Tìm hiểu vùng hoạt động tàu mẫu

Phần I : Tìm hiểu vùng hoạt động - tàu mẫu 1.1.Tìm hiểu cảng tàu hoạt động 1- vựng hoạt động 1.1-Vị trí địa lý - Cảng Hải Phòng nằm hữu ngạn sông Cửa Cấm, vĩ độ 20o52' Bắc 106o41' độ kinh Đơng - Cảng Hải Phòng cách phao số khoảng 20 knot Từ cảng Hải Phòng qua luồng Nam Triệu, kênh đào Đình Vũ vào cửa sơng Cấm Cảng Hải Phòng nằm vùng trung chân sơng Hồng mang nhiều phù sa nên tình trạng luồng lạch không ổn định.Từ nhiều năm nay,luồng lạch phải thường xuyên nạo vét sâu đến -5m đoạn Cửa Cấm -5,5m đoạn Nam Triệu.Những năm gần luồng vào cảng bị cạn nhiều Sông Cấm từ -3,9 m đến -4 m nên tàu vào hạn chế trọng tải - Thủy điện Cảng hẹp,vị trí quay tàu khó khăn,cảng có chỗ quay tàu ngangcầu số ( có độ sâu từ -5,5m đến -6 m,rộng khoảng 200m) 1.2-Khả thông qua Trong năm gần đây,Cảng Hải Phòng có bước phát triển mạnh mẽ.Với lượng hàng hóa thông qua Cảng lên đến 43 triệu tấn,tương đương với nguồn thu hải quan khoảng 40.000 tỉ đồng,sức vươn Cảng Hải Phòng đóng góp nguồn lợi to lớn cho đất nước Cách chục năm (năm 1999), dự báo lượng hàng hóa thơng qua Cảngbiển Hải Phòng,nhiều ý kiến cho rằng, đến năm 2010, lượng hàng hóa thơng qua đạt khoảng 8,5 triệu tấn,nhưng thực tế chứng minh vượt trội năm 2010 đạt 38,4 triệu tấn; năm 2011 đạt 43 triệu Lượng hàng qua Cảng tăng kỉ lục,vượt xa dự báo khẳng định,Hải Phòng kiên định mục tiêu phát triển kinh tế biển, gắn với kinh tế Cảng biển Khơng tăng lượng hàng hóa thơng qua, doanh thu Cảng biển tăng trưởng đáng kể chuyển hướng sang xếp dỡ hàng container, mặt hàng chiếm tỷ trọng cao giá trị sản xuất Năm 2011,Cảng Hải Phòng đạt sản lượng sếp dỡ 17,5 triệu tấn, tăng gần triệu so với năm 2010 Doanh nghiệp tập trung vào chuyển đổi Tân Cảng Đình Vũ thành Cảng container chuyên dụng, mở rộng hệ thống kho bãi, đầu tư cần trục, cẩu giàn để đáp ứng nhu cầu phát triển Năm 2012, Thành phố cho xây dựng Cảng cửa ngõ quốc tế Hải Phòng Lạch Huyện Góp sức ngành Hàng Hải quốc gia, Hải Phòng nỗ lực thực dự án cách nhanh chóng tồn diện, mang lại nguồn lợi to lớn cho kinh tế-xã hội Thành phố Mục tiêu tiến biển, thực thắng lợi chiến lược biển VN đến năm 2020 "mạnh biển,làm giàu từ biển" Hải Phòng triển khai mạnh mẽ hiệu 1.3-Cầu cảng kho bãi Các khu vực Cảng HP phân theo lợi sở hạ tầng giao thông đường sắtđường bộ-đường thủy lắp đặt thiết bị xếp dỡ phù hợp với loại hàng hóa, đáp ứng thỏa mãn nhu cầu vận chuyển nhiều loại phương tiện Tồn Cảng có 14 cầu Cảng dài 2215 m, đảm bảo an toàn với độ sâu trước bến 8,4 đến 8,5m Cảng Hải Phòng có Cảng