đề tài thiết kế sơ bộ tàu đánh cá lưới rê dài 16 m tốc độ 8 hl h hoạt động ở ngư trường khánh hòa vùng hạn chế ii

Trang 1

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

LOI NOI DAU

Nước ta là một trong những nước có đường biển tương đối lớn và nguồn nhân lực đồi dào, phù hợp dé phát triển ngành cơng nghiệp này Vì vậy, những năm gần đây nước ta đã chọn nghành công nghiệp đóng tàu là ngành ưu tiên hàng đầu và đóng vai trị tiên phong trong chiến lược phát triển đất nước Bên cạnh đó, nhằm khai thác nguồn lợi thủy sản, cũng đã tăng cường theo hướng phát triển đội tàu cá

Môn học Thiết kế tàu thuyền là một môn học quan trọng và không thẻ thiếu đối với sinh viên chuyên ngành đóng tàu Nó giúp sinh viên có thêm kiến thức về nhiều loại tàu, trong đó có tàu vỏ gỗ Trong bài này em tiến hành tính tốn thiết kế sơ bộ

tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ

Qua quá trình tìm hiểu tài liệu và tham khảo tàu mẫu, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Huỳnh Văn Nhu, em đã hoàn thành bài thiết kế được giao Do kiến thức có hạn nên bài làm chắc chắn cịn nhiều sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của Thầy và các bạn dé bài hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Phạm Thanh Chương

Trang 2

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

MUC LUC

Trang LOI NOI DAU Lec ceccecsesssesssessesssessusssvsssecsvsssessuessuessesssssseessesssessecssscsuessecssessetssssetsseese I PHẦN I: XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ THƯ Error! Bookmark not defined PHAN 2: TINH TOAN CAC YEU TO TINH NOL 000 ccceececcececeeeeensseeeeeeeee 7 PHAN 3: THIẾT KÉ BĨ TRÍ CHUNG - - c2 2222222222225 E£++szrss 30 PHAN 4 TÍNH TOÁN ỒN ĐỊNH - L L1 2222221221111 1211555552111 k re 32 PHÁN 5 TÍNH CHỌN KẾT CẤU c2 2221121 11111115115 115111111111 52

Trang 3

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

THIET KE TAU THUYEN

DE BAI:

Thiết kế sơ bộ tàu đánh cá lưới rê dài 16 (m); tốc độ 8 (hl⁄h), hoạt động ở ngư trường Khánh Hòa (vùng hạn chế II)

PHAN 1 XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ THU:

Xây dựng nhiệm vụ thư thiết kế là bước đầu tiên trong trình tự thiết kế Nó là tài liệu gốc chủ yếu trong công tác thiết kế tàu, có tính chất quyết định đến chất lượng của con tàu thiết kế Đề lập nhiệm vụ thiết kế ta dựa chủ yếu vào các yêu cầu sau:

- Dựa trên cơ sở mục đích cơng tác thiết kế

- Căn cứ vào các yêu cầu khách hàng

- Căn cứ vào đặc điểm ngư trường, nguồn lợi và đối tượng đánh bắt - Căn cứ vào công dụng, cỡ loại

- Căn cứ vào yêu cầu quy phạm hiện hành

Ta có thể xây dựng nhiệm vụ thư thiết kế như sau:

1 Loại tàu và công dụng: Tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa bờ, thiết kế theo

mẫu dân gian, thuộc tàu đánh cá loại nhỏ

2 Xác định các kích thước của tàu:

Căn cứ vào tàu thực tế, ta xác định các kích thước cho tàu thiết kế: - Chiều dài lớn nhất: L„a„ = 16 (m)

- Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 4,2 (m)

- Chiều cao mạn: H=2,2 (m)

Theo qui phạm ta xác định được mạn khô tối thiểu là 347 (mm), ta chọn mạn khô là F = 575 (mm)

Từ đó, ta xác định chiều chìm trung bình: T = 1,625 (m) Như vậy ta xác định được các thông số tiếp theo của tàu:

- Chiều dài thiết kế: Lụ = 14.93 (m)

- Chiều rộng thiết kế: B„ = 4,045 (m)

Từ đó, ta xác định được các hệ số hình dáng của tàu:

Trang 4

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

Tốc độ hàng hái tự do: V = § (hL/h)

