAN
Như chúng ta đã biết, tàu thuỷ là một công
trình kỹ thuật làm việc trong điều kiện rất phức
tạp, bao gồm ba bộ phận chính là động cơ
chính, vỏ tàu và chân vịt, được gọi chung là liên
hợp tàu thuỷ. Đối với hầu hết các liên hợp tàu
hiện nay, động cơ chính lắp trên tàu thường là
động cơ Diesel thủy, với chân vịt thường là
thuộc loại chân vịt có bước xoắn cố định hoặc
chân vịt có bước xoắn thay đổi. Về lý thuyết,
quá trình làm việc và sự phối hợp hoạt động
giữa các bộ phận trong liên hợp tàu được đặc
trưng bởi tập hợp các thông số kinh tế - kỹ
thuật và các đường đặc tính thể hiện mối quan
hệ giữa các thông số nói trên với nhau, cụ thể
như sau :
-
Chế độ làm việc của động cơ Diesel trong
liên hợp được đặc trưng bởi các thông số
kỹ thuật chính như công suất N, tốc độ
quay n, suất tiêu hao nhiên liệu v..v…và
các đường đặc tính động cơ thể hiện mối
quan hệ giữa các thông số nói trên
-
Chế độ làm việc của chân vịt trong liên
hợp tàu được đặc trưng bởi các thông số
kỹ thuật chính như lực đẩy P, mômen quay
M, công suất yêu cầu của chân vịt Np và
đường đặc tính thể hiện mối quan hệ giữa
công suất Np và tốc độ quay của chân vịt n
42
-
Quá trình làm việc của vỏ tàu trong liên
hợp được đặc trưng bởi các thông số kỹ
thuật chính như sức cản R, tốc độ chạy
tàu V và đường đặc tính vỏ tàu R = f(V)
thể hiện mối quan hệ giữa sức cản vỏ tàu
R và tốc độ chạy tàu V.
Vấn đề đặt ra là các thông số và đường
đặc tính của các bộ phận liên hợp chỉ được xác
định ở điều kiện sử dụng tiêu chuẩn, tương
ứng với chế độ làm việc định mức của liên hợp
tàu khi thiết kế. Tuy nhiên, trong điều kiện khai
thác thực tế khác với tiêu chuẩn, các thông số
và đường đặc tính của các bộ phận liên hợp ở
chế độ làm việc đang xét sẽ bị thay đổi so với
khi thiết kế nên gây ảnh hưởng rất lớn đến an
toàn và hiệu quả khai thác của các bộ phận nói
riêng và của cả liên hợp tàu nói chung, làm
thay đổi vùng làm việc cho phép và phá vỡ sự
làm việc phù hợp của các bộ phận trong liên
hợp. Do đó vấn đề xác định ảnh hưởng của các
yếu tố trong sử dụng đến quá trình làm việc liên
hợp tàu, tức là xác định sự thay đổi đường đặc
tính của các bộ phận liên hợp là bài toán có ý
nghĩa quan trọng Các công trình nghiên cứu về
vấn đề này thường tách rời hoạt động của các
bô phận trong liên hợp để tổ chức khảo nghiệm
ảnh hưởng của từng yếu tố sử dụng đến quá
trình làm việc của các bộ phận, trong đó với
động cơ là điều kiện môi trường và sự thay đổi
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
tình trạng kỹ thuật theo thời gian sử dụng, còn
đối với vỏ tàu và chân vịt là sự ăn mòn và bám
bẩn trên bề mặt vỏ tàu và bề mặt cánh chân vịt.
