TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG tàu mẫu

PHẦN I : TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG - TÀU MẪU 1.1 TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG Mỗi tàu thiết kế phải thoả mãn yêu cầu thiết kế đưa ra, ngồi phải đảm bảo hành hải an tồn làm việc có hiệu tuyến đường quy định Tuyến đường cho biết đặc điểm khí tượng thuỷ văn, điều kiện sóng gió, độ sâu luồng lạch yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến tính hành hải tàu Vì lí người thiết kế phải lựa chọn phương án thiết kế phù hợp tìm hiểu tuyến đường, cảng cảng đến tàu để lựa chọn kích thước tàu hợp lý đạt hiệu thiết kế cao Với yêu cầu thiết kế tàu chở dầu có trọng tải 12.800 lí nên tuyến đường lựa chọn là: - Cảng : Cảng Cái Mép - Vũng Tàu - Cảng đến : Cảng Busan -Hàn Quốc 1.1.1 Tìm hiểu đặc điểm hai cảng 1.1.1.1 Cảng Cái Mép - Vũng Tàu +Vị trí cảng: 10°31'29"N - 107°01'25"E + Điểm đón trả hoa tiêu: 10°17'15"N - 107°04'56"E + Luồng lạch vào cảng: - Chiều dài: 15 km - Độ sâu: -14,0 m - Chế độ thủy triều: bán nhật triều Chênh lệch thủy triều: 1.1m ~ 4.9m Chênh lệch bình quân : 3,4 m - Mớn nước cao cho tàu vào: 14m - Bến tàu 60000 DWT có chiều dài 320m, sâu 15,2 m - Bến tàu 5000 DWT có chiều dài 138,1 m, sâu -10,8 m - Bến xà lan có chiều dài 24m + Tổng diện tích mặt cảng: 35 + Bồn chứa: Sức chứa tổng cộng: 80,000 m3 + Thiết bị chính: Thiết bị nhập xuất có thiết bị với công suất 3000m3/h 1.1.1.2 Cảng Busan – Hàn Quốc Nằm vĩ độ 35016', 129003' Đông Điều kiện vào cảng dễ dàng khơng có tàu lai dắt, có 18 cầu tàu nhiều vị trí neo đậu, điều kiện xếp dỡ thuận tiện Cảng có cẩu trục 30,5 Tấn nhiều loại khác Năng bốc xếp loại hàng: Bách hóa 1000 tấn/ngày, Hàng rời 1200 Tấn/ ngày Than 7500T/ ngày Cảng có đội xà lan cung cấp nhiên liệu nước có hệ thống thơng tin liên lạc đầy đủ, Cảng có 04 đà sửa chữa loại tàu 26000T Ngày nghỉ từ 01-03 tháng 01 từ 01-10, tháng 03 05/09, 06/06, 17/7, 15/08, 03/09, 24/10, 24/12 1.1.3 Đặc điểm tuyến đường - Khí hậu; Khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều vùng nằm khu vực nhiệt đới gió mùa ẩm thổi từ tháng tới tháng 10 hướng Tây Nam Đơng Nam, gió mùa khơ lạnh thổi từ tháng 10 tới tháng năm sau - Thủy văn: chế độ nhật triều, dao động vùng nước tương đối lớn, hải lưu chịu ảnh hưởng dòng hải lưu nóng Sumono, dòng men theo biển nước Châu Á vào bờ biển Châu Mỹ xuống xích đạo quay trở lại biển Châu Á tạo nên dòng chảy kín Ngồi , thủy văn vùng chịu hải lưu nóng Diako chảy từ Châu Mỹ xuống bờ biển Châu Á xuống xích đạo Hàng năm, lưu lượng dòng hải lưu tới 46.106 km3 - Gió : Gió đơng nam thổi từ tháng – tháng 10, gió Bắc thổi từ tháng 10 tới tháng năm sau Giữa mùa có thời gian chuyển tiếp gió thơng thường vào tháng tới tháng từ quần đảo Philipin tới bờ biển Nam Trung Quốc, gió kéo dài 2-4 ngày, sức gió 812 - Bão: gió Đơng Nam thổi từ tháng đến tháng 10, gió Bắc thổi từ tháng 10 đến tháng năm sau Khu vực hay bị bão, gió giật, lốc xốy, mật độ cao thường vào tháng – tháng từ quần đảo Philipin tới bờ biển Nam Trung Quốc Mỗi cơn gió kéo dài 2-4 ngày, sức gió 8-12 - Sóng : Biên độ dao động khoảng 2,5-3,2 m, chiều dài song 1,5 – 8m, độ sâu không hạn chế , bị ảnh hưởng đá ngầm nên việc lại dễ dàng - Sương: Sương mù thường thấy vào sang sớm & chiều tối, số ngày có sương mù lên tới 115 ngày/ năm 1.1.2 Đặc điểm tuyến đường 1.1.2.1.Khí hậu - Khí hậu vùng nói chung nóng ẩm, mưa nhiều nằm khu vực nhiệt đới gió mùa -Gió mùa hạ ẩm ướt, thổi từ tháng (5÷ 10) theo hướng Đơng Nam Tây Nam -Gió mùa khơ lạnh thổi từ tháng 11 đến tháng năm sau - Do ảnh hưởng gió mùa nên lượng mưa tập trung từ tháng đến tháng Do ảnh hưởng gió mùa lạnh nên khu vực có sương mù xuất vào buổi sáng tối, khoảng thời gian từ tháng đến tháng nên ảnh hưởng đến tầm nhìn tàu 1.1.2.2.Thuỷ văn -Tuyến đường có chế độ nhật chiều, dao động mực nước tương đối lớn Hải lưu tuyến chịu ảnh hưởng dòng hải lưu Sumio, dòng hải lưu ven biển Châu Á lên phía bắc, lên bờ biển Châu Mỹ quay xích đạo tạo thành vùng kín -Ngồi tuyến đường chịu ảnh hưởng dòng hải lưu Diano chảy ngược từ Bắc Mỹ lên phía Nam bờ biển Châu Á Hàng năm lưu lượng nước dòng chảy ước tới 46 triệu km3 Do ảnh hưởng dòng hải lưu nên tốc độ tàu bị giảm nhiều 1.1.2.3.Gió - Gió đơng nam thổi từ tháng đến tháng 10 Gió Bắc thổi từ tháng năm sau Giữa mùa thường thời gian chuyển tiếp nên gió nhẹ cấp 2, cấp3, có lúc gió thổi tới cấp gây nên biển động, ảnh hưởng tới độ ổn định chòng trành tàu 1.1.2.4.Bão -Có ảnh hưởng tới hoạt động tàu, ảnh hưởng tới ổn định tàu an toàn hàng hố, khu vực thường có bão nên khai thác tàu bị giảm nhiều Mật độ bão dày, thường có giật mạnh cấp 7,cấp Đơi có gió giật mạnh đến cấp 12 cấp12 -Bão thường xuất từ tháng đến tháng Vị trí xuất bão thường từ quần đảo Philippin từ bờ biển Nam Trung Quốc Trên tuyến có xuất sóng hồi sóng dừng Biên độ dao động sóng trung bình thường từ (2,5÷ 3,2) m Chiều dài sóng (15÷ 80) m 1.1.2.5.Độ sâu Tuyến đường có độ sâu khơng hạn chế - Khoảng cách cảng 2200 hải lý - Thời gian hành trình ngày - Để ý đến điều kiện ảnh hưởng khác chọn thời gian hành trình 10 ngày 1.1.2.6 Chọn loại hàng chuyên chở Dầu mà tàu chuyên chở dầu thô 1.2 TÀU MẪU STT Tên tàu Significantships Lmax (m) Lpp (m) B (m) bmk (m) D (m) hđđ (m) Design T (m) Scantlin g CB vs (knot) Lightweight (t) Design ∆m (t) Scantlin g Design DW Scantlin (dwt) g GT (gt) Cargo capacity (m3) Water ballast(m3) Output (kW) Ne Number n, (rpm) Chon Number g Diamete chón r (m) g Thuyền viên 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Eships Cobia Belisaire BUNGA SIANTAN 2006/T48 127 119 20.400 2001/T11 129.95 124.3 20.000 1991 / T13 143 133 22.400 11.70 9.75 11.80 8.25 6.5 9.1 8.60 7.59 13.5 13.8 13.5 4815 MITROPE 1999/T64 149.4 138.0 23.000 1.980 12.00 1.480 8.5 8.55 0.801 13.7 6575 22441 21739 22441 13718 12300 13100 8473 12680 7093 13924 9990 13866 11530 14100 5400 12640 5217 19733 3268 8564 8100 4500 600 3840 600 4725 139 4710 110 19 5000 4.2 26 15 PHẦN II : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU 2.1.1 Xác định chiều dài tàu -Xác định chiều dài tàu theo công thức : L pp = 7,3423.DW 0,3002 = 7,3423.128000,3002=125,54 m (3.13)/tr56/[1] Chọn chiều dài tàu L = 126 m 2.1.2 Xác định chiều rộng tàu -Xác định chiều rộng tàu theo công thức : B = 1,208DW 0,302 = 1,208.128000,302= 21,010 m (3.15)/tr56/[1] Chọn chiều rộng tàu B = 21,10 m 2.1.3 Xác định chiều chìm tàu -Xác định chiều chìm tàu theo cơng thức d = 0,552.DW 0,286 = 0,552.128000,286= 8,252 m (3.18)/tr56/[1] Chọn chiều chìm tàu d = 8,60 m 2.1.4 Xác định chiều cao mạn -Xác định chiều cao mạn theo công thức: 0,301 D = 0,6662 DW = 0,6662 12800 Chọn chiều cao mạn D = 11,40 m 0,301 = 11,478 m 2.1.5 Xác định tỷ số kích thước - Tỷ số: L/B ( 5,5÷7,0) L/B =126/21,1= 5,97 (tm) -Tỷ số: B/T (2,3÷3.2) B/T = 21,1/8,6 =2,45 (tm) -Tỷ số D/T (1,3÷1,6) D/T = 11,4/8,6 = 1,33 (tm) 2.1.6 Xác định hệ số béo tàu 2.1.6.1 Hệ số béo thể tích CB - Xác định số Frude: Fr = Trong đó: v