Vùng hoạt động: Ngư trường Khánh Hòa (vùng hạn chế II) Thời gian hoạt động: Thời gian một chuyến đi biển là 7 ngày

3 4 5

6 Biên chế thuyền viên: 7 người 7 Bố trí buồng máy: Phía đi tàu

8 Trang thiết bị khai thác: Phù hợp với nghề đánh cá lưới rê

9 Quy phạm áp dụng: Quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ (TCVN 7111:2002)

10.Vật liệu đóng tàu: Gỗ nhóm II, loại cứng, hạng A

11 Thiết kế tuyến hình tàu:

- Đường hình lý thuyết tàu là bản vẽ kỹ thuật đầu tiên, nền móng ghi nhận một cách chính xác từng điềm trên bề mặt con tàu, là cơ sở tính tốn nguyên cứu về mặt khoa học công nghệ tàu thủy Do hình đáng hình học ảnh hưởng lớn đến tính năng của tàu nên bản vẽ đường hình có vai trị rất quan trọng, là công cụ thơng tin chính xác về tính năng của tàu đi trên biển

1 Các kích thước chính:

- Chiều dài lớn nhất: Lạ„¿= 16 (m) - Chiều dài thiết kế: Lụ = 14,93 (m) - Chiều rộng lớn nhất : Bmax = 4,2 (m) - Chiều rộng thiết kế: B„ = 4,045 (m)

- Chiều cao mạn tàu: H =2,2 (m)

- Chiều chìm trung bình: T = 1,625 (m)

2 Thực hiện vẽ:

Bước I: Tính các thơng số vẽ

- Số sườn

- Khoảng cách giữa các sườn - Số đường nước

- Khoảng cách giữa các đường nước

- Số mặt cắt dọc

- Khoảng cách giữa các mặt cắt dọc

Bước 2: Sau khi tính toán xong ta tiến hành dựng đường hình tàu như sau:

Trang 5

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU - Dựng sườn đường nước

- Dựng sườn cắt dọc

- Dựng sườn cắt ngang

Bước 3: Ta tiền hành vẽ đường hình phù hợp trên 3 hình chiếu và hiệu chỉnh cho phù hợp 3 Bản vẽ đường hình:

- Xử lý lại bản vẽ đường hình tàu mẫu cho đúng, phù hợp - Xác định sườn lý thuyết của tàu thiết kế

- Xây dựng bảng tọa độ đường hình 4 Thiết kế tuyến hình tàu đánh cá lưới rê:

Trong phạm vi thiết kế của đồ án bày, tôi chọn phương pháp xây dựng đường hình dựa trên tàu mẫu và điều chỉnh cho phù hợp với các thơng số kích thước đã chọn, đồng

thời đáp ứng đúng và đủ các yêu cầu đặt ra trong nhiệm vụ thư Khi đó ta có bản vẽ

tuyến hình tàu

Từ bản vẽ đường hình trên ta tiến hành đo và thiết lập bảng toạ độ đường hình và cho kết quả ở bảng sau

Trang 7

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

PHAN 2 TINH TOAN CAC YEU TO TINH NOI:

1 Tính tốn xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nỗi: 1 Các yếu tơ tính nồi mặt đường nước:

- Tính diện tích mặt đường nước S:

+ 2

S= 2at + +VI +); oot ys )-(242)] (m*)

- Tinh thể tích chiếm nước V:

Ƒ =AT| „+5 +8,+6;+ + s-(*] (m)

- Tính trọng lượng tàu D:

D =yV (tán)

- Tính hồnh độ trọng tâm mặt đường nước X;:

0y; +1 = y,)+* 2Á; = vị)+ 3y = yị)+ 4w = 11) + 5-0 - Yo) =

~Úw — Yo)

)- (% a)

(y) + + V2 to + Yio 5

- Tinh hoành độ tâm nỗi X.:

(SuX„+S;X,;) SX py +S, X py + + SSX =< X= 2 (m) S;+%, 5, +5) +5, +.45,-[ 5 5}

- Tính cao độ tam ndi Z,:

alos, +18, +2.8, +3.8, +48, +58, — 2% +8, )

Z=

[S, +5, +S, +S, +58, +S, -1/2(S,+5S,)| (m) - Mômen quán tính của diện tích mặt đường nước đối với trục x:

a i N Sante Ïš œ > i N a x ou + x + ` ` + + < ou + = = 3 3 Yio t Vi 4 “ai ( mì) nin - Bán kính tâm ổn định ngang:

Trang 8

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

- Momen quán tính của diện tích mặt đường nước đối với trục y: 2

I, =2) x? y.dx =2AL| 0.y, +Ợ, +y¿)+ +5°Œio +y0)-= Ow +Ựy | (m’) y ais

vio

- Mơmen qn tính mặt đường nước đối với trục ngang của trọng tâm mặt đường nước:

2 4

1„=1,—SX? (mì

- Bán kính tâm ồn định dọc:

R=T~ (m)

- Tính cac hé sé a, B, 5:

+ Hệ số diện tich mat duong nuée a:

+ Hệ số diện tích mặt cắt ngang giữa tàu B:

a,

Oar,

+ Hệ số đầy thé tích chiếm nước:

2 Tính tốn, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tơ tính nồi: * Cách thực hiện:

- Đồ thị biểu diễn các yêu tố tính nồi theo mớn nước tàu: D, V, S, X;, X,, Z¿, r, R, œ,

B, 6 = ẤT)

* Trình tự xây dựng :

- Tinh các giá trị các yếu tố tĩnh thủy lực ở các mớn nước tàu Ti khác nhau

Trang 9

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU - Trong hệ toạ độ Oxy, với trục Oy biểu diễn các mớn nước Ti và tương ứng với các mớn nước lấy theo trục Ox giá trị các yếu tô tính nồi tính cho mớn nước đó theo các tỷ lệ xích nhất định

- Giá trị các yếu tố tính nổi ở mớn nước bắt kỳ sẽ được xác định bởi giao điểm của mớn

nước tính theo tỷ lệ xích của trục tung với các đường cong tính nổi, tính theo tỷ lệ xích trục

hồnh

- Thường chia 3 nhóm đồ thị có cùng gốc tọa độ là nhóm đường V, D, S = f{T), nhóm Xu, X;, Z.,r,R= f{T)., nhóm a, B, 6 = f(T)

3 Tinh toán và xây dựng đồ thi Bonjean:

* Đồ thị bonjean là tập hợp các đồ thị thay đối của:

- Đường cong diện tích mặt cắt ngang, biểu diễn bằng đường thực trên hình vẽ Đường cong diện tích mặt cắt ngang biểu diễn diện tích của mặt cắt ngang ở các mớn nước khác nhau - Đường cong mơmen diện tích mặt cắt ngang, biểu diễn mômen của diện tích mặt cắt

ngang ở các mớn nước khác nhau đối với đường chuẩn đáy, biểu diễn bằng đường khuất

- Dùng đường Bonjean có thé tính được thể tích chiếm nước V, vị trí tâm nồi x„„ z¿ của tàu ở vị trí nghiêng đọc bắt kì và trong sóng

- Đường Bonjean thường được dùng nhiều khi tính chống chìm, tính hạ thủy, tính sức bền

thân tàu

* Phương pháp tính tốn:

- Diện tích mặt cắt ngang được tính:

7 n

w= [yds =2AT [Sy _) (m?)

0 i=0

- Mômen tĩnh so với trục Oy của mặt sườn:

r :

M,= 2[»y.=œ =2AT? (Si _ mm) (m)

0 ;=0

* Cách thực hiện:

- Lần lượt tính giá trị diện tích của các mặt cắt ngang của tàu œ,(I=0+n) tương ứng với sự

thay đổi của mớn nước Tj (j=0+k)

Trang 10

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU - Dựng hệ trục OTø, trong đó truc tung OT biểu diễn mớn nước tàu T và trục hoành

O ø biểu diễn chiều dài tàu L theo tỷ lệ xích nhất định

- Tại vị trí mặt cắt ngang thw i, lần lượt đặt theo các mớn nước Tj (E0+k) các đoạn biểu diễn cho gía trị điện tích cho các mặt cắt ngang œ,theo một tỷ lệ xích nhất định và nối đỉnh

các đoạn thắng lại với nhau đề hình thành các đồ thị ø =f(T)

- Tương tự ta cũng tính tốn xây dựng được đường cong mômen

- Chú ý tỷ lệ theo chiều dài và chiều cao tàu phải khác nhau và phải ghi đầy đủ tỷ lệ xích

của các đại lượng trên đồ thị

Trang 29

THUYỀN HUỲNH VĂN NHU

- đồ thị Bonjean:

BANG BONJEAN

ø(m?) Mu(m)

Trang 30

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU 2 Đồ thi bonjean, thúy tĩnh:

THỆ §tmlỏ Xemimn atone

Wimlmô XmlỦn gmgn

$0 Demin ay ZZ/mMUn Y:tMmmin \ X2 Y

| | OM | 30 3Ú B0 a axl a0 0 02 03 ti lé chieu dai 1:2 tỉ lệ chiêu cao 2:1 MAN SONG tỉ lệ xích: MEP BOONG w 1:100 Mw 1:200 ĐNS DN4 DN3 DN2 DNI DNO 01 2 3 4 5 678 9 10 ee

Trang 31

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

PHAN 3 THIET KE BO TRI CHUNG:

Dựa vào tau thực tế KH 94959 TS ta tiến hành xây dựng bản vẽ bồ trí chung cho tàu

thiết kế

Thiết kế bồ trí chung tồn tàu ảnh hướng trực tiếp đến yêu cầu sử dụng, tính năng hàng hải và tính kinh tế của con tàu Thiết kế bồ trí chung tồn tàu là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế mới một con tàu Khi thiết kế bồ trí cần chú ý những nguyên tắc sau:

+ Dung tích các khoang có đủ hay khơng

+ Ảnh hưởng bố trí các khoang đối với nghiêng ngang, nghiêng dọc và chiều cao trọng tâm của tàu

+ Đảm bảo điều kiện thuận lợi trong thao tác đánh bắt và sinh hoạt trên tàu

+ Lắp đặt thiết bị hợp lý, thao tác dễ dàng, an toàn

+ Khi bồ trí cần phải tuân thủ đúng yêu cầu của Qui phạm

Đặc điểm bố trí của tau:

Do tàu thường xuyên làm việc trong điều kiện sóng gió hết sức phức tạp nên việc thiết kế bố trí chung tồn tàu, trước hết phải xét tới yêu cầu về an toàn trong đánh bắt và

điều kiện sinh hoạt của thuỷ thủ đoàn trên tàu

Trong khi lựa chọn kích thước và hình dáng thân tàu cũng như việc bồ trí phải chú ý đặc biệt đến tính ồn định và tính năng hàng hải của tàu

Tàu thiết kế với khoảng cách sườn không được lớn hơn trị SỐ Sau:

a=L+20= 14,93 + 20 = 34,93 (cm) 'Vậy khoảng cách sườn ta chọn a = 34 (cm)

3.1.1 Bố trí phía trên boong

+ Từ sườn số 2 + 12: là boong sinh hoạt, bố trí hầm lên xuống khoang lái + Từ sườn số 12 + 18: là thượng tầng

3.1.2 Bồ trí dưới boong

Tính từ phía lái về phía mũi tàu được chia như sau: - Từ sườn số -3 + 4: là khoang lái

- Từ sườn 4 + I§: khoang máy

- Từ sườn 18 + 33: là các khoang chứa cá, bố trí 3 khoang cá :

Trang 32

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU + Suon 18 + 23: khoang ca 1

+Suon 23 +28 : khoang cá 2 + Sườn 28 + 33 : khoang cá 3 - Từ sườn 33 + 39 : hầm lưới

-Từ sườn 39 đến mũi : khoang mũi

Trang 33

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

1 Tính phân bố trọng lượng tàu:

DE=PE=P¿+P„ạ+ P¿+ Pụ#‡ Pạy# Payớc + Pại È Piớingy cụ + Pạ = 70 (tấn) - Trọng lượng đá: Pạ; = 5 (tan)

- Trọng lượng máy: P„= 4 (tan) - Trọng lượng cá: P.= 12 (tấn)

- Trọng lượng lương thực: P= 0,002.7.7 = 0,1 (tan)

Định mức tiêu dùng về lương thực thực phẩm cho mỗi thủy thủ trong một ngày là 2(kg), với 7 thủy thủ tiêu dùng trong một chuyến biển 7 ngày

- Trọng lượng thuyền viên, hành lý: P„= 0,058.7 = 0,4 (tan) Dinh mức mỗi người có trọng lượng 58 (kg)

