thiết kế chế tạo lồng nuôi tôm hùm từ vật liệu composite

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ NGUYỄN MINH QUÂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO LỒNG NUÔI TÔM HÙM TỪ VẬT LIỆU COMPOSITE ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS. TS. PHẠM HÙNG THẮNG KS. PHAN QUANG NHỮ NHA TRANG - 2008 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - i - MỤC LỤC Lời nói đầu 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGHỀ NUÔI TÔM H ÙM Ở NAM TRUNG BỘ. 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ NUÔI TÔM H ÙM Ở NAM TRUNG BỘ 3 1.1.1 Hiện trạng nuôi tôm h ùm lồng ở vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ 3 1.1.2 Tổng quan về lồng nuôi tôm h ùm ở Nam Trung Bộ: 5 1.2. MỘT SỐ YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI LỒNG NUÔI TÔM H ÙM 8 1.2.1. Chọn vị trí đặt lồng: 8 1.2.2 Yêu cầu về mật độ tôm/lồng, số l ượng lồng 8 1.2.2.1 Mật độ tôm/lồng 8 1.2.2.2 Về số lượng lồng nuôi 8 1.2.3 Xu hướng thả và bố trí lồng nuôi 9 1.2.4 Yêu cầu về thời gian sử dụng 9 1.2.5 Điều kiện sóng gió, dòng chảy 10 1.2.6 Giá thành ch ế tạo lồng nuôi tôm h ùm 10 Chương 2 LỰA CHỌN PH ƯƠNG ÁN THI ẾT KẾ 11 2.1. KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA CÁC LOẠI LỒNG NUÔI TÔM H ÙM NGƯ DÂN ĐANG SỬ DỤNG HIỆN NAY. 11 2.2. PHÂN TÍCH K ẾT CẤU LỒNG NUÔI 16 2.3. XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THI ẾT KẾ 18 2.3.1 Lựa chọn kích thước lồng lắp ráp 18 2.3.2 Lựa chọn vật liệu 18 2.3.3 Lựa chọn kết cấu củ a lồng nuôi 19 Chương 3 HOÀN CH ỈNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT LỒNG NUÔI 26 3.1. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KẾT CẤU LỒNG 26 3.2. TÍNH TOÁN THI ẾT KẾ LỒNG 27 3.2.1. Xây dựng mô hình tải trọng tác dụng l ên lồng 3x3x1.5m. 27 3.2.1.1. Phân tích các thành ph ần lực tác dụng v ào khung lồng 29 3.2.1.2. Tính toán các thành ph ần lực tác dụng l ên khung lồng. 29 3.2.1.3. Mô hình hoá t ải trọng tác dụng l ên các mặt của khung lồng. 34 3.2.1.4. Tính toán độ bền khung lồng nuôi tôm h ùm bằng phương pháp phần tử hữu hạn (Ứng dụng phần mềm RDM6). 38 3.2.1.5 Kiểm tra bền. 43 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - ii - 3.2.2. Xây dựng mô hình tải trọng tác dụng l ên lồng có kích thước 2x2x1m 44 3.2.2.1. Phân tích các thành ph ần lực tác dụng v ào khung lồng 44 3.2.2.2. Tính toán các thành ph ần lực tác dụng l ên khung lồng. 44 3.2.2.3. Mô hình hoá t ải trọng tác dụng l ên các mặt của khung lồng. 48 3.2.2.4 Tính toán đ ộ bền lồng bằng ph ương pháp phần tử hữu hạn (Ứng dụng phần mềm RDM6). 50 3.2.3. Xây dựng mô hình tải trọng tác dụng l ên lồng có kích thước 1x1x0.5 (mxmxm) 55 3.2.3.1. Phân tích các thàn h phần lực tác dụng v ào khung lồng 55 3.2.3.2. Tính toán các thành ph ần lực tác dụng l ên khung lồng. 55 3.2.3.3. Mô hình hoá t ải trọng tác dụng lên các mặt của khung lồng. 57 3.2.3.4 Tính toán đ ộ bền lồng bằng ph ương pháp phần tử hữu hạn (Ứng dụng phần mềm RDM6). 59 Chương 4 QUY TRÌNH CH Ế TẠO LỒNG NUÔI TÔM H ÙM BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE 63 4.1. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CHẾ TẠO LỒNG NUÔI TÔM H ÙM 63 4.2. CÔNG NGH Ệ CHẾ TẠO LỒNG NUÔI TÔM H ÙM 64 4.2.1. Phương pháp gia công ph ủ composite lên ống nhựa 64 4.2.2 Quy trình lắp ghép lồng nuôi 65 Chương 5 QUY TRÌNH S Ử DỤNG VÀ HẠCH TOÁN GIÁ TH ÀNH LỒNG NUÔI TÔM HÙM .67 5.1. QUY TRÌNH S Ử DỤNG LỒNG NUÔI TÔM H ÙM 67 5.2. HẠCH TOÁN GIÁ TH ÀNH LỒNG NUÔI TÔM H ÙM 68 5.2.1. Tính toán giá thành cho ống (1,34 m). 68 5.2.2 Tính toán giá thành cho cút ch ữ T và cút góc. 69 5.2.3 Tính toán giá thành l ồng nuôi 70 5.2.3.1 Giá thành lồng nuôi tôm hùm kích thước 3x3x1.5(mxmxm) 70 5.2.3.2 Giá thành l ồng nuôi tôm hùm kích thước 2x2x1(mxmxm ) 70 5.2.3.3 Giá thành l ồng nuôi tôm hùm kích thước 1x1x0.5(mxmxm) 71 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC 2 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - 1 - Lời nói đầu Hiện nay, ngành nuôi trồng thủy sản là một trong những ng ành kinh tế mũi nhọn của nước ta. Ngành nuôi trồng thủy sản không những góp phần quan trọng vào công cuộc xóa đói giảm ngh èo mà hàng năm còn đóng góp vào thu nhập quốc dân một tỷ trọng đáng kể. Đặc biệt trong tình hình hi ện nay, khi nước ta là thành viên của tổ chức kinh tế lớn nhất thế giới (WTO), vấn đề đầu tư để phát triển công nghệ nuôi trồng thủy sản l à vấn đề cấp thiết, để có những sản phẩm đủ khả năng cạnh tranh với các n ước khác trên thế giới. Trong ngành nuôi tr ồng thủy sản, nghề nuôi tôm hùm đem lại giá trị kinh tế cao và dễ đầu tư phát triển. Đặc biệt nước ta có điều kiện rất thuận lợi để phát triển nghề nuôi tôm h ùm với điều kiện nước ta có đến 3260 km bờ biển, 12 đầm phá và các eo vịnh, 112 cửa sông rạch , hàng ngàn đảo lớn nhỏ ven biển và 1.700.000 ha mặt nước. Do đó việc đầu tư phát triển nghề nuôi tôm h ùm là rất đúng đắn, đặc biệt khi n ước ta đã có một nền tảng là nghề nuôi tồm hùm đang phát triển rất mạnh, nhất l à ở khu vực Nam Trung Bộ. Đây l à hướng phát triển đưa lại hiệu quả kinh tế cao cho người dân. Do đó việc áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật mới l à hết sức quan trọng hiện nay để phát triển nghề nuôi tôm h ùm một cách toàn diện. Trong đó việc thiết kế, chế tạo loại lồng sử dụng vật liệu mới có thời gian sử dụng cao h ơn và giá thành th ấp hơn thay cho các vật liệu đang sử dụng hiện nay l à một trong những vấn đề cấp b ach hiện nay. Để giải quyết vấn đề đó em đã tìm hiểu thực tế và sử dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Phạm Hùng Thắng và KS Phan Quang Nhữ thực hiện đề tài: “Thiết kế chế tạo lồng nuôi tôm h ùm từ vật liệu Composite” Nội dung của đề t ài gồm có những phần sau: 1. Tổng quan về nuôi tôm h ùm lồng ở Nam Trung Bộ 2. Lựa chọn phương án thiết kế 3. Hoàn chỉnh thiết kế kỹ thuật lồng nuôi 4. Xây dựng quy trình chế tạo lồng nuôi. 5. Xây dựng quy trình sử dụng và hoạch toán giá thành 6. Kết luận và đề xuất ý kiến Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - 2 - Trong quá trình th ực hiện đề tài này, em nhận được rất nhiều sự giúp đỡ chân tình và hi ệu quả từ các thầy, bạn b è và gia đình. Trước hết em xin b