gL v = 14 (knots) =7,2 (m/s) - tốc độ tàu g =9,81(m/s2)-gia tốc trọng trường L = 126(m)- chiều dài tàu ⇒ Fr = v 7, = = 0, 204 gL 9,81.126 - Hệ số béo thể tích (theo Alecxander-đối với tàu chạy biển) CB = 1,045 – 1,68.Fr± 0,12 = 1,045 – 1,68.0,204± 0,12 = 0,7±0,12 = 0,7± 0,82 (3.19)/tr56/[1] Chọn hệ số béo CB = 0,750 2.1.6.2 Hệ số béo đường nước CW CW=CB+0,08= 0.750+0,08 = 0,83 (Theo Munro-Smith) [1] Chọn Cw = 0,830 2.1.6.3 Hệ số béo sườn CM CM =CB1/9+0,015=0.751/9+0,015 = 0,983 (Theo A.Sik) [1] Chọn CM = 0,983 2.1.6.4 Hệ số béo dọc CP CP = CB 0.750 = = 0.763 CM 0.983 Chọn CP= 0,763 Các thông số sơ tàu : Stt Thông số K.hiệu Đơn vị Trị số Chiều dài đường nước thiết kế Lpp m 126 Chiều rộng tàu B m 21,1 Chiều chìm tàu d m 8,60 Chiều cao mạn tàu D m 11,40 Hệ số béo thể tích CB - 0,750 Hệ số béo đường nước CW - 0,830 Hệ số béo sườn CM - 0,983 Hệ số béo dọc CP - 0,763 Tỉ số L/B L/B - 5,97 10 Tỉ số B/T B/d - 2,45 11 12 Tỉ số D/T Lượng chiếm nước D/d ∆m 1,33 17548 • Nghiệm theo phương trình sức cản: ∆m = k.ρ.CB.L.B.d= 1,005.1,025.0,750.126.21,1.8,6=17548 (tấn) Trong đó: k = 1,005 L,B,d - Chiều dài, chiểu rộng, chiều chìm tàu (m) ρ=1,025 t/m3 –khối lượng riêng nước 2.2 NGHIỆM LẠI LƯỢNG CHIẾM NƯỚC TÀU THEO KHỐI LƯỢNG 2.2.1 Tính tốn chọn máy -Xácđịnh công suất máy cần thiết : Áp dụng công thức hải quân: ∆ 2/3 VS 175482/3.7, 23 Ne = = 4486 (kW) = Chq 55,102 Với Chq xách định từ tàu mẫu: Chq (m)i = (∆ 2/3 vs ) ( m ) i ( Ne)(m) i Từ bảng thống kê tàu mẫu ta có: Chq(m)= 217392/3.6,943 = 55.102 4725 Tra catalog ta chọn máy có thông số máy sau: -Model: 7L35MC -Công suất động cơ: 4550 (kW) = 6188 (cv) -Vòng quay động cơ: 210 (rpm) -Khối lượng động cơ: 75 (tấn) -Số kỳ động cơ: 2.2.2 Sơ tính khối lượng thành phần -Xác định lượng chiếm nước toàn tải: ∆ m = Σmi = ∆ + DW Trong đó: ∆ – khối lượng tàu khơng DW – trọng tải tàu 2.2.2.1 Khối lượng tàu không Trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lượng tàu không ∆ chia thành thành phần khối lượng sau : ∆ = mvt + mtbh + mm + m∆ ( ) (1) Trong đó: mvt – khối lượng thân tàu mtbh – Khối lượng trang thiết bị, hệ thống mm – khối lượng trang thiết bị lượng m∆ – Khối lượng dự trữ lượng chiếm nước Áp dụng tính tốn với công thức (1) tàu thiết kế sau: -Khối lượng thân tàu: mvt = mv + mtt -Trong đó: mv – Khối lượng phần thân vỏ tàu mtt – Khối lượng phần thượng tầng Khối lượng phần thân vỏ tàu xác định theo công thức: k k k mv = k1.L B D ( ) Hệ số k tra bảng với tàu dầu, ta được: k1=0,0361 ; k2=1,6 ; k3=1,0 ; k4=0,22 mv=0,0361.1261,6.21,1.11,50,22 = 2990( ) Khối lượng phần thượng tầng xác định sơ dựa vào khối lượng phần thân vỏ tàu loại tàu: Đối với tàu dầu: mtt = (6÷8)% mv = 8%.2990= 239,2( ) mvt = mv + mtt = 2990 + 239,2=3229,2( ) Khối lượng trang thiết bị hệ thống mtbh: mtbh = k1 ( L.B.D ) ( ) k Trong đó: k1, k2 tra theo bảng ta được: k1=10,820 ; k2=0,41 mtbh = 10,820 ( 126.21,1.11,5 )0,41= 746( ) Khối lượng trang thiết bị lượng mm = k1.Ne K =1,88 61880.6 = 354, 07 (tấn) Trong đó: Ne – cơng suất tổ hợp thiết bị lượng(cv) Chọn loại máy động diesel kì có: k1=1,88 ; k2=0,6 Dự trữ lượng chiếm nước m∆ = m∆ , ∆ m =0,01.17548= 175,48( ) , đó: m∆ = (0,01 ÷ 0,015) – khối lượng đơn vị dự trữ LCN ∆ = 3229,2+ 746+ 354,07+ 175,48= 4500 ( ) 2.2.2.2 Trọng tải tàu DW Khối lượng thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống m14 = m1401 + m1402 + m1403 = 2,6 +0,6 +20= 23,2 ( tấn) m1401- khối lượng thuyền viên hành lý: m1401 = ntv.a = 20.0,13 = 2,6 Trong đó: ntv- số