thiet ke doi tau thang

phần i: tuyến đ ờng tầu mẫu 1.1:Cảng Hải Phòng Cảng Hải Phòng nằm ở hũ ngạn sông Cấm 20 0 52 , vĩ độ bắc 106 0 41 kinh độ đông Cảng Hải Phòng cách phao số 0 khoảng 20 hải lí qua cửa sông nam triệu rồi vào sông Cấm. Điều kiện khí hậu : Cảng Hải Phòng nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hởng rõ rệt của hai mùa từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam. Hải Văn: Chế độ thuỷ triều ở cảng Hải Phòng là chế độ bán nhật triều với mức triều cao nhất 4m đặc biệt lên tới 4,23m mức triều thấp nhất 0.48m. Độ sâu luồng : Từ phao số 0 vào sông Bạch Đằng độ sâu 5-6 m có thể tiếp nhận tàu hơn 10000 tấn khi thuỷ triều ở mức cao nhất. Từ cửa nam triệu vào cảng chính độ sâu 4.7 m có khả nâng tiêp nhận tàu 4000T, khu vực cảng sở dầu dành cho tàu dầu độ sâu chiều chìm trung bình 4m trọng tải khoảng 4500T có thể ra vào đợc ở mc triều cờng. 1.2:Cảng Sài Gòn: Cảng Sài Gòn cách biển 46 hải lí ở 10 0 48 , vĩ độ bắc ,106 0 42 , kinh độ đông. Điều kiên khí hậu : Cảng Sài Gòn nằm về phía nam ít chịu ảnh hởng của gió mùa Đông Bắc mà chỉ chịu ảnh hởng của gió mùa Đông Nam. Hải Văn: Chế độ thuỷ triều có chế độ bán nhật triều biên độ dao động ở mc triêu lơn nhất là 3,97m tốc độ dòng chảy 1m/s.luồng lạch từ càng Sài Gòn ra biển có hai đờng . Từ sông Sài Gòn qua sông Lòng Tầu, từ sông Nhà Bè ra vịnh Ghềnh Ráng .Tầu có mớn nớc dới 9m dài 210m có thể đi lại dễ dàng,theo sông Soài Rạp tàu có mớn nứơc nhỏ hơn 6,5m mới ra vào đợc . Đặc điểm tuyến đ ờng hải phòng sài gòn Khí hậu ở vịnh Bắc Bộ gió mùa Đông Bắc thổi từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau , tốc độ gió trung bình cáp 4,cấp 5.Mỗi tháng có từ 3 đến 4 đợt .Nhiệt độ trung bình 16-18 0 có khi còn thấp hơn,ảnh hởng của gió mùa Đông Băc giảm dần về phía nam Từ vĩ tuyến 12 0 Nam trở vào ít chịu ảnh hởng lúc này nó bắt đâù suy yếu ,gió mùa Đông Nam tăng ảnh hởng mạnh nhất là tháng 6 tôc độ trung bình khoảng cấp 5 nhiệt độ trung bình 27-29 0 . Hải Văn Thuỷ triều ven biển thay đổi dao động từ dới 0,5m đến hơn 4m với tính chất bán nhật triều cho tới nhật triều đềuvới các dạng thuỷ triều phức tạp .Dòng tồn tại tại hai dòng chảy chính hớng Tây Nam theo gió mùa Đông Bắc và hớng Đông Bắc theo gió mùa Tây Nam.