Cách thức tiếp cận và giải quyết vấn đề như
thế, mặc dù có ưu điểm trong nghiên cứu hoặc
tìm kiếm cơ chế và quy luật ảnh hưởng của
từng yếu tố sử dụng nhưng không đưa ra được
phương pháp tính ảnh hưởng của tất cả yếu tố
sử dụng đến hoạt động và hiệu quả khai thác
của các bộ phận liên hợp. Mặt khác, cách giải
quyết vấn đề theo phương hướng tổ chức thực
nghiệm như thế vừa rất phức tạp, lại vừa không
tránh được những nhược điểm rất lớn về mặt
phương pháp vì hầu hết ảnh hưởng của các
yếu tố sử dụng nói ở đây đều mang tính chất
ngẫu nhiên nên không có tính hệ thống và quy
luật. Có lẽ vì thế mà các kết quả nghiên cứu
theo phương hướng thực nghiệm như đã trình
bày ở trên thường chưa được áp dụng rộng rãi
như mong muốn, chủ yếu chỉ được công bố
dưới dạng số liệu thống kê thực nghiệm cho
tàu khảo sát mà chưa có phương pháp tính cụ
thể với độ tin cậy chấp nhận Do đó cần phải có
phương pháp nghiên cứu mới, có tính khả thi
và đảm bảo độ tin cậy cao hơn.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp nghiên cứu đề xuất được
xây dựng dựa trên cơ sở đưa tất cả yếu tố sử
dụng vào trong một hộp kín, tạm gọi là hộp đen,
và tìm cách xác định ảnh hưởng tổng hợp của
tất cả yếu tố sử dụng trong hộp đen đến hiệu
quả khai thác liên hợp qua kết quả nhận được
ở đầu ra của hộp đen, với hiệu quả khai thác
của liên hợp sẽ được xác định từ sự phối hợp
hoạt động giữa các bộ phận trong liên hợp sau
khi chịu tác động tổng hợp của tất cả yếu tố sử
dụng nằm ẩn bên trong hộp đen. Trên cơ sở
phân tích mối quan hệ năng lượng giữa các bộ
phận liên hợp, với chân vịt là bộ phận trung
gian tiếp nhận công suất động cơ ở tốc độ quay
n để tạo ra lực đẩy nhằm đẩy tàu chuyển động
Trường Đại học Nha Trang
với tốc độ V có thể nhận thấy, kết quả tại đầu
ra hộp đen nói trên sẽ được thể hiện một cách
đầy đủ và chính xác nhất thông qua các thông
tin nhận được từ liên hợp trong điều kiện khai
thác thực tế chính là cặp giá trị tốc độ tàu V và
tốc độ quay chân vịt n trong điều kiện khai thác
thực tế đang xét. Đây là phát hiện quan trọng vì
tốc độ quay chân vịt sẽ bị quyết định bởi tình
trạng thực của bộ phận chân vịt và động cơ,
còn tốc độ V là sự chỉ định chính xác công suất
nhận được để tàu chuyển động. Chính sự cân
bằng năng lượng này, thể hiện ở cặp giá trị tốc
độ tàu V và tốc độ quay chân vịt n đã phản ánh
đầy đủ và chính xác quá trình làm việc và sự
phối hợp hoạt động của các bộ phận liên hợp.
Vấn đề cuối cùng là từ các thông tin nhận được
này, cần phải xây dựng được phương tiện thể
hiện mối quan hệ năng lượng giữa các bộ phận
trong liên hợp để xác định hiệu quả khai thác
của liên hợp. Rõ ràng, công cụ có thể đáp ứng
được hết các yêu cầu đặt ra trên đây chính là
đồ thị vận hành tàu – đồ thị tổng hợp đường
đặc tính của các bộ phận liên hợp ở điều kiện
định mức và điều kiện thực tế. Nói cách khác,
từ thông tin tại đầu ra của hộp đen là cặp giá trị
tốc độ tàu V và tốc độ quay chân vịt n, cần xây
dựng được đồ thị vận hành tàu, không chỉ ở
điều kiện định mức mà ở điều kiện thực đang
xét và sử dụng đồ thị này làm công cụ để xác
định ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến
liên hợp tàu. Vấn đề phương pháp xây dựng
đồ thị vận hành tàu từ cặp giá trị tốc độ tàu V
và tốc độ quay chân vịt đã được trình bày ở
bài báo trước, bài báo này chỉ đề cập đến
việc sử dụng đồ thị vận hành tàu để xác định
ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến hiệu
quả khai thác của liên hợp như đã đặt vấn
đề, trên cơ sở xây dựng và so sánh đồ thị
vận hành ở chế độ định mức và ở điều kiện
khai thác thực tế.