Cảng Chính, Cảng Đình Vũ Cảng Vật Cách * Cảng Chính: Có 11 bến xây dựng từ năm 1967 kết thúc vào năm 1981 dạng tường cọc ván thép neo với tổng chiều dài 1787 m Trên mặt bến có cần trục cổng với sức nâng từ đến 18 Các bến đảm bảo cho tàu 10000 cập cầu Từ cầu đến cầu thường xếp dỡ hàng kim khí, bách hóa, thiết bị Bến 6,7 xếp dỡ hàng nặng Bến 8,9 xếp dỡ hàng tổng hợp Bến 11 xếp dỡ hàng lạnh Tồn kho Cảng có tổng diện tích 46800m2 Các kho xây dựng theo quyhoạch chung Cảng đại có đường sắt trước bến, sau kho thuận lợi cho việc xuất hàng, kho mang tính chất chun dụng Ngồi có bãi chứa hàng với tổng diện tích 183000m2 có 25000 m2 nằm bãi bến Tải trọng bến tấn/m2, dải tiếp phía sau rộng m tấn/m2, bình quân 10 tấn/m2 * Cảng Chùa Vẽ: Có bến với tổng chiều dài 810 m sản lượng thông qua hàng năm 1,6 triệu Trên mặt bến bố trí cần trục KAMYHA có sức nâng Cảng Chùa Vẽ chủ yếu xếp dỡ hàng sắt thép, hàng kiện gỗ * Cảng Vật Cách: Được xây dựng từ năm 1965, ban đầu bến dạng mố cầu có diện tích mặt bến 8x8 m Cảng có mố cầu bố trí cần trục ơtơ để bốc than số loại hàng khác từ salan có trọng tải từ 100 đến 200 1.4- Đặc điểm khí hậu thủy văn 1.4.1-Chế độ gió Phù hợp với chế độ gió mùa nước ta nên sơng Hải Phòng chịu mùa rõ rệt - Gió mùa Đơng Bắc gió Bắc xuất từ tháng đến tháng năm sau - Gió mùa Đơng Nam Nam xuất từ tháng đến tháng Chế độ giá theo quý: - Quý I (từ tháng đến tháng 3):Hướng gió thịnh hành Đơng Bắc, cuối tháng bắt đầu chuyển dần Đông Nam, tốc độ gió trung bình vào khoảng 2,5-3 m/s, tốc độ gió cực đại 16 m/s Trong đợt gió mùa Đơng Bắc mạnh lên đến 20 m/s - Quý II (từ tháng đến tháng 6): Hướng gió thịnh hành Đơng Nam, tốc độ gió trung bình vào khoảng 20 -22 m/s Trong năm bão sớm vào tháng tốc độ 2,5-3 m/s,có thể lên đến 17-32 m/s - Quý III (từ tháng đến tháng 9): Đây thời kỳ gió bão hội tụ mạnh mẽ, hướng gió thịnh hành Đơng Nam Riêng tháng có ảnh hưởng cuẩ gió mùa Đơng Bắc nên cuối tháng thường có gió mùa Đơng Bắc thịnh hành Tốc độ gió trung bình vào khoảng 2,5-3 m/s Tốc độ gió cực đại 18 m/s, thời kì bão hoạt động mạnh mẽ vùng - Quý IV ( từ tháng 10 đến tháng 12): Hướng gió thịnh hành Đơng Nam,tốc độ gió trung bình từ 2,5-3 m/s, tốc độ gió cực đại đạt 27 m/s 1.4.2-Chế độ mưa Phù hợp với quy luật chung khí hậu Việt Nam, có mùa mưa mùa khơ rõ rệt: - Mùa khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng năm sau, tổng lượng mưa mùa thấp - Mùa mưa kéo dài từ tháng đến tháng 10, tổng lượng mưa 20mm Nói chung vùng nằm khu vực có lượng mưa lớn nên kéo theo chế độ nhiệt độ độ ẩm có dải