thuyết minh thiết kế đôi tàu tàu hàng khô 1800t

Chuyên ngành: Vỏ tàu thuỷNgười thiết kế : Nguyễn Tuấn Anh Người hướng dẫn: Hoàng văn Oanh Hải Phòng, năm 2006 Trường Đại học Hàng Hải thiết kế Tàu chở hàng khô trọng tải Pn = 1800T , tố

Chuyên ngành: Vỏ tàu thuỷ

Người thiết kế : Nguyễn Tuấn Anh

Người hướng dẫn: Hoàng văn Oanh

Hải Phòng, năm 2006

Trường Đại học Hàng Hải

thiết kế Tàu chở hàng khô trọng tải

Pn = 1800T , tốc độ 12 hl/g ,

Tuyến Sài gòn - Singapore

Thuyết minh Thiết kếthiết kế đội tàu công trình

Khoa Đóng Tàu

Tµi liÖu tham kh¶o

1919X©y dùng tuyÕn h×nh

kiÓm tra sù phï hîp cña tuyÕn h×nh

Nguyªn t¾c x©y dùng tuyÕn h×nh lý thuyÕt

1.1

88

ThiÕt kÕ tµu chë hµng kh« träng t¶i Pn = 1800T , vËn tèc v = 12 h¶i lý/ giê ,

ch¹y tuyÕn Sµi gßn - Singapore

NhiÖm vô thiÕt kÕ

1.1 Tuyến đường

1.1.1 Cảng Sài gòn

a Điều kiện tự nhiên:

Vị trí địa lý: 10o 48' vĩ độ Bắc, 106o 42' kinh độ Đông

Cảng nằm ở hữu ngạn sông Sài gòn, nằm trên phạm vi dọc bờ dài 2 km ,

cách bờ biển 45 hải lý

Chế độ thuỷ triều bán nhật triều, biên độ dao động của nước triều lớnnhất là 3,98 m , lưu tốc dòng chảy 1m/s

Từ cảng Sài gòn ra biển có hai đường sông:

- Theo sông Sài gòn ra vịnh Gành Ráy ra sông Lòng Tảo, sông Nhà Bè

và sông Sài gòn Kích thước giới hạn của tàu: mớn nước 9,0 m , chiều dài

210 m

- Theo sông Soài Rạp, đường này dài hơn 10 hải lý Mớn nước giới hạncủa tàu là 6,5 m

b Cầu tàu và kho bãi:

Khu Nhà Rồng có 3 bến với tổng chiều dài 390 m

Khu Khánh Hội gồm 11 bến từ kho K0 đến K10 với tổng chiều dài 1264

m Khu có 18 kho với tổng diện tích 45.396 m 2, diện tích bãi 15.781 m 2.Khu Nhà Rồng có diện tích kho 7.225 m 2 và 3.500 m 2 bãi Tải trọngcủa kho thấp, thường bằng 2 T/m 2 Các bãi chứa thường nằm sau kho, phổbiến nhất là các bãi xen kẽ, ít có bãi liên hoàn

Ngoài hệ thống bến, cảng còn có hệ thống phao neo gồm 6 phao ở hữu ngạn sông Sài gòn và 26 phao ở tả ngạn sông Sài gòn Cách 10 hải lý về hạ

lưu cảng Sài gòn có 12 phao neo dành cho tàu chở hàng dễ cháy, nổ

b Cầu tàu và kho bãi:

Cầu tàu dài 1.972 m có thể cập 10 tàu viễn dương, 172 m cầu tàu cho

tàu ven biển (xem bảng 1.1)

Diện tích kho là 85.652 m 2, diện tích bãi là 234.068 m 2

Trang thiết bị của cảng (xem bảng 1.2)

1 Tuyến đường - Tàu mẫu

1.1.2 Tuyến đường Sài gòn- Singapore

Chiều dài tuyến đường là 644 hải lý.