43
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
Trường Đại học Nha Trang
vịt của động cơ thay đổi từ vị trí OA đến vị trí
OB và đường đặc tính công suất động cơ thay
đổi từ vị trí 3 đến vị trí 4, với đường đặc tính
chân vịt của động cơ OB và đường đặc tính
công suất động cơ 4 được xây dựng nhờ cặp
giá trị tốc độ tàu Vt và tốc độ quay chân vịt nt
xác định ở chế độ làm việc thực tế tương ứng.
Khi đó, kết quả ảnh hưởng của tất cả các yếu
tố sử dụng đến quá trình làm việc và hiệu quả
khai thác của các bộ phận trong liên hợp sẽ
được xác định bằng cách so sánh đồ thị vận
hành của liên hợp tàu đã được xây dựng ở chế
độ làm việc định mức và ở chế độ làm việc
đang xét như đã được trình bày, thông qua việc
xác định sự thay đổi các thông số công tác chủ
yếu của liên hợp, cụ thể như sau :
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Bằng phương pháp xây dựng đồ thị vận
hành tàu đã trình bày trong các bài báo trước,
có thể xây dựng đồ thị vận hành từ cặp các giá
trị tốc độ tàu V và tốc độ quay chân vịt n như ở
hình 1. Cụ thể như sau: Giả sử ban đầu, tàu
làm việc ở chế độ định mức, với điểm làm việc
A trên đồ thị vận hành xác định tại giao điểm A
của đường đặc tính chân vịt của động cơ OA
và đường đặc tính công suất động cơ 3, tương
ứng với công suất động cơ phát ra NH, tốc độ
quay chân vịt nH và vận tốc tàu VH khi thiết kế.
Sau thời gian làm việc, do tình trạng kỹ thuật
của động cơ ngày càng xấu, cùng với tình trạng
bề mặt vỏ tàu và chân vịt bị ăn mòn và bám
bẩn ngày càng nhiều nên đường đặc tính chân
- Độ thay đổi công suất phát ra của động cơ :
ΔN
= NH
-
Nt
- Độ thay đổi sức cản vỏ tàu
ΔR
= RH
-
Rt
:
Từ đó có thể xác định ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến hiệu quả khai thác của liên hợp
thông qua sự thay đổi của hiệu suất tổng hợp của liên hợp tàu như sau :
Δη
=
ηH
-
ηt
=
RH VH
NH
-
R t Vt
Nt
NH, RH, ηH
- công suất, sức cản và hiệu suất của liên hợp ở chế độ làm việc định mức
Nt, Rt, ηt
- công suất, sức cản và hiệu suất của liên hợp ở chế độ làm việc thực tế
Trong công trình nghiên cứu của mình,
chúng tôi đã áp dụng phương pháp nói trên để
tính cho tàu CR – 02 do chúng tôi thiết kế, theo
dõi chế tạo và chạy thử tàu dưới sự kiểm soát
của Đăng kiểm. Kết quả tính toán được thể
hiện trên bảng 1 như sau [4] :
Bảng 1 : Bảng tính các đại lượng cần thiết
STT
Chế độ chạy tàu
1
2
Biển bình thường
Chạy ngược sóng cấp 6
n
(v/ph)
257
240
V
(hl/h)
12
9
KT
KQ
0,20
0,28
0,031
0,038
Np
(ml)
404
360
R
(KG)
3019
3250
ηp
η
0,62
0,58
0,46
0,42
Khi đó, ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến hoạt động của các bộ phận xác định như sau
44
- Độ giảm công suất động cơ
: ΔNe = 10,9 %
- Độ tăng sức cản vỏ tàu
: ΔR =
7,1 %
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
Trường Đại học Nha Trang
- Độ giảm hiệu suất chân vịt
: Δηp =
6,4 %
- Độ giảm hiệu suất tổng hợp
N (ml)
: Δη
8,7 %
=
2.EPS = f(V)
1.n = const
b
a
A
3
NH
4
n = nH
Nt
B
n = nt
V1
O
V2
V (hl/h)
n = nt
B’
Rt
n = nH
4’
RH
3’
A’
b’
P (kG) 1’.n = const
a’
2’.R = f(V)
Hình 1 : Xác định ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng
đến quá trình làm việc của liên hợp bằng đồ thị vận hành
45
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
Trường Đại học Nha Trang
1, 1’ - Đường đặc tính chân vịt và lực đẩy theo tốc độ quay không đổi
2 - Đường công suất kéo có ích EPS = f(V) ở chế độ làm việc định mức (đường a) và ở điều kiện
khai thác thực tế (đường b)
2’ - Đường cong sức cản vỏ tàu R = f(V) ở chế độ làm việc định mức (đường a’) và ở điều kiện
khai thác thực tế (đường b’)
3, 4
- Đường đặc tính công suất động cơ ở chế độ làm việc định mức và ở chế độ làm việc thực tế
3’, 4’ - Đường lực kéo động cơ ở chế độ làm việc định mức và ở chế độ làm việc thực tế
4. KẾT LUẬN
Phương pháp xác định ảnh hưởng của
các yếu tố sử dụng đến hiệu quả khai thác liên
hợp tàu dựa trên cơ sở xây dựng và so sánh
đồ thị vận hành như đã trình bày có vai trò và ý
nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo cho các
bộ phận trong liên hợp có thể làm việc ổn định
trong phạm vi cho phép, cơ sở để đảm bảo liên
hợp tàu làm việc an toàn và nâng cao hiệu quả
khai thác của các liên hợp tàu. Mặt khác,
phương pháp không chỉ cho phép xác định ảnh
hưởng tổng hợp của tất cả yếu tố sử dụng mà
còn cho phép đánh giá ảnh hưởng của riêng
từng yếu tố sử dụng đến hiệu quả khai thác liên
hợp bằng cách chủ động thay đổi từng yếu tố
sử dụng cần nghiên cứu để đánh giá ảnh
hưởng của nó. Rõ ràng là đồ thị vận hành tàu
được xác định trong trường hợp này sẽ phản
ánh riêng ảnh hưởng của từng yếu tố sử dụng
cần phải khảo sát đến quá trình làm việc của
từng bộ phận có trong liên hợp tàu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Edward V. Lewis, Principles of Naval Architecture, Volume I, Published by The Society of Naval
Architects and Marine Engineers, Jersey City, NJ, 1988
2. Дорогостaйский Д.В [и др. ], Теория и устройство судна, Издательство судостроение,
Ленинград, 1964
3. Trần Gia Thái, Ảnh hưởng của một số yếu tố sử dụng đối với hiệu quả khai thác liên hợp máy - vỏ
tàu – chân vịt tàu cá, Luận án tiến sĩ - Trường Đại học Thuỷ sản, 2001
4. Hồ sơ thiết kế kỹ thuật và thử chạy tàu CR – 02, Đăng kiểm 5, Cục Đăng kiểm Việt nam
ABSTRACT
This article presents the new approach of author for determining ship pastport diagram in the
practical using conditions, which bases on resolving many problems in the practical using of ship such
as determine optimal working regulation, determine practical power of marine, determine practical
resistance of ship etc.
46
nguon tai.lieu . vn
Trường Đại học Nha Trang
VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ SỬ DỤNG ĐẾN HIỆU QUẢ KHAI THÁC
LIÊN HỢP MÁY - VỎ - CHÂN VỊT TÀU THỦY
TS. Trần Gia Thái
Khoa Cơ khí - Trường ĐH Nha Trang
Tiếp theo các bài báo trước, b ài báo này trình bày phương pháp nghiên cứu mới của tác giả, cho phép
xác định đồ thị vận hành tàu trong điều kiện khai thác, cơ sở để giải quyết nhiều bài toán trong thực tế sử dụng
tàu như xác định chế độ chạy tàu hợp lý, xác định công suất động cơ, xác định sức cản tàu trong điều kiện khai
thác thực tế v..v...
