Chương 2: Sức cản sinh sóng (R ss ) Sức cản sinh sóng xuất hiện cũng do sự phân bố lại áp l ực và tốc độ dòng chất lỏng chảy dọc bề mặt vỏ tàu, gây ra các h ệ thống sóng xung quanh tàu kh i chuyển động. Sóng lan toả Sóng ngang Hình 2.4: Sức cản sinh sóng Ở khu vực mũi và đuôi tàu, do áp lực trong dòng chất l ỏng lớn hơn áp l ực khí quyển nên mặt nước bị đẩy nhô lên, ng ược lại ở giữa tàu mặt nước hạ xuống hình thành lên các sóng tàu. Do khu vực mũi và đuôi tàu là nơi có độ cong lớn nên là các tâm hình thành sóng đầu tiên vì vậy sóng tàu gồm sóng m ũi, sóng đuôi và trong mỗi hệ thống sóng lại chia thành hai nhóm là sóng lan toả và sóng ngang. Năng lượng tổn thất do tạo sóng là công của sức cản sinh sóng. 10 2.1.2 Đường cong sức cản tàu thuỷ Quá trình làm việc của bộ phận vỏ tàu trong liên hiệp tàu th ường được đặc trưng bởi đường đặc tính vỏ tàu hay còn gọi là đường cong sức cản vỏ tàu, là đường cong biểu diễn mối quan h ệ giữa sức cản vỏ tàu R hoặc công suất kéo có ích N vớ i vận tốc chuyển động của tàu V.(hình 2-5). R (k G ) 7500 7000 6500 R = f(V) 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 2 3 3 , 5 4 5 6 7 8 9 10 11 12 V(H l/ h) Hình 2.5: Đồ thị đường cong sức cản tàu t huỷ Đường cong sức cản tàu thường được xây dựng ở chế độ làm việc định mức, tương ứng trường hợp bề mặt vỏ tàu hoàn 11 toàn sạch. Tuy nhiên trong điều kiện kha i thác thực tế, ảnh h ưởng của các yếu tố sử dụng như sự thay đổi tình trạng kỹ t huậ t của bề mặt vỏ tàu do quá trình ăn mòn và bám bẩn, sự thay đổi của chế độ tải t rọng của tàu và các điều kiện hàng hải vùng tàu chạy nên đường cong sức cản tàu thuỷ sẽ thay đổi so với chế độ định mức. Về bản chất, đường cong sức cản chính là đường đặc trưng cho quá trình làm việc của vỏ tàu trong liên h ợp t àu. 12 2.1.3. Sự thay đổi sức cản tàu sau thời gian khai thác. Ảnh hưởng của sự bám bẩn đến quá trình làm việc vỏ tàu được xác định t heo phương pháp thực nghiệm bằng cách tổ chức kéo tàu thật với bề mặt vỏ tàu đã b ị bám bẩn nhằm xác định đường đặc tính vỏ tàu ngay trong điều kiện thực tế. Tuy nhiên, do quá trình bám bẩn thường mang tính chất ngẫu nhiên nên hi ện nay các kế t quả thực nghiệm thường chỉ được công bố dưới dạng các số liệu thống kê cho mộ t số tàu được nghiên cứu mà chưa xác định được phương pháp tính cụ thể. Ví dụ, theo các nhà nghiên cứu Anh, sức cản vỏ tàu tăng trung bình 0,25% trong một ngày đêm ở vùng nước nhiệt độ trung bình và 0,5% ở vùng xích đạo. Trong khi đó, các nhà khoa học Ý thì cho rằng 6 tháng hoạt động, vận tốc tàu sẽ bị giảm khoảng (1,5 – 2) hl/h, còn các nhà khoa học Mỹ cứ một năm khai thác vận tốc giảm khoảng (1,5 – 2) hl/h, riêng nhà khoa học Đức M.Ragg cho rằng sau một ngày đêm hoạ t động thì sức cản vỏ tàu tăng 0,5% và khi độ nhám bề mặt vỏ tàu tăng 2mm thì vận tốc giảm 3%. Hình (2-6) là kết quả thực nghiệm xác định sự thay đổi của đường đặc tính vỏ tàu theo thời gian khai thác đối với một số tàu cụ thể (trích từ tài liệu t ham khảo [5] của TS Trần Gia Thá i ). R R 0 R 0 13 Hình 2.6: Ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến sự thay đổi s ức cản vỏ t àu. Trong đó : R : Sức cản tàu ở chế độ thực t ế. R 0 : Sức cản tàu ở chế độ định mức. 14 . quả thực nghiệm thường chỉ được công bố dưới dạng các số liệu thống kê cho mộ t số tàu được nghiên cứu mà chưa xác định được phương pháp tính cụ thể. Ví dụ, theo các nhà nghiên cứu Anh, sức cản. của vỏ tàu trong liên h ợp t àu. 12 2.1.3. Sự thay đổi sức cản tàu sau thời gian khai thác. Ảnh hưởng của sự bám bẩn đến quá trình làm việc vỏ tàu được xác định t heo phương pháp thực nghiệm. V.(hình 2- 5). R (k G ) 7500 7000 6500 R = f(V) 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 25 00 20 00 1500 1000 500 0 1 2 3 3 , 5 4 5 6 7 8 9 10 11 12 V(H l/ h) Hình 2. 5: Đồ thị đường cong sức cản tàu t huỷ Đường cong sức cản tàu thường được xây dựng ở chế độ làm việc định mức,