đồ án tốt nghiệp thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa bờ ở khu vực khánh hòa

Ngoài phần thân tàu phải đảm bảo được các tính năng hàng hải tốt và bền chắc, yêu cầu tổ hợp chân vịt và máy chính phù hợp với thân tàu, chi phí năng lượng, chi phí cho đầu tư ban đầu và

BỘ MÔN TÀU THUYỀN

ađb BÙI NGỌC HUYỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ TRANG BỊ ĐỘNG LỰC TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI RÊ, VỎ GỖ, HOẠT ĐỘNG XA BỜ Ở

KHU VỰC KHÁNH HÒA CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ TÀU THUYỀN

GVHD: ThS NGUYỄN ĐÌNH LONG

Nha Trang, 06 - 2006

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Tổng quan về nghề cá và tàu đánh cá ở khu vực Khánh Hòa .2

1.2 Tình hình đóng mới và trang bị máy móc trên tàu 9

1.3 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài 11

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG CHÍNH 12

2.1 Giới thiệu về con tàu thiết kế 13

2.2 Tính sức cản vỏ tàu 17

2.2.1 Chọn phương pháp tính sức cản 17

2.2.2 Tính sức cản vỏ tàu 17

2.3 Thiết kế thiết bị năng lượng chính 23

2.3.1 Yêu cầu đối với thiết bị động lực tàu lưới rê 23

2.3.2 Thiết kế chân vịt để lựa chọn máy chính 23

2.3.3 Xây dựng đặc tính thủy động của chân vịt trong nước tự do 36

2.3.4 Xây dựng đường đặc tính vận hành tàu 39

2.4 Thiết kế hệ trục tàu 45

2.4.1 Phương án bố trí hệ trục 45

2.4.2 Xác định kích thước hệ trục và kiểm tra sức bền tĩnh 45

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG PHỤ 55

3.1 Yêu cầu đối với các hệ thống tàu ở tàu cá 56

3.2 Thiết kế_tính chọn máy móc, thiết bị của hê thống tàu và phương án dẫn động 56

3.2.1 Hệ thống hút khô 56

3.2.2 Vấn đề cứu hỏa 57

3.3 Tính chọn và chọn máy phát cho trạm điện tàu 57

3.3.1 Các thiết bị dùng điện trên tàu 57

3.4 Tính toán lượng dự trữ 62

3.4.1 Xác định lượng dự trữ nhiên liệu 62

3.4.2 Xác định lượng dự trữ dầu nhờn 63

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỐ TRÍ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TRONG BUỒNG MÁY 65

4.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế bố trí thiết bị năng lượng tàu 66

4.2 Thiết kế bố trí trang thiết bị năng lượng trong buồng máy 66

4.3 Hạch toán tổng chi phí cho phần trang bị động lực và các trang thiết bị năng lượng khác 71

4.4 Nhận xét 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC 76

Ampe Centimét Giờ Giây Hải lý Héc Kilogam Kilogam lực Kilo vôn-Ampe Kilo wat

Mã lực Mét Milimét Tấn Vôn Vòng trên giây Vòng trên phút

kg

kG kVA

1853 m (1,853 km)

0,736 kW

1000 kg

Họ, tên SV: Bùi Ngọc Huyện Lớp: 43 TT Ngành: Cơ khí Tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài: Thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa

bờ ở khu vực Khánh Hòa

Số trang: 76… Số chương: 4… Số tài liệu tham khảo: 8

Hiện vật:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận

Nha Trang, ngày……tháng.… năm 2006

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

Họ, tên SV: Bùi Ngọc Huyện .Lớp: 43 TT Ngành: Cơ khí Tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài: Thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa

Cái gì cũng có mở đầu và có kết thúc Kết thúc để mở đầu một cái mới Nhưng những thành quả của cái cũ bao giờ cũng đáng ghi và trân trọng

Có câu châm ngôn nói rằng “ Học vấn là chùm rễ đắng cay nhưng hoa trái lại rất ngọt ngào” Vâng, đúng thế - những chùm rễ đắng sẽ kết hoa tươi, những chùm

rễ cay ấy lại cho trái ngọt Nhưng để có hoa tươi và trái ngọt chẳng phải là một sớm một chiều mà cả một quá trình phấn đấu và rèn luyện Bên cạnh đó, nó còn kết tinh

từ sự giúp đỡ nhiệt tình, chân thành từ nhiều phía khác

Để hoàn thành tốt đề tài này tôi đã nhận rất nhiều sự giúp đỡ Trong trang đầu tiên này, tôi muốn gởi những lời cảm ơn đến những người đã giúp đỡ

Lời đầu tiên cho phép tôi được gởi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn Tàu thuyền Các thầy cô đã truyền đạt những kiến thức trong suốt thời gian qua Những lời nhận xét quí giá của các thầy cô đã có hiệu quả rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài của tôi

Quan trọng hơn, các số liệu, sự chỉ dẫn của Sở Thủy Sản Khánh Hòa, Chi cục bảo vệ nguồn lợi Thủy Sản, hợp tác xã đóng tàu Song Thủy là cơ sở rất cần thiết khi nghiên cứu đề tài Tôi xin gởi lời biết ơn, chân thành nhất đến các cơ quan trên đã tận tình giúp đỡ trong từng bước đi của đề tài

Bên cạnh đó, gia đình, người thân và tất cả bạn bè là những thành viên không ngừng khuyến khích động viên tôi trong hoàn cảnh khó khăn nhất Tôi xin gởi lời cảm ơn