thuyền viên (lựa chọn theo tàu mẫu) a - khối lượng thuyền viên hành lý ( a = 130 -150 kg/người) m1402 - khối lượng lương thực, thực phẩm: m1402 = ntv b.t =20.0,003.10 = 0,6tấn Trong đó: b - dự trữ thực phẩm cho thuyền viên ngày đêm b = (3÷ 5) kg/người/ngày t - thời gian hành trình tàu( ngày ) m1403 -khối lượng nước uống nước sinh hoạt: m1403 = ntv c.t = 20.0,1.10 =20(tấn ) Trong đó:c - dự trữ nước cho người ngày đêm c= (100 ÷ 150) lít/người/ ngày Khối lượng nhiên liệu, dầu mỡ nước cấp m16 = m1601 + m1602 + m1603 = knl m1601 =1,06.196,56 = 208,35 10 TRẠNG THÁI No3: 0% Hàng, 100% dự trữ Trọng lượng thành phần Tàu không Khoang hàng No1(T+P) Két dằn No3(T+P) BẢNG CÁC THÀNH PHẦN TẢI TRỌNG Khối lượng T.độ trọng tâm Mômen tĩnh Pi(T) xi(m) zi(m) Pi.xi(T.m) Pi.zi(T.m) 4550 -1.89 8.89 -9739.59 45822.43 - - - - - 617.285 -7.29 3.20 -4496.92 1975.31 Két dằn No4(T+P) 0.000 3.98 3.20 0.00 0.00 Két dằn No5(T+P) 524.693 15.23 3.20 7988.44 1679.02 Két dằn No6(T+P) 462.964 26.48 3.20 12256.97 1481.48 Két dằn No7(T+P) 444.445 37.73 3.20 16766.70 1422.23 Két dằn No8(T+P) 432.100 48.98 3.20 21162.08 1382.72 Két dằn mũi 715.294 -58.98 6.40 -42184.46 4577.88 Két nước Các két dầu đ.đ b.máy Két dầu DO mạn (T+P) Két dầu FO mạn (T+P) Két phục vụ FO 20.000 -62.50 12.80 -1250.00 256.00 55.000 -62.50 1.20 -3437.50 66.00 26.000 -49.65 8.40 -1290.90 218.40 95.000 -53.75 7.35 -5106.25 698.25 21.090 -47.80 6.80 -1008.12 143.41 Két tuần hoàn FO 24.548 -42.60 6.80 -1045.74 166.93 Két dầu hàng bẩn Thuyền viên+Hành lý Lương thực, thực phẩm 167.000 -42.60 8.70 -7114.20 1452.90 3.000 -53.750 18.500 -161.25 55.50 3.200 -53.750 15.500 -2150.00 620.00 Tổng 8801.64 -20810.74 62018.46 Đại lượng Kí hiệu tính Lượng ∆m chiếm nước Hoành độ LCG trọng tâm Cao độ trọng KG tâm Đơn vị Trị số T 8801.6 m -2.364 m 7.046 8.2.2.Bảng xét ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng tới chiều cao tâm nghiêng ban đầu cánh tay đòn ổn định 153 Bảng xét ảnh hưởng mặt thoáng TRẠNG THÁI No1 100% HÀNG 100% DỰ TRỮ stt Tên khoang két S l V (m3) b (m) a (m) C (m) γ (T/m3) CB e K ∆M h0 K.hàng No1 920.403 9.95 10.00 11.25 0.840 0.907 701.065 1.4 814.471 K.hàng No2 1097.211 9.95 10.00 11.25 0.840 0.990 912.487 1.4 1060.093 K.hàng No3 1154.959 9.95 10.00 11.25 0.840 1.016 985.465 1.4 1144.876 K.hàng No4 1154.959 9.95 10.00 11.25 0.840 1.016 985.465 1.4 1144.876 K.hàng No5 1097.211 9.95 10.00 11.25 0.840 0.990 912.487 1.4 1060.093 K.hàng No6 854.669 9.95 10.00 11.25 0.840 0.874 627.319 1.4 728.796 K.hàng No7 658.326 9.95 10.00 11.25 0.840 0.767 424.086 1.4 492.686 K.hàng No8 635.227 9.95 10.00 11.25 0.840 0.753 401.962 1.4 466.984 K.dằn mạn No1 197.478 2.40 10.00 11.25 1.025 0.855 173.109 1.0 34.649 19 Két nước 94.739 6.20 2.85 6.50 1.000 0.908 86.043 1.0 156.109 20 K.FO đ.đ b.máy 90.964 7.40 2.12 11.20 0.900 0.720 58.974 1.4 240.924 21 K dầu DO mạn 34.019 6.00 5.40 3.50 0.830 0.548 15.465 1.4 20.063 22 K.dầu FO mạn 458.358 6.40 8.60 11.20 0.900 0.862 355.714 1.4 309.084 23 K phục vụ FO 23.434 3.00 2.80 2.80 0.900 0.998 21.052 1.4 26.336 24 K.tuần hoàn FO 27.275 3.50 2.80 2.80 0.900 0.997 24.474 1.4 35.720 25 K.dầu hàng bẩn 246.960 6.80 9.80 5.00 0.900 0.861 191.351 1.4 155.027 7890.8 Tổng 154 Bảng xét tới ảnh hưởng mặt thoáng TRẠNG THÁI No3: 0% HÀNG 100% DỰ TRỮ stt Tên khoang két S l V (m3) b (m) a (m) c i(m) γ (T/m3 ) CB e K ∆M h0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 107.14 2.40 10.00 11.25 1.03 0.63 69.18 1.00 13.85 92.09 2.40 10.00 11.25 1.03 0.58 55.12 1.00 11.03 61.98 2.40 10.00 11.25 1.03 0.48 30.44 1.00 6.09 31.86 2.40 10.00 11.25 1.03 0.34 11.22 1.00 2.25 22.83 2.40 10.00 11.25 1.03 0.29 6.81 1.00 1.36 16.81 2.40 10.00 11.25 1.03 0.25 4.30 1.00 0.86 697.85 10.55 11.40 9.50 1.03 0.78 559.02 1.00 431.46 Két dằn mạn No1 Két dằn mạn No2 Két dằn mạn No3 Két dằn mạn No4 Két dằn mạn No5 Két dằn mạn No6 Két dằn mạn No7 Két dằn mạn No8 Két dằn mũi Két dằn lái - - - - - - - - - - 10 Két nước Két FO đ.đ 11 b.máy Két dầu DO 12 mạn 13 Két dầu FO mạn 94.74 6.20 2.85 6.50 1.00 0.91 86.04 1.00 156.11 90.96 7.40 2.12 11.20 0.90 0.72 58.97 1.40 240.92 34.02 6.00 5.40 3.50 0.83 0.55 15.46 1.40 20.06 458.36 6.40 8.60 11.20 0.90 0.86 355.71 1.40 309.08 14 Két phục vụ FO Két tuần hoàn 15 FO Két dầu hàng 16 bẩn 23.43 3.00 2.80 2.80 0.90 1.00 21.05 1.40 26.34 27.28 3.50 2.80 2.80 0.90 1.00 24.47 1.40 35.72 246.96 6.80 9.80 5.00 0.90 0.86 191.35 1.40 155.03 2326.810 Tổng 152 8.2.3.Cân dọc trạng thái tải trọng: TRẠNG THÁI No1: 100% Hàng, 100% dự trữ BẢNG CÂN BẰNG DỌC TÀU Stt Đại lượng tính Ký hiệu - Cơng thức Đ.vị Trị số Lượng chiếm nước ∆m Tấn 17557.2 Thể tích ∇ m Mớn nước trung bình d m 8.60 Chiều dài hai trụ Lpp m 126.00 Hoành độ trọng tâm LCG m 2.13 Cao độ trọng tâm KG m 6.55 Hoành độ tâm LCB m 1.88 Cao độ tâm KB 4.48 4,79 Bán kính tâm nghiêng BM m 4.30 10 Bán kính tâm chúi BML m 159.37 11 Chiều cao tâm chúi KML m 157.30 12 Mômen nghiêng dọc/1cm chiều chìm M cm = T.m /cm 219.18 13 Độ chúi tổng cộng m 0.21 14 Hoành độ tâm đường nước LCG − LCB ∆d = 100.M cm LCF m -2.69 15 Số gia mớn nước mũi m -0,01 16 Số gia mớn nước lái m 0,01 17 Mớn nước mũi m 8.56 18 Mớn nước lái m 8.59 19 Cao độ tâm nghiêng d d = d + ∆d d KMT m 8.78 20 M.m qtính mặt thống ∑M T.m 14056,4 21 Hiệu chỉnh a.hưởng mặt thoáng m 0.80 22 Ch.cao tâm nghiêng ban đầu ∆ KMT0=KMT-KG m 2.22 23 Ch.cao tâm nghiêng sau h.chỉnh KMT'0 = KMT0 − ∆h0 m 1,23 ∆.KML 100.L L  ∆d ∆d f =  − LCF ÷ 2  L L  ∆d ∆d a = −  + LCF ÷ 2  L d m = d + ∆d m ∆h0 = 153 h ∑ ∆M h 17129.0 TRẠNG THÁI No3: 0% Hàng, 100% dự trữ BẢNG CÂN BẰNG DỌC TÀU Stt Đại lượng tính Ký hiệu - Cơng thức Đ.vị Trị số Lượng chiếm nước ∆m Tấn 10281.6 Thể tích ∇ m Mớn nước trung bình d m 4.82 Chiều dài hai trụ Lpp m 103.6 Hoành độ trọng tâm LCG m -9.82 Cao độ trọng tâm KG m 7.06 Hoành độ tâm LCB m 2.84 Cao độ tâm KB m 3,048 Bán kính tâm nghiêng BM m 6.90 10 Bán kính tâm chúi BML m 222.73 11 Chiều cao tâm chúi KML m 220.68 12 Mômen nghiêng dọc/1cm chiều chìm T.m /cm 170.31 13 Độ chúi tổng cộng m -7.65 14 Hoành độ tâm đường nước m 3.30 15 Số gia mớn nước mũi m -1,968 16 Số gia mớn nước lái m 2,138 17 Mớn nước mũi m 3,917 18 Mớn nước lái m 5,736 19 Cao độ tâm nghiêng m 11.92 20 M.m qtính mặt thoáng T.m 1839,3 21 Hiệu chỉnh a.hưởng mặt thoáng m 0.23 22 Ch.cao tâm nghiêng ban đầu ∆ KMT0=KMT-KG m 4.86 23 Ch.cao tâm nghiêng sau h.chỉnh KMT'0 = KMT0 − ∆h0 m 2,665 M cm = ∆d = ∆.KML 100.L LCG − LCB 100.M cm LCF L  ∆d ∆d f =  − LCF ÷ 2  L L  ∆d ∆d a = −  + LCF ÷ 2  L d m = d + ∆d m d d = d + ∆d d KMT ∑M ∆h0 = 169 h ∑ ∆M h 10030.9 Tư tàu trạng thái tải trọng: Trạng thái No1: dm < dđ nên tàu chúi đuôi Góc chúi: tgψ = Δd/L = -0,000095 →ψ = -0,0055 (độ) dm = 8,59 > [dm] =4,75(m) - tránh Slemming dđ = 8,6 > [dđ] =6,65 (m) - đảm bảo thiết bị đẩy Trạng thái No3: dm < dđ nên tàu chúi Góc chúi: tgψ = Δd/L = -0,0326 →ψ = -1,876(độ) dm = 3,917 < [dm] =4,75(m) - tránh Slemming dđ = 8,023 >[dđ] =6,65 (m) - đảm bảo thiết bị đẩy 8.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHM Bảng tính cánh tay đòn ổn định hình d¸ng Các thơng số Thể tích ngâm nước Chiều chìm tàu 170 V3 = 10030 (m3) d= 4.89 (m) Chiều dài tàu Đại lng tính (m) L= 103.6 (m) Góc nghiêng(độ) 10 40 50 60 70 2.061 1.777 1.752 1.748 1.383 2.749 1.785 1.361 1.126 0.874 0.473 0 6.179 2.925 6.085 rθ.cosθ 6.59 6.59 Σrθ.cosθ - 12.684 21.51 26.05 29.19 31.68 33.68 35.03 yθ yθ.cosθ - 1.107 1.878 2.273 2.548 2.765 2.940 3.057 - 1.090 1.765 1.969 1.952 1.777 1.470 1.046 rθ.sinθ 0.00 1.073 1.000 1.031 1.142 1.342 1.514 1.300 Σrθ.sinθ - 1.073 3.146 5.177 7.350 9.835 12.69 15.50 Ζ θ −ΖΒ (Zθ ZB).sinθ - 0.093 0.273 0.450 0.638 0.854 1.102 1.346 - 0.016 0.093 0.225 0.410 0.654 0.954 1.265 lφ - 1.106 1.85 2.19 2.36 2.43 2.42 2.31 r Bảng tính cánh tay đòn ổn định hình dáng Cỏc thụng s c bn Đại lng tính (m) Thể tích ngâm nước V1 = 17129 (m3) ChiỊu chìm tàu d= 8.600 (m) Chiều dài tàu L= 126.000 (m) Góc nghiêng(độ) 20 30 40 50 60 70 4.540 3.848 3.302 2.964 2.113 1.577 1.256 4.471 3.616 2.859 2.271 1.359 0.789 0.430 10 rθ.cosθ 4.36 4.36 Σrθ.cosθ - 8.834 16.92 23.39 28.52 32.15 34.30 35.52 yθ yθ.cosθ - 0.771 1.477 2.042 2.489 2.806 2.994 3.100 - 0.759 1.388 1.768 1.907 1.804 1.497 1.060 rθ.sinθ 0.00 0.788 1.316 1.651 1.906 1.619 1.366 1.180 Σrθ.sinθ - 0.788 2.893 5.860 9.416 12.94 15.92 18.47 Ζ θ −ΖΒ (Zθ ZB).sinθ - 0.068 0.251 0.509 0.818 1.124 1.383 1.604 - 0.012 0.086 0.254 0.526 0.861 1.197 1.507 lφ - 0.771 1.47 2.02 2.43 2.66 2.69 2.56 rθ TRẠNG THÁI No1: 100% Hàng, 100% dự trữ CáNH TAY ĐòN ổN ĐịNH TĩNH- ĐộNG 171 m = 17557.2 ∇ = 17129.0 d = 8.60 θ m m KG= 6.553 m KB= 4.48 m a= 2.073 m l = lφ − a sin θ lφ sin θ a sin θ 10 0.797 0.174 0.36 0.437 20 1.511 0.342 0.709 0.802 30 2.060 0.500 1.036 1.024 40 2.467 0.643 1.332 1.135 50 2.701 0.766 1.588 1.113 60 2.731 0.866 1.795 0.936 70 2.603 0.940 1.948 0.655 TRẠNG THI No3: 0% Hng, 100% d tr CáNH TAY ĐòN ổN ĐịNH TĩNH- ĐộNG m = 10281 = 10030 d = 4.89 KG= 7.046 m3 m m KB= 2.84 m a= 4.206 m l = lφ − a sin θ lφ sin θ a sin θ 10 1.279 0.174 0.36 0.919 20 2.577 0.342 0.709 1.868 30 3.896 0.500 1.036 2.860 40 4.841 0.643 1.332 3.509 50 5.216 0.766 1.588 3.628 60 5.250 0.866 1.795 3.455 70 5.032 0.940 1.948 3.084 θ 8.5 BẢNG TÍNH MƠMEN NGHIÊNG DO GIÓ ĐỘNG KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA TÀU Ở TRẠNG THI No1 Bảng Tính mômen nghiêng gió động ST Thành phần hng gió Ai (m2) 172 Ki Ai.ki Zi(m) Ai.ki.Zi T Thượng tÇng mòi LÇu LÇu 84.00 56.84 56.84 1.0 1.0 1.0 84.00 56.84 56.84 LÇu 35.36 1.0 35.36 LÇu 35.36 1.0 35.36 Lầu lái 31.20 1.0 31.20 Mạn tàu Cầu nối 352.80 340.00 992.4 1.0 0.6 352.80 204.00 Tổng Tăng 10%( Phần bù không tính t.p nhỏ) 1091 Kết luận : Tàu đảm bảo ổn định trạng thái xét 173 4.30 6.95 9.55 12.1 14.7 17.3 1.40 4.80 361.20 395.04 542.82 429.62 521.56 541.32 493.92 979.20 4264.68 4691.1 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA TÀU Ở TRẠNG THÁI No3 B¶ng TÝnh mômen nghiêng gió động ST Th.phần hứng gió T Thợng tầng mũi Ai (m2) Ki Ai.ki Zi(m) Ai.ki.Zi 84.00 1.0 84.00 8.08 10.7 13.3 15.9 18.5 21.1 1.40 4.80 678.72 LÇu 56.84 1.0 56.84 LÇu 56.84 1.0 56.84 LÇu 35.36 1.0 35.36 LÇu 35.36 1.0 35.36 Lầu lái 31.20 1.0 31.20 Mạn tàu Cầu nối 352.80 340.00 992.4 1.0 0.6 352.80 204.00 Tổng Tăng 10%( Phần bù không tính t.p nhỏ) 1091 609.89 757.68 563.28 655.22 659.26 493.92 979.20 5397.17 5936.8 Kết luận : Tàu đảm bảo ổn định trạng tháI xét 8.5.1 Biờn lc ngang Theo 2.1.5 –Phần 10[5] QCVN 21:2010 Góc lắc tính độ tàu hơng tròn xác định theo cơng thức sau : θ1r = 109kX X rS Trong đó: k : Hệ số kể đến hiệu vây giảm lắc tính tốn theo 2.1.5-2, tàu khơng có vây giảm lắc k lấy X1 : Hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 10/2.1.5-1(1) phụ thuộc vào tỉ số B/d X2 : Hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 10/2.1.5-1(2) phụ thuộc vào hệ số béo thể tích CB r=0,73+ 0,6(KG- d) / d , r không cần lấy lớn S : Hệ số không thứ nguyên xác định theo Bảng 10/2.1.5-1(3) phụ thuộc vào vùng hoạt động chu kỳ lắc xác định theo công thức sau: T = 2cB / h Trong đó: c = 0,373+ 0,023B/d - 0,043LWL/100 h : Chiều cao tâm nghiêng ban đầu có xét đến ảnh hưởng mặt thoáng hàng lỏng LWL : Chiều dài đường nước tàu 172 STT Đại lượng tính tốn Đơn vị 10 11 12 13 14 Lượng chiếm nước ∆ Chiều chìm trung bình d Chiều cao tâm nghiêng h0 Thể tích ngâm nước ∇ Chiều rộng tàu B Hệ số béo thể tích CB r = 0,73 + 0,6(KG - d)/d Tỷ số B/d c = 0,373+0,023.B/d-0,043LWL/100 T = cBh1/2 S - tra bảng 10/2.1.5-1(3) X1 - tra bảng 10/2.1.5-1(1) X2 - tra bảng 10/2.1.5-1(2) θ 1r = 109kX1X2(rS)1/2 m m m3 m độ 15 θ r (chọn) Trạng thái tải trọng No.1 No.3 17557 10281 8.6 6.02 2.22 4.86 17129 10030 8.6 8.6 0.75 0.65 0.594 0.7817 1.3231 0.3418 0.3589 4.38 6.8041 0.096 0.078 0.99 0.81 1 độ 25.768 26 21.801 22 8.5.2 Kiểm tra ổn định theo yêu cầu Quy phạm Để kiểm tra ổn định trạng thái tải trọng theo yêu cầu Quy phạm 2010, ta phải xác định hệ số an toàn K Tàu coi đảm bảo ổn định thỏa mãn điều kiện sau: - Hệ số an toàn K = b/a ≥ - Góc nghiêng tĩnh θw1 khơng vượt q 16° 0,8 lần góc mép boong nhúng nước - Diện tích đồ thị ổn định tĩnh không nhỏ 0,055 m.rad góc nghiêng đến 30° khơng nhỏ 0,09 m.rad nghiêng đến 40° Ngồi diện tích đồ thị tay đòn ổn định tĩnh phạm vi góc nghiêng (30 ÷ 40)° khơng nhỏ 0,03 m.rad -Cánh tay đòn ổn định lớn lmax ≥ 0,2m tàu có L ≥105 m góc nghiêng θ ≥ 30° - Giới hạn dương đồ thị ổn định tĩnh (góc lặn) khơng nhỏ 60° Q trình tính tốn thực theo bảng sau Trong đó: - Diện tích b tạo tay đòn ổn định tĩnh l(θ) đường nằm ngang cánh tay đòn gây nghiêng gió giật lw2 góc vào nước θw2 = 50° góc vào nước θ góc θc góc tạo bở giao điểm thứ cánh tay đòn nghiêng lw2 l(θ) - Diện tích a tạo cánh tay đòn ổn định tĩnh l(θ) đường nằm ngang cánh tay đòn gây nghiêng gió giật lw2 góc ngiêng (θ r – θ w1) - g = 9,81 (m/s2) – gia tốc trọng trường - Tay đòn hứng gió zv lấy khoảng cách cao độ tâm mặt hứng gió zv đến vị trí d/2 173 - Áp suất gió động tra theo bảng 10/2.1.4-1 a) Xác định cánh tay đòn gây nghiêng áp suất gió STT Đại lượng tính tốn Đơn vị Lượng chiếm nước ∆ Chiều chìm trung bình d Cao độ tâm mặt hứng gió zvi m m Trạng thái tải trọng No.1 No.3 17577 10281 8.6 6.02 11.493 8.1148 Tay đòn hứng gió zv m 7.193 5.1048 Áp suất gió động Pv Pa 504 504 Diện tích mặt hứng gió Av m2 891 1091 Tay đòn lw1=Pv.Av.zv/(1000g.∆) m 0.1875 0.152 Tay đòn lw2=1,5lw1 m 0.2813 0.228 b) Kiểm tra ổn định theo quy phạm STT Đại lượng tính tốn Đơn vị Lượng chiếm nước ∆ Mớn nước trung bình d Biên độ chòng chành mạn θm Góc vào nước θvn Tay đòn lw1 Tay đòn lw2 Diện tích a Diện tích b Hệ số an tồn K 10 Góc nghiêng tĩnh θw1 11 Diện tích đồ thị tới góc 30ο 12 Diện tích đồ thị tới góc 40ο 13 Diện tích khoảng (30÷40)° 14 Cánh tay đòn lớn lmax 15 Góc lmax 16 Góc lặn Kết luận : Tàu thiết kế đảm bảo ổn định m độ độ m m m.rad m.rad độ m.rad m.rad m.rad m độ độ Trạng thái tải trọng No.1 No.3 17577 10281 8.6 6.5 26 22 33 46 0.1875 0.152 0.2813 0.228 0.196 0.107 0.5174 0.2718 2.64 2.54 15.2 13.9 0.1638 0.062 0.2767 0.12 0.1129 0.058 0.7425 0.472 50 40 84 67 8.6 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO TIÊU CHUẨN CƠ BẢN CHO TÀU 174 Do K >1 nên tàu thỏa mãn điều kiện theo quy phạm Dựa vào đường cong ổn định ta có : - góc nghiêng lớn 30° GZmax ln lớn 0,25 m - góc lặn ϕv > 60° - chiều cao tâm nghiêng h0 > 0,15 m - Tại góc nghiêng 30o ta có diện tích đồ thị ổn định tĩnh Smin = 0,209 m.rad trạng thái I > 0,055 m.rad - Tại góc nghiêng 40o ta có diện tích đồ thị ổn định tĩnh Smin = 0,314 m.rad trạng thái I > 0,09 m.rad - Ta có diện tích cánh tay đòn ổn định tĩnh phạm vi góc nghiêng 30o ÷ 40o Smin = 0,148 m.rad trạng thái I > 0,03 m.rad 8.7: KẾT LUẬN Tàu đảm bảo ổn định 175 MỤC LỤC PHẦN I : TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG - TÀU MẪU 1.1.TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG 1.1.1 Tìm hiểu đặc điểm hai cảng 1.1.1.1 Cảng Cái Mép - Vũng Tàu 1.1.2 Đặc điểm tuyến đường .3 PHẦN II : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU .6 2.1.1 Xác định chiều dài tàu 2.1.2 Xác định chiều rộng tàu 2.1.3 Xác định chiều chìm tàu .7 2.1.4 Xác định chiều cao mạn 2.1.5 Xác định tỷ số kích thước .7 2.1.6 Xác định hệ số béo tàu 2.1.6.1 Hệ số béo thể tích CB 2.1.6.2 Hệ số béo đường nước CW 2.1.6.3 Hệ số béo sườn CM 2.1.6.4 Hệ số béo dọc CP .8 2.2 NGHIỆM LẠI LƯỢNG CHIẾM NƯỚC TÀU THEO KHỐI LƯỢNG 2.2.2 Sơ tính khối lượng thành phần 2.2.2.1 Khối lượng tàu không .9 2.2.3 kiểm tra dung tích, ổn định, chòng chành 11 2.2.3.1 Kiểm tra dung tích khoang hàng 11 2.2.3.2 Chiều cao tâm nghiêng 12 2.2.3.2 Chu kỳ lắc 13 3.1.2 Tỉ số đồng dạng 15 4.1 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU 32 4.2 PHÂN KHOANG .33 4.2.1 Phân khoang theo chiều dài 33 4.2.2 Phân khoang theo chiều cao .34 4.2.3 Phân khoang theo chiều rộng 34 4.3.7 Hệ thống cầu thang lan can 36 4.3.8 Hệ thống cửa 37 4.3.8.1 Cửa húp lô .37 4.6.3.4 Thiết bị làm hàng 50 6.5.2 Dàn đáy .99 6.5.3 Kết cấu dàn mạn .104 176 6.5.5 Dàn boong .108 6.7.1 Kết cấu dàn vách .114 6.7.2 Dàn đáy 116 6.7.3 Dàn mạn 118 6.7.4 Dàn boong .121 TÍNH TỐN CÂN BẰNG, ỔN ĐỊNH 149 8.1 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM 8.1.1 Qui phạm sử dụng để kiểm tra tàu 150 8.1.2 Các thông số tàu .150 8.1.3 Các trạng thái kiểm tra 150 8.1.4 Các hạng mục tính tốn theo quy phạm 150 8.2 CÂN BẰNG TÀU .150 8.2.1 Các thành phần tải trọng 151 8.2.2.Bảng xét ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng tới chiều cao tâm nghiêng ban đầu cánh tay đòn ổn định 153 8.2.3.Cân dọc trạng thái tải trọng: 153 8.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM 170 8.5 BẢNG TÍNH MƠMEN NGHIÊNG DO GIĨ ĐỘNG .172 8.5.1 Biên độ lắc ngang 172 8.5.2 Kiểm tra ổn định theo yêu cầu Quy phạm 173 8.6 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO TIÊU CHUẨN CƠ BẢN CHO TÀU 174 8.7: KẾT LUẬN .175 177 ...1.1 TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG Mỗi tàu thiết kế phải thoả mãn yêu cầu thiết kế đưa ra, ngồi phải đảm bảo hành hải an tồn làm việc có hiệu tuyến đường quy định Tuyến đường cho biết đặc... hải tàu Vì lí người thiết kế phải lựa chọn phương án thiết kế phù hợp tìm hiểu tuyến đường, cảng cảng đến tàu để lựa chọn kích thước tàu hợp lý đạt hiệu thiết kế cao Với yêu cầu thiết kế tàu. .. hình dáng tàu mẫu thiết kế - Các kích thước tàu thiết kế biến đổi thông qua hệ số tính chuyển 3.1.2 Tỉ số đồng dạng Tàu mẫu sử dụng tàu chở dầu trọng tải 13500 (tấn) đóng nhà máy Đóng tàu Bạch