1. TỔNG QUAN
Như chúng ta đã biết, tàu thuỷ là một công
trình kỹ thuật làm việc trong điều kiện rất phức
tạp, bao gồm ba bộ phận chính là động cơ
chính, vỏ tàu và chân vịt, được gọi chung là liên
hợp tàu thuỷ. Đối với hầu hết các liên hợp tàu
hiện nay, động cơ chính lắp trên tàu thường là
động cơ Diesel thủy, với chân vịt thường là
thuộc loại chân vịt có bước xoắn cố định hoặc
chân vịt có bước xoắn thay đổi. Về lý thuyết,
quá trình làm việc và sự phối hợp hoạt động
giữa các bộ phận trong liên hợp tàu được đặc
trưng bởi tập hợp các thông số kinh tế - kỹ
thuật và các đường đặc tính thể hiện mối quan
hệ giữa các thông số nói trên với nhau, cụ thể
như sau :
-
Chế độ làm việc của động cơ Diesel trong
liên hợp được đặc trưng bởi các thông số
kỹ thuật chính như công suất N, tốc độ
quay n, suất tiêu hao nhiên liệu v..v…và
các đường đặc tính động cơ thể hiện mối
quan hệ giữa các thông số nói trên
-
Chế độ làm việc của chân vịt trong liên
hợp tàu được đặc trưng bởi các thông số
kỹ thuật chính như lực đẩy P, mômen quay
M, công suất yêu cầu của chân vịt Np và
đường đặc tính thể hiện mối quan hệ giữa
công suất Np và tốc độ quay của chân vịt n
42
-
Quá trình làm việc của vỏ tàu trong liên
hợp được đặc trưng bởi các thông số kỹ
thuật chính như sức cản R, tốc độ chạy
tàu V và đường đặc tính vỏ tàu R = f(V)
thể hiện mối quan hệ giữa sức cản vỏ tàu
R và tốc độ chạy tàu V.
Vấn đề đặt ra là các thông số và đường
đặc tính của các bộ phận liên hợp chỉ được xác
định ở điều kiện sử dụng tiêu chuẩn, tương
ứng với chế độ làm việc định mức của liên hợp
tàu khi thiết kế. Tuy nhiên, trong điều kiện khai
thác thực tế khác với tiêu chuẩn, các thông số
và đường đặc tính của các bộ phận liên hợp ở
chế độ làm việc đang xét sẽ bị thay đổi so với
khi thiết kế nên gây ảnh hưởng rất lớn đến an
toàn và hiệu quả khai thác của các bộ phận nói
riêng và của cả liên hợp tàu nói chung, làm
thay đổi vùng làm việc cho phép và phá vỡ sự
làm việc phù hợp của các bộ phận trong liên
hợp. Do đó vấn đề xác định ảnh hưởng của các
yếu tố trong sử dụng đến quá trình làm việc liên
hợp tàu, tức là xác định sự thay đổi đường đặc
tính của các bộ phận liên hợp là bài toán có ý
nghĩa quan trọng Các công trình nghiên cứu về
vấn đề này thường tách rời hoạt động của các
bô phận trong liên hợp để tổ chức khảo nghiệm
ảnh hưởng của từng yếu tố sử dụng đến quá
trình làm việc của các bộ phận, trong đó với
động cơ là điều kiện môi trường và sự thay đổi
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
tình trạng kỹ thuật theo thời gian sử dụng, còn
đối với vỏ tàu và chân vịt là sự ăn mòn và bám
bẩn trên bề mặt vỏ tàu và bề mặt cánh chân vịt.
