thiết kế tàu kéo 980cv hoạt động tại cảng cái lân - quảng ninh

- 1 - - 2 - 1.1. Tuyến đ ờng (vùng hoạt động) * Cảng Cái Lân Cảng nằm ở vĩ độ 20 0 47' Bắc ; kinh độ 107 0 04' Đông . Chế độ nhật triều với mức nớc triều cao nhất là + 4 m, thấp nhất là 0 m. Biên độ dao động lớn nhất là 4 m, trung bình 2,5 m. Cảng chịu hai mùa gió rõ rệt từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau là gió Bắc - Đông Bắc từ tháng 4 đến tháng 9 là gió Nam - Đông Nam. Luồng vào cảng Cái Lan có độ sâu ổn định, từ hòn một (phao số 0) đến bến đầu có độ sâu 8.0(m), từ bến đầu đến Cái Lân dài 7(km) có độ sâu luồng đoạn ngoài (4km) là 6.0 ữ 7.0(m). Đoạn trong dài 3(km) có độ sâu giảm dần từ 5.0 ữ 4.0(m) đủ điều kiện cho tàu tải trọng lớn nhất là 10.000T ra vào. Cảng Quảng Ninh từ nhiều năm nay chủ yếu làm nhiệm vụ chuyển tải từ Hạ Long. Sản lợng bình quân hàng năm khoảng 300.000(T). Cảng có một bến dã chiến dài 16(km) cho xà lan chuyển tải câp. Độ sâu trớc bến là 4(m). Cảng có một kho bằng thép diện tích 2200m 2 chủ yếu chứa gạo và một số hàng hoá. Ngoài ra cảng còn có 3 bãi có diện tích 3000 m 2 Hiện nay cảng có một bến nữa ở Cái Lân cho tầu có trọng tải 14.000 (DWT) có thể ra vào, và xây dựng tiếp một bến nữa có thể cho tầu có trọng tải 14.000(DWT) ra vào xếp dỡ. Cả hai bến này với tổng chiều dài 3300(m), khả năng thông qua của cảng có thể từ 400.000 ữ 450.000T/năm. - 3 - 1.2. Tµu mÉu Stt Th«ng sè KÝ hiÖu §/vÞ Tµu 1 Tµu 2 Tµu 3 1 ChiÒu dµi thiÕt kÕ L m 26 28 18 2 ChiÒu réng thiÕt kÕ B m 7,5 8 6,8 3 ChiÒu cao mÐp boong H m 3,4 4 3,2 4 ChiÒu ch×m T m 3,2 3,3 2,5 5 HÖ sè bÐo thÓ tÝch δ 0,55 0,57 0,52 6 HÖ sè bÐo ®êng níc α 0,56 0,54 0,6 7 HÖ sè bÐo sên gi÷a β 0,8 0,81 0,833 8 L/B 3,47 3,5 2,6 9 B/T 2,9 3 2,7 10 H/T 1,34 1,41 1,32 11 C«ng suÊt Ne Cv 1300 1500 600 12 L C N D T 280 317 160 1.3. Ph©n cÊp Theo qui ph¹m ph©n cÊp vµ ®ãng tµu s«ng th× tµu thiÕt kÕ thuéc cÊp SI. - 4 - 3.1)xác định kích thớc chủ yếu: 3.1.1 - Xác định chiều dài tàu: Đối với tàu kéo cảng có thiết bị đẩy là chong chóng (Sách LTTK). )(72,22) 100 (022,0 100 36,15,11 2 m NN L =+= N = 980 cv : là công suất máy L = 22,72 m, chọn L = 23 m 3.1.2 - Xác định chiều rộng tàu : Theo công thức (Sách LTTK) 66,0268,0 += LB B = 6,82 m chọn B = 6.8 m 3.1.3 - Xác dịnh chiều chìm tàu: Đối với tàu kéo cảng ,theo sách LTTK: T = 0,53B - 0,8 T = 2,804 m. Chọn T = 2,8 m 3.1.4 - Xác định chiều cao mạn : Theo thống kê đối với tàu kéo cảng(Sổ tay KTĐT - T1) ,tỉ số L/H =6,0 ữ 8,0 H = 2,87 ữ 3,7 m Chọn H = 3,6 m 3.1.5- Các hệ số béo : Các hệ số béo đợc lựa chọn trong dải thống kê và theo trị số tàu mẫu cho tàu kéo cảng: 6,052,0 = Chọn = 0,54 85.075,0 = Chọn = 0,77 94,084,0 = Chọn = 0,87 = = 0,62 *Theo tính toán sơ bộ ta có các kích thớc chủ yếu của tàu kéo 980cv nh sau : - 5 - L TK = 23 m β = 0,87 B TK = 6,8 m α = 0,77 H = 3,6 m δ = 0,54 T = 2,8 m ϕ = 0,62 Tõ c¸c kÝch thíc ta tÝnh s¬ bé lîng chiÕm níc : D = γ.V = k.