Lời cuối cùng, tôi xin được phép gởi tấm lòng chân thành này đến thầy Th.s Nguyễn Đình Long Dưới sự hướng dẫn của thầy, tôi như trưởng thành hơn về mặt kiến thức, kỹ năng với nghề nghiệp tương lai Những kinh nghiệm đáng quý học tập

từ người thầy đáng yêu mãi mãi là hành trang cho sự nghiệp mai sau Một lần nữa, xin kính gởi đến thầy muôn vạn lòng biết ơn mà thầy tận tình giúp đỡ trong khoảng thời gian qua

Hy vọng rằng, kinh nghiệm rút ra từ sự học hỏi sẽ được thực tiễn hóa Tôi xin hứa

sẽ cố gắng hết sức để không phụ lòng công lao to lớn của tất cả mọi người giúp đỡ

Sinh viên thực hiện

Tài nguyên sinh vật thủy - hải sản là nguồn tài nguyên vô cùng phong phú và

đa dạng Để tận dụng và khai thác nguồn tài nguyên quí giá này, chúng ta phải cần tới những công cụ và phương tiện cần thiết Tàu cá là một trong những phương tiện

để thực hiện điều mong muốn ấy Hiện nay, trước yêu cầu tổ chức khai thác xa bờ cần có những con tàu có kích thước và công suất đủ lớn, hoạt động tin cậy và kinh

tế cao Ngoài phần thân tàu phải đảm bảo được các tính năng hàng hải tốt và bền chắc, yêu cầu tổ hợp chân vịt và máy chính phù hợp với thân tàu, chi phí năng lượng, chi phí cho đầu tư ban đầu và khai thác là nhỏ nhất Muốn được như thế cần phải tiến hành tính toán thiết kế cả tàu hoặc ít ra là phần trang bị động lực đối với tàu đóng không theo thiết kế để tàu ra khơi được an toàn và mang lại hiệu quả kinh

tế cao theo chủ trương phát triển đội tàu đánh bắt xa bờ

Nhằm giúp cho sinh viên tập vận dụng kiến thức để giải quyết những vấn đề thực tế được đặt ra trong sản xuất, tôi được nhà trường, khoa Cơ khí, bộ môn Tàu

thuyền giao thực hiện đề tài: “Thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ

gỗ, hoạt động xa bờ ở khu vực Khánh Hòa”

Đề tài này bao gồm những nội dung chính:

1 Đặt vấn đề

2 Giới thiệu tàu thiết kế

3 Tính toán thiết kế trang bị động lực

4 Hạch toán giá thành

5 Kết luận

Do thời gian có hạn, sự hiểu biết và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện thiếu sót là điều khó tránh khỏi Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài được hoàn chỉnh hơn Sinh viên thực hiện Bùi Ngọc Huyện

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Tổng quan về nghề cá và tàu cá ở khu vực Khánh Hòa 1.1.1 Đặc điểm vị trí vùng biển

Yên) đến tận Cam Ranh (giáp với Ninh Thuận) và điểm cực đông của Khánh Hòa cũng là điểm cực đông của Tổ quốc

Biển Khánh Hòa có trên 200 đảo lớn nhỏ phân bố đều ở ven bờ và trong các đầm

nhất nằm trong vịnh là Hòn Lớn (ở vịnh Vân Phong - Bến Giỏi) với diện tích 44

Khánh Hòa có nhiều bán đảo lớn nhỏ khác nhau như bán đảo Hòn Hèo với diện

Bên cạnh đó, Khánh Hòa còn có các vịnh lớn như vịnh Vân Phong - Bến Giỏi với

Ngoài ra, Khánh Hòa còn có một huyện đảo Trường Sa rất giàu tiềm năng, đặc biệt là các loại hải sản, đó là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển nghề cá của Khánh Hòa

Đổ ra biển Khánh Hòa có hàng chục sông, suối nhỏ và ngắn khác nhau Đáng kể nhất là có hai sông với trữ lượng nước phong phú nhất tỉnh Đó là Sông Cái ở Nha

đã đem lại nguồn thức ăn phong phú cho cá ở ven bờ

Khánh Hòa thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, độ ẩm từ (70 ÷ 80) %; lượng mưa

nhiệt độ cao kéo dài từ tháng 05 đến tháng 09 và mùa có nhiệt độ thấp từ tháng 12 đến tháng 02 năm sau

Ở Khánh Hòa không có mùa đông rõ rệt, chỉ có 2 mùa là mùa khô kéo dài từ

tháng 01 đến tháng 08 và mùa mưa từ tháng 09 đến tháng 12; 4 tháng này lượng

Với vị trí địa lý thuận lợi như vậy nên nghề cá ở Khánh Hòa rất phát triển, đặc biệt là các địa bàn Nha Trang, Cam Ranh và Vạn Ninh

1.1.2 Tình hình chung về nghề cá và tàu cá Khánh Hòa

Khánh Hòa là một trong những tỉnh có nền kinh tế biển phát triển mạnh trong khu vực Sản lượng đánh bắt hàng năm trung bình đạt 65000 tấn hải sản các loại, giá trị xuất khẩu trung bình hàng năm đạt 230.000 USD Tuy nhiên, so với các tỉnh phía Nam thì nghề cá của tỉnh Khánh Hòa vẫn còn yếu kém cả về số lượng tàu thuyền, công suất máy, cơ cấu nghề và kỹ thuật đánh bắt Các nghề khai thác ven bờ còn chiếm số lượng lớn, các nghề mới có hiệu quả chưa được mạnh dạn đầu tư phát triển, hậu cần nghề cá chưa phát triển là những tồn tại của ngành khai thác thủy sản Khánh Hòa

