Trong những năm gần đây, kinh tế biển đang trở thành một trong ngành kinh tế trọng điểm của nước ta, chiếm 47-48% GDP cả nước. Vì đặc thù địa hình trên nước, từ khai thác hải sản, dầu khí, vận tải đến du lịch đều phải sử dụng đến tàu thuyền. Và việc vận hành một chiếc thuyền trên biển có hiệu quả không phụ thuộc rất nhiều vào chân vịt (propeller), cái mà người ta hay gọi là linh hồn của tàu biển. Do đó việc chọn mua một chiếc chân vịt phù hợp, hoạt động hiệu quả là điều cực kỳ quan trọng. Hôm nay chúng tôi sẽ giới thiệu các bạn những kiến thức xoay quanh chiếc chân vịt tàu biển để bạn có thêm thông tin cần thiết.
- Chân vịt tàu biển là gì và vai trò của nó
Chân vịt có tên tiếng anh là Propeller, có hình dạng như cánh quạt điện mà ta thường thấy. Chân vịt là bộ phận cơ khí không thể thiếu đối với các tàu thuyền, thông qua sự chuyển động của một động cơ, chân vịt có nhiệm vụ đẩy nước về phía sau từ đó giúp tàu chuyển động về phía trước. Ngoài ra chân vịt còn được coi là bộ phận đánh lái, chuyển hướng cho tàu. Từ khi có sự xuất hiện của chân vịt tàu biển, việc vận tải hàng hải trở nên thuận lợi. Bởi chân vịt giúp các tàu thuyền có thể vận chuyển trọng tải hàng ngàn tấn, thay thế các phương pháp lạc hậu trước đó.
- Nguyên lý hoạt động của chân vịt
Chân vịt tàu biển hoạt động dựa trên hai định luật cơ bản: định luật 3 Newton (định luật về lực và phản lực) và định luật Bernoulli (định luật bảo toàn tổng áp suất động và tĩnh). Khi động cơ tàu quay giúp cánh quạt chân vịt quay, việc chân vịt quay sẽ tạo ra sự chênh lệch hai vùng áp suất giữa mặt trước và mặt sau cánh quạt, từ đó đẩy nước về phía sau tạo phản lực đẩy tàu về phía trước.
- Các thông số kỹ thuật của chân vịt tàu biển
Đường kính: Đường kính là tham số quan trọng của chân vịt, đồng thời quyết định định đến công suất của tàu. Vì vậy từ đường kính có thể tính toán ra được công suất hay lực đẩy cần thiết của động cơ. Thông thường đường kính tỉ lệ với hiệu quả của cánh quạt. Đường kính chân vịt có kích thước từ vài chục cm đến vài m tuỳ công suất của tàu.
Bước xoắn: Bước xoắn là hành trình lý thuyết trong một vòng quay cánh quạt. Ví dụ, chân vịt di chuyển 10 cm trong một vòng quay, vì thế bước xoắn danh nghĩa của chân vịt là 10cm.
Tỷ số mặt đĩa: Tỷ số mặt đĩa là tổng diện tích mặt đạp/diện tích hình tròn có đường kính bằng đường kính chân vịt.
Góc xoay cánh quạt: góc xoay cánh quạt là dung tích nước chuyển qua cánh quạt trong mỗi vòng quay của nó.
Đó là các thông số ảnh hưởng đến đặc tính chân vịt tàu biển, ngoài ra các thông số dạng cánh, bề dày cánh được xem là thứ yếu.
- Phân loại chân vịt và ứng dụng
Có nhiều cách phân loại chân vịt tàu biển, có thể dựa vào số cánh quạt hoặc dựa vào góc xoay cánh quạt để chia thành các loại khác nhau. Mỗi loại những ưu nhược điểm riêng nên sẽ phạm vi ứng dụng khác nhau.
- Phân loại theo số cánh quạt
Có các loại chân vịt 3 cánh, 4 cánh, 5 cánh. Được sử dụng rộng rãi nhất là cánh quạt 3 và 4 cánh.
Chân vịt 3 cánh: Chân vịt 3 cánh khá phổ biến. Nó có nhiều kích cỡ hơn và chi phí sản xuất cũng rẻ hơn các loại khác. Chân vịt 3 cánh có hiệu suất cao ở tốc độ lớn so với chân vịt 4 cánh.
Chân vịt 4 cánh: chân vịt 4 cánh cung cấp lực đẩy lớn hơn cho đuôi tàu từ đó gia tốc cho thân tàu, đặc biệt là những đuôi tàu hạng nặng. Đồng thời nó làm việc tốt ở những vùng nước sâu hoặc biển động. Với 4 cánh quạt cân bằng, chân vịt 4 cánh tiết kiệm nhiên liệu và máy chạy êm hơn.
Chân vịt 5 cánh: với số cánh quạt nhiều, tương tự loại 4 cánh nó hoạt động khá êm, tiết kiệm nhiên liệu. Ngược lại chi phí sản xuất loại chân vịt tàu biển này là đắt nhất.
- Phân loại theo góc xoay cánh quạt
Chân vịt định bước: chân vịt định bước có góc xoay cánh quạt cố định. Vì thế nó hoạt động ổn định, ít hư hỏng, chi phí sản xuất lắp ráp cũng rẻ hơn. Ngược lại nó không cơ động được trong một số tình huống đặc biệt. Ứng dụng cho các tàu bè nhỏ, đơn giản.
Chân vịt biến bước: với góc xoay cánh quạt thay đổi dựa vào một hệ thống cơ khí và thuỷ lực. Từ đó cho phép động cơ làm việc thích ứng linh hoạt trong các điều kiện khác nhau, ví dụ thời tiết xấu, biển động…Nhược điểm của nó là chi phí sản xuất cao, vận hành phức tạp, dễ trục trặc hư hỏng. Ứng dụng cho tàu hàng lớn, làm việc xa bờ.
Bài viết chắc hẳn đã giúp bạn hiểu rõ hơn về chân vịt tàu biển. Hiện tại, công ty chúng tôi đang thiết kế, sản xuất và gia công các loại chân vịt tàu biển có sẵn và sản xuất theo yêu cầu. Hãy liên hệ để được tư vấn thêm!