ở vịnh Bắc Bộ do ảnh hởng của địa hình và mật độ nớc biển nên mùa đông dòngchảy ngợc chiều kim đồng hồ và ngợc lại vào mùa hè .Vùng vịnh Thái Lan do đặc điểmđặc biệt của vịnh nên luôn tồn tại dòng chảy ngợc chiều kim đồng hồ.Ven bờ nớc chảy song song với bờ,mùa đông chảy từ Bắc vào Nam tốc độ 0,6-1,2 hl/h, mùa hè chảy từ Nam ra Bắc tốc độ 0,5-1 hl/h. Nhìn chung dòng chảy phụ thuộc vào chế độ gió .Dòng chảy h- ớng Tây Nam chảy từ tháng 10 đến tháng 12 tốc độ lớn và ổn định .Dòng chảy Đông Bắc từ tháng 5 đến tháng 9 tốc độ 0,6-0,9 hl/h các tháng chuyển tiếp không có hớng nào chủ yếu tốc độ hay thay đổi. Sóng Biển Từ cuối tháng 4 đến tháng 10 hớng sóng thờng theo hớng Tây Nam độ cao trung bình 0,6-0,9 m . Phía Bắc Thừa Thiên trở ra do ảnh hởng của địa hình sóng thờng bị lệch từ Tây Nam đến Đông Bắc thời kỳ nảycó sóng lớn do gió mùa Tây Nam và các cơn bão mang đến cao độ cực đại có thể lên đến 5-6 m từ tháng 11 đến tháng 4 hớng sóng thịnh hành là Đông Bắc độ cao trung bình 0,8-1 m khi có gió mùa Đông Bắc có thể có sóng lớn 3-4 mở vĩ tuyến 15 trở ra có thể tới 5-6 m . Nhiệt độ và độ mặn n ớc biển ở địa hình và tác động của hai mùa nên nhiệt độ nớc biển không hoàn toàn theo quy luật chung.thờng dao động trong khoảng 20 c -26 0 c. Độ mặn ở vùng Bắc Bộ nhỏ hơn 32% ở 25 0 c ra ngoài khơi độ mặn đạt xấp xỉ 32%. Bảng thống kê đội tàu Các đại lợng cơ bản 1 2 3 4 5 L (m) 105 105,7 123 108,25 97 B (m) 14,7 15,8 16 14,6 16 H (m) 6,85 7,8 5,5 8,0 7,7 T (m) 6,15 6,75 4,4 6,64 6,45 B/T 2,42 2,34 3,64 2,2 2,48 L/B 7,11 6,69 7,69 7,4 6,06 H/T 1.12 1,16 1,25 1,21 1,28 Máy chính 12TH 4500cv 22T 12K 3500cv Tốc độ (hl/h) 13,6 10 10,8 11,5 13,7 Trọng tải (tấn) 4320 6206 4663 4870 5000 phần ii:kích th ớc chủ yếu 2.1:L ợng chiếm n ớc Tàu thiết kế cho trớc trọng tải P n = 4500 (tấn) ,do đó ở phơng án xuất phát ta chọn D theo thống kê Chọn D =0,7 D = D n p = 68,0 4500 = 6617,65 (tấn) Chọn D =6620 (tấn) 2.2:chiều dài tàu Với l chiều dài tơng đối l = 3 V L trong đó L chiều dài giữa hai đờng vuông góc V lợng chiếm nớc thể tích l = f(v) v = 12 (hl/h) tốc độ tàu Theo No Gid l =C n .v 1/3 C n =2,16 đối với tàu có v < 16 (hl/h) l =4,945 Chiều dài thiết kế của tàu (L PP ) L = l.V 1/3 = l . 3 D = 90,6 (m) Chọn L PP =89,9 (m) 2.3: Các hệ số béo đặc tr ng + Hệ số béo thể tích Fr = f(L,v)= gL v = 0,208 Lại có = f(Fr) = 1,05 - 1,4Fr 0,06 = (0,6988 ữ 0,8188 ) lấy = 0,74 + Hệ số béo Theo Lindblad =0,98. 1/2 0,06 Lấy =0,84 + Hệ số béo Do Fr = 0,208 nhỏ =1,014. 1/2 0,004 Lấy =0,98 + Các kích thớc còn lại Theo bảng thống kê đội tàu Chọn L/B = 5,625 B = 16 (m) B/T = 2,67 T = 6 (m) H/T = 1,25 H = 7,5 (m) + Xác định lại l ợng chiếm n ớc theo ph ơng trình sức nổi D 1 = k .L.B.T=6631,26 ( tấn) k = 1,013 : hệ số tính tới các phần nhô của thân tầu = 1,025 (t/m 3 ) D = = D DD 1 0,17% Nh vậy bộ kích thớc thoả mãn phơng trình sức nổi + Xác định lại l ợng chiếm n ớc theo trọng