thay đổi đa dạng 1.4.3-Chế độ sương mù giông Mùa đông vùng cửa sông vùng ven biển Hải Phòng, tượng sương mù xảy phổ biến, trung bình tháng có từ đến ngày có sương mù Mùa hè có sương mù xuất Hiện tượng sương mù làm giảm tầm quan sát, tầm nhìn xuống 1km nguy hiểm cho hoạt động lại tàu bè Hiện tượng giông hầu hết xảy vào tháng có giơng năm ( tháng có mưa), tháng mùa đơng khơng có tượng giông xuất hiệntrong khu vực 1.4.4- Nhiệt độ khơng khí - Q I q II: có gió mùa Đông Bắc  Nhiệt độ cao thời kỳ dao động khoảng 19oC ÷ 20oC, riêng tháng 4,10 11 nhiệt độ khoảng 25oC ÷ 28oC  Nhiệt độ thấp vào khoảng 14oC ÷ 17oC - Quý III quý IV: có gió mùa Đơng Nam  Nhiệt độ trung bình vào khoảng 25oC ÷ 28oC  Nhiệt độ cao vào khoảng 29oC ÷ 32oC  Nhiệt độ thấp vào khoảng 22oC ÷ 25oC 1.4.5-Chế độ thủy triều - Chế độ thủy chiều sơng Hải Phòng chế độ bán Nhật Triều với mức cao 4,8 m - Biên độ dao động 4,2 m - Mức độ thủy triều sâu 2,5 m 1.4.6-Độ sâu luồng lạch - Các sơng Hải Phòng có độ sâu trung bình khoảng ÷ 4,8 m Có khả tiếp nhận tàu có trọng tải lớn vào Cảng sửa chữa nhà máy có nước lớn ÷ 4,8 m - Chiều dài luồng tàu 20 hải lý 1.4.7-Chế độ sóng - Khu vực cửa sơng Hải Phòng, mùa Đơng sóng thịnh hành theo hướng Đơng Đơng Bắc Độ cao trung bình dao động từ 0,5 ÷ 0,7 m Mùa hè hướng sóng Nam Đơng Nam, độ cao trung bình từ 0,4 ÷ 0,7 m - Nhiệt độ nước dao động từ 17oC ÷20 oC Từ tháng đến tháng nhiệt độnằm giải từ 26oC ÷ 29oC Từ tháng đến tháng nhiệt độ từ 29oC ÷ 30oC Từ tháng đến tháng từ 24oC ÷ 28oC - Độ mặn :  Khu vực cửa sơng có độ mặn thay đổi liên tục từ ÷ %  Chế độ dòng chảy: chịu dòng chảy nước thượng nguồn đổ chịu ảnh hưởng dòng hải lưu thủy triều gây lên 1.5 Bảng thống kê tàu mẫu  Tàu mẫu tàu đóng đưa vào khai thác mà có tính tốt, loại tàu cơng dụng với tàu thiết kế Có trọng tải sức chở hàng, tốc độ công suất máy vùng khai thác tương đương với tàu thiết kế  Bảng thống kê tàu mẫu vô quan trọng người thiết kế trước bước vào cơng việc thiết kế loại tàu Tàu mẫu tàu có thơng số tính quan trọng gần giống tàu ta chuẩn bị thiết kế ví dụ số trọng tải, số hành khách, tốc độ vị trí phạm vi khai thác, loại máy v.v… Tuỳ thuộc vào loại tàu, mức độ phức tạp thiết kế mà người thiết kế chọn lựa tiêu khác Dưới tiêu St Thơng số Kí Đơn BÌNH AN 01 SILCO SƠNG 1t Công suất hiệu PS vị cv 910x2 STAR 900x2 HÀN 850x2 Chiều dài thiết kế L m 25.1 24.2 24.34 Chiều rộng thiết kế B m 7.774 7.62 7.92 Chiều cao mạn D m 3.7 4.19 3.65 Chiều chìm T m 3.05 Hệ số béo thể tích Hệ số béo đường CB 0.45 0.5 0.59 nước CW 0.82 0.76 0.82 Hệ số béo sườn CM 0.781 0.82 0.86 L/B 3.22 3.17 3.07 10 B/T 2.59 2.5 2.64 11 D/T 1.23 1.37 1.22 12 Số IMO 9023964 8738859 9023287 13 Cảng đăng kí Sài Gòn Hải Phòng Sài Gòn 14 Cấp tàu VRH I VRH I VRH I 15 16 Quốc Gia VN VN VR06247 VN VR73150 Số phân cấp VR011837 Phần II : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1.Lượng chiếm nước sơ tàu Hình 2.1.