Cách thức tiếp cận và giải quyết vấn đề như
thế, mặc dù có ưu điểm trong nghiên cứu hoặc
tìm kiếm cơ chế và quy luật ảnh hưởng của
từng yếu tố sử dụng nhưng không đưa ra được
phương pháp tính ảnh hưởng của tất cả yếu tố
sử dụng đến hoạt động và hiệu quả khai thác
của các bộ phận liên hợp. Mặt khác, cách giải
quyết vấn đề theo phương hướng tổ chức thực
nghiệm như thế vừa rất phức tạp, lại vừa không
tránh được những nhược điểm rất lớn về mặt
phương pháp vì hầu hết ảnh hưởng của các
yếu tố sử dụng nói ở đây đều mang tính chất
ngẫu nhiên nên không có tính hệ thống và quy
luật. Có lẽ vì thế mà các kết quả nghiên cứu
theo phương hướng thực nghiệm như đã trình
bày ở trên thường chưa được áp dụng rộng rãi
như mong muốn, chủ yếu chỉ được công bố
dưới dạng số liệu thống kê thực nghiệm cho
tàu khảo sát mà chưa có phương pháp tính cụ
thể với độ tin cậy chấp nhận Do đó cần phải có
phương pháp nghiên cứu mới, có tính khả thi
và đảm bảo độ tin cậy cao hơn.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp nghiên cứu đề xuất được
xây dựng dựa trên cơ sở đưa tất cả yếu tố sử
dụng vào trong một hộp kín, tạm gọi là hộp đen,
và tìm cách xác định ảnh hưởng tổng hợp của
tất cả yếu tố sử dụng trong hộp đen đến hiệu
quả khai thác liên hợp qua kết quả nhận được
ở đầu ra của hộp đen, với hiệu quả khai thác
của liên hợp sẽ được xác định từ sự phối hợp
hoạt động giữa các bộ phận trong liên hợp sau
khi chịu tác động tổng hợp của tất cả yếu tố sử
dụng nằm ẩn bên trong hộp đen. Trên cơ sở
phân tích mối quan hệ năng lượng giữa các bộ
phận liên hợp, với chân vịt là bộ phận trung
gian tiếp nhận công suất động cơ ở tốc độ quay
n để tạo ra lực đẩy nhằm đẩy tàu chuyển động
Trường Đại học Nha Trang
với tốc độ V có thể nhận thấy, kết quả tại đầu
ra hộp đen nói trên sẽ được thể hiện một cách
đầy đủ và chính xác nhất thông qua các thông
tin nhận được từ liên hợp trong điều kiện khai
thác thực tế chính là cặp giá trị tốc độ tàu V và
tốc độ quay chân vịt n trong điều kiện khai thác
thực tế đang xét. Đây là phát hiện quan trọng vì
tốc độ quay chân vịt sẽ bị quyết định bởi tình
trạng thực của bộ phận chân vịt và động cơ,
còn tốc độ V là sự chỉ định chính xác công suất
nhận được để tàu chuyển động. Chính sự cân
bằng năng lượng này, thể hiện ở cặp giá trị tốc
độ tàu V và tốc độ quay chân vịt n đã phản ánh
đầy đủ và chính xác quá trình làm việc và sự
phối hợp hoạt động của các bộ phận liên hợp.