l ợng thành phần +Tính lực cản tầu và xác định công suất kéo Do tỉ số B/T = 2,67 (2,25 - 3,75) nằm trong giới hạn của phơng pháp Tay-lo Bảng tính sức cản stt Các đại lợng đơn vị Kết quả 1 Fr giả thiết 0,1785 0,1934 0,2083 0,2231 2 vận tốc giả thiết (hl/h) 10,3 11,16 12,02 12,87 3 vận tốc giả thiết (m/s) 5,3 5,75 6,19 6,63 4 R d /D theo B/T=2,25 0,41 0,41 0,665 1,1 5 R d /D theo B/T=3,75 0,55 0,7 0,91 1,32 6 R d /D theo B/T=2,67 0,449 0,484 0,734 1,162 7 R d =D.(R d /D) (KG) 2941 3170 4808 7611 8 R e = Lv. (10 6 ) 474,16 514,4 553,8 593,1 9 m s 58,2 Re)(lg 455,0 = (10 -3 ) 1,726 1,708 1,692 1,678 10 =2,52 TBL 2 (m 2 ) 1912 1912 1912 1912 11 R m s = m s . 2 2 v (KG) 4850 5647 6483 7376 12 R = R d + R m s (KG) 7791 8817 11291 14987 13 N=R.v/75 (cv) 550,6 676 932 13425 Đ ờng cong sức cản và công suất kéo Tra đồ thị với vận tốc v= 12 (hl/h)= 6,18 (m/s) ta đợc R = 11165 ( KG ) N = 920 ( cv ) + Tính bánh lái ,chong chóng Bánh lái .Diện tích bánh lái A bl = max + + L TL qp TL 75 150 75,0 100 . ; 100 . . à =9 (m 2 ) .Chiều cao bánh lái Sơ bộ chọn chiều cao bánh lái Vận tốc ( m/s ) h bl =(0.7ữ 0,8)T = 4,5 (m) Chiều rộng bánh lái b bl == bl bl h A 2 (m) Độ dang 25,2== bl p b h Chong chóng .Hệ số dòng theo 32,005,0.5,0 == .Hệ số hút t= 224,032,0.7,0 == t k Hiệu suất thân tàu 14,1 1 1 = = t k .Đờng kính cực đại của chong chóng )(2,4.7,0 max mTD == .Lực đẩy của chong chóng 14400 224,01 11165 1 = = = t R T ( KG ) .Tốc độ tiến của chong chóng v P = v.(1- )= 6,18 (1-0,32) =4,2 (m/s) .Tính chọn số cánh chân vịt 503,1 14400 5,104 .2,4.2,4 / === T DvK P d < 2 Chọn Z = 4 .Tỉ số đĩa 335,0 10000 375,0 3 / 3/2 max / min = = TmZ D C C / = 0,055 (chân vịt làm bằng hợp kim đồng) max = 0,08 m / = 1,15 :hệ số tính đến khả năng quá tải của chân vịt = 104,5 (KG.s 2 /m 4 ) Chọn =0,4 Bảng tính chân vịt Stt Các đại lợng Đơn vị Giá trị 1 Vòng quay giả thiết v/ph 120 125 130 135 140 2 Vòng quay giả thiết v/s 2 2,083 2,167 2,25 2,33 3 4 ' T n v k P n = 0,867 0,85 0,833 ,0871 0,803 4 P =f(k ' n ) 0,553 0,55 0,544 0,50 0,496 5 ' P =a. P 0,581 0,576 0,571 0,525 0,521 6 P P n v D ' . = m 3,6 3,5 3,4 3,56 3,46 7 42 1 . Dn T k = 0,203 0,212 0,22 0,17 0,177 8 ( ) P kf D H ' 1 , = 0,92 0,91 0,89 0,85 0,86 9 ( ) P P kf ' 1 , = 0,61 0,603 0,6 0,62 0,61 10 kP d vR N .75 . = cv 1323 1338 1345 1301 1323 11 t d e N N .85,0 = cv 1604,6 1622,8 1631,3 1578 1604,6 Trong đó P (hiệu suất chân vịt) k = 1,14 (hiệu suất thân tầu) t = 0,98 (hiệu suất trục chân vịt) a=1,05 +Từ bảng tính chân vịt ta chọn chân vịt có các thông số . Đờng kính chân vịt D = 3,6 (m) .