Đồ thị quan hệ lượng chiếm nước tàu với công suất máy Căn vào đồ thị ta có lượng chiếm nước tàu kéo xác định theo công thức: (2.1)   0,3851PS 0,9034  329,56 m   330 Chon m Trong đó: PS = 1700cv – cơng suất máy chính, cv 2.2.Xác định kích thước chủ yếu 2.2.1 Chiều dài tàu Đối với tàu kéo cảng chiều dài tàu xác định theo mối quan hệ sau: Hình 2.2.Đồ thị quan hệ chiều dài tàu với công suất máy L  2,3824 PS 0,3266  27, 02 m (2.2) Với PS = 1700cv- cơngsuấtmáychính 10 Chọn L = 26,5 m 2.2.2 Chiều rộng tàu Hình 2.3.Đồ thị quan hệ chiều rộng tàu với công suất máy B  1, 2749 PS 0,2485  8, 095 m (2.3) VớiPS = 1700cv –cơngsuấtmáychính Chọn B = m 2.2.3 Chiều chìm tàu Chiều chìm tàu lựa chọn sở sau + Theo điều kiện khai thác luồng lạch, bến cảng, cầu +Theo tối ưu tỷ số kích thước + Theo điều kiện làm việc hệ động lực + Qua kinh nghiệm khai thác - Xác định sơ chiều chìm thơng qua mối quan hệ với cơng suất máy T  0, 2975 PS 0,3007  2,8 m (2.4) 11 Hình 2.4 Đồ thị quan hệ chiều chìm với cơng suất máy Với PS = 1700 cv- cơngsuấtmáychính - Xácđịnhthơng qua mốiquanhệvớichiềurộngtàu B T  0, 4155B  0,564  2,88 m Chọn T = 2,8m 2.2.4 Chiều cao mạn D (2.5) D  0, 4844 PS 0,2765  3,83 (2 6) m Với PS = 1700 cv- cơngsuấtmáychính Hình 2.5 Đồ thị quan hệ chiều cao mạn với công suất máy Chọn D = 3,8m 2.2.5 Các hệ số béo - Hệ số béo thể tích 12 Thơng thường tàu kéo cảng hệ số béo thể tích dao động khoảng (0.52 -0.6) Chọn CB = 0,53 - Hệ số béo sườn Theo thống kê CM dao động khoảng (0,84 - 0,94) tàu kéo cảng Chọn CM= 0,86 - Hệ số béo đường nước thiết kế CWP Theo thống kê hệ số béo đường nước thay đổi khoảng (0,75 -0,85), tính sơ ta sử dụng công thức sau: CWP =CB +0,25 Chọn CWP = 0,84 - kiểm tra tỷ số kích thước L/B = 3,31 B/T = 2,86 D/T = 1,36 Phù hợp số liệu tàu mẫu (2 8) 2.3 Nghiệm lại kích thước chủ yếu tàu theo phương trình sức ∆m=kρCBLBT = 332 Trong k =1,005 – hệ số kể đến phần nhô Với L = 26,5m (2 9) B=8m T = 2,8m D = 3,8m CB=0,53 So sánh:  m   m   msb 332  330 100%  100%  0, 06  msb 330 Thỏa mãn 2.4 Xác định khác khối lượng thành phần Phương trình khối lượng tàu:  m   mtk  DW (2 9) Trong đó:mtk- khối lượng tàu khơng, DW - trọng tải tàu, 2.4.1 Khối lượng tàu khôngmtk 13 3.1.3 Sứccảncủatàukéo SứccảncủatàukéođượctínhtheophươngphápOortsmersena Lựccảntàuđượctínhnhưsau: Theo đó, 112 Trongđó : - RW : lựccảnsóngtínhtheocơngthức - HệsốFroute Fr = v g.L D Với LD = 1/2(LPP + LW) = 26,5m Với :Ci : cáchệsốđượcbiểudiễnbằngđathức , phụthuộcvàocácthơngsốhìnhdángtàu m  0,14347. 2.1976  0, 42 �1 � L D -CB � � x � lcb  C = � 100% =  0,509 LD LD XC :hồnhđộtâmnổitínhtheocơngthức: L    D  0,87 B � � 0.65   xC  0, 011 � sin � � � �2 0.15 � � L  0, 23 � 1� � � , radian   30 , độ Gócvàonướctínhtheotồnbộbềmặtđườngnước d10 = d11 = d12 = d13= d14 = d15 = d16 = d17 = d18 = d19 = d1,10 = d1,11 = 79.32131 -0.09287 -0.09209 -216.159 187.1366 -1.42893 0.11898 0.15727 -0.00064 -2.52826 0.50619 1.62851 d20 = d21 = d22 = d23= d24 = d25 = d26 = d27 = d28 = d29 = d2,10 = d2,11 = 6714.88397 19.83 3.60997 -19662.024 14099.904 137.33613 -13.36938 -4.49852 0.02 216.44923 -35.07662 -128.72535 d30 = d31 = d32 = d33= d34 = d35 = d36 = d37 = d38 = d39 = d3,10 = d3,11 = -908.444 2.52704 -0.35794 755.1866 -48.9395 -9.86873 -0.77652 3.7902 -0.01879 -9.21399 1.28571 250.6491 d40 = d41 = d42 = d43= d44 = d45 = d46 = d47 = d48 = d49 = d4,10 = d4,11 = 3012.1455 2.71437 0.25521 -9198.808 6886.6042 -159.9269 16.23621 -0.82011 0.00225 236.3797 -44.1782 207.2558 113 Ta tínhđược : C1= -6,523.10-3,C2= 467,689.10-3,C3= -301,298.10-3, C4= 100,749.10-3 - RF : lựccản ma sáttínhtheocơngthức Trongđó : = 0,002 :hệsốlựccản ma sátcủatấmphẳng = 0,0005 : tổngcáchệsốlựccản ma sátphụsinhra độnhám, tínhănlái, gióvàcácphầnnhơ Lấytheobảng6.3 ,sách “Lựccảntàuthuỷ” 3.1.4 Xácđịnhvậntốccủatàukéo chếđộkéo Xâydựngđượcđườngcongsứccảnvàcơngsuấtkéocủacảđồntàu -Từcơngsuấtmáychính PS, ta xácđịnhcơngsuấtcóích Pe =0,97.D.PS= 943,2 cv D – hiệusuấtchungcủathântàu , chọnsơbộD =0,55 PS= 1700cv CăncứvàođườngcongPe(v) ta xácđịnhđượctốcđộcủatàukéo chếđộkéotàu Ta - VậntốckéocủatàuvS= 7,67 hl 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 ... thống kê tàu mẫu  Tàu mẫu tàu đóng đưa vào khai thác mà có tính tốt, loại tàu cơng dụng với tàu thiết kế Có trọng tải sức chở hàng, tốc độ công suất máy vùng khai thác tương đương với tàu thiết... với tàu thiết kế  Bảng thống kê tàu mẫu vô quan trọng người thiết kế trước bước vào công việc thiết kế loại tàu Tàu mẫu tàu có thơng số tính quan trọng gần giống tàu ta chuẩn bị thiết kế ví dụ... lượng tàu:  m   mtk  DW (2 9) Trong đó:mtk- khối lượng tàu không, DW - trọng tải tàu, 2.4.1 Khối lượng tàu khôngmtk 13  mtk  mv  mtb htt  mm  m  mhlcd Trong đó: mv – khối lượng vỏ tàu,