THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu về tàu:
1.1.1 Khái quát về con tàu:
Tàu được thiết kế và trang bị để chạy biển viễn dương nhưng chủ yếu là
trong vùng châu Á, Trung đông và ven biển Việt nam.
Tàu có kết cấu hàn , boong kết cấu ngang, có bố trí các sống dọc phía trên
boong chính; bố trí boong nâng mũi với sống mũi vát và mũi quả lê; vách đuôi
thẳng đứng và bánh lái treo bán cân bằng.
Buồng máy và thượng tầng bố trí phía lái.
Tàu có 5 cặp khoang hàng, 1 cặp két chứa cặn và 5 cặp két nước dằn trong
khu vực khoang hàng.
Mạn kép có chiều rộng 1,2 m và đáy đôi có chiều cao 1,4 m trong khu vực
khoang hàng thoả mãn yêu cầu 13F của IMO được dùng để làm két nước dằn.
Các két sâu khoang mũi/lái cũng được dùng để chứa nước dằn.
Các két dầu hàng được chia ra làm hai hạng với hai hệ thống đường ống
độc lập và hệ thống điều khiển dầu hàng có khả năng thực hiện việc xả/nạp
hàng với hai hạng dầu đồng thời.
Buồng máy được cách ly với khoang hàng bằng một buồng bơm và một
cofferdam (giếng hút dầu hàng). Một đường hầm được bố trí bên trong đáy đôi
dọc theo đường tâm tàu.
1.1.2. Danh mục dầu hàng:
Danh mục dầu hàng mà tàu có thể vận chuyển hợp pháp theo dấu hiệu
phân cấp, kiến trúc kỹ thuật, không có hại cho lớp sơn vỏ tàu và hệ thống làm
hàng là như sau:
-Dầu nhiên liệu : F.O
-Dầu gazoan : Gasoline
-Dầu máy bay
-Dầu hoả.

không quá 3 độ Bôpho : không nhỏ hơn 13.0 hl/h.
1.1.7. Suất tiêu hao nhiên liệu:
120g/cv.h
1.1.8. Tầm hoạt động:
14000 hl tại mớn nước 8.45 m và tốc độ hành trình 13.0 hl/h.
1.1.9. Qui phạm và luật lệ:
Tàu được đóng và trang bị phù hợp với qui phạm và luật lệ sau đây , dưới
sự giám sát của NK và sẽ mang dấu hiệu phân cấp như sau:
NS*, Tanker for product oil ( Điểm bắt cháy dưới 60 độ C)
MNS*, MO , In Water survey.
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 3
Tàu được đăng ký cờ Việt nam.
Các luật lệ và qui phạm được áp dụng kể cả các thông tri có hiệu lực tại
thời điểm ký hợp đồng.
1.1.9.1. Luật và Qui phạm phân cấp tàu của Đăng kiểm tàu thuyền năm 2000
và các sửa đổi của nó.
1.1.9.2. Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng trên biển, 1974 và cả nghị
định 1978 và các sửa đổi của nó 1981, 1983, 1988, 1989, 1990, 1991, 1992,
1994 và 1996.
1.1.9.3. Công ước quốc tế về ngăn ngừa ô nhiểm từ tàu 1973 ( Phụ lục I, II,
IV ,V & VI đối với khí Nox) và nghị định 1978 bao gồm cả qui tắc 13F của
IMO ( các sửa đổi của qui tắc 13F phu lục 1 của MARPOL 73/78 , MEPC
32/WP2)
1.1.9.4. Công ước về qui tắc quốc tế nhằm ngăn ngừa đâm va trên biển 1972
với sửa đổi 1981,1987, 1989.
1.1.10. Chứng nhận:

Chủ tàu phải cung cấp các hạng mục sau đây cho xưởng đóng tàu lắp đặt:
• Các loại hải đồ.
• Hải đồ cho xuồng cứu sinh
• Cờ các loại, trang bị tín hiệu và hàng hải
• Đồ dùng nấu bếp và dụng cụ nấu ăn bao gồm xoong nồi, cốc chén,
dao kéo, bát đĩa .v.v.
• Chăn ga gối đệm, rèm mành, khăn bàn quần áo, .v.v.
• Chổi, bàn chải, máy hút bụi ,v.v.
1.1.15. Các trạng thái tải trọng:
Các trạng thái tải trọng sau đây phải được đưa vào tính toán cân bằng và
ổn định:
-Tàu không
-Tàu lên đốc
-Trạng thái dằn theo IMO
-Trạng thái dằn bình thường
-Trạng thái tải đồng đều tại mớn thiết kế.
-Trạng thái tải với từng nhóm hàng
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 5
1.2. Phần vỏ:
Tàu được thiết kế tại mớn 8.45 m và là tàu vỏ thép kết cấu hoàn toàn là
hàn. Độ cong trên boong chính trong khu vực khoang hàng là khoảng 300mm.
Boong chính tại khu vực buồng máy , khoang mũi và khoang lái là không có độ
cong. Các boong thượng tâng cũng không có độ cong . Tất cả các boong đều
không có dải chuyển tiếp trừ boong nâng mũi (150mm).
Việc thi công kết cấu thân tàu được tiến hành phù hợp với thực tế công
nghệ của xưởng đóng tàu.

Xả hàng 3 tổ máy
Manơ 2 tổ máy
Cập cầu 1 tổ máy hoặc 1 tổ máy phát sự cố
Động cơ Điezel của tổ máy có thể chạy với dầu nặng kể cả lúc khởi động
và chạy vơí tốc độ thấp.
Hệ thống gia nhiệt tàu bao gồm một nồi hơi đốt dầu và một nồi hơi kết
hợp. Nồi hơi đốt dầu được dùng đẻ gia nhiệt cho toàn bộ các két dầu hàng, gia
nhiệt nước biển làm sạch két…Hai nồi hơi này là kiểu tự động hoàn toàn.
Nồi hơi đốt dầu dùng dầu nặng.
Các máy nén khí và bơm dùng cho hệ thống động lực được thiết kế sao
cho động cơ chính vận hành tại công suất liên tục lớn nhất (MCR) với những
điều kiện sau :
Nhiệt độ nước biển : 32 oC
Nhiệt độ xung quanh : 45 oC
Áp suất khí quyển : 0.1 Mpa
Độ ẩm : 60%
Nhiệt độ LTFW : 36oC
1.4. Sơ bộ về hệ thống làm mát nước ngọt:
1.4.1. Nhiệm vụ và yêu cầu hệ thống:
Trong quá trình làm việc của động cơ do nhiệt độ của chất khí cao các chi
tiết của động cơ tiếp xúc với khí cháy đồng thời do ma sát vơi nhau nên nhiệt độ
của chúng lên rất cao, để tránh biến dạng cho các chi tiết và đảm bảo chất lượng
dầu bôi trơn, để lượng không khí nạp được đảm bảo thì phải làm mát động cơ.
Công chất dùng để làm mát động cơ là: Nước, không khí, dầu
Xuất phát từ những yêu cầu trên, đòi hỏi hệ động lực phải có một hệ thống
tải phẩn nhiệt đó ra khỏi các thiết bị, máy móc, hay nói cách khác là phải có một
hệ thống làm mát các chi tiết đảm bảo cho sự vận hành của các thiết bị.
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU

Ống dùng trong hệ thống có thể làm bằng đồng hoặc thép liền tráng kẽm,
các ống phải là ống liền.
Các chi tiết vỏ thép và hợp kim đồng phải được lắp đặt cực kẽm để bảo vệ.
1.4.2. Giới thiệu sơ bộ các thiết bị trong hệ thống, bảng thiết bị:
1.4.2.1. Các thiết bị vận chuyển trong hệ
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 8
Bao gồm:bơm, đường ống, van,ống nối,cút nối đây là những thiết bị dùng
để vận chuyển nước để làm mát các thiết bị trong hệ thống nhiên liệu như động
cơ chính, diesel lai máy phát điện.
Các thiết bị trên sử dụng để vận chuyển công chất làm mát nên dễ xảy ra
ăn mòn, xâm thực của nước biển, rỗ…
Hình 1.1: bơm ly tâm trục đứng
Hình 1.2: Van RAF, Bơm booster, đường ống
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 9
Hình 1.3: Van an toàn
1.4.2.2. Thiết bị lọc:
Bao gồm máy lọc hoặc bầu lọc, thiết bị khử khí là những thiết bị dùng để
lọc tạp chất trước khi đưa nước đi làm mát thường có kết cấu là các màng lọc,
hoặc máy lọc dạng ly tâm.
Hình 1.4: Thiết bị lọc tự động
Đây là những thiết bị làm việc trực tiếp với nước biển nên dễ xảy ra
hiện tượng ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa vì vậy cần phải được chế tạo