γ L.B.T. δ =1,006.1,025.23.6,8.2,8.0,54 = 243,8 tÊn. trong ®ã: k = 1,006 γ = 1,025 T/m 3 - 6 - 3.2) nghiệm lại lợng chiếm nớc theo các trọng lợng thành phần 3.2.1- Tính trọng lợng vỏ: P 01 = Ptb = p 01 .D p 01 = (39,6ữ54,2)% P 01 =0,5.D = 121,9T. 3.2.2-Trọng lợng thiết bị tàu. P 02 =p 02 .D p 02 =(6,4 ữ8,8)% P 02 = 0,075D =18,2T. 3.2.3- Trọng lợng hệ thống tàu. P 03 = p 03 .D p 03 = (1,6ữ3,8)% P 03 = 0,02.D = 4,87T 3.2.4 - Trọng lợng thiết bị năng lợng P 04 = p 04 . N e p 04 =(0,05ữ 0,078) T/cv P 04 = 0,05. 980 = 49T 3.2.5 - Trọng lợng hệ thống năng lợng điện. P 05 =p 05, .D p 05 =(1,1ữ5,3)% P 05 =0,02.D = 4,87T. 3.2.6- Trọng lợng dự trữ LCN. P 11 =p 11 .D p 11 =(1,6ữ4)% chọn = 0,025D P 11 = 6,1T. 3.2.7- Trọng lợng hàng lỏng cố định. P 12 = p 12 .D p 12 = (0,9ữ2,2)% P 12 =0,02.D = 4,87T 3.2.8 - Trọng lợng dự trữ lơng thực và thuyền viên Trọng lợng ngời kể cả hành lí: 100kg. Trọng lợng lơng thực: 3kg/ngời.ngày. Trọng lợng nớc: 100kg/ngời.ngày. - 7 - Lơng thực và nớc dự trữ trong 5 ngày. Biên chế làm việc trên tàu: 1 Thuyền trởng 1 Máy trởng 3 Thuỷ thủ 1 Thợ máy Tổng cộng = 6 ngời P 14 = 6.100 +6.3.5 +6.100.5 = 3690 kg = 3,69T 3.2.9 - Trọng lợng dự trữ nhiên liệu. Trọng lợng dự trữ nhiên liệu đợc tính theo công thức : P 16 = K 1 .K 2 . g e .N e .t Động cơ máy chính của hãng Man (Đức): Nhãn hiệu : KZ 60/120E Công xuất :N e = 980 (cv) Vòng quay : 375 v/ph Suất tiêu hao nhiên liệu: g e = 155g/cv.h Hệ số: K 1 = 1,2. Hệ số kể đến điều kiện dự trữ sóng gió K 2 = 1,15. Hệ số kể đến dự trữ hành hải do ảnh hởng của dòng nớc, rong rêu, hà bám. t = 5.24=120h . là thời gian hành trình của tàu dự trữ trong 5 ngày. P 16 = K 1 .K 2 . g e .N e .t =1,2.1,15.155.980.120.10 -6 = 25,1T 3.2.10- Các thành phần trọng lợng khác : Gồm có : Trang thiết bị hoa tiêu , dự trữ phụ tùng vật t (Sách LTTK) P khác = 0,015D =3,66T . Do đó ta có: P i = P 01 +P 02 +P 03 +P 04 +P 05 +P 06 +P 11 +P 12 + P 14 + P 16 + P khác = 242,26T = = 100. D PiD D D 0,63% 2,5% Đảm bảo sai số cho phép. - 8 - 3.3) kiểm tra ổn định SƠ Bộ Và CHòNG CHàNH của tàu. 3.3.1 ổn định ban đầu : Theo bảng 2-60 STKTĐT1 đối với tàu kéo h 0min ( 0,5ữ 0,7 ) m Theo Roach (Trang 117 STKTĐT I): h 0 = B f D lSHP 100 . SHP = 0,95.Ne = 931cv : Công suất trục D = 243,8T = 252,3 (TA) : Lợng chiếm nớc ,tấn Anh. B = 6,8m : Chiều rộng lớn nhất của đờng nớc . f: Chiều cao mạn khô tối thiểu = 800mm = 0,8m l =B/4 =1,7m = 5,67(fut): Khoảng cách vuông góc giữa tâm mặt cạnh thân tàu và móc kéo. h 0 = 1,78m.Vậy cao độ tâm nghiêng ban đầu h 0 > h 0min , do đó tàu đảm bảo ổn định ban đầu cần thiết. 