ày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS -TS Phạm Hùng Thắng,và KS Phan Quang Nhữ đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề t ài này. Do trình độ bản thân và thời gian tiến hành nghiên cứu còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự quan tâm đóng góp ý kiến tậ n tình của các thầy cô v à các bạn. Tôi xin chân thành c ảm ơn. Nha Trang ngày 25 tháng 11 năm 2008 Sinh viên thực hiện Nguyễn Minh Quân Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - 3 - Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGHỀ NUÔI TÔM HÙM Ở NAM TRUNG BỘ. 1.1. TỔNG QUAN VỀ NUÔI TÔM HÙM Ở NAM TRUNG BỘ 1.1.1 Hiện trạng nuôi tôm h ùm lồng ở vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ - Hiện nay, tôm hùm được nuôi ở hầu khắp Việt Nam, đặc biệt nhiều ở các tỉnh vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ, từ Quảng B ình đến Bình Thuận. - Sự đa dạng của các đầm phá, vịnh vũng ven biển l à một trong những điều kiện thuận lợi để phát triển nghề nuôi biển nói chung v à nghề nuôi tôm hùm nói riêng. Dựa vào những đặc điểm phân bố của đ ường bờ và địa hình đáy biển, ở miền trung có thể phân chia th ành 3 vùng khác nhau rõ r ệt:  Vùng 1: bao gồm biển ven bờ Mũi Ròn (phía bắc Quảng Bình) đến mũi An Lương (phía b ắc Quảng Ngãi). Địa hình đáy ở đây đơn giản, bằng phẳng thoải đều, ít bị chia cắt v à không có biến đổi đột ngột. Ri êng tại các khu vực xung quanh đảo Cồn Cỏ, bán đảo S ơn Trà, quần đảo Cù Lao Chàm và đảo Lý Sơn có địa hình thay đổi khá phức tạp.  Vùng 2: từ mũi An Lương (Quảng Ngãi) đến mũi Sừng Trâu (Ninh Thuận). Đây là vùng có địa hình đáy biển phức tạp nhất trong dải ven biển Việt Nam. Đặc biệt là từ khu vực Đại Lãnh xuống tới mũi Vách Đá, mức độ phức tạp của địa hình tăng dần. Trong vùng này hình thành nh ững vũng vịnh lớn nh ư: Vũng Rô, Vịnh Văn Phong, Bến Gỏi, Vịnh B ình Can, Nha Trang, V ịnh Cam Ranh.  Vùng 3: Từ mũi Sừng Trâu (Ninh Thuận) đến Phan Thiết (B ình Thuận): trong vùng này có th ể phân biệt 2 khu vực có đặc điểm địa h ình rất khác nhau. (1) khu vực sát bờ ra tới độ sâu 25 -30 m có địa hình đáy biển tương đối bằng phẳng, thoải đều, đôi n ơi bị phân cắt bởi các r ãnh ngầm chạy song song với đường bờ; (2) khu vực quanh đảo Phú Quý có địa h ình đáy bị chia cắt phức tạp hơn với sự hiện diện của các đồi ngầm, b ãi cạn và các hố trũng đan xen nhau. - Về hệ thống vũng, vịnh ven bờ biển Miền Trung, do chịu ảnh h ưởng của các quá trình tiến hóa địa chất v ùng bờ và khu vực lục địa liền kề đ ã quy định sự Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - 4 - hình thành và phát triển của các kiểu dạng vũng, vịnh tr ên các đoạn bờ biển khác nhau, được biểu hiện bằng đặc điểm h ình thái và mật độ phân bố, cụ thể nh ư sau:  Từ mũi Ròn đến mũi Đại Lãnh, phát triển và phân bố các kiểu đầm phá, vũng kín như: phá Tam Giang, đ ầm Cầu Hai, vũng Chân Mây Đông (Huế), vũng Đà Nẵng, vũng Dung Quất (Quảng Ng ãi), đầm Trường Giang, đầm Quy Nh ơn (Bình Định), đầm Cù Mông, vũng Xuân Đài, đầm Ô Loan (Phú Y ên).  