Bảng 1.3: Thiết bị và số lượng trong hệ thống
1.4.3. Nguyên lý hoạt động:
1.4.3.1. Làm mát vòng ngoài.
Nước từ L.T.F.W. EXPAN. T.K. sẽ được hai cụm bơm NO.1 và NO.2
COOLING FW PUMP (một cụm bơm dùng và một bơm dự phòng) hút và đẩy
tới hai bầu sinh hàn NO.1 và NO2 CENTRAL FW COOLER tại đây nó nhả
nhiệt cho nước biển và được đưa tới van ba ngả 19. Van này có nhiệm vụ điều
chỉnh lưu lượng nước làm mát đã qua bầu sinh hàn và chưa qua bầu sinh hàn để
cho nhiệt độ của nước ở đầu ra ko đổi nhờ vào các thiết bị đo chuyện dụng. Sau
đó nước làm mát được cho đi qua các đường ống để đến làm mát cho các thiết
bị.
a) Qua đường ống 55 để đi làm mát M/E AIR COOLER, M/E L.O.
COOLER, M/E JACKET W.COOLER, STEADY BEARING.
b) Qua đường ống 45 để đi làm mát ECR AIR CONDITIONER, NO.1
và NO.2 MAIN AIR COMPRESSOR (một máy nén sự dụng mà một dự
phòng), CASCADE
c) Qua đường ống 43 để đi làm mát COOKROOM AIR
CONDITIONAER, NO.1 và NO.2 AIR CONDITIONER (một sử dụng và một
dự phòng), NO.1 và NO.2 REF. CONDENSER (một sử dụng và một dự
phòng).
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 12
=> Sau khi làm mát các thiết bị trên nước được tập trung về đường ống
85 và đi làm mát ATMO. CONDENSER rồi đi đến đường ống 61.
d) Qua đường ống 44 đi làm mát NO.1, NO.2 và NO.3 G/E 6L16/24
(hai máy hoạt động một máy dự phòng). Sau khi làm mát hơi nước sẽ đi qua
đường ống hơi và về bầu ngưng, phần nước còn lại được chia làm hai phần.

THỦY
Trang: 13
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG
2.1. Tính toán vòng trong:
2.1.1. Sản lượng nước ngọt:
Tại vòng trong ngọt nhả nhiệt cho bộ sinh hàn và trở lại nhận nhiệt từ máy
chính
Sản lượng nước ngọt được tính theo công thức sau:
)(
ttC
Q
G
v
dc
r
dcm
dc
o
n
−
=

(kg/h)
Trong đó:
dc
o
Q
_ Lượng nhiệt mà nước ngọt nhận được từ động cơ (kJ/h)
Cm _ Tỷ nhiệt của nước ngọt (kJ/kg.độ)(oC)
r

THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 14
lý do như vậy, sản lượng của bơm thường được tăng lên so với trị số tính toán
từ 15÷20%.
Bảng 2.1 Tính toán sản lượng nước ngọt cho máy chính
Vậy sản lượng nước ngọt cần làm mát máy chính là:
Q
b
= 352 m³/h
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
STT Hạng mục tính Kí hiệu Công thức và nguồn
gốc
Kết quả Đơn vị
1 Công suất có ích của
động cơ
Ne Thông số tàu
2774
Cv
2 Vòng quay n Thông số tàu
163
v/ph
3 Hệ số nhiệt lượng do
nước làm mát lấy đi
α
Chọn
α
= (15÷35)%
20

8 Nhiệt độ nước ngọt
vào động cơ
t
v
dc
Thiết kế chỉ định
75
C
o
9 Nhiệt lượng nước ngọt
ra khỏi động cơ
t
r
dc
Thiết kế chỉ định
82
C
o
10 Sản lượng nước ngọt
G
n
)(
ttC
Q
G
v
dc
r
dcm
dc