Vấn đề cuối cùng là từ các thông tin nhận được
này, cần phải xây dựng được phương tiện thể
hiện mối quan hệ năng lượng giữa các bộ phận
trong liên hợp để xác định hiệu quả khai thác
của liên hợp. Rõ ràng, công cụ có thể đáp ứng
được hết các yêu cầu đặt ra trên đây chính là
đồ thị vận hành tàu – đồ thị tổng hợp đường
đặc tính của các bộ phận liên hợp ở điều kiện
định mức và điều kiện thực tế. Nói cách khác,
từ thông tin tại đầu ra của hộp đen là cặp giá trị
tốc độ tàu V và tốc độ quay chân vịt n, cần xây
dựng được đồ thị vận hành tàu, không chỉ ở
điều kiện định mức mà ở điều kiện thực đang
xét và sử dụng đồ thị này làm công cụ để xác
định ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến
liên hợp tàu. Vấn đề phương pháp xây dựng
đồ thị vận hành tàu từ cặp giá trị tốc độ tàu V
và tốc độ quay chân vịt đã được trình bày ở
bài báo trước, bài báo này chỉ đề cập đến
việc sử dụng đồ thị vận hành tàu để xác định
ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến hiệu
quả khai thác của liên hợp như đã đặt vấn
đề, trên cơ sở xây dựng và so sánh đồ thị
vận hành ở chế độ định mức và ở điều kiện
khai thác thực tế.
43
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
Trường Đại học Nha Trang
vịt của động cơ thay đổi từ vị trí OA đến vị trí
OB và đường đặc tính công suất động cơ thay
đổi từ vị trí 3 đến vị trí 4, với đường đặc tính
chân vịt của động cơ OB và đường đặc tính
công suất động cơ 4 được xây dựng nhờ cặp
giá trị tốc độ tàu Vt và tốc độ quay chân vịt nt
xác định ở chế độ làm việc thực tế tương ứng.
Khi đó, kết quả ảnh hưởng của tất cả các yếu
tố sử dụng đến quá trình làm việc và hiệu quả
khai thác của các bộ phận trong liên hợp sẽ
được xác định bằng cách so sánh đồ thị vận
hành của liên hợp tàu đã được xây dựng ở chế
độ làm việc định mức và ở chế độ làm việc
đang xét như đã được trình bày, thông qua việc
xác định sự thay đổi các thông số công tác chủ
yếu của liên hợp, cụ thể như sau :
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Bằng phương pháp xây dựng đồ thị vận
hành tàu đã trình bày trong các bài báo trước,
có thể xây dựng đồ thị vận hành từ cặp các giá
trị tốc độ tàu V và tốc độ quay chân vịt n như ở
hình 1. Cụ thể như sau: Giả sử ban đầu, tàu
làm việc ở chế độ định mức, với điểm làm việc
A trên đồ thị vận hành xác định tại giao điểm A
của đường đặc tính chân vịt của động cơ OA
và đường đặc tính công suất động cơ 3, tương
ứng với công suất động cơ phát ra NH, tốc độ
quay chân vịt nH và vận tốc tàu VH khi thiết kế.
Sau thời gian làm việc, do tình trạng kỹ thuật
của động cơ ngày càng xấu, cùng với tình trạng
bề mặt vỏ tàu và chân vịt bị ăn mòn và bám
bẩn ngày càng nhiều nên đường đặc tính chân
- Độ thay đổi công suất phát ra của động cơ :
ΔN
= NH
-
Nt
- Độ thay đổi sức cản vỏ tàu
ΔR
= RH
-
Rt
:
Từ đó có thể xác định ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến hiệu quả khai thác của liên hợp
thông qua sự thay đổi của hiệu suất tổng hợp của liên hợp tàu như sau :
Δη
=
ηH
-
ηt
=
RH VH
NH
-
R t Vt
Nt
NH, RH, ηH
- công suất, sức cản và hiệu suất của liên hợp ở chế độ làm việc định mức
Nt, Rt, ηt
- công suất, sức cản và hiệu suất của liên hợp ở chế độ làm việc thực tế
Trong công trình nghiên cứu của mình,
chúng tôi đã áp dụng phương pháp nói trên để
tính cho tàu CR – 02 do chúng tôi thiết kế, theo
dõi chế tạo và chạy thử tàu dưới sự kiểm soát