Nghề khai thác cá của tỉnh Khánh hòa đa phần là các nghề khai thác ven bờ như mành trủ, câu tay, pha xúc, lưới quét, mành đèn, lưới kéo (giã cào)…các nghề như câu khơi, lưới vây, lưới rê (lưới cản)…chưa phát triển mạnh

Theo số liệu thống kê của Chi cục bảo vệ nguồn lợi thủy sản Khánh Hòa năm

1999 thì tổng số tàu thuyền đánh bắt hải sản của Khánh Hòa là 3390 chiếc với tổng công suất là 100039 CV, công suất bình quân của mỗi tàu là 29,51 CV/tàu Cho đến nay toàn tỉnh đã có tổng số tàu thuyền đánh bắt hải sản lên đến 5270 chiếc với tổng công suất 166209 CV, công suất bình quân của mỗi tàu là 31,54 CV/tàu Với số liệu này ta thấy tổng số tàu thuyền hiện có của Khánh Hòa tăng nhiều hơn năm 1999 là

1880 chiếc, tổng công suất tăng 66170 CV và công suất bình quân của mỗi tàu cũng tăng lên 2,03 CV/tàu Điều này cho thấy trong những năm gần đây số lượng tàu thuyền tăng lên đáng kể nhưng vẫn là tàu nhỏ, công suất trung bình cho mỗi chiếc còn quá nhỏ Cùng với vốn tự có của ngư dân và được nhà nước đầu tư theo chương trình khai thác hải sản xa bờ, Khánh Hòa đã có đội tàu khai thác hải sản xa bờ tương đối mạnh với 362 chiếc có công suất trung bình trên 90 CV/tàu

Do nguồn lợi thủy sản ven bờ ngày càng cạn kiệt vì việc khai thác diễn ra một cách tự phát, bừa bãi, thiếu tổ chức, nên cần phải bảo vệ nguồn lợi ven bờ Theo đó, phải chú trọng đến chủ trương phát triển những tàu lớn hơn, lắp máy có công suất lớn hơn để đánh bắt xa bờ Việc đưa tàu thuyền ra đánh bắt hải sản xa bờ không những có ý nghĩa về mặt kinh tế xã hội mà còn có ý nghĩa về mặt quốc phòng Trong những năm gần đây tàu thuyền nghề cá Khánh Hòa được đóng mới ngày càng nhiều, với kích thước khác nhau và được trang bị các thiết bị hiện đại

Tuy hoạt động khai thác thủy sản ở Khánh Hòa có xu hướng vươn ra khơi xa nhưng số lượng tàu lớn vẫn còn rất ít, chủ yếu là tàu cỡ nhỏ chiếm gần 90 % tổng số tàu thuyền toàn tỉnh, đó là một thiệt thòi khá lớn cho nền kinh tế tỉnh nhà Hiện tại toàn tỉnh chỉ có khoảng 40 % tàu cỡ từ (15 ÷ 20) m, khoảng 10 % tàu lớn hơn 20 m, còn lại khoảng 50 % tàu cỡ nhỏ dưới 15 m Rõ ràng nếu có một đội tàu lớn thì việc đánh bắt xa bờ sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất cao cho sự phát triển kinh tế tỉnh nhà Đây là một vấn đề bức thiết đã được tỉnh quan tâm đầu tư cho nghề cá, đặc biệt

là thực hiện chương trình đánh bắt xa bờ Mục tiêu hiện nay của tỉnh đối với nghề

cá là làm sao đầu tư cơ sở hạ tầng, cầu cảng, bến cá, dịch vụ hậu cần nghề cá… thật tốt; tăng số lượng tàu thuyền đánh bắt xa bờ; có chính sách đúng đắn cho nghề cá để tận dụng được tiềm năng kinh tế của tỉnh nhà

Những vấn đề đã nêu được dẫn chứng cụ thể qua bảng 1.1

Bảng 1.1: Bảng thống kê tổng hợp tàu thuyền của tỉnh Khánh Hòa tính đến tháng 03/2006

Tổng công suất

t ỉ

l ệ

%

Số tàu

t ỉ

l ệ

%

Số tàu

t ỉ

l ệ

%

Số tàu

t ỉ

l ệ

%

Số tàu

t ỉ

l ệ

%

Số tàu

t ỉ

l ệ

%

Số tàu

t ỉ

l ệ

%

Số tàu

Từ bảng 1.1 ta thấy tổng số tàu làm nghề mành, trủ, vây là 2819 chiếc chiếm 53,49 % tổng số tàu toàn tỉnh Như vậy, số tàu làm nghề này chiếm tỉ lệ rất lớn, trong khi đó nghề câu chỉ chiếm 9,07 %; nghề lưới rê chiếm 12,45% và nghề lưới kéo chiếm 20,44% Địa phương làm nghề mành, trủ, vây nhiều nhất là Cam Ranh với 1082 chiếc, chiếm 38,38 % số tàu cả huyện Về phân chia theo công suất thì tổng số tàu có công suất < 20 CV là 2580 chiếc, chiếm 48,96 % so với tổng số tàu toàn tỉnh Số tàu loại này có số lượng lớn nhất trong tất cả số tàu còn lại và số tàu có

nhiều nhất là thành phố Nha Trang, có 923 chiếc chiếm 35,78 % tổng số tàu toàn thành phố

Từ đấy ta thấy được tàu thuyền Khánh Hòa có công suất nhỏ vẫn còn nhiều, số tàu làm nghề khai thác ven bờ còn chiếm số lượng lớn và sự phân bố không đều giữa các địa phương với nhau

