TUYẾN ĐƯỜNG – tàu mẫu

PHẦN I TUYẾN ĐƯỜNG – TÀU MẪU 1.1.TUYẾN ĐƯỜNG Với đề thiết kế tàu chở than, tải trọng 25000 t, chạy tuyến Việt Nam - Indonesia, tốc độ v = 15,2 knots, chạy tuyến đường Việt Nam (Sài Gòn) – Indonesia (Tanjung Priok) 1.2 “CẢNG SÀI GÒN” 1.2.1 “Vị trí địa lý cảng” Vị trí Cảng : 10°48’ vĩ độ Bắc - 106°42’ kinh độ Đông 1.2.2 Đặc điểm khí hậu thuỷ văn “ Nằm vùng nhiệt đới gió mùa, số tỉnh Nam khác, Thành phố Hồ Chí Mình khơng có bốn mùa: xuân, hạ, thu, đông rõ rệt, nhiệt độ cao mưa quanh năm (mùa khơ mưa) Trong năm Thành phố Hồ Chí Minh có mùa biến thể mùa hè: mùa mưa – khô rõ rệt Mùa mưa tháng tới tháng 11 (khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ cao mưa nhiều), mùa khơ từ tháng 12 tới tháng năm sau (khí hậu khơ mát, nhiệt độ cao vừa mưa ít).” 1.2.3 Nhiệt độ Nhiệt độ khu vực thay đổi  Nhiệt độ cao tuyệt đối 400C  Nhiệt độ trung bình hàng năm vào mùa hè (từ tháng - tháng 8) khoảng 270C, vào mùa đơng (từ tháng 12 - tháng 2) 160C ÷170C  Nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,80C (tháng 1) 1.2.4 Độ ẩm “Biến thiên độ ẩm tương ứng với trình mưa, thời kỳ mưa nhiều độ ẩm lớn thời kỳ mùa khô, độ ẩm nhỏ” Độ ẩm trung bình nhiều năm: 79,5% Độ ẩm trung bình tháng cao nhất: 80% Độ ẩm cực tiểu tuyệt đối: 74,5% 1.2.5 Gió “ Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng hai hướng gió gió mùa Tây – Tây Nam Bắc – Ðơng Bắc Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ Dương, tốc độ trung bình 3,6 m/s, vào mùa mưa Gió Gió Bắc – Ðơng Bắc từ biển Đơng, tốc độ trung bình 2,4 m/s, vào mùa khơ Ngồi có gió mậu dịch theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng tớitháng 5, trung bình 3,7 m/s.” 1.2.6 Mưa “Lượng mưa trung bình thành phố đạt 1.949 mm/năm, năm 1908 đạt cao 2.718 mm, thấp xuống 1.392 mm vào năm 1958 Một năm, thành phố có trung bình 159 ngày mưa, tập trung nhiều vào tháng từ tới 11, chiếm khoảng 90%, đặc biệt hai tháng Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, khuynh hướng tăng theo trục Tây Nam – Ðông Bắc Các quận nội thành huyện phía bắc có lượng mưa cao khu vực lại.” 1.2.7 Bão “ Có thể nói Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng khơng có gió bão “ 1.2.8 Thuỷ triều Chế độ thuỷ triều : Nhật triều Chênh lệch bình quân :4m Mớn nước cho tàu vào : 9.5 m cảng 13.5 m bến phao Cỡ tàu lớn tiếp nhận được: 65 000 DWT 1.2.9 Dòng chảy “Dòng chảy đo khu vực phía trước bến cho thấy tốc độ dòng chảy điển hình lúc triều xuống nhanh so với lúc triều lên “ “Tốc độ dòng chảy lớn lúc triều xuống 0,6m/s (khoảng 1,2 Knots) lúc triều lên 0,85m/s (khoảng 1,7 knots).” Trong khu vực Cảng dòng chảy chủ yếu chạy theo hướng bờ biển 1.2.10Cơ sở hạ tầng thiết bị Cầu bến: Tên Số hiệu Cầu số Cầu số Cầu số Bến phao Dài ( m ) Sâu ( m ) Loại tàu/Hàng 300 250 150 10.5 4.5 Hàng rời/than Hàng rời/than Hàng bao kiện /than : 02 bến Bến neo đậu tàu : Độ sâu : - 21m Bến neo đậu Sà lan : Độ sâu : - 3m Kho bãi: Tổng diện tích mặt: 200,000 m2, : Kho bãi: 200,000 m2 Lực chứa tổng cộng: 600,000MT Thiết bị chính: Thiết bị Cẩu trục pc-tích Máy