Nghiên cứu tính toán hệ thống động lực khí nén cho xuồng du lịch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THANH LIÊM NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHÍ NÉN CHO XUỒNG DU LỊCH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC GVHD: TS CAO HÙNG PHI HÀ NỘI – NĂM 2014 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .4 LỜI CẢM ƠN .5 DANH MỤC CÁC BẢN VẼ DANH MỤC CÁC BIỂU MẪU BẢNG KÝ HIỆU SỬ DỤNG .9 Chương 1: TỔNG QUAN 11 1.1 Giới thiệu tổng quan đặc điểm sinh thái khu vực Đồng sông Cửu Long [14] 11 1.2 Lý chọn đề tài 23 1.3 Tính cấp thiết đề tài .23 1.4 Ý nghĩa khoa học đề tài 29 1.5 Thực tiễn đề tài 29 1.6 Mục Đích nghiên cứu đề tài 29 1.7 Khách thể đối tƣợng nghiên cứu 29 1.8 Nhiệm vụ nghiên cứu 30 1.9 Giới hạn đề tài 30 1.10 Phƣơng pháp nghiên cứu .31 1.11 Kế hoạch thực 31 1.12 Tổng quát kết nghiên cứu nƣớc 31 1.13 Kết luận chƣơng 32 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ TÍNH TỐN XUỒNG 33 2.1 Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế xuồng 33 2.1.1 Phân tích điều kiện làm việc xuồng .33 2.1.2 Cơ sở lý thuyết thiết kế tính tốn xuồng du lịch 33 2.1.3 Tính tốn kích thƣớc chủ yếu xuồng .34 2.1.4 Tính toán thành phần trọng lƣợng xuồng 37 2.2 Tính tốn thơng số xuồng 37 2.2.1 Tính tốn thơng số hình dạng bố trí hệ thống xuồng 37 2.2.2 Tính tốn yếu tố tính xuồng 41 2.3 Tính tốn động lực xuồng .44 2.3.1 Tính tốn sức cản xuồng 44 2.3.2 Tính tốn thiết bị đẩy xuồng 45 2.3.3 Tính tốn chân vịt 48 2.4 Tính tốn cân ổn định cho xuồng du lịch .49 2.4.1 Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định xuồng .49 2.4.2 Tính tốn cân ổn định trƣờng hợp hoạt động đặc biệt xuồng 54 2.5 Kết luận chƣơng 60 Chương 3: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH XUỒNG 61 3.1 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 61 3.1.1 Mục tiêu nghiên cứu .61 3.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu .61 3.2 Tổng thể hệ thống xuồng 62 3.2.1 Piston nén khí 62 3.2.2 Bình tích trữ khí nén 63 3.2.3 Cơ cấu tua bin – chân vịt 63 3.3 Kiểm tra ổn định xuồng trƣờng hợp đặc biệt 63 3.3.1 Chọn phƣơng pháp nghiên cứu 63 3.3.2 Kết kiểm tra ổn định tĩnh xuồng 64 3.3.3 Kiểm tra cân ổn định xuồng trạng thái tĩnh 65 3.4 Xác định khả cân ổn định xuồng 67 3.4.1 Chọn phƣơng pháp nghiên cứu .67 3.4.2 Chọn tiêu đánh giá .67 3.4.3 Chọn tham số ảnh hƣởng đến tiêu đánh giá 68 3.4.4 Phƣơng pháp đo đại lƣợng nghiên cứu .69 3.4.5 Phƣơng pháp xử lý kết thí nghiệm 70 3.4.6 Kết xác định khả cân ổn định xuồng 71 3.4.7 Thông số kỹ thuật xuồng du lịch 72 3.5 Kết luận chƣơng 73 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 4.1 Kết luận 74 4.2 Kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn TS CAO HÙNG PHI Đề tài thực Viện khí động lực Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày… tháng……năm 2014 Tác giả NGUYỄN THANH LIÊM LỜI CẢM ƠN Với tư cách tác giả luận văn này, xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến TS.CAO HÙNG PHI Thầy hướng dẫn tận tình chu đáo, mặt chun mơn để tơi hồn thành luận văn Đồng thời tơi cảm ơn q thầy Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, bạn đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện sở vật chất suốt thời gian tơi học Trường làm hồn thành luận văn Cuối xin chân thành gởi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên giúp đỡ, chia suốt thời gian học làm luận văn Tác giả NGUYỄN THANH LIÊM DANH MỤC CÁC BẢN VẼ SỐ HIỆU TÊN HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TRANG Hình 1.1 Bản đồ địa vùng đồng sơng Cửu Long 12 Hình 1.2 Chợ huyện Cái Bè tỉnh Tiền Giang 13 Hình 1.3 Sinh hoạt ngày người dân tỉnh bến Tre đồng 14 sơng Cửu Long Hình 1.4 Người dân xã Mỹ Long Nam, huyện Cầu Ngang, tỉnh Trà 15 Vinh Hình 1.5 Du lịch miệt vườn tỉnh Cần Thơ sử dụng máy thủy 15 Hình 1.6 Hoạt động chợ Cái Răng tỉnh Cần Thơ 16 Hình 1.7 Chợ Ngã Bảy, tỉnh Hậu Giang 16 Hình 1.8 Học sinh học xuồng tỉnh Kiên Giang 17 Hình 1.9 Chợ Năm Căn, tỉnh Cà Mau 19 Hình 1.10 Du lịch mùa nước tỉnh An Giang 19 Hình 1.11 Rừng tràm huyện Tam Nơng, tỉnh Đồng tháp 20 Hình 1.12 Du lịch miệt vườn huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long Đồng 22 sơng Cửu Long Hình 2.1 Sơ đồ bố trí chung xuồng 39 Hình 2.2 Đồ thị đường cong thủy lực 43 Hình 2.3 Đồ thị đường cong hình dạng 43 Hình 2.4 Piston tạo khí nén 45 Hình 2.5 Sơ đồ tính ổn định xuồng 50 Hình 2.6 Mơ hình tính tốn ổn định tải trọng lệch sang bên 54 xuồng Hình 2.7 Sơ đồ tính ổn định xuồng vượt cạn 55 Hình 2.8 Sơ đồ tính góc quay xuồng vượt cạn 57 Hình 2.9 Sơ đồ tính tốn phản lực điểm tựa 58 Hình 2.10 Sơ đồ tính tốn mơ nem q tính 59 SỐ HIỆU TÊN HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TRANG Hình 2.11 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên xuồng 59 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí tổng thể xuồng 62 Hình 3.2 Piston xylanh nén khí 62 Hình 3.3 Bình tích trữ khí nén 63 Hình 3.4 Cơ cấu tuabin – chân vịt 63 Hình 3.5 Sơ đồ xác định góc lắc φ xuồng 69 Hình 3.6 Sự phụ thuộc góc lắc φ xuồng với vận tốc rẽ 71 nhánh Hình 3.7 Sự phụ thuộc góc lắc φ xuồng với độ dốc nghiêng ngang 72 DANH MỤC CÁC BIỂU MẪU SỐ HIỆU TÊN BẢNG BIỂU TRANG Bảng 2.1 Kích thước sơ xuồng 36 Bảng 2.2 Bảng tiêu chuẩn chọn kích thước piston 47 Bảng 2.3 Chọn bình tích trữ 47 Bảng 3.1 Trạng thái đủ thiết bị + 100% dự trữ : (TT1) 65 Bảng 3.2 Trạng thái đủ thiết bị + 10% dự trữ 65 Bảng 3.3 Tính khối lượng trọng tâm xuồng: 66 Bảng 3.4 Tổng hợp kiểm tra theo quy phạm 66 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật xuồng du lịch 72 (TT2) BẢNG KÝ HIỆU SỬ DỤNG TT TÊN ĐẠI LƢỢNG VẬT LÝ KÝ HIỆU THỨ NGUYÊN Chiều dài thiết kế LTK m Chiều dài lớn LMax m Chiều rộng thiết kế BTK m Chiều rộng lớn BMax m Chiều chìm (Mớn nước) T,d m Chiều cao mạn h m Thể tích chiếm nước V, m2 Lượng chiếm chiếm nước V,  Tấn Tải trọng DW Tấn 10 Hệ số béo thể tích Cb,  - 11 Hệ số béo diện tích mặt đường nước Cw, α - 12 Hệ số béo diện tích mặt cắt ngang CM, β - 13 Hệ số béo hình lăng trụ  - 14 Tốc độ xuồng V hl/h, m/s 15 Cao độ trọng tâm xuồng ZG m 16 Chiều cao ổn định ban đầu h0 m 17 Bán kính ổn định ngang r m 18 Bán kính ổn định dọc R m 19 Hoành độ tâm Xc,LCB m 20 Hoành độ tâm đường nước XF, LCF m 21 Cao độ tâm Zc, VCB m 22 Mômen nghiêng 1cm Mcm/lcm MT-m/cm 23 Diện tích mặt đường nước Aw m2 24 Mơmen qn tính diện tích I m4 25 Lưu lượng khí nén Q m3 /h - Xác định thông số xuồng du lịch; - Xác định giới hạn an toàn ổn định xuồng; - Xác định điều kiện xuồng hoạt động an toàn ổn định 3.2 Tổng thể hệ thống xuồng Hình 3.1 Sơ đồ bố trí tổng thể xuồng 1- Cơ cấu tuabin- chân vịt; 2- Bình chứa khí nén; 3- Piston tạo áp lực; 4- Cơ cấu bàn đạp 3.2.1 Piston nén khí Cấu tạo 1- Piston 2- Xylanh 3- Lò xo hồi vị 4- Cần đẩy 5- Van hút 6- Van xả Hình 3.2 Piston xylanh nén khí 62 3.2.2 Bình tích trữ khí nén Cấu tạo 1- Vỏ bình 2- Màng 3- lò xo 4- Van nạp 5- Van xả Hình 3.3 Bình tích trữ khí nén 3.2.3 Cơ cấu tua bin – chân vịt Cấu tạo 1-Vỏ tuabin 2- Cánh tuabin 3- Trục dẫn động 4- Chân vịt Hình 3.4 3.3 Cơ cấu tuabin – chân vịt Kiểm tra ổn định xuồng trƣờng hợp đặc biệt 3.3.1 Chọn phƣơng pháp nghiên cứu - Để kiểm tra ổn định xuồng theo qui phạm đăng kiểm phương tiện đóng tàu thuyền Cục Đăng kiểm Việt Nam, tiến hành phương pháp sử dụng phần mềm chuyên dụng thiết kế tàu thủy, mô phỏng, tính tốn cho xuồng kiểm nghiệm, đánh giá lại theo tiêu chuẩn quy phạm quy định 63 - Nội dung phương pháp kiểm tra ổn định tàu thuyền trình bày tài liệu [1], [8], [14], ứng dụng phương pháp vào toán cụ thể 3.3.2 Kết kiểm tra ổn định tĩnh xuồng a) Kiểm tra ổn định tĩnh xuồng Chiều cao tâm nghiêng ban đầu: h0min = 0,15  0,45 (m) Chiều cao tâm nghiêng thực tế xác định theo công thức:  + ZC - Zg + Δh0 Trong đó:  : Bán kính tâm nghiêng ngang, xác định theo cơng thức: h0 = 2  = K  B  12T (m) Với K  : Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào dạng đường nước Đường nước dạng cong lồi: K  = 1,03 + 0,05 Chọn K  = 1,03 Vậy:  = 0,068 (m) + ZC: cao độ tâm nổi: Z C = KC  T (m)  KC: hệ số thực nghiệm Ta có: Fr = 0,58 > 0,28; chọn KC = 1,2  ZC = 0,072 (m) + Zg: Cao độ trọng tâm Zg = Kg H Với Kg: Hệ số thực nghiệm; Kg = 0,63  0,7 Chọn Kg = 0,064  Zg = 0,054 (m) + Δh0: ảnh hưởng mặt thoáng ban đầu Δh0 = (0,1  0,5)m (Δh0 mang dấu âm) Chọn Δh0 = 0,1 m  h0 = 0,065 (m)  h0 > h0min: xuồng đảm bảo điều kiện ổn định b) Kiểm tra chòng chành xuồng Chu kỳ chòng chành xuồng theo quy phạm [ T ] = (3  12) n Chu kỳ chòng chành thực tế xuồng, xác định theo công thức: 64 [ T ] = C B , chọn C = 1,25 h0  [ T ]= 3,46 (n)  [ T ]> [ T  xuồng thỏa mãn điều kiện chòng chành 3.3.3 Kiểm tra cân ổn định xuồng trạng thái tĩnh - Để kiểm tra tính cân ổn định xuồng, áp dụng cơng thức tính tốn cân ổn định lập chương 2, sử dụng phần mềm chung dùng tính tốn thiết kế tàu thuyền để xác định thông số kiểm tra, kết tính tốn thể bảng đây: Bảng 3.1 Trạng thái đủ thiết bị + 100% dự trữ : (TT1) Số TT Trọng lượng thành phần Pi (T) Xi (m) Zi (m) Pi.Xi (Tm) Pi.Zi (Tm) Xuồng không 0.051 -0.136 0.018 -0.020 0.016 Trọng lượng người 0.120 -0.104 0.26 -0.031 0.078 Trọng lượng thiết bị 0.031 -0.150 0.077 -0.032 0.016 Tổng cộng 0.202 Lượng chiếm nước, D (T) Hoành độ trọng tâm, XG (m) Cao độ trọng tâm, ZG (m) 0.082 0.202 -0.107 0.367 Bảng 3.2 Trạng thái đủ thiết bị + 10% dự trữ Số TT Trọng lượng thành phần 0.11 Pi (T) Xi (m) (TT2) Zi (m) Pi.Xi (Tm) Pi.Zi (Tm) Xuồng không 0.051 -0.136 0.018 -0.020 0.016 Trọng lượng người 0.120 -0.104 0.026 -0.031 0.078 Trọng lượng thiết bị 0.031 -1.476 0.034 -0.031 0.016 Tổng cộng 0,202 -0.082 Lượng chiếm nước, D(T) 0,018 Hoành độ trọng tâm, XG (m) -0.014 Cao độ trọng tâm, ZG (m) 0.039 65 0.11 - Việc tính tốn kiểm tra cân bằng, ổn định cho xuồng hoạt động xuồng neo đậu đứng n khơng chuyển động, tính tốn cho trường hợp nguy hiểm cho xuồng Cân ổn định xuồng hoạt động tính tốn thay tác động ngoại lực vào xuồng đứng yên Các ngoại lực sinh xuồng hoạt động gây Ở xuồng hoạt động chủ yếu người ngồi xuồng.Khi xuồng hoạt động sinh tải trọng bao gồm khối lượng lưu động, sung lực gây ra, ngoại lực khác sinh Fxl  .QV ; GQ  g.S l. - Tất ngoại lực ngoại lực chủ yếu gây cân ổn định cho xuồng Việc tính tốn cân ổn định cho xuồng xuồng hoạt động thể bảng tính đây: Bảng 3.3 Tính khối lượng trọng tâm xuồng: STT Trọng lượng thành phần Pi (T) Xi (m) Zi (m) Pi.Xi (Tm) Pi.Zi (Tm) Xuồng không 0,051 -0.0235 0.0314 -0.0423 0.0565 Người ngồi xuồng 0,120 -0.0260 0.0650 -0.0031 0.0078 Bình tích trữ tạo lực đẩy 0,031 -0,020 -0.0454 0.0633 Lượng chiếm nước, D (T) 0,202 Hoành độ trọng tâm, XG (m) 0,0036 Cao độ trọng tâm, ZG (m) 0,0330 0.0964 Bảng 3.4 Tổng hợp kiểm tra theo quy phạm TÊN GỌI Ký hiệu Đơn vị TS Chiều cao ổn định ban đầu xuồng ho m 0.070 Chiều cao ổn định ban đầu theo quy phạm hcf m >0.15 Cánh tay đòn ổn định  = 30o lt30 m 0.080 Cánh tay đòn ổn định  = 30o theo quy phạm lt30 m >0.020 Cánh tay đòn ổn định lớn xuồng ltmax m 0.075 66 TÊN GỌI Ký hiệu Đơn vị Góc tương ứng với cánh tay địn lớn xuồng Góc tương ứng với cánh tay đòn lớn theo quy phạm TS qltmax độ 30.0 qltmaxqp độ >15 S15-30 mr 0.070 S15-30qp mr 0.055 S30-40 mr 0.048 S30-qvnqp mr 0.03 Diện tích đường cong OĐ tĩnh đến  = 15o q = 30o xuồng