1.1.3 Ngư trường và mùa vụ khai thác của các nghề chính

Khai thác hải sản nước ta nói chung và của Khánh Hòa nói riêng tương đối đa dạng và phong phú Thông thường một con tàu không phải chỉ đánh bắt theo một nghề cố định Thực tế cho thấy nghề nào cho năng suất cao thì ngư dân đổ xô vào nghề đó và khi vào giai đoạn cuối mùa vụ, ngư dân chuyển sang khai thác nghề khác Từ đó hình thành khái niệm tàu đánh bắt kiêm nghề Do thềm lục địa Khánh Hòa hẹp nên ngư trường Khánh Hòa không rộng

1 Ngư trường và mùa vụ khai thác của nghề lưới rê

Lưới rê là công cụ đánh bắt cá bằng lưới, có từ lâu đời và được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới Điều đó cũng thật dễ hiểu vì lưới rê không những có cấu tạo đơn giản mà kỹ thuật khai thác và các phương tiện máy móc phục vụ cũng không đòi hỏi cao Nó có thể được sử dụng đánh bắt cá ở mọi vùng nước, ở các trình độ và qui mô khác nhau tùy thuộc điều kiện khai thác, khả năng kinh tế - kỹ thuật cụ thể Cấu tạo thông thường của lưới rê là một dải lưới gồm nhiều tấm lưới hình chữ nhật được liên kết lại với nhau, có chiều dài lưới từ vài chục mét đến hàng chục

kilômet Với việc sử dụng hệ thống dây giềng và trang bị phao, chì…nên lưới có hình dạng giống như một bức tường lưới khi làm việc

So với các nghề khác như lưới vây, lưới kéo…thì đánh cá bằng lưới rê tốn nhiều công sức hơn nhưng cho phép đánh bắt được những loại cá có giá trị kinh tế cao, thu lợi nhuận cao vì tổng chi phí cho quá trình đánh bắt thấp

Theo số liệu thống kê của Chi cục bảo vệ nguồn lợi thủy sản Khánh Hòa (bảng 1.1) thì toàn tỉnh có 656 tàu làm nghề lưới rê Tập trung chủ yếu ở Nha Trang và Cam Ranh

Các tàu lưới rê được trang bị lưới có chiều dài rất lớn, có thể tới (7 ÷ 12) km tùy thuộc vào cỡ tàu Các tàu lưới rê thường hoạt động vào ban đêm, lưới được thả vào chiều và thu lên lúc sáng

Nghề lưới rê bắt được các loại cá có giá trị kinh tế cao như: cá thu, cá ngừ, cá đổng…Nghề lưới rê còn được phân chia thành cản lộng và cản khơi, thông thường tàu nghề cản khơi có công suất máy lớn hơn so với nghề cản lộng Các tàu có công suất dưới 45 CV khai thác ở ngư trường ngoài khơi Khánh Hòa, cách bờ (10 ÷ 50)

Hl, số ngày đi biển (4 ÷ 7) ngày/1chuyến Tàu có công suất từ (46 ÷ 350) CV khai thác ở ngư trường Vũng Tàu, Côn Đảo, Kiên Giang Số ngày đi biển (15 ÷ 20) ngày/1chuyến

Nghề lưới rê hoạt động quanh năm, do đặc điểm của nghề nên tàu không khai thác vào các ngày có trăng ( từ ngày 12 ÷ 17 âm lịch hàng tháng)

Ngư trường phía Bắc từ Bình Định đến Đà Nẵng, ngư trường phía Nam từ Ninh Thuận đến Vịnh Thái Lan Sản lượng đánh bắt chiếm (15 ÷ 20) % sản lượng

cá đánh bắt được của tỉnh Chủ yếu đánh bắt cá thu, cá ngừ sọc dưa…

2 Ngư trường và mùa vụ khai thác của nghề lưới kéo

Đây là một trong những nghề phổ biến chiếm tỉ lệ cao Nghề này đánh bắt theo kiểu lọc nước lấy cá, thông thường đánh bắt các loại cá ở tầng đáy và tầng giữa Nghề lưới kéo Khánh Hòa được chia làm 2 vụ chính: vào các tháng (02 ÷ 05)

và (09 ÷ 11) Thời vụ phụ rơi vào các tháng còn lại trong năm Giữa 2 vụ chính thì các tàu cá lưới kéo cũng như các tàu nghề khác vào bờ để tránh bão, đồng thời làm

một số công tác đảm bảo an toàn như kiểm tra định kỳ, cạo hà, sơn sửa lại

Ngư trường khai thác nghề lưới kéo ở Khánh Hòa bị hạn chế do thềm lục địa quá dốc và hẹp; địa hình và chất đáy của vùng biển phức tạp nên nghề lưới kéo đã hình thành hai ngư trường khai thác: gần bờ và xa bờ

Ngư trường khai thác gần bờ có độ sâu khai thác từ (10 ÷ 40) m, chủ yếu khai thác trong đầm, vũng vịnh Tàu thuyền khai thác gần bờ chủ yếu là tàu có công suất dưới 45 CV Thời gian khai thác của một tàu trong một tháng từ (18 ÷ 24) ngày

Ngư trường khai thác xa bờ: do đặc điểm ngư trường Khánh Hòa không thuận lợi nên hầu hết tàu nghề lưới kéo của tỉnh đều hoạt động trên vùng biển Ninh Thuận, Bình Thuận và Vũng Tàu

Các loại hải sản khai thác được là: mực nang, mực ống, tôm vỗ, cá mối, cá sơn thóc…

3 Ngư trường và mùa vụ khai thác của nghề lưới vây

Nghề lưới vây là nghề đánh bắt đạt năng suất cao Nguyên tắc đánh bắt là chủ động vây bọc đàn cá vì thế cho hiệu quả lớn Tuy nhiên, việc tìm ra đàn cá là một vấn đề mang tính mấu chốt Hiện tại các tàu cá ở nước ta nói chung cũng như ở tỉnh Khánh Hoà nói riêng đã được trang bị máy dò cá nên có thể phát hiện đàn cá dễ dàng, đem lại những lợi ích rất lớn cho ngư dân làm biển

Lưới vây là ngư cụ đánh bắt cá tầng mặt vì vậy không phụ thuộc vào địa hình đáy biển mà phụ thuộc vào độ sâu đánh bắt Thời gian khai thác từ tháng 01 đến tháng 10

Các loại cá khai thác được như: cá nục, cá ồ, cá ngân, cá trích, mực, cá liệt, cá bạc má…

4 Ngư trường và mùa vụ khai thác của nghề câu cá ngừ đại dương

Mùa vụ khai thác có hai mùa: vụ cá Nam (mùa chính) từ tháng 10 đến tháng

03 năm sau, vụ cá Bắc (mùa phụ) từ tháng 04 đến tháng 09

Các loại cá khai thác được: ngừ vằn, ngừ vây xanh, ngừ mắt to, ngừ vây dài,

nó cần phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật như sau:

1 Yêu cầu về kỹ thuật

Tàu thuyền nói chung và tàu cá nói riêng hoạt động trong môi trường rất khắc nghiệt, phức tạp Nó chịu tác động của nhiều yếu tố như: sóng, gió, các loại tải trọng trên tàu…Chính vì thế để con tàu có thể hoạt động tốt trên biển thì phải đảm bảo các yếu tố kỹ thuật như tính năng hàng hải, độ bền và an toàn

Vấn đề ổn định là rất quan trọng Tàu mất ổn định sẽ bị lật bất ngờ, gây thiệt hại rất lớn về người và của Nếu tàu có ổn định thấp thì hoạt động sẽ không an toàn, thời gian bám biển ngắn Điều đó dẫn đến hiệu quả kinh tế của tàu giảm Nếu ổn định của tàu quá cao sẽ gây ảnh hưởng đến một số tính năng khác của tàu như tính lắc Tàu càng ổn định thì càng lắc, khi tàu bị lắc mạnh thì kết cấu của vỏ tàu bị ảnh hưởng dẫn đến độ bền của vỏ bị giảm, hàng hóa trên tàu bị xê dịch, thủy thủ trên tàu

bị say sóng và tốc độ tàu bị giảm

Phải đảm bảo tính nổi vì tính nổi là khả năng cân bằng của tàu ở một vị trí nhất định khi tàu nổi trên mặt nước, nó quyết định sự sống của con tàu Tàu không đảm bảo được tính nổi thì sẽ không có khả năng hoạt động

Phải đảm bảo tính chống chìm Xét tính chống chìm chính là xét đến tính nổi

và tính ổn định của tàu khi bị thủng khoang Để sử dụng được dự trữ tính nổi phục

vụ cho tính chống chìm người ta chia tàu ra làm nhiều khoang kín nước bằng cách ngăn kín nước một cách hợp lý Tuỳ thuộc vào loại tàu, công dụng của mỗi tàu mà mức độ chống chìm khác nhau

Tàu thuyền luôn làm việc trong điều kiện rất phức tạp, do đó cần phải tính toán, lựa chọn hình dáng, kích thước, các kết cấu liên kết để đảm bảo độ bền cho tàu

nhằm mục tiêu nâng cao mức độ an toàn cho tàu đi biển

Yêu cầu an toàn là làm sao cho tàu hoạt động trong điều kiện thời tiết, sóng gió đã xác định mà phương tiện hoạt động vẫn bình thường, đảm bảo an toàn cho người, tài sản và bản thân phương tiện (vững về kết cấu, không hư gãy trục, bánh lái, máy hoạt động bình thường theo chế độ định mức qui định)

Do đó yêu cầu kỹ thuật đặt ra đối với tàu khi đóng mới là phải đảm bảo các tính năng trên

2 Yêu cầu về kinh tế

Tàu thuyền được sản xuất ra phải đảm bảo các yêu cầu về mặt an toàn kỹ thuật cũng như phải đảm bảo yêu cầu về mặt kinh tế phù hợp với yêu cầu của người dân Điều đó có nghĩa là giá thành đóng mới không cao, phù hợp với nguồn vốn, chất lượng tốt, dễ sử dụng, dễ bảo quản và sửa chữa; chi phí vận hành thấp, tính hiệu quả trong khai thác cao Nhưng với các vấn đề đó thì không thể không chú ý đến việc đảm bảo độ bền, thời gian sử dụng lâu dài, an toàn cho người, tàu đi biển và đem lại hiệu quả đánh bắt cao

1.2.2 Tình hình đóng mới và trang bị máy móc trên tàu

Hiện nay, tỉnh Khánh Hòa đã có chính sách đầu tư đúng mức cho chương trình đánh bắt xa bờ Chúng ta đang tập trung đến việc khai thác hải sản xa bờ, chính vì thế các tàu đóng mới hiện nay tại các cơ sở đóng tàu chủ yếu là các tàu đánh bắt xa

bờ chuyên nghề hoặc kiêm nghề có công suất lớn và trang thiết bị hiện đại Tàu cá ở Khánh Hòa vẫn là loại tàu vỏ gỗ, được đóng theo kinh nghiệm dân gian, không qua thiết kế nên khó có thể nói đến việc đảm bảo các tính năng được tốt Mặc dù kinh nghiệm dân gian rút tỉa từ thực tiễn là vốn quí nhưng con tàu được đóng ra không thể không làm chủ được các tính năng của nó

Do tàu đóng mới không theo thiết kế nên việc lựa chọn máy chính và chân vịt cho tàu cũng không dựa trên cơ sở tính toán, chỉ được chọn theo kinh nghiệm, hồ sơ phần máy của tàu không được thiết lập đầy đủ, dụng cụ kiểm tra đo lường không được trang bị đầy đủ nên việc xác định các chỉ tiêu và thông số công tác cũng như lựa chọn chế độ làm việc của động cơ trong quá trình khai thác gặp nhiều khó khăn

Chính vì vậy khó có thể đạt được sự phù hợp giữa các thành phần của tổ hợp Máy -

Vỏ - Chân vịt Tuy sau khi đóng mới, các tàu này đều được lập hồ sơ hoàn công theo yêu cầu quản lý kỹ thuật của Đăng kiểm tàu cá, nhưng hồ sơ thì chủ yếu tập trung ở phần vỏ, còn phần máy không được tính toán cụ thể, chỉ thiết lập bản vẽ bố trí buồng máy và một số bản vẽ khác

Hầu hết các máy chính được trang bị trên tàu cá là máy cũ đã qua sử dụng, không

có đầy đủ tài liệu hướng dẫn sử dụng Vì vậy dẫn đến việc khai thác các thiết bị động lực gặp nhiều khó khăn, khó lựa chọn được chế độ làm việc hợp lý cho thiết bị động lực Máy chính sẽ phải làm việc trong điều kiện không phù hợp, do đó sẽ làm giảm chỉ tiêu tin cậy độ bền, tuổi thọ của động cơ và sẽ không phát huy được hết công suất của máy, động cơ làm việc không kinh tế

Hiện nay toàn tỉnh có hàng chục cơ sở đóng và sửa chữa tàu thuyền vỏ gỗ lớn nhỏ khác nhau Hàng năm toàn tỉnh đóng mới trên 100 chiếc và Nha Trang là nơi đóng mới nhiều nhất Cụ thể tại Nha Trang đã có 2 cơ sở lớn đó là Hợp tác xã thủy sản Thống Nhất và Hợp tác xã đóng tàu Song Thủy, 2 cơ sở này đang phát triển mạnh tại Nha Trang, có khả năng đóng mới tàu có chiều dài lớn, công suất có thể trên 350 ML Ngoài hai cơ sở trên còn lại chủ yếu là các cơ sở đóng tàu nhỏ của tư nhân, chỉ có khả năng đóng tàu nhỏ hơn 15 m do các công cụ đóng còn thô sơ, thiếu các đường ray để nâng và hạ thủy tàu

1.3 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài

Mục tiêu: Thiết kế trang bị động lực tàu cá nhằm đảm bảo sự phù hợp tổ hợp Máy - Vỏ - Chân vịt

Đối tượng: Tàu đánh cá lưới rê

Phạm vi nghiên cứu: Phần trang bị động lực của tàu lưới rê ở khu vực Khánh Hòa

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG CHÍNH

2.1 Giới thiệu về con tàu thiết kế

Các thông số cơ bản của tàu KH – 25 (nhận được từ thiết kế hoàn công):

- Khoảng cách cảng trú _ngư trường: H = 150 Hl

Tàu được đóng mới hoàn chỉnh tại hợp tác xã đóng tàu Song Thủy _ Nha Trang Tàu có một chân vịt, một boong chính, phần boong nâng ở phía mũi và boong lái là một cabin nhỏ gọn được bố trí ở phía đuôi tàu

v Đặc điểm của tàu thiết kế

Ø Đặc điểm tuyến hình tàu:

Tàu có hình dáng cấu trúc theo mẫu tàu dân gian Khánh Hoà, 1/3 thân tàu phần mũi có dạng thủy động học nhằm giảm sức cản, chuyển dần sang thân trụ ở phần giữa rồi đến dạng xà lan ở phần đuôi, vòm đuôi được nâng cao tạo điều kiện

để bố trí chân vịt và đảm bảo nó hoạt động tốt

Ø Đặc điểm bố trí của tàu: (xem hình 2.1) Buồng máy được bố trí ở phía đuôi tàu Việc bố trí buồng máy ở phía sau đuôi tàu sẽ có một số ưu điểm như lợi dụng được diện tích phía đuôi tàu, giảm được chiều dài hệ trục, giảm được công tiêu hao trên hệ trục, chăm sóc hệ trục dễ dàng hơn

Trước buồng máy là các khoang cá Số lượng và loại khoang nhiều hay ít phụ thuộc vào kích thước và công dụng của tàu Tàu có 5 khoang cá, 1 khoang lưới

và 1 khoang mũi Phía sau buồng máy là khoang lái

Cabin được bố trí ở phần đuôi tàu nằm trên buồng máy để có khoảng trống cho boong thao tác, là nơi nghỉ ngơi của thủy thủ và là nơi điều khiển con tàu

Phía trước cabin là boong khai thác, có bố trí máy móc khai thác, máy xay

đá, trụ tời thủy lực và lưới

Ø Đặc điểm kết cấu của tàu:

Tàu có kết cấu theo hệ thống ngang Kết cấu ngang do hệ thống sườn, đà và

xà ngang boong tạo nên Các kết cấu được liên kết bằng bulông, một số vị trí đặc biệt người ta dùng đinh tráng kẽm

Ky chính là cây gỗ hoàn chỉnh với mặt cắt ngang hình chữ nhật, nằm ở mặt cắt dọc giữa tàu, chạy dài từ mũi về lái

Sống mũi liên kết với ky chính bằng các bulông, tạo dáng cho mũi tàu và có tác dụng tăng độ cứng phía mũi Nó là một thanh thẳng đứng nghiêng dần về phía

Sống đuôi được liên kết với ky chính bằng các bulông Nó có tác dụng tạo dáng cho vòm đuôi và chủ yếu làm tăng độ cứng vững cho vòm đuôi

Giữa sống đuôi ở phần đuôi có bố trí độn trục đỡ lấy vòm đuôi làm tăng độ cứng vững cho hệ trục, đồng thời đảm bảo không gian nhất định để bố trí chân vịt ở

vòm đuôi

Cong giang được nối với đà ngang đáy và xà ngang boong tạo thành hình dáng mặt cắt ngang tàu Tùy theo chiều dài tàu mà số lượng cong giang phân bố nhiều hay ít, các cong giang có chiều cao tăng dần về phía mũi

Các xà ngang boong đặt nằm ngang và được liên kết với thanh sườn bằng bulông hình thành mặt cắt ngang tàu

Ván vỏ liên kết với khung xương tàu theo dọc chiều dài tàu bằng bulông và chốt gỗ, ván vỏ làm việc trong môi trường rất khắc nghiệt, chịu sự va đập của sóng, gió…Ván vỏ bao phủ khung xương tàu và làm kín nước cho con tàu

Ván boong có nhiệm vụ che phủ khoang tàu nhìn từ trên xuống và tạo mặt bằng cho việc đi lại, thao tác Ván boong được bào láng và xếp khít vào nhau dọc theo chiều dài tàu Mặt boong cong đều từ vị trí mặt cắt dọc giữa tàu xuôi ra hai bên mạn để đảm bảo cho nước chảy ra hai bên mạn

Ván đuôi được đặt thẳng đứng hay nằm ngang ôm lấy phần đuôi tàu, ván đuôi được liên kết với ván vỏ phía dưới kiền bo lái, bổ chụp và bổ viền

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44

Khoang máy Khoang lái

Khoang cá 1 Khoang cá 2 Khoang cá 3 Khoang cá 4 Khoang cá 5

Khoang lưới Khoang mũi Máy xay đá Máy tời thuỷ lực

Boong khai thác

Miệng hầm cá

Boong mũi

THÔNG SỐ CHÍNH Chiều dài lớn nhất : Lmax = 18,40 m Chiều dài thiết kế : Ltk = 16,61 m Chiều rộng lớn nhất : Bmax = 5,50 m Chiều rộng thiết kế : Btk = 5,03 m Chiều cao mạn : H = 2,4 m Chiều chìm trung bình : T = 1,81 m Lượng chiếm nước : D = 104,35 T Công suất máy: Ne = 300 ML

Miệng hầm lưới Nóc cabin

Trụ neo

Miệng hầm mũi

Cờ tổ quốc

Trụ đèn hàng hải Lan can

TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI RÊ, VỎ GỖ,CÔNG SUẤT 300 ML

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BỐ TRÍ CHUNG

K tra Vẽ Th.Kế C.Năng Bùi N Huyệ n Ng.Đ.Long Họ tên Chữ ký Ngày

Số tờ: Tờ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TH ỦY SẢN KHOA CƠ KHÍ - LỚP 43TT

Miệng hầm

Phần thân tàu được đóng theo kinh nghiệm dân gian, do đó khi tính toán phần

bày tiếp theo

2.2 Tính sức cản vỏ tàu 2.2.1 Chọn phương pháp tính sức cản

Tính sức cản là một công việc rất phức tạp và kết quả thu được chỉ mang tính gần đúng vì các phương pháp tính sức cản đều là phương pháp gần đúng Hiện nay trên thế giới có rất nhiều phương pháp tính sức cản, hầu hết được xây dựng từ các phương pháp thực nghiệm dựa trên nguyên lý thông kê hoặc dựa trên các kết quả của hàng loạt thí nghiệm mô hình Ta có các phương pháp thực nghiệm xác định sức cản vỏ tàu như: phương pháp Oortsmersena, phương pháp Papmiel, phương pháp Stumpph, phương pháp Zwonkow, phương pháp của Viện thiết kế Lêningrad…Mỗi phương pháp có một phạm vi ứng dụng khác nhau

Đối với tàu cá thì phương pháp sử dụng để tính sức cản phổ biến là phương pháp Oortsmersena Do đó trong phạm vi đề tài này tôi chọn phương pháp Oortsmersena

để tính sức cản cho tàu thiết kế

Trong đó:

định theo công thức:

2 lg

075 , 0

k _ Hệ số tính đến ảnh hưởng của độ cong dọc bề mặt vỏ tàu so với tấm phẳng và là hàm: k = f (L/B) Lavessxep

Vì

B

L= 3 , 30 6 03

, 5

61 ,

· Tính diện tích mặt ướt:

Trong đó:

D = 104,35 (T) _Trọng lượng chiếm nước

V

.

ö ç è

ö ç è

Ta có 0 , 7

94 , 0

66 ,

, 0 14347 ,

31 , 1 03 , 5

455 , 16 180

2 1

04 , 1 100 455 , 16

4 , 8 455 , 16 2

Bảng 2.1: Bảng giá trị sức cản vỏ tàu

TT Các đại lượng cần tính toán

Đơn

vị Giá trị

V Fr

075 , 0

v Đồ thị đường cong sức cản

2.3 Thiết kế thiết bị năng lượng chính 2.3.1 Yêu cầu đối với thiết bị động lực tàu lưới rê

Tuỳ theo công dụng, kiểu loại tàu mà các yêu cầu đối với thiết bị động lực cũng

có phần khác nhau Do đó, trong thực tế có thể có trường hợp yêu cầu đặt ra cho thiết bị động lực của loại tàu này mà tàu khác không thỏa mãn

Những yêu cầu đối với thiết bị động lực của tàu lưới rê:

- Năng lượng do động cơ chính tạo ra phải đủ lớn để khắc phục lực cản chuyển động của tàu để tàu chạy ở tốc độ cho trước

- Phải có chất lượng cơ động tốt ở tất cả chế độ chuyển động của tàu, nhất là chế

độ chạy chậm khi thả lưới và thu lưới, phải có tuổi bền cao

- Phải có tính kinh tế cao, tức là giá thành đóng mới và chi phí vận hành thấp, bảo quản tối ưu

- Phải có độ tin cậy lớn, thời gian khắc phục những trục trặc là nhỏ nhất và đảm bảo khả năng làm việc trong trường hợp sự cố

- Khối lượng và kích thước phải nhỏ nhất

- Khi làm việc không gây tác dụng độc hại đến người vận hành và không gây ô nhiễm môi trường

2.3.2 Thiết kế chân vịt để lựa chọn máy chính

Tính toán chân vịt và phân tích lựa chọn máy chính là bài toán cơ bản trong quá trình thiết kế thiết bị năng lượng tàu Nhiệm vụ chính ở đây là xác định công suất động cơ trong quá trình tính toán thủy động chân vịt trên cơ sở sức cản thân tàu chuyển động trong nước và tốc độ chạy tàu

Trong phần này ta đi thiết kế chân vịt theo xu hướng “Thiết kế chân vịt theo chế

độ hàng hải tự do” theo phương pháp đồ thị Papmiel

1.Tính toán chân vịt để chọn máy

Ø Số trục chân vịt:

Số trục chân vịt được chọn là một trục

Ø Chiều quay trục chân vịt:

Vì tàu có một trục chân vịt nên chiều quay không ảnh hưởng đến hiệu quả

làm việc của chân vịt, chiều quay trục chân vịt cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ lái

Ø Đường kính chân vịt:

Dựa vào bản vẽ kết cấu của tàu thiết kế ta chọn đường kính chân vịt lớn

Ø Hệ số dòng theo:

Hệ số dòng theo phụ thuộc chủ yếu vào hình dáng đuôi tàu và khó xác định được chính xác Do đó, nó thường được xác định theo công thức gần đúng

05 , 0 50 ,

Hệ số dòng hút là tỷ số giữa lực hút do chân vịt làm việc sau đuôi tàu sinh

ra và lực đẩy của chân vịt Giá trị của hệ số dòng hút cũng phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu và được xác định theo công thức:

, 0 1

Ø Đường kính tối ưu của chân vịt:

Đường kính tối ưu của chân vịt được xác định bằng công thức:

4 , 0

2974

Thông thường, ở tàu đánh cá người ta thường sử dụng chân vịt có số cánh

từ (3 ÷ 4) cánh

Theo lý luận thiết kế chân vịt của Papmiel xét trên quan điểm chân vịt làm việc tốt khi:

2

.

' = ³

P D V

P D V

2974

5 , 104 28 , 1 34 , 3

Ta có: q’

10

.

4 ' 3 / 2

4 28 , 1

06 , 0 375 ,

4

3 / 2 '

ø

ö ç

K

cv c

34 , 3

Với Z = 4;l p= 0,43; H/D = 0,8 Tra đồ thị ta được Kc = 0,28

11195

28 ,

252 , 0 1 1

-= -

-=

w

Ø Hiệu suất xoáy:

Bảng 2.2: Bảng tính chân vịt để chọn máy

3

4

P n

V K

cv

p n

l

=

m 1,39 1,33 1,28 1,24 1,21 1,19

7

4 2 1

.

P K

V R N

h h

75

v Đồ thị chọn máy

2 Chọn máy chính

Để chọn máy chính ta xác định vùng đường kính chân vịt có thể chọn cho tàu

máy chính

Công suất cần chọn của động cơ:

Tàu đánh cá là tàu lưới rê nên ta không cần tính phần dự trữ công suất trích cho máy tời vì máy tời chỉ hoạt động khi ta thu lưới, lúc đó tàu chạy chậm nên phần

thức tính công suất của động cơ Các máy móc phụ khác được dẫn động độc lập Dựa vào các Catologue động cơ, ta nhận thấy có thể chọn các động cơ sau đây làm động cơ chính cho tàu thiết kế

a) Động cơ 6HA-HTE3 của hãng YANMAR

Biểu diễn các thông số cơ bản của các động cơ lên đồ thị chọn máy ta thấy:

Công suất định mức của động cơ là 270 (ML) nhỏ hơn so với công suất yêu cầu nên dễ dàng nhận thấy động cơ 1 không đáp ứng đủ công suất yêu cầu, có tốc

Công suất định mức của động cơ là 300 (ML), cũng tương đối phù hợp với

· Động cơ 6HA-DTE3 (động cơ 3):

Công suất định mức của động cơ là 310 (ML), như vậy phần dư công suất

So sánh cả 3 loại động cơ trên thì động cơ 2 có suất tiêu hao nhiên liệu, kích thước và khối lượng nhỏ nhất; hộp số có tỷ số truyền lớn do đó động cơ này để lắp đặt cho tàu là hợp lý nhất, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất, phù hợp với đặc điểm của nghề lưới rê được ngư dân tin cậy và ưa chuộng Động cơ 1 không đáp ứng đủ công suất yêu cầu; động cơ 3 có phần dư công suất khá lớn, không sử dụng hết, gây lãng phí nên ta không chọn Vậy ta chọn động cơ 6HA-DTE do hãng YANMAR sản xuất làm động cơ chính cho tàu thiết kế

56 , 0

=

p

máy chính, góp phần nâng cao tính kinh tế của thiết bị

3 Thiết kế chân vịt để sử dụng hết công suất máy

v Các thông số ban đầu: