Thiết kế bánh lái tàu chở container 1118 TEU, trọng tải 13839 tấn, lắp máy công suất ps=12500 kw

THIẾT BỊ HỆ THỐNG TÀU THỦY ĐỀ 10:Thiết kế bánh lái tàu chở container 1118 TEU, trọng tải 13839 tấn, lắp máy công suất Ps=12500 kw, hoạt động vùng biển quốc tế có kích thước chủ yếu sau: LxBxT=147,87 x 23,55 x 8,51 (m) CB x CM x CWL=0,62 x 0,975 x 0,75 XB = −1% L Dạng mũi lê PHẦN I:TÍNH TOÁN LỰC CẢN VÀ ĐƯỜNG KÍNH CHONG CHÓNG I_Tính toán lực cản: Từ thông số kích thước chủ yếu tàu cho ta chọn tàu chở container ANNE SIBUM (1000TEU), số IMO: 9396696, bàn giao ngày 24/8/2007 làm tàu mẫu.Tàu ANNE SIBUM có thông số kích thước chủ yếu sau D=1 L=142,35 (m) CB=0,624 L/B=5,8 B=23,5(m) CWl=0,75 B/T=2,4 D= 11,75 (m) CM=0,975 D/T=1,32 V =18,5 knot DW=13030 (T) T=8 (m) CP=0,64 L/D=10,55 Mặt khác theo công thức Hải Quân (CT 2.44 STKTĐT T1) biết trước công suất máy ta tính sơ vận tốc tàu sau V= PD CE ∆2 / =17,76 knot Trong đó: +PD= PS + + ηB ηP η Bη P = 12500.0,97.0,97= 11761,25 (kw) : Là công suất kéo tàu _ Hiệu suất đường trục Chọn _ Hiệu suất hộp số Chọn ηP ηB =0,97 =0,97 +CE=0,95.L+197 = 337 :Hệ số Hải Quân +Δ=CB L.B.T=0,62.1,025.147,87.23,55.8,51= 18832,85(T)_Khối lượng tàu Từ vận tốc theo tàu mẫu 18,5 knot Và vận tốc tính sơ 17,76 knot Ta chọn vận tốc sơ tàu v=18knot Do tàu cho có mũi lê ta chọn phương pháp tính lực cản tàu phương pháp HOLTROP-MENNEN Điều kiện áp dụng phương pháp: Thông số tàu tính toán Cp = Fr = Giới hạn phương pháp C 0,55 ≤ C p = B ≤ 0,85 CM CB = 0, 636 CM L = 6, 279 B 3,9 ≤ L ≤ 14,9 B B = 2, 767 T 2,1 ≤ B ≤ 4, T 0, 05 ≤ Fr ≤ 1, v = 0, 243 g.L Các thông số tàu thỏa mãn yêu cầu phương pháp Vậy lựa chọn phương pháp tính toán phương pháp Holtrop-mennen  Lực cản toàn tàu tính theo công thức sau: RF (1 + k ) + R APP + RW + RB + RTR + R A R= Trong : RF _ Lực cản ma sát, xác định theo công thức ITTC 1957 (1+k)_Hệ số kể đến lực cản hình dáng tàu RF(1+k) _ Lực cản nhớt tàu RAPP _Lực cản phần phụ Rw_Lực cản song RB_Lực cản mũi lê RTR_Lực cản phần đuôi ngập nước RA_Lực cản hiệu chỉnh mô hình tàu thực 1.1_Lực cản nhớt RF(1 + k ) • Tính RF RF = 0,5.ρ.CF.v2.S =0,5.1,025.0,00148.9,2522.4283,663 = 278,12 kN Trong đó: + v= 0,515.vS = 0,514.18 = 9,27 (m/s) ρ + =1,025 tấn/m _Khối lượng riêng nước biển 15 C +CF= 0, 075 = 0, 00148 (log Re − 2) Re= _Hệ số lực cản ma sát phẳng tương đương vL 9, 27.147,87 = ϑ 1, 056.10−6 = 1298.106_Hệ số raynold =1,056.10-6 m2/s_Hệ số nhớt động học chất lỏng +S_Diện tích mặt ướt thân tàu tính theo công thức sau S= L ( 2T + B ) CM (0, 453 + 0, 4425CB − 0, 2862CM − 0, 003467 B / T + 0.3696CWl ) + 2,38 ABT = CB =4283,663 m2 Với ABT=SM.0,4(Fr-0,1)=11,17 m2_Diện tích mặt cắt ngang mũi lê SM = CM.B.T = 0,975.23,55.8,51 = 195,4 (m2) • Tính 1+k 0.92497    B −0,52448 0.6906 + k1 = C13 0.93 + C12   ( 0.95 − CP ) ( − CP + 0.0255 xB )     LR  Trong +C13=1+0,003Csterm=1,03_Hệ số phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu Sườn đuôi có dạng chữ V : Csterm = -10 Sườn đuôi có dạng bình thường : Csterm = Sườn đuôi có dạng chữ U đuôi Hooc : Csterm = +10  Chọn Csterm=10 với sườn đuôi chữ U 0,2228446 +  T  C12 =  ÷  LW  = 0,529 ( với tàu có T > 0, 05 LW ) + CP = 0,761 + xB = -1% L = -1,4787 m : Hoành độ tương đối tâm + LR=L(1-CP+0,06CPxB/(4Cp-1))=50,17 (m)_Chiều dài bóp đuôi Vậy 1+k=1,1932 => RF(1 + k ) = 314,5.(1+1,296) = 331,86 kN 1.2_Tính lực cản phần phụ RAPP: Ta có RAPP = 0,5.ρ.v2 SAPP.(1+k2)eq.CF+RBTO =2,0563 + 1,343 = 3,4 kN Trong đó: + SAPP = 22,5 (m2) : Diện tích mặt ướt vật phụ + v = 9,27 m/s : Vận tốc tàu + RBTO : Lực cản chân vịt mũi gây RBTO = ρV2d2CBTO = 1,025.9,2522.1,752.0,005 = 1,343 kN d= 1,750 m : đường kính hầm trục mũi (Đo tuyến hình) Hệ số CBTOnằm khoảng ( 0,003-0,012) :Với mũi lê,nên chọn giá trị bé => Chọn CBTO = 0,005 + CF= 0,00148 : hệ số lực cản ma sát + (1 + k ) = eq Σ [ (1 + k2 ) S APP ] i ( Σ S APP ) i 1+k2 : hệ số hình dáng xác định theo bảng : Được xác định theo bảng sau Tên phận Bánh lái đuôi tàu (Không có ky lái) Vậy (1+k2)eq=1,4 1+k2 Chọn (1+k2) SAPP(m2) 1.3-1.5 1.4 22,5 SAPP=22,5 m2 1.3_Lực cản sóng RW: Ta có công thức tính lực cản sóng RW = C1.C2 C7 ∇.ρ g exp{m1Fr d + m4 (λ.Fr −2 )} = 110,83 kN Trong đó: + ρ =1,025 tấn/m3 : Khối lượng riêng nước biển + g = 9,8 (m/s2) : Gia tốc trọng trường + ∇ : Lượng chiếm nước thể tích ∇ + = CB.L.B.T = 0,62.147,87.23,55.8,51 = 18373,5 (m3) C1 = 2223105.C778613.(T/B) 1,07961 (90 – iE) -1,37565 = 1,844 iE : nửa góc vào nước, tính độ; chưa có số liệu xác, tính iE theo biểu thức sau: 0.34574 0.16302   L 0.80586  0.30484 0.6367  LR   100∇  iE = + 89exp −   − α − C − 0.0225 l ( ) ( P  cb )      L   B   B   lcb = XB = -1%L = 1,4787 m LR = 50,17 (m) Chiều dài bóp đuôi α = CWL =0,75  iE = 30,29 độ = 1− + C5 0,8 AT B.T CM =1 AT : Diện tích ngâm nước đuôi : AT = B L + C7= + =0,1592 Do 0,11