D.tích đường cong OĐ tĩnh đến  =15o  = 30o theo quy phạm Diện tích đường cong OĐ tĩnh  = 30o  = 40o tàu Diện tích đường OĐ tĩnh  = 30o  = 40o theo quy phạm Nhận xét: vào kết thu bảng trên, so sánh qui phạm thiết kế tàu thuyền xuồng thiết kế hoàn hoàn đạt yêu cầu xuồng hoạt động 3.4 Xác định khả cân ổn định xuồng 3.4.1 Chọn phƣơng pháp nghiên cứu Cân ổn định xuồng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, để xác định khả cân ổn định xuồng hoạt động thực tế tiến hành thực nghiệm, có nhiều phương pháp thực nghiệm, luận văn lựa chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Nội dung phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trình bày tài liệu Trong luận văn ứng dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để xác định khả cân ổn định xuồng du lịch 3.4.2 Chọn tiêu đánh giá Chỉ tiêu quan trọng để đánh giá xuồng du lịch tính cân ổn định xuồng trạng thái hoạt động nó, tiêu đánh giá chất lượng 67 yêu cầu kỹ thuật xuồng tính cân ổn định Chỉ tiêu chúng tơi lựa chọn để đánh giá góc lắc ký hiệu φ hình 2.1 3.4.3 Chọn tham số ảnh hƣởng đến tiêu đánh giá Từ kết phân tích tính tốn chương ta nhận thấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cân ổn định sau: - Các yếu tố trọng lượng người bị lệch sang bên: phân tích tính tốn chương trường hợp nguy hiểm xuồng bị lật người bị lệch sang bên, trọng tâm xuồng lệch khỏi trục cân xuồng, trọng tâm tạo mômem gây lật xuồng, trường hợp cộng thêm gió ngoại lực khác xuồng bị lật cao Để xác định khả ổn định xuồng trọng lượng người đặt lệch sang bên, lựa chọn tham số để tiến hành nghiên cứu thực nghiệm - Các yếu tố ngoại lực tác dụng: yếu tố bao gồm có gió lốc, sóng , yếu tố ngoại lực làm ảnh hưởng đến khả cân ổn định xuồng, sông xuồng du lịch chủ yếu hoạt động kênh rạch khu du lịch nên gió lốc sóng nhỏ, yếu tố ảnh hưởng không lớn đến cân ổn định xuồng, luận văn chúng tơi khơng có điều kiện nghiên cứu thực nghiệm với thay đổi gió lốc, sóng đến cân ổn định xuồng - Khi xuồng vượt cạn để di chuyển từ kênh sang kênh khác xuồng bị cân ổn định, đồng thời trình xuồng kéo cạn có nhiều chướng ngại vật mô đất, gốc làm cho xuồng bị lật Để xác định khả ổn định xuồng vượt cạn tiến hành thực nghiệm trường hợp - Khi xuồng rẽ vào kênh vng góc: Do khu du lịch có mạng lưới kênh tương đối hồn chỉnh, kênh chính, kênh nhánh nối vng góc với nhau, xuồng chuyển động từ kênh vào kênh nhánh phải chuyển hướng chuyển động 90 độ, lực ly tâm tạo làm cho xuồng bị lật, lực ly tâm phụ thuộc vào tốc độ chuyển động xuồng Do để đánh giá khả cân 68 ổn định xuồng vào đường vịng, chúng tơi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trường hợp Tóm lại: có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả cân ổn định xuồng, có nhiều yếu tố ngẫu nhiên điều khiển sóng gió, đề