rót băng tải Máy rót băng tải Xe gạt hầm hàng Tàu lai Số lượng 2 3 Lực nâng/ tải/ công suất 250 MT/giờ-cẩu 800 MT/giờ-máy 1,600 MT/giờ-máy 30 CV/chiếc tổng c/suất 5.000CV 1.2.11 Hàng hố thơng quan Năm Tổng cộng Xuất khấu Nhập Trong 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 ( MT ) 6.164.443 7.200.000 10.167.202 12.603.083 15.500.500 20.348.665 13.431.000 10.714.000 21.230.586 ( MT ) 5.529.162 5.900.000 8.745.225 11.159.475 13.434.000 17.894.451 13.431.000 330.000 khẩu(MT) 635.281 1.300.000 1.421.997 7.667.000 17.174.16 nước(MT) 1.743.608 2.066.000 2.454.214 11.801.000 3.047.000 3.726.423 554 561 694 1.128 1.506 2.014 2.186 2.543 4.300 1.2.12Các dịch vụ “Bốc xếp than chuyển tải Quản lý khai thác tuyến luồng bến cảng Dịch vụ lai dắt cứu hộ Dịch vụ xuất nhập hàng hóa Dịch vụ hàng hải, du lịch, Bốc xếp hàng hóa ngồi than” 1.3 CẢNG TANJUNG PRIOK (INDONESIA) 1.3.1 Vị trí địa lý “Là cảng lớn Indonesia Cảng nằm vĩ độ 6o1’ Nam kinh độ 106o86’ Đông” Cảng Tanjung Priok nằm phía bắc thủ Giacácta Cảng cho phép loại tàu có kích thước sau vào : Tàu hàng rời : Trọng tải 232.000 DWT , chiều dài LOA = 300 m , B = 50 m , chiều chìm d = 15.2 m Tàu khách : Chiều chìm d = 11.0 m Tàu dầu : Chiều chìm d = 11.6 m 1.3.2 Khả thông quan “Cảng Tanjung Priok trung tâm kinh tế Indonesia, tương lai trở thành trung tâm kinh doanh khu vực Đông Nam Á Nó cảng xuất than lớn giới với 500 triệu tấn, 107 triệu dầu, 40 triệu tàu dầu cọ, 43 triệu hang hóa 42 triệu Cơng-ten-nơ tiêu chuẩn(TEU) vào năm 2030.” “Trong năm 2007 - 2008, cảng Tanjung Priok bốc xếp khoảng 89 triệu than,một số lượng hàng khổng lồ Ngồi ra,cảng bốc xếp 1,3 triệu nhơm, triệu loại hàng rời khác, nhiều loại hàng khác bao gồm: thép, nhiên liệu hoá thạch, phân bón,gỗ ép, ngũ cốc.” “Cảng Tanjung Priok có sở hạ tầng đảm bảo để bốc xếp nhiều loại hàng với chủng loại khác nhau.” “ Hầu hết hàng hoá mậu dịch qua cảng than, nhiên cảng có phương tiện để bốc xếp hàng bách hoá, hàng rời container.” “Đặc điểm khí hậu thủy văn”: Tỷ trọng nước: 1000 – 1023 kg/m3 “Cảng Tanjung Priok nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa mưa nhiều vào tháng 7, tháng Gió bão yếu tố đặc trưng tháng 8.” “Gió đơng nam hoạt động thời gian mùa hè, nhiên có gió đơng bắc thổi đến làm mát vùng, có lúc lại có gió tây bắc khơ nóng thổi vào gây cảm giác nóng khó chịu cho người.” “Nhiệt độ cao tháng 27,2oC thấp 19,5oC Nhiệt độ cao tháng 17,2oC thấp 7,7oC “ Lượng mưa bình quân năm là: 2103 mm Tốc độ gió trung bình: 13 km/h “Thủy triều:cảng Tanjung Priok chế độ bán nhật triều không Biên độ dao động thủy triều khoảng m” Chiều sâu luồng 15,2 m 1.3.3 Tình trạng trang thiết bị: Cơ sở hạ tầng cảng Tanjung Priok bao gồm cầu tàu với phương tiện xếp dỡ đại,và bao gồm kho bãi Chúng liên kết với hệ thống đường sắt địa phương quốc gia Cảng gồm khu vực: a) The Basin(lưu vực sông): Là khu vực để bốc xếp hàng tổng hợp bao gồm containers, ngũ cốc cảng sửa chữa tàu b) The Main Shipping Channel ( khu kênh ): Là khu vực để bốc xếp dầu, than phục vụ cho tập trung hàng rời: đồng, chì, kẽm - Khu Dyke số 1: Cầu tàu có sâu 12,8 m,chiều dài cầu tàu Dyke số 238 m Cầutàu tiếp nhận tàu có trọng tải đến 140.000 với chiều rộng lớn 50m, mớn nước lớn 12,5 m(kể thủy triều) Cầu tàu Dyke số có kết cấu bê tơng cốt thép nối liền với đường Loại hàng bốc xếp bến Dyke số sản phẩm dầu mỏ Ngoài cầu tàu Dyke số phục vụ cho du thuyền - Khu Dyke số “Cầu tàu có chiều chìm thiết kế 12,8 m,chiều dài cầu tàu Dyke số 238 m” “Cầutàu tiếp nhận tàu có trọng tải đến 40.000 DWT với chiều rộng lớn 26 m; mớn nước lớn 12,5 m (kể thủy triều)” “Cầu tàu tiếp nhận tàu lúc với suất bốc xếp 1200 T/h” “Khu Dyke số sử dụng để tập trung quặng với nhà kho riêng biệt có lực chứa là”:  Kho 1:6500 m3  Kho 2:2500 m3  Kho 3:5500 m3  Kho 4:7500 m3  Kho 4:6500 m3 - Khu Dyke số 4&5 Mỗi cầu tàu có sâu 16,5 m,tổng chiều dài cầu tàu 558 m Cầu tàu tiếp nhận tàu có trọng tải đến 180.000 với chiều rộng lớn 47m, mớn nước lớn 15,74 m (không kể thủy triều) cầu tàu xếp dỡ tàu lúc(mỗi cầu tàu xếp dỡ tàu) với suất 3000 T/h cho tàu tối đa 2500 T/h/tàu Loại hàng bốc xếp bến Dyke số &5 than Băng tải có tầm với 29,2 m ; di chuyển đường ray dài 490 m , chiều cao lớn 18,5 m - Khu Mayfield số Hiện dang đợc nâng cấp nối thêm đoạn cầu tàu dài 265 m với khu vực cũ để nâng cao lực xếp dỡ tăng thêm diện tích kho bãi - Khu BHP Chiều dài 205 m, chiều sâu 7,9 m Dùng để chứa xếp dỡ nhựa đường thùng chứa nhiệt độ cao c) Kooragang (khu kooragang) Là khu vực để bốc xếp than sản phẩm phân bón , quặng nhơm Vùng có chiều sâu luồng lạch 15,2 m bao gồm bến tàu sau: - Khu Kooragang & 6: Mỗi cầu tàu có chiều chìm thiết kế 16,5 m,tổng chiều dài cầu tàu 976 m Cầu tàu tiếp nhận tàu có trọng tải đến 232.000 với chiều dài lớn 300 m ,chiều rộng lớn 50 m,mớn nước lớn 15,74m (không kể thủy triều), cầu tàu xếp dỡ tàu lúc(mỗi cầu tàu xếp dỡ tàu) với suất 10500 T/h với tàu Loại hàng bốc xếp bến Kooragang & than Nhà kho lực chứa 3.000.000 - Khu Kooragang số 3: Cầu tàu có chiều chìm thiết kế 13,5 m , chiều dài cầu tàu Kooragang số 190 m Cầu tàu tiếp nhận tàu có trọng tải đến 74.000 với chiều dài lớn 255 m , chiều rộng lớn 35 m,mớn nước lớn 13,2 m (kể thủy triều) Năng suất bốc xếp thiết kế x 550 T/h (nhơm) Loại hàng bốc xếp bến Kooragang số hàng rời (nhôm, than cốc …) - Khu Kooragang số 2: Cầu tàu có chiều dài 182 m ; chiều sâu 11,6 m Cầu tàu tiếp nhận tàu có trọng tải đến 40.000 với chiều dài lớn 230 m, chiều rộng lớn 30 m, mớn nướclớn 11,3 m(kể thủy triều) Cầu tàu tiếp nhận tàu lúc với suất bốc xếp tàu 4000 T/h Cần cẩu tầm với 2,5 -30,0 m chiều cao lớn 10,8 m 04 xe lửa với khả chuyên chở hàng hóa 04 x 2700 tấn/h 1.4 CHIỀU DÀI QUÃNG ĐƯỜNG: Chọn tuyến đường Sài Gòn – Tanjung Priok phân cấp không hạn chế, chiều dài tuyến đường: 971 hl 1.5 TÀU MẪU : Tên tàu Đại lượng Đơn vị IMO Năm đóng Loại tàu BLUE HANARO AFRCAN STARS MELODY HAWK BV-09 9125798 9284362 2010 2008 2006 Hàng rời Hàng rời Hàng rời Lpp m 143 163,33 169 Bmax m 26,06 25,06 26 Chiều rộng thiết kế B m 26,00 25 26 Chiều cao mạn D m 13,75 14,2 13,8 Chiều chìm tàu T m 10 10 9,68 knot 14,5 14 15 hp 8230 7949 9555 Trọng tải DW ( t ) t 24000 25069 26074 D/T - 1,375 1,42 1,43 B/T - 2,6 2,5 2.68 L/B - 5,5 6,53 6.5 0,78 0,795 0,775 30213 32770 34934 Vận tốc Công suất máy D ∆ t 10 - Các hệ số thủy động lực thân tàu chong chóng: WT = 0,34 t = 0,24 iQ = 0,97 ηH = 1,19 - Hiệu suất đường trục, ηB = 0,95 “Các đặc trưng hình học tối ưu chong chóng tốc độ tiến lớn tàu theo phương pháp dần liên tiếp lựa chọn tính tốn sơ tính di động, có dạng Bảng 8.5” “ Mỗi tốc độ tiến dần lần thứ (i+1) v S(i+1) quy định từ điều kiện công suất kéo PEE cơng suất động cảu tàu có lượng chiếm nước tỷ lệ với VS3 (Vì PEE có dạng tỷ lệ với vS3) Vì vậy:” vS(i+1) ≈ vSi(PSP/P*SPi)1/3 “Người tính tốn đến vài ba lần, chừng sai lệch P* Spi PSP nhỏ (1,0 ÷ 1,5)% dừng lại cho kết tính tốn nghiệm tốn hoành độ giao điểm đường cong P*SP = f(vS) với đường thẳng PSP = const” Bảng 8.5 – “Tính tốn đặc trưng tối ưu chong chóng tốc độ tiến tàu” TT 10 11 12 13 14 15 Đại lượng tính tốn Đơn vị Vận tốc dần Vs VA = 0.514vS(1-WT) RE (vS) PEE(vS) TB = RE/[Zp(1-t)] KNT = vA(ρ/TB)1/4/n1/2 J0 = J0(KNT) - tra đồ thị J = aJ0 D = vA/(nJ) KT = TB/(ρn2D4) η0 = η0(J; KNT) - tra đồ thị P/D = P/D(J; KNT) - tra đồ thị η = ηH.η0 P*SP = PEE/(Zp.ηB.ηp) ΔPSP knot m/s kN kW kN m kW % Thơng số tối ưu chong chóng thiết kế: 221 Giá trị tính dần Lần Lần Lần 15.20 5.16 783.59 6130.35 1028.33 0.56 0.39 0.41 5.25 0.29 0.48 0.78 0.57 11305.04 58.1% - Đường kính, D = 5,75 (m) - Hiệu suất, η = 0,48 - Vòng quay, n = 127 (vòng/phút) Số Tỷ số Chiều Đườn Độ giảm bước Góc Tỷ số cánh Z đĩa AE/A0 dày e0/D g kính dH/D theo hướng nghiêng bước P/D 0.7 0.045 0.167 20 15 0.78 8.3.3.2 “Kiểm tra chong chóng theo điều kiện xâm thực” “ Để kiểm tra chong chóng theo điều kiện xâm thực, sử dụng phương pháp bể thử Hà Lan Wageningen:”  1,5  0,35Z  T  0, AE �AE � �� �  A0 �A0 �  P0  PV  D Z P MIN Trong : Z = - số cánh chong chóng T = 1028 (kN) - lực đẩy tính tốn chong chóng p0 = p a + p s = p a +  h0 - áp suất thuỷ tĩnh tuyệt đỗi vị trí trục chong chóng pa = 101,3 (kN/m2) - áp suất khí  = 10,055 (kN/m3) - trọng lượng riêng nước biển h0 = 6,70 (m) - độ ngập sâu trục chong chóng p0 = 169 (kN/m2) pv = 1,3 (kN/m2) - áp suất bão hoà nước D = 5,25 (m) - đường kính chong chóng Zp = - số chong chóng [AE/A0]MIN = 0,85 Tỉ số đĩa chong chóng thiết kế AE/A0 = 0,7 - thỏa mãn 8.3.3.3 Xây dựng vẽ chong chóng * Tính tốn xây dựng đường bao duỗi phẳng cánh chong chóng “Để tính tốn hình bao duỗi phẳng cánh dạng lưỡi dao, cần phải xác định chiều rộng lớn hình bao duỗi phẳng cánh :” 222 bmax �AE � � � �A0 �  D dH (0,55  0, 48 ) Z D Trong đó: AE/A0 = 0,7 - tỉ số đĩa dH/D = 0,167 - đường kính trung bình củ chong chóng D = 5,75 (m) Z = - số cánh → bmax = 1955 (mm) -“ Giá trị hoành độ mép đạp bLE mép thoát bTE đường bao cánh dạng lưỡi dao phụ thuộc vào bmax khoảng cánh bC từ đường tâm cánh đến đường chiều dày lớn đường bao cánh phụ thuộc vào chiều rộng cánh b = ( bLE + bTE ) đưa bảng tính tốn đây:” Bảng 8.6 –“ Giá trị tung độ hình bao duỗi phẳng” Tung độ r/R 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 bLE/bmax 0.469 0.526 0.576 0.514 0.414 0.124 - bTE/bmax 0.292 0.333 0.408 0.467 0.485 0.415 0.201 bc/b 0.266 0.262 0.240 0.082 -0.018 -0.284 - bLE 917 1029 1126 1005 810 242 - bTE 571 651 798 913 948 812 393 b 1488 1680 1924 1918 1758 1054 - 440 462 157 -32 -299 - bc 396 *Xây dựng profin cánh 0.95 “Khi xây dựng profin cánh, người ta xác lập quy luật thay đổi chiều dày theo bán kính theo chiều rộng.” Quy luật thay đổi chiều dày theo bán kính: 223 Bảng 8.7 - Chiều dày lớn profin Ký Bán kính tương đối (r/R) hiệu e0 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 0.95 Công thức Giá trị  236 eR = aD(50-D) 192 170 125 81 59 25 14 e0  e0 D e eR Quy luật thay đổi theo chiều rộng: Bảng 8.8 - Tung độ profin Khoảng cách tính từ chiều dày lớn nhất, (%) r/R đến mép theo 100 80 40 đến mép dẫn 60 90 100 Mặt hút (yB - %) 0.2 30.0 58.4 86.9 100.0 87.0 64.3 40.0 0.3 25.3 54.7 86.8 100.0 85.8 62.6 37.5 0.5 9.7 43.4 86.1 100.0 79.4 56.8 30.4 0.7 0.0 39.4 84.9 100.0 74.9 44.2 16.0 0.8 0.0 41.0 85.3 100.0 88.7 34.4 7.4 0.95 0.0 46.4 87.9 100.0 73.5 29.5 0.0 Mặt đạp (yF - %) 0.2 30.0 18.2 5.5 0.0 5.9 20.3 40.0 0.3 25.3 12.2 1.7 0.0 4.6 16.5 37.5 0.5 9.7 0.0 0.0 0.0 0.0 8.5 30.4 0.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 16.0 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.4 0.95 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Khoảng cách tính từ chiều dày lớn nhất, (%) r/R đến mép theo 100 80 40 224 đến mép dẫn 60 90 100 Mặt hút (yB - mm) 0.2 58 112 167 192 167 123 77 0.3 43 93 147 170 146 106 64 0.5 12 54 108 125 99 71 38 0.7 32 69 81 60 36 13 0.8 24 50 59 52 20 0.95 12 22 25 19 Mặt đạp (yF - mm) 0.2 58 35 11 11 39 77 0.3 43 21 28 64 0.5 12 0 0 11 38 0.7 0 0 0 13 0.8 0 0 0 0.95 0 0 0 - Mép đạp profin lượn tròn đường kính dLE với tâm nâng lên độ cao ứng với hoành độ bLE Đối với mép đặc trưng đường viền theo cung tròn rTE với tâm nâng lên độ cao ứng với hồnh độ bTE Bảng 8.9 - Giá trị lượn tròn mép r/R 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 0.95 dLE/emax 0.400 0.344 0.270 0.187 0.192 0.177 rTE/emax 0.136 0.125 0.120 0.142 0.158 0.190 dLE (mm) 77 58 34 15 11 rTE (mm) 26 21 15 11 Chú ý: mép thoát mép nhọn để tránh cộng hưởng âm *Xây dựng hình chiếu pháp hính chiếu cạnh - “Tính tốn để xây dựng đường bao hình chiếu cạnh hình chiếu pháp: Bảng 8.10 - xây dựng hình chiếu pháp hình chiếu cạnh” r/R Đại lượng P/2π 0.2 652 0.3 652 0.5 652 0.7 652 225 0.8 652 0.95 652 652 a 491 729 976 929 762 230 391 a' 430 529 730 860 905 786 -391 b 771 716 545 358 252 64 39 b' 408 382 345 305 281 205 39 - “Xác định kích thước củ chong chóng” +) Độ để để dễ dàng lắp ráp đảm bảo tính nước Độ bên ngồi củ thường từ 1/15÷1/20, chọn 1/15 Độ côn bên (bằng độ côn trục) từ 1/10 ÷ 1/15, chọn 1/15 +) “Chiều dài củ nguyên tắc cần đủ để gốc cánh hoàn toàn nằm củ.” “Để thuận tiện cho sửa chữa, người ta khuyên chiều dài củ nên lớn 2-3% chiều rộng lớn hình chiếu cạnh, để mút cánh khơng chạm mặt sàn úp chong chóng Tuy nhiên, sử dụng bệ đệ khắc phục” Chọn lH = 1500 (mm) +) Đường kính trung bình củ chong chóng dH = 877 (mm) +) Đường kính trục chong chóng dB = 1.12dπp + kC.D = 724 (mm) Trong đó: dπp - đường kính trục trung gian chong chóng dπp = 92[PS/nm(1+k)]1/3 = 600 (mm) PS = 10010 kW - công suất động nm = 127 - số vòng quay định mức k = q(a-1) = q= a=2 kC = 10 - hệ số D = 5,75 (m) - đường kính chong chóng +) chiều dài phần côn trục, lấy 95% lH lB = 0.95lH = 1425 (mm) +) chiều dài phần lỗ khoét giảm trọng lượng l = 0.3lH = 450 (mm) 226 +) người ta bố trí gioăng kín nước có chiều dày 5%lH chiều rộng đảm bảo che kín then củ - Mặt sau củ chong chóng đóng lại mũ nước nhờ vít cấy vào củ +) chiều dài mũ: l0 = 0.15D = 863 (mm) +) bán kính : r0 = 0.1D = 288 (mm) - Tính chọn then: Chọn then đầu tròn,then chi tiết tiêu chuẩn , ta tính chọn nghiệm bền cho then +) Chọn vật liệu cho then : Thép 45 Ứng suất dập cho phép : [σd] = 100000 (kN/m2) Ứng suất cắt cho phép : [τ] = 30000 (kN/m2) +) Chọn kích thước then theo tiêu chuẩn : Tiết diện Chiều sâu rãnh Bán kính góc lượn Đường kính trục b h t1 t2 max 810 100 50 31 19.5 2.5 - chiều dài then : l = (0.8 - 0.9)lm = 1140 - 1283 (mm) tra theo tiêu chuẩn chọn, l = 950 (mm) - kiểm tra bền cho then : Bảng 8.11 - Kiểm bền then T T Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Công thức Giá trị Momen xoắn T kNm T = 9.55.106.P/n 715 Ứng suất dập σd kN/m2 σd = 2T/[dl(h-t1)] 97869 Ứng suất dập cho phép Ứng suất cắt [σd] τ kN/m2 kN/m2 vật liệu τ = 2T/dlb 100000 18595 Ứng suất cắt cho phép [τ] “Kết luận: then thỏa mãn bền” kN/m2 vật liệu 30000 *”Xây dựng giao tuyến cánh củ chong chóng” “Sử dụng phương pháp mặt phẳng phụ trợ” 227 “Bán kính góc lượn của cánh với củ tính chọn gần theo công thức sau:” Mặt đạp: R ≥ 0.025D = 144 (mm) Mặt hút: R ≥ 0.035D = 201 (mm) *Xây dựng tam giác đúc - Trên vẽ lý thuyết chong chóng người ta kích thước tam giác đúc, cần thiết để chế tạo hình dáng cánh chong chóng đúc : +) bán kính mép khn: RФ = R + (50 ÷ 60) (mm) R = 2875 (mm) RФ = 2700 (mm) +) chiều dài chiều cao tam giác đúc lФ = 2πRФ/Z = 4239 (mm) hФ = P/Z = 1121 (mm) +) Tại đường tâm cánh, chia chiều dài tam giác đúc thành đoạn tương ứng có chiều dài : lФ1 = lФ.α1/(α1+α2) = 1759 (mm) lФ2 = lФ.α2/(α1+α2) = 2480 (mm) α1 = 39 (độ) α2 = 55 (độ) (α1,α2 - góc tạo đường tâm cánh đường qua mép cánh 0.3R hình chiếu pháp) +) vị trí đường kính trung bình củ dH cách giao đường tâm cánh với cạnh huyền tam giác đúc khoảng: mФ = RФ.tgχФ = 723 (mm) χФ = 15 (độ) - góc nghiêng cánh +) giá trị 100 hình vẽ tam giác đúc để định vị tam giác đúc với sàn làm dưỡng 228 7.3.3.4 Tính khối lượng momen quán tính chong chóng *Khối lượng chong chóng “Khối lượng chong chóng xác định cách tính riêng khối lượng củ cánh.” - “Củ xem khối hình học cấu tạo nhiều hình khơng gian đơn giản.” - “Trọng lượng cánh xác định phương pháp lấy tích phân gần dùng máy đo diện tích để xác định thể tích cánh.” Trong tính tốn xác định nhanh chóng khối lượng chong chóng cơng thức thực nghiệm :” G Z b0,6  D M 4.104 D � d H �e0,6 � 4� 6,  2.10 0, 71  � � � 0,59  M lH d H � D �D � � � Trong đó: Z = - số cánh ρM = 8425 kg/m3 - khối lượng riêng vật liệu làm chong chóng D = 5,75 (m) - đường kính chong chóng b0.6 = 2,14 (m) - chiều rộng profin r = 0.6R e0 = 0,11 (m) - chiểu dày lớn profin r = 0.6R dH/D = 0,167 - đường kính tướng đối củ chong chóng → khối lượng cánh: G' = 3266 (kg) lH = 1,50 (m) - chiều dài củ dH = 0,96 (m) - đường kính củ → khối lượng củ chong chóng: G" = 6875 (kg) Vậy khối lượng chong chóng: G = ZG' + G" = 19939 (kg) *Momen qn tính chong chóng Momen qn tính chong chóng xác định theo công thức sau: IP  A  1, 025 A4  M E e0 D 4g A0 Trong đó: C4 - hệ số ảnh hưởng chiều dày cánh C4 = 0.15(e0+eR)/e0 - 0.089 = 0,07 ρM = 8425 kg/m3 - khối lượng riêng vật liệu chong chóng AE/A0 = 0,7 - tỉ số đĩa 229 e0/D = 0,045 - chiều dày tương đối D = 5,75 (m) → IP = 3044 (m4) 7.3.3.5 Kiểm tra bền chong chóng Tính toán độ bền tiến hành cho phép giả thiết sau : - Cánh thiết bị đẩy thay dầm công-sơn thẳng , kiểm tra chịu uốn từ ngoại lực tác dụng - Một trục quán tính trung tâm profin song song với dây cung * Các lực tác dụng lên chong chóng Bao gồm: - lực thủy động dọc trục ( lực đẩy ) - lực thủy động tiếp tuyến - lực ly tâm khối lượng cánh Momen uốn toàn phần mặt cắt cánh thiết kế: Mξ = (MP + MG).cosφ + MT.sinφ Mη = (MP + MG).sinφ + MT.cosφ Trong đó: MP - momen uốn thành phần tiếp tuyến MT - momen uốn thành phần dọc trục MP = KTρn2D5GP/2Z = 505 (kNm) MT = KQρn2D5GT/2Z = 201 (kNm) Với : KT = T/ρn2D4 = 0,29 KQ = JKT/2πη0 = 0,04 Z = - số cánh n = 2,12 (vòng/giây) - vòng quay chong chóng D = 5,75 (m) - đường kính chong chóng GP = 0,475 GT = 1,38 MG - momen uốn thành phần hướng kính MG = 0.7PGrGtgχR = 197,6 (kNm) 230 Với: PG = 4π2n2GrG = 779,77 (kN) - lực ly tâm khối lượng cánh n = 2,12 (vòng/giây) - vòng quay rG = 1,35 (m) - bán kính trọng tâm χR = 15 (độ)   arctg P/D   rP * Tính tốn ứng suất phát sinh cánh Ứng suất lớn - kéo nén biên mặt cắt cánh từ lực thủy động : σξ = Mξ/Wξ Trong đó: Wξ - momen chống uốn mặt cắt cánh trục ξ Wξ = ξe2b Ứng suất từ lực ly tâm tác dụng là: σ G = PG/F Trong đó: F - diện tích mặt cắt cánh F = g1.e.b Tổng giá trị ứng suất kéo nén: σ = σξ + σG Bảng 8.12 - Kiểm tra bền chong chóng Đơn TT Ký hiệu vị r = 0.2R r = 0.6R 01 φ độ 51.2 22.5 02 Mξ kNm 597 726 03 Wξ m3 0.07 0.03 04 σξ kN/m2 8302 26712 05 PG kN 780 780 06 F m2 0.24 0.17 07 σG kN/m2 3254 4617 08 σ kN/m2 11556 31329 09 [σ] kN/m2 65000 65000 231 Vậy chongchóng đủbền 8.3.4 “TÍNH TỒN VÀ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN HÀNH” - “Đồ thị vận hành phục vụ để đánh giá tính di động tàu chế độ khác với chế độ tính tốn Các chế độ khác người ta trường hợp qui định sau:” +” Lực cản công suất kéo thay đổi , từ hậu thay đổi hình dáng vỏ tàu , ảnh hưởng nước cạn sóng gió , lượng chiếm nước thay đổi “ + “Sử dụng cơng suất động trường hợp cá biệt “ + Kéo tàu khác số trường hợp khác - “Tính di động coi xác định chế độ khai thác,nếu biết tốc độ tiến tàu vS công suất PS động phát ra, lực đẩy T số vòng quay n chong chóng” - Đồ thị vận hành miêu tả: + Đặc tính chong chóng: R (vS ; n) PD (vS;n) + Đặ tính vỏ tàu: R (vS) PE(vS;n) + Đặc tính động cơ: TS(vS;n) PS(vS;n) 8.3.4.1 Tính tốn đặc trưng chong chóng làm việc sau thân tàu Tínhtốn lưc đẩy chongchóng có để ý tới dòng theo lực hút (chong chóng sau thân tàu) : TB = KTB.ρn2D4 Cơng suất để quay chong chóng, hệ trục hộp số là: PD = 2πKQBρn3D5/ηBηp Trong đó: “ KTB KQB hs lực đẩy momen chongchóng tínhtốn có để ý tới tương hỗ thântàu chongchóng, hàm bước tươngđối Jv chongchóng Sơđồ tính tốn KTB KQB bảng 8.13” 232 Bảng 8.13 - Tính tốn đặc trưng khơng thứ ngun cho chong chóng sau thân tàu TT Đạilượng tínhtốn 01 J (giá trị tự cho) 02 KT(J; P/D) - đọc từ đồ thị 03 η0 (J; P/D) - đọc từ đồ thị 04 KQ = KTJ/2πη0 05 s = - J/(P/D) 06 t = t0/s 07 KTB = (1-t)KT 08 KQB = iQ.KQ 09 Jv = J/(1 - WT) Trong đó: 0,30 Giátrị tínhtốn 0,40 0,50 0,60 0,240 0,380 0,200 0,480 0,160 0,580 0,110 0,620 0,030 0,620 0,180 0,180 0,030 0,450 0,030 0,490 0,230 0,150 0,030 0,610 0,020 0,360 0,310 0,120 0,020 0,760 0,020 0,230 0,490 0,080 0,020 0,910 t0 = sp.t = 0,11 - hs hút chếđộ buộc t = 0,24 - giátrị hs hút sp = - Jp/(P/D) = 0,47 - giátrị tốcđộ trượt tínhtốn Jp = 0,41 - giátrị bước tương đối tínhtốn P/D = 0,78 - tỉsố bước WT = 0,34 - giátrị hệ số dòngtheo iQ = 0,97 - hs ảnhhưởng thântàu D = 5,75 (m) - đườngkính chongchóng Ngườita tiến hành tínhtốn theo dạng bảng 8.14 vài trịsố vòng giátrị vòng quay chongchóng Bảng 8.14 - Tính tốn đặc trưng chong chóng sau thân tàu n = 137 n = 132 n = 127 n = 122 Đơn TT Đạilượng tính tốn vị Giátrị tínhtốn 01 Jv - giá trị từ bảng 7.14 0.45 0.61 0.76 02 vS=1.945JvnD Kno t 10.3 13.8 17.2 03 TB=KTBρn D kN 847 706 565 04 kW 10488 9225 7635 PD=2πKQBρn D /ηBηp 05 vS=1.945JvnD knot 10.8 14.3 17.9 06 TB=KTBρn D kN 918 765 612 07 kW 11831 10407 8612 PD=2πKQBρn D /ηBηp 08 vS=1.945JvnD knot 11.2 14.9 18.6 09 TB=KTBρn D kN 992 826 661 10 kW 13284 11685 9670 PD=2πKQBρn D /ηBηp 11 vS=1.945JvnD knot 11.6 15.5 19.3 12 TB=KTBρn D kN 1068 890 712 13 kW 14851 13063 10811 PD=2πKQBρn D /ηBηp 8.3.4.2 “Tínhtốn đặc tính ngồi động thân tàu” 233 0.91 20.7 388 5892 21.5 421 6647 22.4 455 7463 23.2 490 8344 “ Đặctính hạn chế ngồi độngcơ thường có tàiliệu kỹthuật kèm với nhà máy chếtạo phụlục sổtay.” “Đểtính gần đặctính độngcơ chính, người ta sửdụng quanhệ gần sau:” Đối với tuốc-bin khí tăng áp T T Đại lượng tính Vòng quay giả thiết, n (vòng/phút) PS = (n/nH)2PSP Giá trị tính tốn 122 127 132 137 9237 10010 10814 11648 Dựavào đườngđặc tích độngcơ, chong chóng vỏtàu ta vẽ đồthị vận hành 234 10 11 12 13 14 15 16 235 17 18 19 20 21 22 ...1.1.TUYẾN ĐƯỜNG Với đề thiết kế tàu chở than, tải trọng 25000 t, chạy tuyến Việt Nam - Indonesia, tốc độ v = 15,2 knots, chạy tuyến đường Việt Nam (Sài Gòn) – Indonesia (Tanjung... Mỗi cầu tàu có sâu 16,5 m,tổng chiều dài cầu tàu 558 m Cầu tàu tiếp nhận tàu có trọng tải đến 180.000 với chiều rộng lớn 47m, mớn nước lớn 15,74 m (khơng kể thủy triều) cầu tàu xếp dỡ tàu lúc(mỗi... thủy triều), cầu tàu xếp dỡ tàu lúc(mỗi cầu tàu xếp dỡ tàu) với suất 10500 T/h với tàu Loại hàng bốc xếp bến Kooragang & than Nhà kho lực chứa 3.000.000 - Khu Kooragang số 3: Cầu tàu có chiều chìm