Thiết kế tàu 100 khách các ĐƯỜNG CONG THỦY lực và ĐƯỜNG CONG BONJEAN

MỤC LỤC PHẦN 1: TUYẾN ĐƯỜNG 1.1 Cảng Đà Nẵng 1.2 Cảng Nha Trang .3 PHẦN 2: KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1 Xác định kích thước hệ số thân tàu 2.2 Xác định kích thước chủ yếu 2.3 Bảng tổng hợp kích thước theo phương án làm 2.4 Tính hệ số thân tàu 2.4.1 Các tỷ số kích thước 2.4.2 Các hệ số béo thân tàu 2.5 Nghiệm lại lượng chiếm nước 2.6 Kiểm tra tính ổn định, tính lắc thân tàu tỷ số 2.6.1 Kiểm tra tính ổn định tàu 2.6.2 Kiểm tra tính chòng chành ngang tàu .9 2.6.3 Kiểm nghiệm tỷ số 2.7 Xác định thành phần trọng lượng tàu 10 2.7.1 Trọng lượng vỏ tàu P01 10 2.7.2 Trọng lượng trang, thiết bị tàu 12 2.7.3 Trọng lượng hệ thống tàu 13 2.7.4 Trọng lượng thiết bị lượng 13 2.7.5 Trọng lượng thiết bị liên lạc điều khiển 14 2.7.6 Trọng lượng dự trữ lượng chiếm nước ổn định .14 2.7.7 Trọng lượng “thuyền viên , dự trữ lương thực, thực phẩm, nước ngọt” 14 2.7.8 Trọng lượng nhiên liệu 15 2.7.9 Trọng lượng hàng hoá 16 2.8 Tính tốn mạn khô 16 2.8.1 Tính tốn chiều cao mạn 16 2.8.2 Độ cong dọc boong tiêu chuẩn .17 PHẦN 3: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH 21 3.1 Các thơng số kích thước tàu thiết kế 21 3.2 Xây dựng tuyến hình 22 3.2.1 Xây dựng đường cong diện tích đường sườn 22 3.2.2 Xây dựng đường nước thiết kế 26 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 3.2.3 Xây dựng mặt cắt ngang sườn 28 PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG 30 4.1 Giới thiệu chung 30 4.2 Phân khoang 30 4.2.1 Phân khoang theo chiều dài 30 4.2.2 Phân khoang theo chiều cao 32 4.2.3 Phân khoang theo chiều rộng 32 4.2.4 Kiểm nghiệm dung tích tàu theo Nogid 39 4.3 Tính tốn thiết bị .39 4.3.1 Tính chọn thiết bị neo .39 4.3.2 Thiết bị chằng buộc 43 4.3.3 Trang bị hàng hải 44 4.3.4 Trang bị vô tuyến điện 45 4.3.5 Trang bị phòng nạn 45 4.3.6 Tính tốn bánh lái 49 4.3.7 Thiết bị cứu sinh .50 4.3.8 Tính chọn thiết bị đèn tín hiệu .51 PHẦN CÁC ĐƯỜNG CONG THỦY LỰC VÀ ĐƯỜNG CONG BONJEAN 52 5.1 Đường cong bonjean 52 5.2 Đường cong thủy lực 61 5.2.1 Các đường cong nhóm 61 5.2.2 Các đường cong nhóm 62 PHẦN TÍNH TỐN CÂN BẰNG - ỔN ĐỊNH 73 6.1 Cân ổn định 73 6.1.1 Khối lượng trọng tâm thành phần trọng tải 73 6.1.2 Các trạng thái tải trọng 74 6.2 Tính tốn kiểm tra ổn định 80 6.2.1 Xây dựng sườn Trebusep .80 6.2.2 Tính tốn lf, xây dựng đường cong ổn định tĩnh động 81 6.2.3 Kiểm tra ổn định 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG GVHD: PHẦN 1: TUYẾN ĐƯỜNG 1.1 Cảng Đà Nẵng Cảng Đà Nẵng cảng biển tổng hợp quốc gia, đầu mối khu vực (cảng loại I) Việt Nam nằm nhóm cảng Trung Trung Bộ Việt Nam, song Chính phủ Việt Nam quy hoạch để trở thành cảng cửa ngõ quốc tế (cảng loại IA) tương lai Hiện nay, cảng Đà Nẵng có ba khu bến: Tiên Sa - Sơn Trà, Liên Chiểu Thọ Quang • Tiên Sa - Sơn Trà khu bến bến cảng tổng hợp có luồng vào dài km, độ sâu -12 m, có khả tiếp nhận tàu từ vạn đến vạn DWT, tàu container tới nghìn TEU tàu khách du lịch tới 10 