tài chọn giá trị định để nghiên cứu Có số yếu tố ảnh hưởng lớn đến cân ổn định xuồng điều chỉnh dễ dàng thực tế, nên đề tài chọn làm tham số ảnh hưởng đến tiêu cân ổn định là: - Trọng lượng người đặt lệch sang bên ký hiệu G, kg; - Độ dốc ngang địa hình xuồng vượt cạn ký hiệu α, độ; - Vận tốc xuồng rẽ nhánh vào kênh vng góc ký hiệu v, m; - Áp lực xuồng hoạt động, P, kg/cm2; 3.4.4 Phƣơng pháp đo đại lƣợng nghiên cứu a) Phương pháp đo góc lắc φ Góc lắc φ tiêu đánh giá khả cân ổn định ngang xuồng, góc lắc φ góc hợp trục cân với trọng tâm xuồng thể hình 3.1 Y Y1 Y o o (a) φ G G Ps o2 Ps o2 o3 a (b) Y Y Y1 Hình 3.5 Sơ đồ xác định góc lắc φ xuồng 69 Góc lắc φ xuồng lớn xuồng ổn định, xuồng trạng thái cân ổn định góc lắc φ = Để xác định góc φ chúng tơi tiến hành sau buộc treo dọi vào trục cân xuồng vị trí tọa độ trọng tâm xuồng điểm (O hành 2.1), tục cân có gắn thước đo độ, sử dụng trọng lượng người thiết bị để làm cho xuồng nghiêng góc định, thước đo độ ta xác định góc lắc φ b) Phương pháp xác định trọng lượng chiều dài Để xác định trọng lượng người thiết bị sử dụng cân bàn để cân, để xác định chiều dài, kích thước chúng tơi sử dụng thước mét Để xác định vận tốc đo chiều dài thời gian xuồng chạy, chiều dài thước mét, đo thời gian xuồng chạy đồng hồ bấn giây 3.4.5 Phƣơng pháp xử lý kết thí nghiệm Theo định luật số lớn phân bố xác suất trung bình mẫu tiệm cận chuẩn Công thức ước lượng mẫu tổng thể là: S S   P X  u 12  m  X  u 12     n n  (3.4) Trong đó: X - trị số trung bình mẫu tổng thể; S - tiêu chuẩn mẫu;  - mức ý nghĩa  = 0,05 ; -  = 0,95 tra bảng uα12 = 1,96 Nếu gọi  sai số tuyệt đối ước lượng, ta có:   U12   S  P.( X    m  X      n Dung lượng mẫu cần thiết là: nct  u 12 S 104 2   X   c %    Trong % sai số tương đối ước lượng, lấy  % = 5% 70 (3.5) 3.4.6 Kết xác định khả cân ổn định xuồng a) Xác định khả ổn định xuồng xuồng vào đường cong, rẽ nhánh Chúng tiến hành thực nghiệm sau: cho xuồng chuyển động với vận tốc khác để rẽ vào kênh nhanh vng góc, kênh rộng 6m, kênh nhánh rộng 3m, vận tốc xuồng thay đổi từ 3km/h đến 5km/h Kết thực nghiệm nghi phụ lục 2, phụ thuộc góc lắc đến vận tốc rẽ nhánh thể Góc lắc xuồng (độ) hình 3.4 24 22 20 18 16 14 12 10 10 11 12 13 14 Vận tốc xuồng km/h Hình 3.6 Sự phụ thuộc góc lắc φ xuồng với vận tốc rẽ nhánh Nhận xét: Khi vận tốc xuồng rẽ nhánh vào kênh vng góc lớn góc lắc φ lớn, xuồng chạy với vận tốc lớn 5km/h rẽ vào kênh vng góc góc lắc φ=22 độ, xuồng khơng bị lật Để đảm bảo an tồn cân ổn định cho xuồng xuồng rẽ vào kênh vng góc nên giảm tốc độ xuống km/h b) Xác định khả ổn định xuồng vượt cạn Để xác định khả ổn định xuồng vượt cạn tiến hành thực nghiệm sau: dùng sức nhiều người để kéo xuồng qua địa hình có độ dốc nghiêng ngang khác, sau xác định góc lắc xuồng Kết thực nghiệm được, phụ thuộc góc lắc đến độ dốc địa hình thể 71 15 Góc lắc xuồng (độ) 18 16 14 12 10 11 13 15 17 Độ dốc nghiêng ngang địa hình (độ) Hình 3.7 Sự phụ thuộc góc lắc φ xuồng với độ dốc nghiêng ngang Nhận xét: Góc lắc xuồng sấp sỉ với góc nghiêng ngang địa hình xuồng vượt cạn φ ≈ α Để xuồng cân ổn định vượt cạn nên kéo xuồng qua địa hình có độ dốc nghiêng ngang ≤ 25 độ 3.4.7 Thông số kỹ thuật xuồng du lịch Sau thu kết nghiên cứu thực nghiệm, tổng hợp thông số kỹ thuật xuồng du lịch bảng 3.1 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật xuồng du lịch TT Thông số kỹ thuật thiết bị Đơn vị tính Thơng số khảo nghiệm Công suất xuồng kw 3,56 Vận tốc di chuyển xuồng km/h Kích thước xuồng ( dài x rộng x cao) m x 1,2 x 0,7 Tải trọng xuồng 0,202 Trọng lượng thân xuồng 0,051 72 3.5 Kết luận chƣơng Với kết nghiên cứu thực nghiệm thu phần tơi có số kết luận sau: Sử dụng phần mềm chun dùng tính tốn thiết kế tàu thuyền xác định yếu tố cân ổn định xuồng du lịch Kết tính tốn kiểm tra so với qui phạm ổn định Cục Đăng kiểm Việt Nam xuồng tính tốn thiết kế đạt u cầu tính cân ổn định Như mơ hình tính tốn theo lý thuyết chương chấp nhận Bằng nghiên cứu thực nghiệm xác định thông số kỹ thuật xuồng du lịch, thông số kỹ thuật thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật thiết bị chuyên dụng xuồng du lịch Bằng nghiên cứu thực nghiệm, đề tài xác định giá trị tham số ảnh hưởng đến cân ổn định xuồng du lịch, kết thực nghiệm xác định trọng lượng người thiết bị đặt lệch sang bên xuồng ≤80kg xuồng đảm bảo an tồn cân ổn định Kết nghiên cứu thực nghiệm xác định xuồng chạy với vận tốc ≤ 3km/h rẽ vào kênh nhánh vuông góc xuồng ổn định khơng bị lật Khi xuồng vượt cạn địa hình có độ dốc nghiêng ngang ≤ 25 độ xuồng đảm bảo an toàn ổn định, vận tốc xuồng phải > 3km/h xuồng ổn định hướng chuyển động 73 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau nghiên cứu xong đề tài, chúng tơi có số kết luận sau: Xuồng du lịch thiết kế chế tạo thực tế tính tốn hệ thống động lực xuồng, dễ sử dụng vận hành, phù hợp với điều kiện vùng Đồng sông Cửu Long Ứng dụng lý thuyết tính tốn thiết kế tàu thuyền, đề tài xây dựng sở lý thuyết tính tốn thiết kế xuồng du lịch Từ yêu cầu điều kiện hoạt động xuồng, đề tài lập mơ hình tính tốn thiết lập cơng thức tính tốn cân ổn định chung xuồng Từ điều kiện hoạt động đặc biệt xuồng, đề tài thiết lập cơng thức tính tốn cân ổn định xuồng du lịch trường hợp đặc biệt xuồng hoạt động, khảo sát yếu tố ảnh hưởng xác định điều kiện cần thiết để xuồng hoạt động an toàn ổn định Bằng phần mềm chun dụng tính tốn thiết kế tàu thuyền, đề tài tiến hành kiểm tra điều kiện cân ổn định theo qui phạm đóng Cục Đăng kiểm Việt Nam, kết kiểm tra cho thấy xuồng thiết kế thỏa mãn yêu cầu cân ổn định Bằng nghiên cứu thực nghiệm đề tài xác