của Đăng kiểm. Kết quả tính toán được thể
hiện trên bảng 1 như sau [4] :
Bảng 1 : Bảng tính các đại lượng cần thiết
STT
Chế độ chạy tàu
1
2
Biển bình thường
Chạy ngược sóng cấp 6
n
(v/ph)
257
240
V
(hl/h)
12
9
KT
KQ
0,20
0,28
0,031
0,038
Np
(ml)
404
360
R
(KG)
3019
3250
ηp
η
0,62
0,58
0,46
0,42
Khi đó, ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến hoạt động của các bộ phận xác định như sau
44
- Độ giảm công suất động cơ
: ΔNe = 10,9 %
- Độ tăng sức cản vỏ tàu
: ΔR =
7,1 %
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
Trường Đại học Nha Trang
- Độ giảm hiệu suất chân vịt
: Δηp =
6,4 %
- Độ giảm hiệu suất tổng hợp
N (ml)
: Δη
8,7 %
=
2.EPS = f(V)
1.n = const
b
a
A
3
NH
4
n = nH
Nt
B
n = nt
V1
O
V2
V (hl/h)
n = nt
B’
Rt
n = nH
4’
RH
3’
A’
b’
P (kG) 1’.n = const
a’
2’.R = f(V)
Hình 1 : Xác định ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng
đến quá trình làm việc của liên hợp bằng đồ thị vận hành
45
Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 01/2007
Trường Đại học Nha Trang
1, 1’ - Đường đặc tính chân vịt và lực đẩy theo tốc độ quay không đổi
2 - Đường công suất kéo có ích EPS = f(V) ở chế độ làm việc định mức (đường a) và ở điều kiện
khai thác thực tế (đường b)
2’ - Đường cong sức cản vỏ tàu R = f(V) ở chế độ làm việc định mức (đường a’) và ở điều kiện
khai thác thực tế (đường b’)
3, 4
- Đường đặc tính công suất động cơ ở chế độ làm việc định mức và ở chế độ làm việc thực tế
3’, 4’ - Đường lực kéo động cơ ở chế độ làm việc định mức và ở chế độ làm việc thực tế
4. KẾT LUẬN
Phương pháp xác định ảnh hưởng của
các yếu tố sử dụng đến hiệu quả khai thác liên
hợp tàu dựa trên cơ sở xây dựng và so sánh
đồ thị vận hành như đã trình bày có vai trò và ý
nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo cho các
bộ phận trong liên hợp có thể làm việc ổn định
trong phạm vi cho phép, cơ sở để đảm bảo liên
hợp tàu làm việc an toàn và nâng cao hiệu quả
khai thác của các liên hợp tàu. Mặt khác,
phương pháp không chỉ cho phép xác định ảnh
hưởng tổng hợp của tất cả yếu tố sử dụng mà
còn cho phép đánh giá ảnh hưởng của riêng
từng yếu tố sử dụng đến hiệu quả khai thác liên
hợp bằng cách chủ động thay đổi từng yếu tố
sử dụng cần nghiên cứu để đánh giá ảnh
hưởng của nó. Rõ ràng là đồ thị vận hành tàu
được xác định trong trường hợp này sẽ phản
ánh riêng ảnh hưởng của từng yếu tố sử dụng
cần phải khảo sát đến quá trình làm việc của
từng bộ phận có trong liên hợp tàu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Edward V. Lewis, Principles of Naval Architecture, Volume I, Published by The Society of Naval
Architects and Marine Engineers, Jersey City, NJ, 1988
2. Дорогостaйский Д.В [и др. ], Теория и устройство судна, Издательство судостроение,
Ленинград, 1964
3. Trần Gia Thái, Ảnh hưởng của một số yếu tố sử dụng đối với hiệu quả khai thác liên hợp máy - vỏ
tàu – chân vịt tàu cá, Luận án tiến sĩ - Trường Đại học Thuỷ sản, 2001
4. Hồ sơ thiết kế kỹ thuật và thử chạy tàu CR – 02, Đăng kiểm 5, Cục Đăng kiểm Việt nam
ABSTRACT
This article presents the new approach of author for determining ship pastport diagram in the
practical using conditions, which bases on resolving many problems in the practical using of ship such
as determine optimal working regulation, determine practical power of marine, determine practical
resistance of ship etc.
46