Diện tích truyền nhiệt:
.
Q
F
K t
=
∆
(m
2
)
Trong đó:
Q - nhiệt lượng trao đổi qua bộ làm mát, kJ/h.
∆t - hiệu nhiệt độ trung bình của bộ làm mát, độ.
∆t = 0,5.[(t’
nn
+ t’’
nn
) - (t’
nb
+ t’’
nb
)]
t’
nn
- nhiệt độ nước ngọt ở cửa vào, t’
nn
= 82
o
C
t’’

++
=K
(kJ/m
2
.độ.h)
Trong đó:
α
1
- hệ số toả nhiệt từ chất lỏng đến ống (Kcal/m
2
.h.
o
C).
α
2
- hệ số toả nhiệt từ ống đối với chất lỏng ngoài (Kcal/m
2
.h.
o
C).
δ - chiều dài của ống (m).
λ - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống (Kcal/m
2
.h.
o
C).
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
STT Hạng mục tính Kí hiệu
Công thức và nguồn gốc Kết quả Đơn vị

chỉnh β vào trong công thức:
K
’
= β.K
Thông thường β = 0,7
÷
0,8. Chọn β = 0,8.
Theo số liệu kinh nghiệm chọn bộ làm mát dạng bầu tròn - ống (đường
kính ống 10
÷
15 mm), chọn K = 1200 [kcal/m
2
.h.
o
C].
Khi xét đến ảnh hưởng của cáu cặn:
K = β.K = 0,8.1200 = 960 [kcal/m
2
.h.
o
C] = 4018,368 [kJ/m
2
.h.
o
C]
Bảng 2.3: Bảng tính toán bầu sinh hàn cho máy chính
Vậy diện tích trao đổi nhiệt của bầu sinh hàn phục vụ cho máy chính: F =
51 m
2
2.1.4. Chọn bơm làm mát:

51 m
2
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 17
Hình 2.1: Bơm ly tâm Victor s-220 (350m³/h)
2.1.5. Tính đường ống:
Yêu cầu của dòng chảy của nước trong hệ thống làm mát là từ 0.5÷3 m/s.
Chọn V=3 m/s
Công thức tính đường kính ống trong hệ thống:
2
.
dc
b
v
Q
d
=
Π
(m)
Trong đó:
Q: Lưu lượng bơm, m³/s
V: Vận tốc dòng chảy, m/s
350
2 2 0,20
. 3,14.3.3600
dc
b
v
Q

dn
o
Q
_ Lượng nhiệt mà nước ngọt nhận được từ dầu nhờn (kJ/h)
mpd
o
Q
_ Lượng nhiệt mà nước ngọt nhận được từ máy phát điện (kJ/h)
Cn _ Tỷ nhiệt của nước ngọt
(kJ/kg.độ)
r
dn
t
_ Nhiệt độ nước ngọt ra khỏi bầu sinh hàn dầu nhờn (oC)
v
dn
t
_ Nhiệt độ nước ngọt vào bầu sinh hàn dầu nhờn (oC)
r
mpd
t
_ Nhiệt độ nước ngọt ra khỏi máy phát điện (oC)
v
mpd
t
_ Nhiệt độ nước ngọt vào máy phát điện (oC)
v
shdc
t
_ Nhiệt độ nước ngọt vào sinh hàn động cơ (oC)

loại của động cơ và vòng quay của động cơ:
+ Động cơ tốc độ thấp:
m
q
= 30 (Kcal/CV.h)
+ Động cơ tốc độ cao :
m
q
= 60 (Kcal/CV.h)
Trong trường hợp có làm mát đỉnh piston, phải tính cả nhiệt lượng do đỉnh
piston tỏa ra.
Tất cả các trị số nhiệt lượng được tính theo công thức trên là được tính
trong điều kiện thiết kế tức là động cơ làm việc ở phụ tải thiết kế, do đó sản
lượng của bơm phải được tăng lên. Mặt khác, sau một thời gian sử dụng, sản
lượng của bơm giảm xuống do nhiều nguyên nhân như các chi tiết của bơm bị
mòn, đường ống có cáu cặn, Ngoài ra, còn phải xét đến một yếu tố nữa là có
trường hợp động cơ cần quá tải trong một thời gian nhất định. Chính vì những
lý do như vậy, sản lượng của bơm thường được tăng lên so với trị số tính toán
từ 15÷20%.
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 20
Bảng 2.4: Bảng tính toán sản lượng nước ngọt vòng ngoài
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
BỘ MÔN MÁY PHỤ TÀU THỦY
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 21