vạn GRT Cảng có tổng diện tích bãi 160.000 m² kho chứa hàng 20.290 m² Theo quy hoạch Chính phủ, khu bến nâng cấp để đón nhận tàu tới 50 vạn DWT vào năm 2020 Sau cảng Liên Chiểu hồn thành cảng Tiên Sa có khả chuyển công sang cảng phục vụ du lịch • Liên Chiểu khu bến chuyên dùng gắn liền với Khu Cơng nghiệp Liên Chiểu, có khả tiếp nhận tàu tới 10 nghìn DWT, tương lai nâng cấp để trở thành khu bến tổng hợp thay khu bến Tiên Sa - Sơn Trà làm khu bến chính, nhận tàu tới 80 nghìn DWT vào năm 2020, có khả đạt 46 triệu tấn/năm • Thọ Quang khu bến phục vụ nhu cầu khai thác khu bến cảng cá Thọ Quang cảng Nhà máy quân q trình xây dựng, hồn thiện tiếp nhận tàu trọng tải tàu 10.000DWT hành thủy nâng cao lực chung cho toàn tuyến luồng công tác dân sự, quân khu vực 1.2 CẢNG NHA TRANG: Cảng Nha trang cảng biển nằm vịnh Nha Trang thuộc tỉnh Khánh Hồ, cảng hàng hóa kết hợp du lịch,đầu mối giao thông quan trọng đường biển thành phố Nha trang tỉnh Khánh Hồ nói riêng khu vực Nam trung nói chung Vị trí địa lý : Cảng Nha Trang nằm vĩ độ 12⁰12'Bắc kinh độ 109⁰13' Đông nằm vịnh Nha Trang thuộc phường Vĩnh Nguyên, thành phố Nha Trang Bờ biển hướng theo hướng Bắc - Nam, trước mặt có số đảo che chắn Hòn Tre, Hòn Miễu, Hòn Tằm cao khơng q 300m, có luồng vào cảng theo hướng Bắc, Nam, nhờ có đảo che chắn nên cảng Nha Trang bị ảnh hưởng bão Khu vực cho tàu chở hàng nguy hiểm Đơng bắc đảo Hịn Một với độ sâu tối đa 20m Các tàu chở hàng chở khác neo đậu cách cầu cảng 0,5 mile độ sâu 15m Thiết kế tàu 60 khách Pgs.Ts L.N.Lợi PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG GVHD: 1.3 TUYẾN ĐƯỜNG NHA TRANG – ĐÀ NẴNG : Dựa theo đồ địa lý Việt Nam quãng đường dài 276(Km), tức 149(hl) STT Tàu Mẫu: TaoHuaJiang Đơn vị Chiều dài lớn Lmax(m) m 19.734 Chiều rộng lớn Bmax(m) m 2.500 Chiều dài đường nước LWL(m) m 7.773 Độ sâu D(m) m 1.200 Mớ nước T(m) m 0.500 Hệ số béo Cb 0.714 Hệ số béo mcn tàu Cm 0.5959 Hệ số béo dọc Cwp 0.822 10 Cp 0.804 11 Cơng xuấ máy (HP) 12 Chất liệu thân tàu 13 Vận tốc (hl/h) Hl/h 37.7969 14 Hành khách ( người ) Người 60 15 Trọng lượng khô (kg) kg 2800 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 HP 2x140HP Sợi thủy tinh Thiết kế tàu 60 khách Pgs.Ts L.N.Lợi PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG GVHD: PHẦN 2: KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Bước đầu q trình tính tốn thiết kế tàu,là lựa chọn kích thước chủ yếu thân tàu.Kích thước hệ số lựa chọn việc thỏa mãn yêu cầu chủ yếu đề nhiệm vụ thiết kế tàu mà phải đáp ứng yêu cầu : kinh tế,công nghệ chế tạo,kĩ thuật tiên tiến Giữa yếu tố chiều dài thân tàu,chiều rộng,mớn nước,chiều cao mép boong hệ số béo có quan hệ biến động,thậm chí mâu thuẫn lẫn nhau.Do q trình lựa chọn q trính phân tích,so sánh số liệu có được,đồng thời vào điều kiện thực tế để đến kết thỏa đáng.Trong trình thực tế thiết kế tàu bước lựa chọn kích thước hệ số béo.Sau nghiệm lại khối lượng,ổn định dung tích tính khác tàu để điều chỉnh so sánh Chỉ yếu tó đảm bảo thơng số lựa chọn phù hợp Do đặc trưng thiết kế tàu khách kích thước chủ yếu tàu xác định dựa vào tiêu N LB D tiện nghi k1= ; k2= ; k3= L N N 2.1 TỶ SỐ KÍCH THƯỚC CHÍNH: LB - Tỷ số kích thước mức độ tiện nghi k2= N yêu cầu định để xác định theo kích thước chủ yếu tàu LB Theo thống kê tàu mẫu giới hạn tiêu: N = 1,05 − 2,34 LB Chọn k2= N =2,17 L (1.1) - Tỷ số B ảnh hưởng đến bố trí tính ổn định ban đầu, sức cản tàu, khả chịu momen uốn chung tàu tàu hành hải sóng Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 60 khách Pgs.Ts L.N.Lợi PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG GVHD: L Theo thống kê tàu mẫu: B = 6-8 L Chọn B = (1.2) B - Tỷ số T chọn làm để xác định mớn nước ảnh hưởng đến lực cản thân tàu Ngoài tàu khách cịn đảm bảo diện tích mặt boong tính lắc B Theo thống kê tàu mẫu: T = 3,53-4,51 B Chọn T = 4,5 H - Tỷ số T (1.3) ảnh hưởng đến tính ổn định tính chống chìm H Theo thống kê tàu mẫu: T = 1,34-1,78 H Chọn T =1,78 (1.4) 2.2 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU: Từ (1.1) (1.2) (1.3) (1.4): LB = 2,17 N L = 6,00 B Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 60 khách Pgs.Ts L.N.Lợi PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG B = 4,50 T H = 1,78 T Ta có kích thước chính: L= 27,95 (m) B= 4,66 (m) T= 1,04 (m) H= 1,86 (m) N= 60 khách Chọn: L= 28 (m) B= 4,6 (m) T= 1,05 (m) H= (m) 2.4 TÍNH CÁC HỆ SỐ THÂN TÀU 2.4.1 Các tỷ số kích thước - Tỷ số kích thước L/B = - Tỷ số kích thước B/T = 4,5 - Tỷ số kích thước H/T = 1,78 2.4.2 Các hệ số béo thân tàu - Hệ số béo thể tích : δ=0,344 - Hệ số béo đường nước : sử sụng công thức 6.34 (T.415.[1]) α =0,82 δ + 0,247=0,8 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 GVHD: Thiết kế tàu 60 khách Pgs.Ts L.N.Lợi PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG GVHD: - Hệ số điền đầy đường sườn : sử sụng công thức 6.31 (T.415.[1]) β=0,08 δ +0,928=0,982 - Hệ số béo lăng trụ dọc tàu : δ ρ= =0,69 β - Hệ số béo lăng trụ đứng tàu : δ χ = =0,85 α Suy ra, bảng tổng hợp thông số tàu cần thiết kế : Stt Thông số Đơn vị Giá trị Suy ra, bảng tổng hợp thiết kế : Lmax m 31,25 Lpp m 28 2.5 Nghiệm lại B m 4.6 2.5.1 Lượng chiếm H m Lượng chiếm nước T m 1,05 Trong : L/B - B/T - 4,5 H /T - 1,78 - D w :Trọng δ - 0,344 - 10 ∝ - 0,8 11 β - 0,45 12 ρ - 0,45 13 χ - 0,55 - D sb : Chọn η=0,32 b−¿ Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 thông số tàu cần lượng chiếm nước nước sơ sơ : Dsb = D w /η =(T) Lượng chiếm nước sơ tải tàu η :hệ số trọng tải tàu Trọng tải tàu D w bao gồm: Thiết kế tàu 60 khách Pgs.Ts L.N.Lợi PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG GVHD: D w = p(nl +dm+nc)+Dtv+Dh Trong : - p(nl +dm+nc) : Khối lượng nguyên liệu -Dtv : Khối lượng thuyền viên -Dh : Khối lượng hàng hóa + Khối lượng hàng hóa ( hành khách 60 người hành lý ) : Khối lượng người hành lý = 95 kg/người Nước nóng nước sinh hoạt = 30 kg/người Lương thực kg/người 130 kg/người Nước nóng nước sinh hoạt = 30 kg/người Lương thực kg/người = Như : Dh =( 