định trọng lượng cho phép người thiết bị đặt lệch sang bên mạn xuồng ≤ 80kg, vận tốc xuồng rẽ vào kênh nhánh ≤ km/h, kéo xuồng vượt cạn độ dốc nghiêng ngang ≤ 25 độ xuồng đảm bảo an tồn ổn định Kết thực nghiệm cho thấy xuồng hoạt động ổn định hướng chuyển động 74 4.2 Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu có hạn, với giới hạn đề tài trình bày phần mở đầu, để hoàn thiện thiết bị cần phải tiếp tục nghiên cứu số vấn đề sau: Cần tiếp tục nghiên cứu dao động xuồng chịu ngoại lực Cần tiếp tục nghiên cứu hình dạng, kích thước xuồng để thỏa mãn yêu cầu cân ổn định, đồng thời thảo mãn yêu cầu lực cản xuồng nhỏ Cần tiếp tục nghiên cứu bố trí thiết bị đặt xuồng, vật liệu vỏ xuồng, công nghệ sử dụng ảnh hưởng đến cân ổn định xuồng, để tạo xuồng du lịch tốt phục vụ cho chuyến du lịch hoàn hảo 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Ân, Hồ Quang Long, Dương Đình Nguyên (1978), Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy tập 1, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Nguyễn Đức Ân, Nguyễn Bân (2004), Lý thuyết tàu thủy tập 1, NXB Giao thông vận tải Hà Nội Nguyễn Đức Ân, Nguyễn Bân (2004), Lý thuyết tàu thủy tập 2, NXB Giao thông vận tải Hà Nội Vũ Khắc Bảy (2005) Toán kỹ thuật, Bài giảng cao học máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp Nguyễn Văn Bỉ (2004) Cơ học giải tích, giảng cao học Đại học Lâm nghiệp Cục Đăng Kiểm Việt Nam 2005, quy phạm phân cấp đóng tàu sơng nội địa TCVN 6259-1:2005,NXB Giao thông vận tải Hà Nội Trương Sỹ Cáp, Nguyễn Tiến Lai, Trần Minh Tuấn, Đổ Thị Hải Lâm (1987), lực cản tàu thủy NXB Giao thơng vận tải Hà Nội Trần Chí Đức(1981) Thống kê tốn học, NXB Nơng nghiệp Hà Nội Phạm Thượng Hàn (1994) Kỹ thuật đo lượng đại lượng vật lý Tập NXB Giáo dục 10 Đặng Thế Huy (1995) Phương pháp nghiên cứu khoa học khí nơng nghiệp, NXB Nơng nghiệp Hà Nội 11 Đặng Thế Huy (1995) Một số vấn đề học giải tích học máy, NXB Nơng nghiệp Hà Nội 12 TS Nguyễn Ngọc Thịnh Bài giảng Hệ thống thủy lực khí nén, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, 2010 13 Trần Thế Sang – Trần Thị Kim Lang Khí nén thủy lực, NXB Khoa kỹ thuật, 2009 14 Internet 76 ... 1.6 Mục Đích nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu cấu hình hệ thống động lực khí nén cho xuồng du lịch - Nghiên cứu tính tốn xác định thơng số cần thiết hệ thống động lực cho xuồng du lịch cụ thể -... khoa học nên nghiên cứu phương di chuyển phải tuyệt đối thân thiện với mơi trường Do vấn đề nghiên cứu hệ thống động lực khí nén cho xuồng du lịch nên làm từ hôm Vì hệ thống hồn tồn cho môi trường,... tài nghiên cứu gần công bố để rút kinh nghiệm Quỹ thời gian eo hẹp, lĩnh vực ứng dụng nguồn động lực mẽ học viên ngành khí động lực - Do đề tài nghiên cứu ? ?tính tốn hệ thống động lực khí nén cho