Tàu hoạt động trong vùng biển Đông Nam á, là khu vực nhiệt đới giómùa, đặc biệt mưa rất nhiều, chịu ảnh hưởng lớn của gió mùa và khu vực nàynằm trong vùng nhiệt đới xích đạo

Khí hậu vùng biển này có đặc điểm:

- Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau chịu ảnh hưởng của gió mùa ĐôngBắc, càng về nam gió giảm dần không ảnh hưởng đến sự đi lại của tàu thuyền

- Từ tháng 6 đến tháng 9 gió mùa Đông Nam thổi mạnh ảnh hưởng đến tốc độ tàu đồng thời vào mùa này lượng mưa khá lớn, hơn nữa vùng này có nhiều bão nhất là vùng quần đảo Philippin

Về hải lưu: Trên tuyến chịu ảnh hưởng của hai dòng hải lưu Một dòng

từ phía Bắc chảy xuống và một dòng từ Vịnh Thái Lan đi từ phía Nam lên Bắcsát bờ biển Malaixia qua bờ biển Campuchia tốc độ dòng chảy nhỏ, không

ảnh hưởng đến hoạt động của tàu thuyền

Về thuỷ triều: chế độ nhật triều, biên độ dao động tương đối lớn, từ 2

Mớn nước cho phép

Bảng 1.2 Trang thiết bị ở cảng Jurong- Singapore

Bảng 1.1 Cầu tàu ở Cảng Jurong- Singapore

cầu tàu (m)

đến 5 m

Về sương mù: vùng biển này sáng sớm và chiều tối có nhiều sương mù

Số ngày có sương mù trong năm lên đến 115 ngày

1.1.3 ảnh hưởng của tuyến đường, vùng hoạt động tới các đặc điểm thiết kế của tàu

a Cấp tàu: tàu hoạt động trên tuyến biển, cấp hạn chế 2

Tàu được chiết kế theo "Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ TCVN- 6259:2003".

thép-b Chọn loại hàng chuyên chở cho tàu:

Theo số liệu thống kê tại cảng Sài Gòn năm 2004 (số liệu do Hiệp hội cảng biển Việt Nam VPA cung cấp www.vpa.org.vn)

- Tuyến Sài gòn-Singapore: chở gạo đóng bao, hệ số chở hàng 1,18 á 1,43 Chọn loại hàng có hệ số chở hàng là m = 1,2

- Tuyến Singapore- Sài gòn: chở dây Cable cuộn, hệ số chở hàng 1,18 á1,67 Chọn hệ số chở hàng là m = 1,2

Với điều kiện bốc xếp của cảng đi và cảng đến, tàu không cần phải trang

bị thiết bị làm hàng để tận dụng khả năng chuyên chở hàng

Bảng 1.3 Định biên chế thuyền viên trên tàu.

Số lượng

1Thuyền trưởngChức danh

32

1.2 Tµu mÉu

§¬n vÞ

- - T m m m m - - - kW hl/h

2.1 Xác định kích thước chủ yếu

2.1.1 Hệ số lợi dụng lượng chiếm nước h D

Hệ số lợi dụng lượng chiếm nước theo trọng tải hD được xác định theotheo số liệu thống kê Đối với tàu chở hàng bách hoá hD = 0,50á0,73 (xembảng 1.4[1]), đối với tàu hàng cỡ nhỏ và cỡ trung hD = 0,57á0,70 (xem bảng2-2[2])

Chọn hệ số lợi dụng lượng chiếm nước hD = 0,65

2.1.3 Chiều dài tương đối l

Chiều dài tương đối đặc trưng cho độ thon đường nước của tàu do đó

ảnh hưởng lớn đến tính di động của tàu Tăng chiều dài tương đối sẽ giảm

P D

h

=

ữứ

ửỗố

ổ

=

=

3 / 1 3

/ 2

b l V

L

B

d a

a

+-+

=

gL

v Fr

=

-%100

sb

sb

D

D D

=

h

hT = 1,2 , tØ sè H/T chän theo tµu mÉu

ChiÒu cao t©m nghiªng ban ®Çu kh«ng nhá h¬n 0,15 m (xem phÇn 10[3])

ChiÒu cao t©m nghiªng ban ®Çu

=+ T

k C

d a a

=

=

T

B k

12

2 2

d a

r

2.2.3 Kiểm tra dung tích

Dung tích có ích của khoang hàng tàu hàng khô có khoang máy đặt ở

đuôi tàu được xác định theo 5.41[1]:

Wh = kng.dPP.Lh.B.(H-Hdd) = , m 3

Trong đó:

kng = 0,96 , hệ số điền đầy khoang hàng

dPP = 1,15*d = 0,81 , hệ số béo thể tích lý thuyết khoang hàng

Lh = 44,84 , m , chiều dài các khoang hàng

B = 11 , m , chiều rộng tàu

Hdd = 0,9 , m , chiều cao đáy đôiDung tích cần thiết của khoang hàng

0,79 %Vậy tàu thiết kế đảm bảo dung tích chở hàng

2.2.4 Điều chỉnh mạn khô

A Các tham số tính toán

1800,00137,6945,891939,704

h

hct h

W W W

1 Xác định mạn khô tối thiểu theo quy phạm Fb:

Theo bảng 11/6.2[5], đối với tàu loại "B" vùng biển hạn chế II

Fb = 604 , mm với chiều dài tàu Lf = 65,53 , m

Với tàu loại "B", thượng tầng mũi riêng biệt với thượng tầng giữa

mạn khô tối thiểu giảm 10,45 % (Theo Bảng 11/4.7[3])

-63,1 , mm

85% Chiều cao mạn

Chiều dài đường nước tại 0,85H

Chiều cao mạn khô giữa tàuTham số tính toán Đơn vị

Chiều dài 2 trụ tại 0,85H

Chiều dài thiết thực của thượng tầng E

m

ứ

ửỗ

ỗố

ổ

=

D

f f

L

E l

68,0

f

L

=

ữứ

ửỗ

f

L

=

DF3

6 Điều chỉnh theo độ cong dọc boong:

tích thực tế

KÕt luËn: M¹n kh« gi÷a tµu tho¶ m·n quy ph¹m

ChiÒu cao m¹n mòi tµu kh«ng nhá h¬n trÞ sè tÝnh theo 4.4.8[3]:

104660

öç

çè

æ-S

S

QF F

275,08

1 4

=+

÷ø

öç

è

æ

-68,0

36,15001.56

d Lf Lf

2.2.5 Tính nghiệm lượng chiếm nước

a Sơ bộ tính toán lực cản, công suất máy, thiết bị đẩy:

Sử dụng phương pháp tính lực cản của Papmiel, với các điều kiện:

áp dụng cho tàu 1 chong chóng có:

x1 = 1 , hệ số ảnh hưởng của các phần nhô phụ thuộc vào

số đường trục, theo bảng [4]6.1

- Lực đẩy của tàu

=2753,83

1702,8610974,20

D EPS

3

=

1 1

1 1

y

l x C

L

v s y1

=

d L

B

10

=+0,03 L

7,0

L

v s y1

=

= 53 , 0

E S

P P

=

=

v P

Chän m¸y cña h·ng ABC cã c¸c th«ng sè

Sè vßng quay

'

375 ,

D

Z C A

A

O

E

d

Sai số

D-DTL *100% = 0,93 < 3%D

Với D = 2754 , T

Vậy tàu thiết kế đảm bảo về trọng lượng

3.1 Nguyên tắc dựng tuyến hình lý thuyết

Tuyến hình lý thuyết thể hiện hình dáng vỏ bao thân tàu, phụ thuộc vàovùng hoạt động, mục đích sử dụng, các đặc điểm kỹ thuật và kinh tế củacon tàu tuyến hình tàu thiết kế phải đảm bảo 3 yêu cầu kĩ thuật cơ bản:

Hình dáng mặt cắt ngang: chính giữa dạng mạn thẳng đáy bằng, hônglượn tròn Bán kính hông đáy có lợi làm giảm lắc ngang và có lợi cho tínhchạy nhanh của tàu

Hình dáng mũi tàu Sống mũi nghiêng vát về phía trước, đường nước phía mũi thẳng Sử dụng mặt cắt ngang chữ V vừa và U vừa , phía trên đường nước thiết kế mở rộng để tăng diện tích bố trí thiết bị trên boong đồng thời tăng tính hàng hải của tàu

Hình dáng đuôi tàu: Đuôi tuần dương hạm có tác dụng giảm sóng đuôi,mặt cắt ngang có hình dáng chữ V có lợi về mặt sức cản nhưng hiệu suất củathiết bị đẩy giảm một chút do dòng chảy không đều đến thiết bị đẩy ở sườn cuối cùng của khung giá lái kéo vuông góc và sâu xuống dưới để có dòngchảy đều đặn tới chong chóng