95 + 30.3+3.3).60/1000=12 Tấn + Khối lượng thuyền viên ( người ) : Khối lượng thuyền viên Như vậy: = = Dtv=(130 + 30.3+3.3).8/1000 = 1,88 Tấn + Khối lượng dự trữ : Theo tài liệu lý thuyết thiết kế (TL2) ta có : p(nl +dm+nc )=k1 Pnl Trong : k1 = 1,09 ± 0,03 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 → Chọn k1 = 1,1 Thiết kế tàu 60 khách Pgs.Ts L.N.Lợi PHẦN 4: BỐ TRÍ CHUNG GVHD: Pnl =k2 ρnl t Ne /1000 k2 = 1,15÷1,3 → ρnl =0,11÷ 0,14 Chọn ρnl =0,12 Kw h → Chọn k2 = 1,2 kg = 0,00012 Tấn/Kw.h T: thời gian hành trình t = 50 h Ne cơng xuất máy Theo cơng thức 2-43(45-TL1) ta có cơng xuất máy Ne=N truc/(ηt ηht ) Ta chọn : ηt =0,96 hiệu xuất qua trục ηht =0,85 hiệu xuất hệ truyền ηcv =0,7 hiệu xuất qua chân vịt N truc = D Ta sử dụng công thức 2-44(45-TL1) : V Cw η cv Chọn Cw theo bảng 2-12(45-TL1) có Cw = 120÷220 Chọn Cw=175 3 3 Thay vào ta có Ne= D V = 22 D =73,04 D ( Kw ) ηt η ht Cw ηcv 0,96.0,85.175 Thay vào ct : Pnl =k2 ρnl t Ne /1000 = 1,2.0,00012.6,8.73,04=0,0715 D Hay p(nl +dm+nc)=k1 Pnl =¿ 0.0787 D Vậy ta có trọng tải tàu : Dsb =D= Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 D w p( nl+dm+ nc )+ Dtv + Dh = η η Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: q=300 Sườn a b a2 b2 a3 b3 -0.104 0.789 0 1.928 1.412 3.72 1.99 7.17 2.82 1.783 1.625 3.18 2.64 5.67 4.29 2.474 2.102 15.14 9.29 1.834 2.202 6.17 10.68 -1 1.841 2.207 6.24 10.75 -2 1.978 1.787 3.91 3.19 7.74 5.71 -3 2.407 1.285 5.79 1.65 13.95 2.12 -4 2.164 0.773 4.68 0.60 10.13 0.46 S 16.31 14.18 34.17 24.84 72.20 46.60     L=   28.00     V     42.63     S1=(L/9)S(a+b)   = 576.64 η1=(1/2)(∑(a2-b2))/∑(a+b)= Io=(1/3)(L/9)∑(a3+b3) = 0.15 123.21   q=400 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61   Ix = Io-S.η1 = rq =Ix/V 109.70 = 2.57 e =1/2dq,yf = 0.03 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Sườn a b a2 b2 a3 b3 -0.321 0.994 1 2.757 1.512 7.60 2.29 20.96 3.46 1.328 1.660 1.76 2.76 2.34 4.57 1.886 1.940 4 6.71 7.30 1.358 1.958 2.50 7.51 -1 1.362 1.991 2.53 7.89 -2 1.479 1.733 2.19 3.00 3.24 5.20 -3 2.535 1.362 6.43 1.86 16.29 2.53 -4 2.380 0.950 5.66 0.90 13.48 0.86 S 14.76 14.10 31.00 23.35 68.01 40.30     L=   28.00     V     42.63     S1=(L/9)S(a+b)   = 545.95 η1=(1/2)(∑(a2-b2))/∑(a+b)= Io=(1/3)(L/9)∑(a3+b3) = 0.13 112.33   q=500 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61   Ix = Io-S.η1 = rq =Ix/V 102.74 = 2.41 e =1/2dq,yf = 0.02 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Sườn a b a2 b2 a3 b3 -0.657 1.237 2 3.007 1.612 9.04 2.60 27.19 4.19 1.031 1.691 1.06 2.86 1.10 4.84 1.512 1.821 3.46 6.04 1.051 1.823 1.16 6.06 -1 1.054 1.852 1.17 6.35 -2 1.158 1.722 1.34 2.97 1.55 5.11 -3 2.262 1.493 5.12 2.23 11.57 3.33 -4 2.321 1.209 5.39 1.46 12.50 1.77 S 12.74 14.46 26.88 23.71 59.42 39.57     L=   28.00     V     42.63     S1=(L/9)S(a+b)   = 514.45 η1=(1/2)(∑(a2-b2))/∑(a+b)= Io=(1/3)(L/9)∑(a3+b3) = 0.06 102.65   q=600 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61   Ix = Io-S.η1 = rq =Ix/V 100.91 = 2.37 e =1/2dq,yf = 0.01 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Sườn a b a2 b2 a3 b3 -1.227 -1.524 2 -2 -4 2.785 1.655 7.76 2.74 21.60 4.53 0.877 1.678 0.77 2.82 0.67 4.72 1.309 1.713 2.24 5.03 0.891 1.713 0.71 5.03 -1 0.893 1.725 0.71 5.13 -2 0.988 1.698 0.98 2.88 0.96 4.90 -3 1.999 1.636 4.00 2.68 7.99 4.38 -4 2.056 1.548 4.23 2.40 8.69 3.71 S 10.57 11.84 22.53 24.68 41.73 33.89     L=   28.00     V     42.63     S1=(L/9)S(a+b)   = 423.93   η1=(1/2)(∑(a2-b2))/∑(a+b)= -0.05 Ix = Io-S.η1 = 77.45 Io=(1/3)(L/9)∑(a3+b3) = 78.42 rq =Ix/V = 1.82 e =1/2dq,yf = -0.01   q=700 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Sườn a b a2 b2 a3 b3 -2.589 -0.698 -17 2.673 1.456 7.14 2.12 19.10 3.09 0.844 1.506 0.71 2.27 0.60 3.42 1.246 1.557 2 1.93 3.77 0.854 1.557 0.62 3.77 -1 0.855 1.569 0.63 3.86 -2 0.946 1.533 0.89 2.35 0.85 3.60 -3 1.902 1.282 3.62 1.64 6.88 2.11 -4 1.957 0.260 3.83 0.07 7.50 0.02 S 8.69 10.02 25.92 16.25 20.75 23.30     L=   28.00     V     42.63     S1=(L/9)S(a+b)   = 353.89   η1=(1/2)(∑(a2-b2))/∑(a+b)= 0.26 Ix = Io-S.η1 = 22.06 Io=(1/3)(L/9)∑(a3+b3) = 45.68 rq =Ix/V = 0.52 e =1/2dq,yf = 0.05   q=800 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Sườn a b a2 b2 a3 b3 -2.245 -0.242 -11 2.238 1.418 5.01 2.01 11.21 2.85 0.559 1.566 0.31 2.45 0.17 3.84 0.946 1.706 0.85 4.97 0.567 1.708 0.18 4.98 -1 0.568 1.731 0.18 5.19 -2 0.656 1.607 0.43 2.58 0.28 4.15 -3 1.598 1.189 2.55 1.41 4.08 1.68 -4 1.642 0.463 2.70 0.21 4.43 0.10 S 6.53 11.15 17.58 17.56 10.07 27.74     L=   28.00     V     42.63     S1=(L/9)S(a+b)   = 334.31   η1=(1/2)(∑(a2-b2))/∑(a+b)= 0.00 Ix = Io-S.η1 = 39.21 Io=(1/3)(L/9)∑(a3+b3) = 39.21 rq =Ix/V = 0.92 e =1/2dq,yf = 0.00   Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: q=900 Sườn a b a2 b2 a3 b3 -2.237 -0.181 -11 2.319 1.165 5.38 1.36 12.47 1.58 0.558 1.396 0.31 1.95 0.17 2.72 0.942 1.642 0.84 4.43 0.564 1.649 0.18 4.48 -1 0.565 1.676 0.18 4.71 -2 0.653 1.481 0.43 2.19 0.28 3.25 -3 1.582 1.030 2.50 1.06 3.96 1.09 -4 1.639 0.416 2.69 0.17 4.40 0.07 S 6.59 10.27 17.83 14.99 11.29 22.33     L=   28.00     V     42.63     S1=(L/9)S(a+b)   = 318.88   η1=(1/2)(∑(a2-b2))/∑(a+b)= 0.08 Ix = Io-S.η1 = 32.59 Io=(1/3)(L/9)∑(a3+b3) = 34.86 rq =Ix/V = 0.76 e =1/2dq,yf = 0.01   Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH Bảng tính cánh tay địn ổn định tĩnh động θ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 rq 1.74 1.58 1.53 1.49 1.39 1.34 1.03 0.35 0.52 0.44 θ lf rqcosθ Σrqcosθ 1.74 0.00 1.56 3.30 1.44 6.29 1.29 9.02 1.06 11.37 0.86 13.30 0.52 14.68 0.12 12.56 0.09 12.77 0.00 12.86   a*sinθ zq (zq yq rqsinθ Σrqsinθ zB yqcosθ zB)sinθ lf 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.29 0.27 0.27 0.02 0.28 0.00 0.29 0.55 0.52 1.07 0.09 0.52 0.03 0.55 0.79 0.75 2.34 0.20 0.68 0.10 0.78 0.99 0.89 3.98 0.35 0.76 0.22 0.98 1.16 1.03 5.90 0.51 0.75 0.39 1.14 1.28 0.89 7.82 0.68 0.64 0.59 1.23 1.10 0.33 5.20 0.45 0.37 0.43 0.80 1.11 0.51 6.04 0.53 0.19 0.52 0.71 1.12 0.44 6.99 0.61 0.00 0.61 0.61 Tay đòn ổn định hình dáng Khơng khách+10% dự trữ lt Σli ld 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10 0.29 0.44 -0.15 -0.15 -0.01 20 0.55 0.87 -0.32 -0.62 -0.05 30 0.78 1.27 -0.48 -1.42 -0.12 40 0.98 1.63 -0.64 -2.54 -0.22 50 1.14 1.94 -0.80 -3.98 -0.35 60 1.23 2.19 -0.96 -5.74 -0.50 70 0.80 2.38 -1.58 -8.28 -0.72 80 0.71 2.49 -1.78 -11.63 -1.02 90 0.61 2.53 -1.92 -15.33 -1.34 Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 GVHD: Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Tay đòn ổn định động 1.6 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM Tiêu chuẩn ổn định thời tiết Tàu chịu tác dụng gió có tốc độ ổn định hướng gió vng góc với mặt hứng gió, với tay địn gây nghiêng gió lw1 Góc nghiêng tĩnh θw1 gió thổi ổn định góc tạo điểm giao đường nằm ngang lw1 đồ thị ổn định tĩnh l(θ), tàu bị nghiêng hướng gió tác dụng sóng biển với góc nghiêng θr1 Tàu sau chịu áp suất tác dụng gió giật tạo nên cánh tay địn gây nghiêng lw2 Diện tích a b xác định so sách sau: Diện tích b tạo tay đòn ổn định tĩnh l(θ) đường nằm ngang cánh tay đòn gây nghiêng gió giật lw2 góc θw2 = 50, góc vào nước θf θc, góc tạo giao điểm thứ hai cánh tay địn nghiêng gió giật nằm ngang đồ thị ổn định tĩnh, lấy giá trị nhỏ Diện tích a tạo cánh tay đòn ổn định tĩnh l(θ) đường nằm ngang cánh tay địn gây nghiêng gió giật lw2 góc nghiêng (θr1 – θw1) Tàu coi đủ ổn định K = b/a, với điều kiện diện tích b lớn diện tích a, ví dụ K ≥ Giá trị góc nghiêng tĩnh θw1 không vượt 16 độ 0,8 lần góc mép boong nhúng nước lấy giá trị nhỏ Yêu cầu đồ thị ổn định Diện tích đồ thị ổn định tĩnh không nhỏ 0,055 m.rad góc nghiêng đến 30 độ khơng nhỏ 0,09 m.rad nghiêng đến 40 độ Ngoài diện tích cánh tay địn ổn định tĩnh phạm vi góc nghiêng 30 độ 40 độ khơng nhỏ 0,03 m.rad Cánh tay địn ổn định lớn lmax không nhỏ 0,2 m tàu có chiều dài lớn 105 m góc nghiêng θ lớn 30 độ Giới hạn dương đồ thị ổn định tĩnh (góc lặn) khơng nhỏ 60 độ Chiều cao tâm nghiêng ban đầu Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Đối với loại tàu, trừ trạng thái tàu không, chiều cao tâm nghiêng ban đầu hiệu chỉnh tất trạng thái tải khơng nhỏ 0,15 m Tính tốn cánh tay địn gây nghiêng áp suất gió Tay địn gây nghiêng lw1, tính m, chấp nhận số góc nghiêng tàu xác định theo công thức sau: (Pa) ; Trong đó: Pv: Áp suất gió, Pa, xác định theo vùng hoạt động tàu; Vùng không hạn chế Pv = 504 zv: Cánh tay địn hứng gió, tính m, chấp nhận khoảng cách thẳng đứng tính từ tâm hứng gió Av tâm hình chiếu cạnh phần ngâm nước tàu lấy xấp xỉ nửa chiều chìm tàu; Av: Diện tích hứng gió, m2, xác định theo 1.4.6; Δ: Lượng chiếm nước, t; g: Gia tốc trọng trường, lấy 9,81 m/s2; Cánh tay đòn gây nghiêng lw2 xác định sau: lw2 = 1,5lw1; Tính tốn góc lắc Góc lắc, tính độ, tàu hơng trịn xác định theo cơng thức sau đây: ; Trong đó: k: Hệ số kể đến hiệu vây giảm lắc, tàu khơng có vây giảm lắc k lấy X1: Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào tỉ số B/d X2: Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào hệ số béo thể tích Cb r = 0,73 + 0,6.(zg – d)/d, r không cần lấy lớn 1; r = 0,6 S: Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào vùng hoạt động chu kỳ lắc xác định theo công thức sau: ; Trong đó: Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: ; h: Chiều cao tâm nghiêng ban đầu có xét đến ảnh hưởng mặt thống hàng lỏng Lwl: Chiều dài đường nước tàu 1.6.1 Trạng thái khơng khách, 10% dự trữ Tay địn gây nghiêng lw1: ; Với g = 9,81 (m/s2); Δ = D = 94,34 (tấn) lượng chiếm nước tàu; Tra bảng x với vùng hoạt động hạn chế cấp I II có: Pv = 252 (Pa) Av: Diện tích hứng gió, m2, xác định theo 1.4.6; (bảng tính) Zv: Cánh tay địn hứng gió Bảng tính diện tích hứng gió: TT Mạn tàu Thượng tầng Tổng cộng Tên gọi Diện tích Hệ số Zv Av.K Av.K.Zv   Av K m m2 m3 60,45 1,13 60,45 68,31 78 3,83 78 298,74 138,45 367,05   Tổng diện tích mặt hứng gió Av 138,45     Cánh tay địn hứng gió Zv 2,65   Vậy Cánh tay địn gây nghiêng gió giật lw2 = 1,5lw1 = 0,26 (m); Góc lắc θr1: Trong đó: k = tàu khơng có vây giảm lắc X1 = 0,8 B/T = 7,18; X2 = 0,95 hệ số béo thể tích δ ≥ 0,613 r = 0,73 + 0,6.(zg – d)/d; r không cần lấy lớn 1; Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61   Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Với zg = 2,37 (m) d = 1,3 (m) mớn nước thiết kế nên ta có r = 1,76 S tra bảng theo ; với h = 177,5 (m) :Chiều cao tâm nghiêng ban đầu có xét đến ảnh hưởng mặt thống hàng lỏng; Lwl = 27,64 (m): Chiều dài đường nước tàu Ta có T = 0,71 (s); S = 0,01; k=0,7 tàu bẻ góc hơng Vậy ta có: (độ) Dựng đồ thị ổn định đo diện tích b = 2,26 (m.rad); a = 0,44 (m.rad); Với góc vào nước θf = 25o Hệ số K=b/a =5,14 >1 Tàu đảm bảo tiêu chuẩn thời tiết Bảng đánh giá đồ thị ổn định chiều cao tâm nghiêng ban đầu STT Tiêu chuẩn Yêu cầu Giá trị thực Kết luận ≥ 0,055 Diện tích đồ thị ổn định tĩnh góc 0,336 Thỏa mãn nghiêng đến 30 độ (m.rad) ≥ 0,09 Diện tích đồ thị ổn định tĩnh góc 0,538 Thỏa mãn nghiêng đến 40 độ (m.rad) ≥ 0,03 Diện tích đồ thị ổn định tĩnh phạm 0,202 Thỏa mãn vi góc nghiêng 30 độ 40 độ (m.rad) ≥ 0,2 Cánh tay đòn ổn định lớn lmax (m) 1,124 Thỏa mãn ≥ 30 Góc nghiêng θ Cánh tay đòn ổn định 40 Thỏa mãn lớn lmax (độ) ≥ 60 Góc lặn (độ) 70 Thỏa mãn ≥ 0,15 Chiều cao tâm nghiêng ban đầu (m) 3,0 Thỏa mãn Ta có đồ thị ổn định chiều cao tâm nghiêng ban đầu trạng thái tải trọng thỏa mãn yêu cầu quy phạm Kết luận tàu đảm bảm ổn định trạng thái tải trọng xét 1.6.2 Trạng thái đủ khách, 100% dự trữ Tay đòn gây nghiêng lw1: Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 ; Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: Tra bảng x với vùng hoạt động hạn chế cấp I II có:Pv = 225 (Pa) Av: Diện tích hứng gió, m2, xác định theo 1.4.6; zv: Cánh tay đòn hứng gió G = 9,81 (m/s2); Δ = D = 107,41 (tấn) lượng chiếm nước Bảng tính diện tích hứng gió STT Tên gọi Diện tích Hệ số Zv Av.K Av.K.Zv   Av K m m2 m3 54,15 1,33 78 3,41 Mạn tàu Thượng tầng Tổng cộng       54,15 72,02 78 265,98 132,15 338 Tổng diện tích mặt hứng gió Av 132,15     Cánh tay địn hứng gió Zv 2,56     Cánh tay địn gây nghiêng gió giật lw2 = 1,5lw1 = 0,15 (m); Góc lắc θr1: Trong đó: k = tàu khơng có vây giảm lắc X1 = 0,8 B/T = 7,18; X2 = 0,95 hệ số béo thể tích δ ≥ 0,613 R = 0,73 + 0,6.(zg – d)/d; r không cần lấy lớn 1; Với zg = 2,98 (m) d = T = 1,08 (m) nên ta có r = 1,79 S tra bảng theo ; với h = 131,6 (m): Chiều cao tâm nghiêng ban đầu có xét đến ảnh hưởng mặt thoáng hàng lỏng; Lwl = 27,78 (m): Chiều dài đường nước tàu Ta có T = 0,61 (s); S = 0,01; k=0,7 tàu bẻ góc hơng; Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng Vậy có: PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: (độ) Góc vào nước θf = 23o Dựng đồ thị ổn định đo diện tích b = 1,64 (m.rad); a = 0,44 (m.rad); Hệ số K = b/a = 3,73, Tàu đảm bảo tiêu chuẩn thời tiết Bảng đánh giá đồ thị ổn định chiều cao tâm nghiêng ban đầu STT Tiêu chuẩn Yêu cầu Giá trị thực Kết luận ≥ 0,055 Diện tích đồ thị ổn định tĩnh góc 0,36 Thỏa mãn nghiêng đến 30 độ (m.rad) ≥ 0,09 Diện tích đồ thị ổn định tĩnh góc 0,553 Thỏa mãn nghiêng đến 40 độ (m.rad) ≥ 0,03 Diện tích đồ thị ổn định tĩnh phạm 0,208 Thỏa mãn vi góc nghiêng 30 độ 40 độ (m.rad) ≥ 0,2 Cánh tay đòn ổn định lớn lmax (m) 1,168 Thỏa mãn ≥ 30 Góc nghiêng θ Cánh tay địn ổn định 40 Thỏa mãn lớn lmax (độ) ≥ 60 Góc lặn (độ) 73 Thỏa mãn ≥ 0,15 Chiều cao tâm nghiêng ban đầu (m) 3,0 Thỏa mãn Ta có đồ thị ổn định chiều cao tâm nghiêng ban đầu trạng thái tải trọng thỏa mãn yêu cầu quy phạm Kết luận tàu đảm bảm ổn định trạng thái tải trọng xét Nguyễn Trung Kiên – KTTT K61 Thiết kế tàu 100 khách GVHD: Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH TÀI LIỆU THAM KHẢO : [1] Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy – Trần Cơng Nghị (NXB: Xây dựng- 2008) [2] Thiết kế tàu thủy – Trần Công Nghị ( NXB: Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh-2006) [3] Lý thuyết tàu thủy – PGS.TS Nguyễn Cảnh Thanh (NXB: Khoa học kỹ thuật Hà Nội) [4] Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy - Nguyễn Đức Ân, Nguyễn Bân, Hồ Văn Bính, Hồ Quang Long, Trần Hùng Nam, Trần Cơng Nghị, Dương Đình Ngun (1978) [5] Công ước mạn khô tàu biển 1966 [6] Quy phạm phân cấp đóng tàu đóng tàu vỏ thép- tập [7] Sổ tay thiết bị tàu thủy ( Tập 1)– Phạm văn Hội, Phan Vĩnh Trị, Hồ Ngọc Hùng (NXB: Giao thông vận tải -1986) ... cứu sinh: 60 GVHD: Thiết kế tàu 100 khách Pgs.Ts L.T.Tùng PHẦN 6: CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH GVHD: PHẦN CÁC ĐƯỜNG CONG THỦY LỰC VÀ ĐƯỜNG CONG BONJEAN 5.1 Đường cong bonjean Đường cong bonjean đồ thị nói... đường nước sườn, vẽ đổ thị đường cong Bonjean theo tỷ lệ chọn: + Tỷ lệ đường cong diện tích đường sườn : 1mm~10m2 + Tỷ lệ đường cong diện tích đường sườn : 1mm~100m3 5.2 Đường cong thủy lực Đường. .. 4.3.7 Thiết bị cứu sinh .50 4.3.8 Tính chọn thiết bị đèn tín hiệu .51 PHẦN CÁC ĐƯỜNG CONG THỦY LỰC VÀ ĐƯỜNG CONG BONJEAN 52 5.1 Đường cong bonjean 52 5.2 Đường