Ở phần phía Nam mũi Đại L ãnh gồm nhiều vũng, vịnh có kích th ước lớn với đặc điểm hình thái là vịnh nửa kín hoặc vịnh hở nh ư vịnh Vân Phong-Bến Gỏi, vịnh Bình Can-Nha Trang, vịnh Cam Ranh (Khánh H òa), vịnh Phan Rang (Ninh Thuận), vịnh Phan Thiết (B ình Thuận). - Trong số các loài tôm hùm, ở khu vực này có 3 loài có t ốc độ sinh trưởng nhanh, kích cỡ lớn, màu sắc tươi sáng và giá tr ị xuất khẩu cao. Đó l à: tôm hùm bông (Panulirus ornatus), tôm hùm đá (Panulirus hormarus) và tôm hùm s ỏi (Panulirus stipsoni). Ngoài ra, tôm hùm l ửa (Panulirus longipes ) cũng đ ược nuôi với số lượng nhỏ. Nhìn chung, mỗi loài tôm hùm có một vùng phân bố riêng, chẳng hạn, tôm hùm bông chủ yếu ở vùng biển Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, tôm hùm sỏi chủ yếu ở vùng Quảng Bình- Quảng Trị. - Tình hình nuôi tôm hùm l ồng tại một số địa ph ương ở vùng duyên hải Nam Trung Bộ trong năm 2006 Bảng 1.1: Tình hình nuôi tôm hùm l ồng tại một số địa ph ương ở vùng duyên hải Nam Trung Bộ trong năm 2006: Vạn Ninh- Khánh Hòa Cam Ranh- Khánh Hòa Sông Cầu- Phú Yên Vĩnh Hy-Ninh Hải-Ninh Thuận Tổng số hộ nuôi 1800 5681 1750 81 Tổng số lồng nuôi 5000 7168 15000 348 Diện tích nuôi (ha) 12.5 14.34 10.4 4.7 Số lượng giống (con) 200000 355000 642200 34900 Tổng sản lượng (tấn/vụ) 250 332 325 24 Năngsuấtbìnhquân(Kg/m 2 ) 2.0 2.32 3.52 4.32 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - 5 - - Vấn đề tôm hùm giống hiện nay đang gặp rất nhiều khó k hăn.Việc điều khiển cho tôm hùm đẻ theo yêu cầu hiện nay vẫn chưa thành công nên vi ệc cung cấp tôm giống còn phụ thuộc nhiều vào sự đánh bắt tôm con trong tự nhi ên. - Ở vùng biển miền Trung có hai m ùa: mùa xuân vào tháng tư và mùa thu vào tháng chín là đ ỉnh cao nhất của mùa sinh sản của tôm hùm. - Bãi đẻ của tôm hùm ở Việt Nam chủ yếu dọc theo giải biển ven bờ, n ơi có ghềnh đá từ cù lao Lý Sơn (Quảng Ngãi) đến đảo Phú Quý (B ình Thuận). - Hiện nay,nơi cung cấp nhiều tôm hùm giống nhất ở Nam Trung Bộ l à: Xuân Tự, Vĩnh Lương (Khánh H òa). - Thường thả 40-50 con/ lồng, thả vào tháng hai và thu ho ạch trước mùa mưa (khoảng tháng chín). 1.1.2 Tổng quan về lồng nuôi tôm hùm ở Nam Trung Bộ: Hiện nay, người ta sử dụng nhiều loại lồng khác nhau để nuôi, nh ưng kết cấu chủ yếu có 3 loại: lồng găm, b è nổi và lồng chìm. Lồng găm: thường được sử dụng ở những v ùng nông, mực nước từ 35m.  Khung lồng: bao gồm các cọc chính v à cọc phụ. Các cọc chính sử dụng nguy ên liệu gỗ tốt chịu đ ược mặn ( ké, bạch đ àn, keo lá tràm,…),1015 cm, chiều dài tùy thuộc vào mực nước biển nơi đặt lồng mà có chiều dài từ 410 m chịu được độ mặn cao. Gỗ đ ược bọc bên ngoài bằng lớp nylông và được cố định bằng dây c ước nhằm chống hầu bám v ào thân trụ. Số cọc chính thường khoảng 1020 cọc/lồng. Các cọc phụ sử dụng gỗ có chất l ượng kém hơn cọc chính, 510cm. Số cọc phụ thường khoảng 1530 cọc/lồng.  Lưới lồng: Lưới lồng có nhiều kích cỡ khác nhau, phụ thuộc v ào giai đoạn nuôi mà lưới lồng có mắt lưới và kích thước khác nhau.Trong quá tr ình nuôi, lưới lồng thường bị các động vật thủy sản nh ư: cua biển, cá nóc, cá ch ình,… cắn rách, làm thất thoát tôm.Vì vậy, trong quá trình thiết kế lồng, ngo ài lớp lưới bên trong, người ta còn bổ sung thêm lớp lưới thưa bên ngoài để chống thất thoát tôm. Lưới được mắc vào lồng bằng dây cước trắng. Lồng chìm: thường được sử dụng ở vùng có độ sâu khoảng 68m. Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - 6 -  Khung lồng: Khung lồng được tạo bằng các thanh thép 14 ÷ 18 mm được hàn lại với nhau. Sau khi hàn, người ta quét một lớp hắcín lên khung, sau đó qu ấn lớp nylông ngoài để hạn chế sự oxy hóa của n ước biển, sau đó b ọc thêm môt lớp cước nhỏ ngoài để bảo vệ lớp nylong.  Lưới lồng: Lưới lồng được làm bằng lưới cước, tùy vào kích cỡ tôm mà sử dụng các loại mắt lưới khác nhau, đối với nuôi tôm ươm thì dùng hai lớp lưới để trách thất thoát tôm. Đáy của lồng sử dụng hai lớp l ưới gồm một lớp l ưới mùng và một lớp lưới bình thường để thức ăn không bị lọt ra ngo ài. Bè nổi: thường được sử dụng ở những v ùng eo biển có độ sâu  8m  Khung bè: Khung bè được làm bằng gỗ chịu mặn tốt, 1015cm, chiều dài 46m. Các thanh gỗ được nối với nhau bằng đinh vít. Thông th ường, số lượng các thanh gỗ trong khoảng 68 thanh/1 ô bè. Thùng phuy đư ợc sử dụng để giúp cho b è có thể nổi trên mặt nước. Thường từ 68 thùng/1 ô bè. Neo: bốn góc của bè được cố định bằng bốn chiếc neo lớn.  Lưới bè: giống như lưới lồng. Đối với bè có số lượng lồng nhiều, giữa mỗi cụm lồng th ường được liên kết với nhau bằng dây thừng 4cm. Mục đích của việc l àm này là chống lại sự tác động mạnh của sóng biển. - Tùy vào từng thời kỳ sinh trưởng của tôm mà người nuôi sử dụng các lồng có kích thước khác nhau.Thông th ường, kích thước các lồng nuôi l à:  Đối với lồng ươm giống với khối lượng tôm từ 50g l ên giống 100200g: 1,5 x 1,5x 0.8(m) hoặc là 1x1x0.8 m.  Đối với lồng nuôi với khố i lượng tôm từ 100  500g lên cỡ thương phẩm 1 1,5 kg:2x2x1.2m hoặc 3,0 x 3,0 x 1,5(m).  Tất cả các loại h ình lồng nuôi đều có ống cho ăn đặt giữa lồng. Ống cho ăn có chiều dài sao cho khi th ả lồng xuống ống c òn lồi lên trên mặt nước để cho Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m - 7 - thức ăn vào (thường có chiều dài từ 3-5m, đường kính 100-150 mm tùy vào kích cỡ lồng. Ống thả thức ăn n ày được nối cố định với lồng nuôi bởi các dây cước trắng có đường kính 4-8 mm. Trong đó: 1 - Lồng nuôi 2 - Ống thả thức ăn 3 - Các dây cố định ống thả thức ăn. Hình 1.1: Mô hình lồng nuôi. Hình 1.2: Một số bè, lồng nuôi tôm h ùm hiện nay. 3 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . CH Ế TẠO LỒNG NUÔI TÔM H ÙM BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE 63 4.1. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CHẾ TẠO LỒNG NUÔI TÔM H ÙM 63 4.2. CÔNG NGH Ệ CHẾ TẠO LỒNG NUÔI TÔM H ÙM 64 4.2.1. Phương pháp gia công ph ủ composite. tài: Thiết kế chế tạo lồng nuôi tôm h ùm từ vật liệu Composite Nội dung của đề t ài gồm có những phần sau: 1. Tổng quan về nuôi tôm h ùm lồng ở Nam Trung Bộ 2. Lựa chọn phương án thiết kế 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ NGUYỄN MINH QUÂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO LỒNG NUÔI TÔM HÙM TỪ VẬT LIỆU COMPOSITE ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.