3.3.2 - Kiểm tra chu kì chòng chành ngang. Chu kì chòng chành ngang của tàu đợc tính theo công thức: Với tàu kéo C = 0,72ữ 0,8. Chọn C = 0,75 T = 3,82 (s) Với T =3,5ữ 6 (s) Vậy tàu thiết kế có chu kì chòng chành trong khoảng cho phép. 3.3.3 Kiểm tra ổn định bổ sung khi kéo: Ta kiểm tra sơ bộ ổn định của tàu khi kéo theo điều 3.4.1, phần 7, chơng III, quy phạm phân cấp và đóng tàu sông. Tàu thoả mãn ổn định khi kéo nếu : M chpk > M d 0 . h BC T = - 9 - Trong đó: M chpk là mômen cho phép tới hạn. M d là mômen động do lực giật ngang của dây kéo. Trong tính toán sơ bộ thì M chpk có thể đợc tính theo công thức: M chpk = 0,0087 D h 0 chp Trong đó : D = 243,8(tấn) là lợng chiếm nớc của tàu. h 0 =1,78m . Là chiều cao tâm nghiêng ban đầu trong tính toán sơ bộ. chp là góc nghiêng cho phép của tàu. Góc này trong tính toán sơ bộ, để thiên về an toàn, ta lấy bằng góc ngập nớc tính đến mép boong tại mạn. Ta có tg chp = = 2/B TH 0,24 chp = 13,5 0 Thay số vào ta có: M chpk = 47,55 (Tm) Mômen do lực giật gây ra đợc tính theo công thức : M d = 0,64F(Z n -a 0 d) (Tm) Trong đó : F là lực kéo lớn nhất của tàu, có thể tính theo công thức: F = 0,016Ne F = 15,68 (tấn) Z n là chiều cao điểm đặt lực kéo tính từ đờng chuẩn đáy. Sơ bộ, khi cha có bản vẽ bố trí chung, ta lấy : Z n = 4,8m. a 0 là hệ số hiệu chỉnh đợc tính theo công thức : 0,5 a 0 = 1,4 0,1 T B 1 a 0 = 1,4 0,1 T B = 1,16 a 0 = 1. Thay số vào ta có : M d = 20 (Tm). Sau khi tính toán, so sánh ta có : M chpk > M d Kết luận: Về sơ bộ, tàu đảm bảo ổn định khi kéo. - 10 - 3.3.4 - Điều kiện quay vòng của tàu : Do N e / D >1 do vậy ta phải kiểm tra điều kiện quay vòng của tàu M qv M chpq M qv = 0,02. L D v 0 2 .( Z g T / 2 ) Z G = .H =0,8.3,6 = 2,88m ( = 0,8 theo STKTĐT1) v 0 : Tốc độ lớn nhất của tàu trớc khi quay vòng v 0 = 3,2 m/s M qv = ).(17,2) 2 8,2 88,2(2,3 23 8,243 .02,0 2 mT= Mô men cho phép khi quay vòng : M chpq = 0,0087. D.h 0 .( chq - k ) chq : lấy bằng trị số nhỏ nhất của một trong hai góc sau : + Góc ứng với lúc mép boong nhúng nớc + Góc xác định theo đờng nớc đi qua điểm cách mép dới của lỗ hở là 75 mm chpq = 13,5 0 k : Góc nghiêng tĩnh khi chịu kéo ngang ( Tàu có chiều dài nhỏ hơn 30 m k không hơn 12 0 ) lấy k = 12 0 M chpq = 0,0087.243,8.1,18.