- Trọng lượng dự trữ nước ngọt: P„= 0,003.7.7 = 0,15 (tấn) Định mức mỗi người tiêu thụ 1 ngày 3 lít nước

- Trọng lượng nhiên liệu, dầu nhờn:

Pạ=” N.T+ 1_ WN t= 29 350,50 4 1 350.168 1000° “VY 1000 1000 8 1000 = 10059,44(kg) = 10,06 (tan)

- Trong do:

+ |: la khoảng cách giữa ngư trường và bến, l = 50 (hl)

+ g: lượng tiêu hao nhiên liệu của máy chính (kg/mI.h), q = 170 (kg/mI.h) + t: là thời gian đánh bắt (giờ), t = 7.24 = 168 (gid)

+ V: tốc độ tàu, V = 8 (hl⁄h)

+N‹: Công suất máy chính (ml), chon N, = 350 (ma luc) - Trọng lượng lưới, ngư cu: P, = 4 (tan)

- Trong lượng vỏ tàu không:

Py = D- (Pmt Pet Pit PwtPruse + Pat + Piusingu cu > Paa)

=70 - (4+12 + 0,1 + 0,42 + 0,15 + 10,06 + 4 + 5) = 34,30 (tan)

2 Các trường hợp tải trọng của tàu:

Dé dam bao cho tàu hoạt động an toàn ở mọi tình huống, ta tiến hành tính tốn ồn định cho tàu ở các trường hợp tải trọng có thể mà ở đó tính ồn định của tàu đáng lo ngại

Trang 34

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU nhất Với các trường hợp này mà tàu van dam bao ồn định thì tàu được xem là đảm

bảo ôn định trong mọi trường hợp và được phép hoạt động Ta tính tốn ồn định ở 4 trường hợp tải trọng:

- Trường hợp I: Tàu ra ngư trường với 100% nhiên liệu và 100% các dữ trữ - Trường hợp 2: Tàu từ ngư trường trở về với toàn bộ cá trong hầm và 10% dữ trữ,

nhiên liệu

- Trường hợp 3: Tàu từ ngư trường trở về với 20% sản phẩm ở trong hầm và 70% dự

trữ và 10% nhiên liệu

- Trường hợp 4: Tàu ở ngư trường với 100% dự trữ, 25% dự trữ nhiên liệu và nắp

hầm mở

Khi tính toán việc xác định tọa độ của các thành phần trọng lượng được đo trên bản vẽ

bố trí chung

Xét các trường hợp tải trọng:

Trang 39

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU 3 Tính tốn tay địn 6n định cho tàu thiết kế

- Tay đòn ồn định tĩnh được tinh theo công thức gần đúng của Giáo sư Vlaxôv Uy = ¥.s0:fi(8)+ (Zo ~ Ze) S2()+ nà./,(6)+ nọ./,(6)= (Z, ~ Zo sin 8 - Trong do:

+ Z4o: cao độ tâm nổi của tau tai góc nghiêng 0 = 0°, được tính theo cơng thức Ơle

=—“—T aro

c0

+ rạ : bán kính ồn định của tàu tại góc nghiêng 9 = 0” được tính theo công thức Ơle

ø? B° NaS 12.6 T

- ¥eo0, Zego: toa d6 tam nổi của tàu tại góc nghiêng 9 = 900, được tính theo cơng thức

của PGS.TS Nguyễn Quang Minh

_ a Ko aye)

°% (+z)(az-ð) ° “7 4

cũ — ate a kc H

Voi: k, = wh hé số thể tích dưới boong

H

+ ro: bán kính ơn định của tau tai góc nghiêng 9 = 900, được tính theo cơng thức của Pazdianhom:

+ Z¿: cao độ trọng tâm tàu: Z,=É.H

- Tay đòn ồn định động được tính tốn theo công thức sau: l„ = y,.sin Ø, —(Z, — Z,s}cos Ø, —a(cos 6, -1)

4 Tính cân bằng dọc và chiều cao tâm ổn định ban đầu:

- Phần này sẽ xác định góc nghiêng dọc ở các trường hợp tải trọng đã nêu ở trên và

tính các thông số đặc trưng cho ổn định ban đầu Từ đó để có số liệu để kiểm tra ơn

tính cho tàu ở góc nghiêng khác nhau

Trang 40

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU