Bài báo cáo môn lí thuyết tàu thủy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KĨ THUẬT GIAO THÔNG …… BÀI BÁO CÁO MÔN LÝ THUYẾT TÀU THỦY Họ tên: Đỗ Hoài Đức Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tàu Thủy Lớp: 59 – KTTT Niên khóa: 2017 – 2021 Giảng viên hướng dẫn: Phạm Thanh Nhựt TP NHA TRANG 30-12-2018 LỜI NĨI ĐẦU Em thật thích thú với học phần Lý thuyết tàu thủy Khi học xong học phần này, giúp em hình dung cách cụ thể ngành theo học cơng việc tương lai Học phần Lý thuyết tàu thủy cịn giúp em có thêm kĩ mới, hiểu biết kiến thức cần thiết cho bước khởi đầu em ngành Kĩ thuật tàu thủy Thông qua tập học phần, giúp em hiểu định nghĩa chuyên ngành tàu thủy như: đường nước, đường cắt dọc, đường sườn gì, kí hiệu (mặt cắt ngang(ω), chiều chìm(T), lượng chiếm nước(D), ), tính chất tàu (tính nổi, tính ổn định, tính cản,…), tác dụng đồ thị (thủy tĩnh, bonjean, ổn định, sức cản,…) nhiệm vụ thiết bị, phận tàu (mũi lê, bánh lái, vây giả,…), hay quy trình thiết kế tàu, quy phạm, quy định sử dụng để thiết kế loại tàu khác bảo đảm đủ điều kiện để tàu hoạt động an tồn,… Tóm lại, em thấy lợi ích kiến thức mà học phần Lí thuyết tàu thủy mang lại nhiều bổ ích Những lợi ích, kiến thức đóng vai trị làm tảng giúp em học tốt môn học chuyên ngành khác MỤC LỤC Lời mở đầu Bài tập lớn số VẼ ĐƯỜNG HÌNH TÀU 2D TRÊN AUTOCAD I.GIỚI THIỆU II.BẢN VẼ ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT TÀU 1.Khái niệm III.CÁC MẶT PHẲNG CHIẾU, HÌNH CHIẾU CƠ BẢN 1.Các mặt phẳng chiếu 2.Các hệ thống hình chiếu IV.ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC 1.Các kích thước 1.1.Chiều dài L 1.2.Chiều rộng tàu B 1.3.Chiều chìm hay mớn nước T 1.4.Chiều cao H 1.5.Chiều cao mạn khô F 2.Tỷ số kích thước 3.Các hệ số hình dáng 3.1.Hệ số mặt đường nước α 3.2.Hệ số diện tích mặt cắt ngang β 3.3.Hệ số đầy thể tích δ 3.4.Các hệ số khác 4.Một số khái niệm 4.1.Thể tích chiếm nước V 4.2.Lượng chiếm nước D 4.3.Sức chở V.CÁC BƯỚC VẼ ĐƯỜNG HÌNH TÀU 2D TRÊN AUTOCAD 1.Các số liệu cho trước 1.1.Tạo lưới hình kí hiệu 1.2.Vẽ ba mặt cắt 1.3.Vẽ cắt dọc, đường nước, sườn cịn lại 1.4.Trình bày vẽ theo yêu cầu 2.Nhận xét Bài tập lớn số TÍNH TỐN TÍNH NỔI CỦA TÀU I.GIỚI THIỆU II.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.Khái niệm 2.Điều kiện cân III.XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG VÀ TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM TÀU IV.XÁC ĐỊNH VÀ TÍNH TỐN CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI CỦA TÀU 1.Yếu tố tính cơng thức tính tốn 1.1.Hoành độ trọng tâm 1.2.Cao độ trọng tâm 2.Yếu tố đường hình cơng thức tính tốn 2.1.Diện tích mặt đường nước 2.2.Hoành độ trọng tâm xf 2.3.Hệ số diện tích mặt đường nước 2.4.Diện tích mặt cắt ngang 2.5.Cao độ trọng tâm diện tích mặt cắt ngang 2.6.Hệ số diện tích mặt cắt ngang 2.7.Các hệ số khác V.ĐỒ THỊ THỦY TĨNH 1.Khái niệm 2.Trình tự xây dựng 2.1.Các yếu tố cần tính tốn 2.2.Tỉ lệ xích 2.3.Vẽ đồ thị thủy tĩnh VI.ĐỒ THỊ BONJEAN 1.Khái niệm 2.Trình tự xây dựng 2.1.Các yếu tố cần tính toán 2.2.Tỉ lệ xích 2.3.Vẽ đồ thị thủy tĩnh 2.4.Nhận xét VII.CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO TÍNH NỔI CỦA TÀU 1.Biện pháp thiết kế 2.Biện pháp kết cấu công nghệ 3.Biện pháp sử dụng TÍNH CHỐNG CHÌM CỦA TÀU THỦY I.ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.Định nghĩa 2.Tính tốn 3.Phân loại khoang tai nạn 4.Hệ số ngập nước II.PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TÍNH CHỐNG CHÌM 1.Phương pháp thêm tải 2.Phương pháp lượng chiếm nước không đổi III.ĐƯỜNG CONG PHÂN KHOANG 1.Khái niệm 2.Cách phân chia khoang IV.CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO TÍNH CHỐNG CHÌM 1.Biện pháp phân khoang 2.Biện pháp xử lí tàu bị thủng khoang TÍNH ĐIỀU KHIỂN TÀU THỦY I.KHÁI NIỆM II.QUÁ TRÌNH QUAY VỊNG CỦA TÀU 1.