( 13,5 12 ) = 5,66(Tm) So sánh kết quả tính toán Tàu thoả mãn điều kiện quay vòng. 3.3.5 - Hiệu chỉnh mạn khô : Tài liệu sử dụng : Qui phạm phân cấp và đóng tàu sông (TCVN 5801 : 2001) Theo điều 2.1.2/467, mạn khô của tàu không đợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức dới đây: F = F 0 +F 1 +F 2 +F 3 +F 4 Trong đó: * F 0 là trị số mạn khô nhỏ nhất theo quy định 2.2 Tàu thiết kế là tàu kín vì các miệng lỗ khoét trên boong đều có các thiết bị đóng kín một cách hữu hiệu Tra bảng 9/2.1 ta có: F 0 =250mm [...]... 1973.7 - 16 - 3.4.3)Lực cản của đoàn gồm cả tàu kéo và tàu đợc kéo: * Tổng sức cản của tàu kéo và tàu đợc kéo là : R = RĐK + RTK R : Tổng sức cản của tàu kéo và tàu đợc kéo RĐK : Sức cản của tàu đợc kéo RTK : Sức cản của tàu kéo Bảng tính lực cản và công suất kéo của đoàn gồm tàu đợc kéo và tàu kéo : Đại lợng tính toán Vận tốc giả thiết Vận tốc giả thiết Lực cản tàu đợc kéo RĐK Lực cản tàu kéo RTK... hai chiều Ra đa Số lợng 01 01 01 - 32 - - 33 - - 34 - 6.1 Giới thiệu chung 6.1.1 Loại tàu, công dụng, cấp tính toán Tàu thiết kế là tàu kéo 980cv, phục vụ tại cảng Cái Lân - Quảng Ninh , thuộc phân cấp SI - Đăng kiểm Việt Nam 6.1.2 Các thông số cơ bản của tàu STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Thông số Chiều dài ĐN thiết kế L Chiều rộng tàu B Chiều cao mạn H Chiều chìm tàu T Tỉ số L/B Tỉ số B/T Tỉ số... sang tàu thiết kế khi đã nhân hệ số k Do chiều chìm của tàu của tàu mẫu và tàu thiết kế không bằng nhau nên ta có thêm hệ số k theo chiều cao để chuyển các giá trị theo chiều cao mà không trùng với các đờng nớc : kT = T =0,965 Tm Từ phơng pháp trên ta lập đợc bảng trị số tuyến hình của tàu thiết kế - - 3061 3225 - - - - 26 2389 2821 2664 1518 666 349 52 - - 0,5 1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 8,5 9 9,5 10 - 30... +K.l.h = 249,2(m2) Trong đó: - L = 23 (m) - B = 6,8 (m) - H = 3,6 (m) - Hệ số K = 0,5 (lấy theo 5.2.2/157 QPPC&ĐTS) - l = 5 (m) - h = 4 (m) - l.h = 20 (m2) Có Nc = 249,2 (m2) tra bảng 2/ 5-1 QP phân cấp và đóng tàu sông TCVN chọn đợc neo Hall - Hai neo mũi - Khối lợng mỗi neo 175 (kg) - 28 - - Chiều dài mỗi xích neo L = 50 (m) 5.2.2.Cáp kéo: - Lực kéo tính toán tại móc kéo đợc tính toán theo công thức... thiểu cho tàu thiết kế là: F = F0+F1+F2+F3+F4 =535,5mm Mạn khô thực tế của tàu đo tại sờn giữa trên tuyến hình là: Ftt = 800mm Vậy Ftt >F Kết luận : Chiều cao mạn khô của tàu thoả mãn quy phạm 3.4) sơ bộ xác định sức cản, tốc độ kéo của tàu: Để xác định sức cản của tàu ta có: R = RĐK + RTK Trong đó: R: Sức cản cả đoàn tàu RĐK: Sức cản của tàu đợc kéo - 13 - RTK: Sức cản của tàu kéo Tàu đợc kéo có trọng... 2638 2735 2651 2419 2004 1771 1490 1068 - BGD 0 778 1336 1814 2218 2838 3273 3400 3347 3168 2880 2645 2202 1472 0 1219 1896 2444 2819 - - - - - - - - - - - 2800 1065 4106 2601 1537 972 274 497 664 368 210 137 259 718 1395 1720 2052 2401 - 4137 2909 1842 1144 612 359 274 425 881 1533 1826 2160 2880 3892 CD II - - - 3564 2728 1146 508 411 591 1134 1801 2048 3032 3848 - 5831 5589 5244 5130 4887 4597 4490... Xác định sức cản của tàu đợc kéo: Lực cản của tàu đợc kéo đợc tính theo công thức của Papmiel: Phơng pháp này tính sức cản tàu khi đã tính đợc công suất kéo cho tàu Công suất kéo của tàu đợc tính theo công thức sau: 3 v V x No= s L Cp Trong đó: No là công suất kéo tàu V = .L.B.T = 3951,3 m3 là thể tích chiếm nớc của tàu L = 72 m là chiều dài thiết kế của tàu vs là vận tốc tàu, hải lý/h x là hệ... bảng trị số tuyến hình 2800 2471 2235 2033 1863 1600 1417 1363 1474 1678 1933 2073 2270 2506 2800 BGT 2800 2239 1848 1506 1219 793 524 440 611 1019 1583 1835 2114 2416 - BGD 4674 4490 4295 4124 - - - - - - - - - - - BGmũi - 21 - - 22 - Từ bảng trên ta lập đợc bảng giá trị của tất cả các sờn lý thuyết Sờn 0 Sờn 0,5 ĐN(m) yi (m) i(m2) 2.8 0 0 ĐN(m) 2.345 2.416 2.506 2.8 Sờn 1 ĐN(m) 1.969 2.414 2.27 2.8... của tàu thiết kế kL = LTK =0,92 Lm LTK :Chiều dài thiết kế tàu mới Lm : Chiều dài thiết kế tàu mẫu 4.3.Thay đổi chiều rộng Đem nhân chiều rộng của các đờng nớc trên mặt cắt ngang với hệ số tỷ lệ k, sau đó đặt các chiều rộng mới nên mặt cắt ngang của tàu mới kB = B = 0,971 hằng số tỷ lệ Bm Chiều rộng của tàu thiết kế cùng số đờng nớc của tàu mẫu Sau đó ta chuyển chiều rộng của các đờng nớc của tàu. .. i(m2) 0 1.216 2.594 5.434 7.509 12.04 15.47 16.64 15.66 12.86 ki 0.5 1 1 1 1.5 2 2 2 2 2 iki 0 1.216 2.594 5.434 11.26 24.08 30.94 33.28 31.32 25.71 i -5 -4 .5 -4 -3 .5 -3 -2 -1 0 1 2 ikii 0 -5 .474 -1 0.38 -1 9.02 -3 3.79 -4 8.16 -3 0.94 0 31.32 51.42 - 24 - 8 8,5 9 9,5 10 9 6.66 4.143 1.672 0 13.5 6.66 4.143 1.672 0 3 3.5 4 4.5 5 40.5 23.31 16.57 7.523 0 1 = 1.5 1 1 1 0.5 202.6 2 = 12.86 * Nghiệm lại lợng . L Lv/ 2 0 )2Re(lg 075,0 = f ffRT ++= 0 88 1010.Re = vL 2 2 1 vR TT = - 16 - 3.4.3)Lực cản của đoàn gồm cả tàu kéo và tàu đợc kéo: * Tổng sức cản của tàu kéo và tàu đợc kéo là : R = R ĐK + R TK . R : Tổng sức cản của tàu kéo và tàu đợc kéo . R ĐK . của tàu thiết kế cùng số đờng nớc của tàu mẫu .Sau đó ta chuyển chiều rộng của các đờng nớc của tàu mẫu sang tàu thiết kế khi đã nhân hệ số k. Do chiều chìm của tàu của tàu mẫu và tàu thiết kế. - 1 - - 2 - 1.1. Tuyến đ ờng (vùng hoạt động) * Cảng Cái Lân Cảng nằm ở vĩ độ 20 0 47' Bắc ; kinh độ 107 0 04' Đông