Mạn khô và độ cong mép boong: Mạn khô dư có thể cải thiện tính hànghải của tàu một cách rõ rệt, giảm hiện tượng sóng trào và nước bắn tung

3 XÂY DựNG TUYếN HìNH

2686,66

68,7011,005,006,000,7040,8300,985Chiều chìm

Giá trị Thông số

Chiều rộng tàu

Bảng 3.1 Các thông số hình dáng

Ký hiệu

Đơn vị

Chiều dài ĐNTK

Chiều cao mạn

0,715Lượng chiếm nước tại ĐNTK

Hệ số béo thể tích

Hệ số béo đường nước

Hệ số béo sườn giữa

Hệ số béo dọc

Tàu nhỏ dễ gặp trạng thái lắc cộng hưởng lên độ cong dọc mép boong lớn.

3.2.2 Mặt cắt ngang giữa tàu

Mặt cắt ngang giữa tàu có dạng mạn thẳng, đáy bằng hông lượn tròn

Dạng sườn giữa được mô tả trên hình 3.1

3.2.3 Đường cong diện tích sườn

Đường cong diện tích sườn thể hiện sự phân bố lượng chiếm nước theochiều dài tàu Sự phân bố này có ảnh hưởng quan trọng tới sức cản

Để xây dựng đường cong diện tích sườn, ta xác định chiều dài các đoạnthon mũi e, thân ống m, và thon đuôi r Trị số của chúng xác định dựa theobảng 4.9[2] phụ thuộc vào hệ số béo thể tích d= 0,704

Chiều dài đoạn thon mũi e = 40 %L = 27,48 , m

Chiều dài đoạn thân ống m = 18 %L = 12,37 , m

Chiều dài đoạn thon đuôi r = 42 %L = 28,85 , m

Diện tích sườn giữa: wsg = bBT = , m 2

Các sườn khác dựng theo phương pháp tia của G.E Pavlenko

Nội dung của phương pháp trình bày trên hình 3.5

54,153

=-

R 1,525 (1 b)

Theo phương pháp tích phân gần đúng hình thang ta tính toán thể tích lượng chiếm nước của tàu và hoành độ trọng tâm

0,000 1,259 - 0,250 2,209 0,87 0,870,500 2,605 2,07 2,071,000 3,142 4,94 4,942,000 3,852 11,93 11,933,000 4,383 20,17 20,174,121 0,000 - - 4,000 4,785 29,34 29,345,000 2,034 1,79 1,79 5,000 5,101 39,23 39,23

-0,250 0,352 0,12 0,12 0,250 3,057 1,26 1,260,500 0,415 0,31 0,31 0,500 3,442 2,88 2,881,000 0,553 0,79 0,79 1,000 3,993 6,6 6,62,000 0,734 2,08 2,08 2,000 4,625 15,22 15,223,000 1,358 4,17 4,17 3,000 4,988 24,83 24,834,000 4,157 9,69 9,69 4,000 5,243 35,06 35,065,000 3,177 17,02 17,02 5,000 5,389 45,69 45,69

-0,250 0,866 0,28 0,28 0,250 3,938 1,66 1,660,500 1,073 0,76 0,76 0,500 4,266 3,71 3,711,000 1,316 1,95 1,95 1,000 4,692 8,19 8,192,000 1,661 4,93 4,93 2,000 5,123 18,01 18,013,000 2,087 8,68 8,68 3,000 5,369 28,5 28,54,000 3,014 13,78 13,78 4,000 5,460 39,33 39,335,000 4,123 20,92 20,92 5,000 5,500 50,29 50,29

-0,250 1,484 0,52 0,52 0,250 4,502 2,02 2,020,500 1,831 1,35 1,35 0,500 4,84 4,36 4,361,000 2,236 3,38 3,38 1,000 5,191 9,38 9,382,000 2,794 8,41 8,41 2,000 5,434 20,01 20,013,000 3,371 14,58 14,58 3,000 5,500 30,94 30,944,000 4,047 22 22 4,000 5,500 41,94 41,945,000 4,683 30,73 30,73 5,000 5,500 52,94 52,94

Đườn

g nước

Nửa ch.rộng

Tổng t.phân

D.tích sườn

Số Sườn

Sườn 7

Nửa ch.rộng

Số

Sườn

Tổng t.phân

D.tích sườn

Đườn

g nước

Sườn 4

Sườn 5

Bảng 3.2 Bảng tính diện tích sườn

Sườn 6

(I) (II) (III) (IV) (V) (I) (II) (III) (IV) (V)

-0,250 4,898 2,25 2,25 0,250 1,953 0,66 0,660,500 5,172 4,77 4,77 0,500 2,442 1,76 1,761,000 5,442 10,08 10,08 1,000 2,97 4,47 4,472,000 5,500 21,02 21,02 2,000 3,485 10,93 10,933,000 5,500 32,02 32,02 3,000 3,712 18,13 18,134,000 5,500 43,02 43,02 4,000 3,867 25,71 25,715,000 5,500 54,02 54,02 5,000 4,061 33,64 33,64

-0,250 4,695 2,06 2,06 0,250 1,038 0,31 0,310,500 5,018 4,49 4,49 0,500 1,402 0,92 0,921,000 5,353 9,68 9,68 1,000 1,819 2,53 2,532,000 5,496 20,53 20,53 2,000 2,285 6,63 6,633,000 5,500 31,53 31,53 3,000 2,530 11,45 11,454,000 5,500 42,53 42,53 4,000 2,713 16,69 16,695,000 5,500 53,53 53,53 5,000 2,713 22,12 22,12

-0,500 4,719 4,08 4,08 0,500 0,264 0,03 0,031,000 5,16 9,02 9,02 1,000 0,581 0,45 0,452,000 5,446 19,63 19,63 2,000 0,915 1,95 1,953,000 5,475 30,55 30,55 3,000 1,153 4,02 4,024,000 5,495 41,52 41,52 4,000 1,350 6,52 6,525,000 5,500 52,52 52,52 5,000 1,588 9,46 9,46

Sườn 19

Sườn

15

Sườn 20

Sườn

16

1679,137

-54,020,0054,02108,0454,02

678,35786,39894,431002,47

54,02

54,02

54,02

1136,2361317,2031498,17

TÝch (II)*(V) DiÖn tÝch

(m3)(IV)

Tæng t.ph©n (m2)

4.1 Giới thiệu thông số chủ yếu

4.2.1 Phân khoang theo chiều dài tàu:

Số lượng vách ngang tối thiểu chọn theo chiều dài tàu

Chiều dài tàu 65m < Lf = 65,53 , m < 85m

Số lượng vách ngang tối thiểu là 4

4.2.2 Phân khoang theo chiều cao tàu:

- Chiều cao đáy đôi không nhỏ hơn trị số

Tên khoang

Thông số hiệu Ký Đơn vị Giá trị

Chiều dài ĐNTK

Chiều cao của thượng tầng lựa chọn theo yêu cầu về tầm nhìn lầu lái,diện tích cần thiết bố trí các khoang phòng.

Chiều cao của các tầng boong là 2500 , mm

- Chiều cao miệng hầm hàng, các miệng lỗ khoét trên boong

Chiều cao tối thiểu của các lỗ khoét vị trí cấp I 600 , mm

Chiều cao tối thiểu các lỗ khoét tại vị trí II 450 , mm

Chọn chiều cao miệng hầm hàng là 1200 , mm

Chiều cao các ống thông gió là 500 , mm

Chiều cao ngưỡng cửa tại vị trí cấp I 600 , mm

Chiều cao ngưỡng cửa tại vị trí cấp II 450 , mm

- Chiều cao lan can, mạn chắn sóng 1000 , mm

Khoảng hở của thanh lan can thấp nhất 230 , mm

Khoảng hở của các thanh khác 380

trong đó

S = 0 , độ cong dọc boong trung bình thực tế

S0 , độ cong dọc boong trung bình tiêu chuẩnTổng diện tích lỗ khoét mạn chắn sóng lựa chọn theo chiều rộng của cáchầm nổi và miệng khoang trên boong theo phương pháp nội suy 0,11 , m 2

Với chiều rộng miệng hầm hàng = 0,7 Bf

C = 6,047 , T/ ngày đêm , lượng tiêu hao nhiên liệu

D = 6 , số ngày hành trình lâu nhất với các cảng, cấp hạn chế II

- Để đảm bảo cân bằng dọc, bố trí két dằn mũi tại vị trí khoang trống mũi

- Két dầu DO bố trí ở đáy dôi

- Két dầu bẩn bố trí ở khu vực dưới máy chính trong đáy đôi

- Trong buồng máy còn bố trí két dầu trực nhật, két dằn cách ly

- Khoang đuôi bố trí két dự trữ nước ngọt

Bố trí cụ thể toàn tàu xem bản vẽ bố trí chung kèm theo.

0,36279

Kích thước

Trang bịGiường đơn

Tủ quần áo 1 buồng

Mắc áo

Bảng 4.3 Trang bị phòng thuyền viên

4.3.8 Hệ thống cầu thang, hành lang

Cầu thang chính trong thượng tầng rộng 800 , mm

Các cầu thang lộ thiên rộng 600 , mm

Chiều cao lan can 1000 , mm

4.4 Trang bị an toàn

4.4.1 Phương tiện tín hiệu

Tàu thiết kế thuộc loại tàu nhóm I, chiều dài tàu 68,70 , m

được trang bị các phương tiện tín hiệu theo bảng 3.6

SL

211122

11

11

31

Yêu cầu bố trí:

Khoảng cách các đèn theo chiều dọc ³ 2m

Đèn dưới cùng cách thân tàu ³ 4 m kể từ thân tàu

Đèn cột ở phía trên thân tàu =max(B,6m) = 11,00 < 12 m

Khoảng cách thẳng đứng từ đèn cột trước đến đèn cột sau ³ 4,5 m

110 dB (1m)

360360

Tầm nhìn(hl) Góc nhìnMàu

4.4.2 Trang bÞ cøu sinh

SL

816

12

4.5.3 Thiết bị neo, chằng buộc

a Đặc trưng cung cấp của thiết bị

boong liên tục tại mạn

h' = 9,93 , m , tổng chiều cao thượng tầng và lầu > B/4

A = fL+ Sh''.l =

Sh''l =

L = 68,70 , m

B = 11,00 , m

b Thiết bị neo tàu

Kí hiệu của neo là C4

Chọn neo mũi là neo Holl, không ngáng , lưỡi quay

Số lượng neo 2 chiếc, khối lượng 1440 kg

- Các đặc trưng cơ bản của neo gồm :

+ Góc làm việc : a = 640

.+ Góc uốn của lưỡi : b = 450

.+ Hệ số bám : k = ( 3á4) Q = 600

- Kích thước cơ bản của neo : A0 = 18,5

+ Trọng lượng neo : Q = 200 (kg)+ Chiều dài thân : H1 = 9,6.A0 = 1038,6 (mm)

+ Độ mở của lưỡi : L1 = 6,4.A0 = 692,4 (mm)+ Chiều cao lưỡi : h1 = 5,8.A0 = 6427,5 (mm)

+ Chiều rộng lưỡi : B1 = 2,65.A0 = 286,7 (mm)

- Chọn xích neo loại 2 : Là xích có độ bền cao

+ Đường kính cơ bản của xích : d = 34 (mm)

+ Tổng chiều dài : 412,5 (m)+ Tải trọng thử : = 468 kN

+ Tải trọng 1m xích : = 24 (kg)

- Bộ hãm xích neo

+ Hãm vít ma sát có kết cấu cho phép có thể hãm ở bất cứ vị trí

nào của xích neo

+ Đế và thanh kẹp bộ hãm thường được chế tạo từ thép

+ Kích thước : Bc = 325 ; Hc = 610 ; Lc = 560 ; lc = 520 ; lc = 330 + Trọng lượng đế và thanh kẹp bằng thép đúc = 137 (kg)

- Thiết bị giữ và nhả nhanh gốc xích neo

+ Để giữ gốc xích neo và nhả chúng khi cần thiết, dùng những thiết bị chuyên dùng có móc bản lề

+ Các kích thước của thiết bị giữ và nhả đoạn gốc của xích neo