Câu 5: Nêu hai phương pháp xác định lượng tiêu hao nhiên liệu thông dụng. Trình bày phương pháp xác định đặc tính tiêu hao nhiên liệu bằng thí nghiệm đơn giản.

Lượng tiêu hao nhiên liệu được xác định bằng hai phương pháp thông dụng là phương pháp xác định lượng tiêu hao nhiên liệu bằng tính toán và phương pháp dùng thí nghiệm đơn giản để xác định lượng tiêu hao nhiên liệu.

1-Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu bằng phương pháp tính toán:

Theo kết quả thí nghiệm thực nghiệm của Sikova (Ba Lan) trên mô hình và nhiều loại tàu khác nhau, đã rút ra kết luận: Quan hệ giữa công suất với vòng quay của động cơ lai chân vịt trong một điều kiện khai thác nhất định đ­ược thể hiện d­ưới ph­ơng trình:

Ne = C.n^x(6)

Trong đó:- x: là hệ số đặc trưng cho mỗi con tàu và HĐL.

- C: là hệ số đặc trưng cho trạng thái khai thác.

Lấy logarit cơ số 10 hai vế phư­ơng trình trên ta có:

lg Ne = x.lg n +lg C(7)

Từ phương trình trên ta thấy trong hệ trục logarit công suất phát ra của động cơ quan hệ tuyến tính bậc nhất với vòng quay của nó ứng với mỗi điều kiện khai thác khác nhau và được thể hiện bằng đồ thị.

Để xác định đ­ược các hệ số x và C với một con tàu nhất định, trong một điều kiện khai thác cụ thể ta phải thí nghiệm để lấy đ­ược 2 cặp thông số sau: (N1, n1, V1) (N2, n2, V2). Thay các giá trị vào (7) ta có hệ phư­ơng trình:

lg N1 = x.lg n1 +lg C

lg N2 = x.lg n2 +lg C(7’)

Hay ta có: x=lg(N1/N2)/lg(n1/n2)(8)

và:C=N1/n1^x=N2/n2^x(9)

Mặt khác hệ số C với một con tàu cụ thể phụ thuộc vào điều kiện khai thác, còn với một chân vịt cụ thể thì nó phụ thuộc vào tốc độ quay (n) và vận tốc tàu (V) qua biểu thức:

C = CU - a.V(10)

Trong đó: CU: Hệ số khi thử tàu tại bến.

a: Hệ số góc phụ thuộc vào số vòng quay của chân vịta = f(n).

Thực tế thí nghiệm trên các tàu ng­ười ta thấy mối quan hệ giữa hệ số a và số vòng quay là đường thẳng trong hệ toạ độ logarit.

Ta có phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa a và số vòng quay n.

lg a = -z.lg n + b(11)

hay:a = b/nz(11’)

Trong đó:- b: Hệ số đặc trưng cho mỗi con tàu, b không đổi vớimỗi con tàu cụ thể.

- z: Hệ số mũ được tính: z=lg(a2/a1)/lg(n1/n2)

a1, a2 là các hệ số góc ứng với các giá trị vòng quay n1, n2.

Từ phương trình (10) ta rút ra đ­ược:

a1=(Cu-C)/V1;a2=(Cu-C)/V2=>lga2/a1=lgV1/V2

Do đó: z=lg(V1/V2)/lg(n1/n2)(12)

Thay giá trị Z, a1, a2 vào ph­ơng trình (11’) ta xác định

đ­ợc hệ số b:b =a1 .n 1^z= a2 .n2^z(13)

Thay các giá trị tính đ­ợc vào (6) ta có:

N=(Cu-b.V/n^z).n^x=>N=(Nu/nu^x-b.V/n^z).n^x(14)

Từ phư­ơng trình (14) ta suy ra đ­ược vận tốc tàu:V=(Nu-Ne)/b.n^(x-z) với n = nU (15)

Saukhi đã xác định được Ne, dựa vào công thức:

Gnl = 10-3.ge.Ne(kg/ h)

Trong đó: ge: Suất tiêu hao nhiên liệu (cho tr­ước trong bảng) (g/ml.h)

Ne: Công suất tương ứng với giá trị vòng quay đã chọn và điều kiện khai thác cho trư­ớc

Như vậy, thông qua tính toán ta đã xác định được lượng tiêu hao nhiên liệu.

2.Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu bằng thí nghiệm đơn giản:

a- Các điều kiện cần thiết khi tiến hành thí nghiệm:

Thiết bị thí nghiệm: Đồng hồ đo vòng quay, tốc độ kế, l­ưu lượng kế hoặc sử dụng thư­ớc đo trên ống thủy gắn trên két nhiên liệu.

Để các kết quả thí nghiệm chính xác cần phải chú ý các điều kiện sau:

-Chiều chìm của tàu (mũi và lái)

-Lư­ợng chiếm nước của tàu

-Cư­ờng lực của gió

-Góc dạt của tàu

-Chiều sâu của vùng biển

-Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển

Riêng với động cơ cần chú ý thêm:

-Bình dầu thí nghiệm phải đủ để động cơ chạy toàn tải trong khoảng 2 - 3,5 phút

-Khi thí nghiệm tránh để động cơ bị quá tải

-Không thay đổi tỷ số truyền động hay bước chân vịt (với chân vịt biến bước)

Với một giá trị vòng quay cần lấy thông số đo nhiều lần (3 lần)

Sơ đồ hệ thống nhiên liệu với bình dầu thí nghiệm

b- Tiến hành

B­ớc 1) Chạy máy và điều chỉnh các thông số công tác của động cơ về chế độ làm việc ổn định trong giới hạn cho phép của lí lịch máy.

B­ớc 2) Tiến hành đo lư­ợng tiêu hao nhiên liệu ứng với các dải vòng quay khác nhau của động cơ.

-Điều chỉnh n1=(0,35 – 0,42)nn chờ cho các thông số động cơ ổn định, chuyển sang chạy với nhiên liệu trong bình thí nghiệm và tiến hành đo lượng tiêu thụ trong thời gian (t). ở 3 lần đo ta có các giá trị: V1’, V1”, V1’”. Chú ý giữ nhiệt độ bình dầu không đổi khi thí nghiệm.

-T­ương tự ở vòng quay n2= (0,5 – 0,6)nn đo đ­ược: V2’, V2”, V2’”.

-Làm tư­ơng tự cho các dải vòng quay: n3= (0,7 – 0,8)nn ; n4= (0,85 – 0,9)nn ; n5 = nn.

B­ớc 3) áp dụng công thức sau để tính l­ợng nhiên liệu tiêu thụ trong 1 giờ

Gi=Vi.γ.3600/t (kg/h)(31)

Trong đó:Vi (dm3): dung tích l­uợng dầu tiêu thụ ở lần thí nghiệm thứ i:

γ (kg/ dm3): Tỷ trọng nhiên liệu

t (sec): Thời gian tiến hành thí nghiệm.

Như vậy, thông qua thí nghiệm ta đã xác định được lượng tiêu hao nhiên liệu.