Đờng kính trung bình của củ d 0 =0,167 .D =0,6012 (m) .Chiều dài củ kể cả mũ thoát nớc l o =1,7 d 0 = 1,02204 (m) chọn bằng 1,023 (m) .Số vòng quay chân vịt n = 2 (v/s) .Công suất cần thiết N e = 0,7355.1604,6=1180,2 (KW) Chọn máy chính 67PT của hãng DOCFORD .Máy có các thông số N e =1250 (KW) n = 2 (v/s) ge = 158 (g/KWh) Trên tàu nhất thiết phải lắp thêm hai máy phụ mỗi máy có công suất 250 (KW) N e =1750 (KW) +Các thành phần trọng lợng .Trọng lợng thân tầu : P 01 P 01 = p 01 .D =0,23D .Trọng lợng thiết bị : P 02 P 02 = p 02 .D =0,012D .Trọng lợng hệ thống : P 03 P 03 = p 03 .D =0,02D .Trọng lợng thiết bị năng lợng : P 04 P 04 =p 04 .N = 178,6 (tấn) p 04 102 1750 66060600 44 == = N .Trọng lợng hệ thống điện thông tin liên lạc : P 05 P 05 = p 05 .D =0,006D .Trọng lợng vũ khí dằn cố định lấy bằng không . Dự Trữ lợng chiếm nớc : P 11 P 11 = 0,01D .Trọng lợng hàng lỏng cố định: P 12 P 12 = p 12 .D =0,007D .Các thành phần trọng lợng khác đợc lấy = 0,0006.D .Trọng lợng thuyền viên ,lơng thực ,nớc uống : P 14 P 14 =P tv +P lt +P nc . Trọng lợng thuyền viên: P tv (theo biên chế thuyền viên tổng số thuyền viên trên có 24 ngời ) P tv = n.130=3,12(tấn) Trọng lợng lơng thực: P lt (cho rằng tầu chỉ dự trữ cho 1 tuyến) Lợng lơng thực cần thiết cho một ngời trong 1 ngày 1 đêm là 3 kg P lt = 3.24.4=0,384 (tấn ) Trọng lợng nớc sinh hoạt: P nc Lợng nớc cần thiết cho 1 thuyền viên trong 1 ngày 1 đêm là 100kg.Tầu dầu có trang bị hệ thống lọc nớc biển do đó có thể giảm 1/3 lợng nớc sinh hoạt P nc =4.24.100.2/3=6,4(tấn) P 14 = P lt + P tp +P nc =3,12+0,384+6,4 = 9,904=10 (tấn) .Trọng lợng dự trữ nhiên liệu ,dầu mỡ bôi trơn :P 16 P 16 = =NtPkk nlMnl 28,21( tấn) k nl =1,09 :hệ số trọng lợng nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn k M =1,2 :hệ số dự trữ đi biển P nl =158 (g/kwh):suất tiêu hao nhiên liệu .Trọng lợng hàng chuyên chở : P 15 P 15 =P n - P 14 -P 16 = 4500- 10 - 28,21 =4461,79 (tấn) . Trọng lợng tổng cộng D= = = 18 1i i P (0,23 +0,012+0,02+0,006+0,01+0,007+0,0006)D +P 04 +P n = 0,2856.D +180 +4500 = 6574 (tấn) 0 0 1 12 2 .86,0 6631 65746631 = = = D DD D Nh vậy bộ kích thớc thoả mãn theo phơng trình các trọng lợng thành phần +Sơ bộ xác định dung tích + Phân khoang sơ bộ . Theo chiều dài tầu theo qui phạm 2003 khoảng sờn không đợc lớn hơn trị số a=2L+450= 629,8 (mm) Trên toàn bộ chiêu dài tầu chọn đồng loạt khoảng sờn 580 mm Khoang mũi,khoang đuôi L M,đ = [0,05- 0,08]L PP chọn L M =L đ = 5,22(m) khoang cách li mũi L clm =2,32(m) Khoang cách li đuôi bố trí luôn làm khoang bơm L clđ =3,48 (m) Chiều dài khoang máy L m =(0,1-0,15)L PP =12,76(m) Khoang hàng Theo qui phạm ta chọn Chiều dài của mỗi khoang hàng là L kh = 8,7 (m) Tầu gồm có 7 khoang hàng các khoang đều có chiều dài 8,7(m) .Theo chiều cao tầu Chiều cao đáy đôi không nhỏ hơn trị số H đđ =B/20 Lấy chiều cao đáy đôi bằng 1,2 (m) .Theo chiều rộng tầu Phần khoang hàng có một vách dọc ở vị trí mặt phẳng dọc tâm +Dung tích yêu cầu Dung tích tối thiểu để chở hết hàng )(82,5857 97,0.97,0.85,0 79,4461.05,1 . 3 21 m kk Pk V h hh hh === Trong đó k=1,05 P hh =4461,79(tấn) :trọng lợng hàng chuyên chở hh = 0,85:tỉ trọng dầu (DO) k 1 = 0,97:hệ số tính tới ảnh hởng của khung sờn tới dung tích k 2 = 0,97:hệ số tính tới khả năng giãn nở của hàng hoá +Dung tích thực tế ( ) 0 0 2 1 3 21 447,0 78,5831 78,583182,5857 )(2,1 )(9,60 95,0 05,01 1 1 )(78,5831 = = = = = = + = = == tt hhtt dd kh khddtt V VV V mH mL a a mLHHBaaV Nh vậy dung tích sơ bộ thoả mãn điều kiện chở hết hàng +Sơ bộ kiểm tra điều kiện ổn định +Chiều cao tâm nghiêng Theo công thức của Burgess h 0 min =0,0988 85,0= L D (m) Nghiệm theo phơng trình xác định tỉ số B/T áp dụng công thức (7.32) [LTTK] += T H k B h T B g 47,3.6 g k =0,6 :hàm liên hệ giữa G Z và h ta đợc h=2,8(m)>h 0min =0,85(m) Nh vậy theo chiều cao tâm nghiêng tầu đủ ổn định +Chu kỳ chòng chành mạn Chu kỳ chòng chành tiêu chuẩn với tầu dầu thiết kế là 10(s) Với T là chu kỳ chòng chành mạn tính toán ta có )(4,6 8,2 337 .58,0 8,2 5,4.416 .58,0 .4 .58,0 2222 s h ZB T g == + = + = Trong đó B=16 (m) :chiều rộng tàu g Z = 0,6.7,5 = 4,5 (m) Nh vậy theo chu kỳ chòng chành mạn tầu đủ ổn định +Tính toán và điều chỉnh mạn khô theo qui phạm + Chiều dài tính toán L TT =max ( L tại chiều chìm 0,85H; 0,96L PP ) = 92,91(m) + Mạn khô cơ sở tra theo qui phạm mạn khô với chiều dài tính toán 92,9(m) Ta đợc F 0min = 955(mm) +Hiệu chỉnh theo do =0,74>0,68 lên mạn khô đợc bổ xung )(12,44 68,0 . 2 1 1 mmFF = == + Theo L/H Tầu có L/H =92,9/7,5=12,387 <15 lên mạn khô đợc bổ xung = == 48,0 . 15 2 tttt Lh LL HFF 252,89 (mm) +Theo thợng tầng Lấy chiều dài thợng tầng bằng chiều dài khoang máy với chiều cao tiêu chuẩn E=12,76(m)=13,74% Theo bảng 11.4.6 qui phạm mạn khô thì mạn khô đợc giảm đi 1 lợng )(455,96 100 955.1,10 3 mmFF E = == + Theo độ cong dọc boong Tầu thiết kế có độ cong dọc nhỏ ở phần mũi và đuôI Vịtrí Tung độ tiêu chuẩn hệ số (4).(5) tung độ thực tế hệ số (7).(8) công thức kết quả 1 2 3 4 5 6 7 8 9 nửa phần đuôi -L/2 +10 3 .25 L 1024 1 1024 500 1 500 1/6L từ -L/2 +10 3 .1,11 L 454,7 3 1363,1 300 3 900 1/3L từ -L/2 2,8. +10 3 L 114,7 3 344,1 0 3 0 sờn giữa 0 0 1 0 0 1 0 nửa phần mũi sờn giữa 0 0 1 0 0 1 0 1/3L từ L/2 5,6. +10 3 L 229,4 3 688,2 0 3 0 1/6L từ L/2 22,2. +10 3 L 909,5 3 2728,5 300 3 900 L/2 50. +10 3 L 2048 1 2048 500 1 500 +Độ cong dọc boong phần sau QP = 2731,2 (mm) TT =1400 (mm) +Độ cong dọc boong phần trớc QP = 5462,4 (mm) TT =1400 (mm) Nh vậy độ cong dọc thực tế nhỏ hơn qui phạm.Do đó cầnphải điều chỉnh một lợng: ( ) ( ) 15,204 2 75,0. 8 140014004,54622,2731 1 4 = ++ == L S FF cd (mm) Trong đó S 1 = 12,76 (m) :chiều dài thiết thực của thợng tầng .Chiều cao mạn khô điều chỉnh F đc =F min +F i = 955+ ( 44,12 + 252,89 - 96,455 + 204,15 ) = 1359,705 (mm) Đa trị số mạn khô điều chỉnh vào giải phơng trình dung tích Đợc V = 5673 (m 3 ) < V hh =5810 (m 3 ) .Nh vậy trị số mạn khô đợc xác định nh sau === THFF tinhtoantte 1500 (mm) Bộ kích thớc thoả mãn các yêu cầu Tầu thiết kế có các thông số Chiều dài giữa hai đờng vuông góc :l pp = 89,9 (m) Chiều rộng :b = 16 (m) Chiều chìm :t = 6 (m) Chiều cao mạn :h = 7,5(m) Các hệ số béo đặc trng : = 0,74 = 0,98 = 0,84 = 0,765 [...]... có e .e =mu Lpp 2 Lpp Lpp e 2 2 =0,661 e m = L pp L PP 2 r =0,654 d 2 r =.B.T= 94,08 (m2) mu =(2e-1) =30,294 (m2) đ =(2m-1) =28,98 (m2) Xây dựng diện tích sờn theo phơng pháp hình thang Đờng cong diện tích sờn Bảng nghiệm lại lợng chiếm nớc và hoành độ tâm nổi Stt S S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 i 2.8 17.106 36.384 53.59 70.83 81.65 89.33 92.25 92.88 92.88 Ki 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2... tâm diện tích đờng nớc thiết kế Xf = LPP (1,75 + 3,5 2 ) 1 = -1,215 (m) 100 + Diện tích đờng nớc thiết kế Stk =.B.LPP = 0,84.16.89,9 =1208,256 (m2) Xây dựng đờng nớc thiết kế theo phơng pháp hình thang Đờng nớc thiết kế Bảng nghiệm lai các yếu tố của đờng nớc thiết kế Stt S S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S 10 S 11 S 12 S 13 S 14 S 15 S 16 S 17 yi 2.51 4.58 6.234 7.256 7.858 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 . 2.8 -1 0 -2 8 S 1 17.106 2 34.212 -9 -3 07.908 S 2 36.384 2 72.768 -8 -5 82.144 S 3 53.59 2 107.18 -7 -7 50.26 S 4 70.83 2 141.66 -6 -8 49.96 S 5 81.65 2 163.3 -5 -8 16.5 S 6 89.33 2 178.66 -4 -7 14.64 S. -8 -9 9.744 S 3 7.256 2 14.512 -7 -1 01.584 S 4 7.858 2 15.716 -6 -9 4.296 S 5 8 2 16 -5 -8 0 S 6 8 2 16 -4 -6 4 S 7 8 2 16 -3 -4 8 S 8 8 2 16 -2 -3 2 S 9 8 2 16 -1 -1 6 S 10 8 2 16 0 0 S 11 8 2 16. 1.4006 1 1.4006 -1 0 -1 4.006 S 1 17.128 2 34.256 -9 -3 08.304 S 2 36.389 2 72.778 -8 -5 82.224 S 3 53.57 2 107.14 -7 -7 49.98 S 4 70.834 2 141.668 -6 -8 50.008 S 5 81.648 2 163.296 -5 -8 16.48 S 6 89.326