o
0
' .
mpd
H
Q Ne .ge. Q
α
=
465287 kJ/h
7 Nhiệt lượng đơn
vị do dầu nhả ra
q
m
Động cơ thấp tốc 30 Kcal/Cv
.h
8 Nhiệt lượng nước
ngọt nhận từ dầu
nhờn
Q
dn
o
NeqQ
m
dn
.
0
=
348359 kJ/h
9 Tỉ nhiệt của nước
ngọt

hàn máy chính
r
shdc
t
Thiết kế chỉ định 70
C
o
14 Nhiệt độ nước
ngọt vào bầu sinh
hàn dầu nhờn
t
v
dn
Thiết kế chỉ định 50
C
o
15 Nhiệt độ nước
ngọt ra bầu sinh
hàn dầu nhờn
t
r
dn
Thiết kế chỉ định 60
C
o
16 Sản lượng nước 265
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU
THỦY
Trang: 22
Vậy sản lượng nước ngọt cần làm mát ở vòng ngoài là:

10
3
.
−
∑
=
N
V
e
p
V
0.238
m
3
Vậy chọn két giãn nở vòng ngoài có dung tích: V=0.3 m³
2.2.3. Tính bầu sinh hàn:
2.2.3.1. Tính bầu sinh hàn dầu nhờn:
Diện tích truyền nhiệt:
.
Q
F
K t
=
∆
(m
2
)
Trong đó:
Q - nhiệt lượng trao đổi qua bộ làm mát, kJ/h.
∆t - hiệu nhiệt độ trung bình của bộ làm mát, độ.

t’’
d
- nhiệt độ dầu ở cửa ra, t’’
d
= 65
o
C
∆t = 0,5.[(80 + 65) - (50 + 60)] = 17,5
o
C
K - hệ số truyền nhiệt.
21
11
1
αλ
δ
α
++
=K
(kJ/m
2
.độ.h)
Trong đó:
α
1
- hệ số toả nhiệt từ chất lỏng đến ống (Kcal/m
2
.h.
o
C).

2
.h.
o
C].
Khi xét đến ảnh hưởng của cáu cặn:
K = β.K = 0,8.600 = 480 [kcal/m
2
.h.
o
C] = 2009,184 [kJ/m
2
.h.
o
C]
Bảng 2.6: Bảng tính toán bầu sinh hàn dầu nhờn
Động cơ Đại lượng Kí hiệu Công thức Kết quả Đơn vị
Máy chính
Diện tích trao
đổi nhiệt
F
.
Q
F
K t
=
∆
Q = 348359 kJ/h
K = 2009,184 kJ/m
2
.h.

) - (t’
nb
+ t’’
nb
)]
t’
nn
- nhiệt độ nước ngọt ở cửa vào, t’
nn
= 70
o
C
t’’
nn
- nhiệt độ nước ngọt ở cửa ra, t’’
nn
= 50
o
C
t’
nb
- nhiệt độ nước biển ở cửa vào, t’
nb
= 20
o
C
t’’
nb
- nhiệt độ nước biển ở cửa ra, t’’
nb

C).
α
2
- hệ số toả nhiệt từ ống đối với chất lỏng ngoài (Kcal/m
2
.h.
o
C).
δ - chiều dài của ống (m).
λ - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống (Kcal/m
2
.h.
o
C).
Bộ làm mát sau một thời gian làm việc thường xuất hiện cáu cặn ở hai mặt
sàng và trong ống, làm hệ số truyền nhiệt giảm xuống và giảm lượng nhiệt trao
đổi, cho nên khi tính toán hệ số truyền nhiệt thường đưa thêm một hệ số điều
chỉnh β vào trong công thức:
K
’
= β.K
Thông thường β = 0,7
÷
0,8. Chọn β = 0,8.
Theo số liệu kinh nghiệm chọn bộ làm mát dạng bầu tròn - ống (đường
kính ống 10
÷
15 mm), chọn K = 1200 [kcal/m
2
.h.