Đặc điểm q trình quay vịng 1.1.Giao động động 1.2.Giai đoạn biến đổi 1.3.Giai đoạn chuyển động ổn định 2.Các thông số q trình quay vịng 2.1.Đường kính quay vịng D 2.2.Đường kính chiến thuật DT 2.3.Khoảng trôi dạt l 2.4.Vận tốc tàu quay vòng DAO ĐỘNG LẮC TÀU I.ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.Định nghĩa 2.Các thông số dao động lắc 2.1.Chu kì lắc T 2.2.Tần số lắc n 2.3.Biên độ lắc θ 2.4.Độ lắc 3.Tác hại dao động lắc Bài tập lớn số TÍNH TỐN LỰC CẢN CỦA TÀU I.CÁC THÀNH PHẦN SỨC CẢN II.SỨC CẢN MA SÁT 1.Bản chất 2.Thực nghiệm kéo thẳng xác định sức cản ma sát 3.Các cơng thức tính sức cản phẳng 3.1.Cơng thức tổng qt tính sức cản phẳng: 3.2.Cơng thức tính hệ số sức cản phẳng theo trị số Reynolde III.SỨC CẢN ÁP SUẤT 1Hiện tượng lưu tuyến 2.Sức cản hình dáng Rhd 3.Sức cản sinh sóng V.CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỨC CẢN 1.Phương pháp giải tích 2.Phương pháp kéo tàu thật 3.Phương pháp thử mơ hình (được sử dụng rộng rãi) 4.Sử dụng công thức gần ( sử dụng rộng rãi) VI.ĐƯỜNG CONG SỨC CẢN VÀ ĐƯỜNG CONG CÔNG SUẤT 2.Các bước tính tốn THIẾT BỊ ĐẨY TÀU I.KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 1.Khái niệm 2.Phân loại II.ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CÁNH CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.Đường xoắn ốc mặt xoắn ốc 2.Các thông số chân vịt 2.1.Số cánh chân vịt 2.2.Đường kính chân vịt 2.3.Tỷ số bước xoắn chân vịt 2.4.Tỉ số mặt đĩa 2.5.Đặc tính hoạt động chân vịt 2.6.Các chế độ làm việc chân vịt 2.7.Hiệu suất chân vịt 2.8.Prophin cánh chân vịt III.CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHÂN VỊT 1.Thiết kế chân vịt theo công thức gần 2.Thiết kế chân vịt theo lý thuyết xoáy 3.Thiết kế chân vịt theo phương pháp đồ thị IV.HIỆN TƯỢNG BỌT KHÍ VÀ XÂM THỰC MẶT CÁNH CHÂN VỊT 1.Khái niệm 2.Các giai đoạn tạo bọt khí 2.1.Giai đoạn 2.2.Giai đoạn 3.Các biện pháp làm giảm tượng bọt khí Bài tập lớn số VẼ ĐƯỜNG HÌNH TÀU 2D TRÊN AUTOCAD I.GIỚI THIỆU  Đặc điểm hình học, chủ yếu đặc điểm hình dạng phần nước kích thước hình học ảnh hưởng đến tính tàu, trước tiên cần đặt  vấn đề mo tả hình dạng bề mặt vỏ tàu Do bề mặt vỏ tàu mặt cong không gian phức tạp nên thường tìm cách rời rạc hóa bề mặt vỏ tàu mô tả lại gần dạng cơng thức tốn tập hợp tọa độ điểm đường cong  Tuy nhiên cách làm phổ biến chiếu bề mặt vỏ tàu lên mặt phẳng vng góc mơ tả dạng đường cong vẽ 2D, gọi vẽ đường hình lý thuyế tàu thủy II.BẢN VẼ ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT TÀU 1.Khái Niệm: - Bản vẽ đường hình vẽ tập hợp đường cong biểu diễn hình dáng hình học bên ngồi bề mặt vỏ tàu - Do hình dáng phàn vỏ tàu nước có ảnh hưởng lớn đến tính hàng hải tàu nên vẽ đường hình cơng cụ mơ tả, thơng tin tính tốn tính hàng hải tàu - Bản vẽ đường hình lý thuyết tàu biểu diễn bề mặt lý thuyết tàu quy định sau: + Đối với tàu vỏ mỏng (nhơm, thép,…) bề mặt phía ngồi phía vỏ tàu + Đối với tàu vỏ dày (xi măng, gỗ…) bề mặt vỏ tàu III CÁC MẶT PHẲNG CHIẾU, HÌNH CHIẾU CƠ BẢN 1.Các Mặt Phẳng Chiếu Cơ Bản - Tương tự cách biểu diễn vật thể hình học, hình dáng bề mặt vỏ tàu biểu diễn phương pháp chiếu thẳng góc lên mặt phẳng chiếu Gồm ba mặt phẳng cắt bản: + Mặt cắt dọc tàu: hay gọi cắt dọc (CD0) ,là mặt cắt theo phương đường dọc tâm tàu, chia tàu thành hai phần đối xứng gồm mạn trái mạn 10 - Thiết bị đẩy phận chuyển động lượng động thành lực đẩy tàu chuyển động - Có nhiều loại thiết bị đẩy phổ biến chân vịt có nhiều ưu điểm dễ chế tạo, dễ sử dụng sửa chữa, hiệu suất cao 2.Phân loại - Có nhiều loại chân vịt khác nhau: + Phân loại theo kết cấu: chân vịt cánh liền, cách rời, chân vịt cánh hẹp, cánh rộng + Theo nguyên lí làm việc: chân vịt cánh cố định chân vịt biến bước, ống đạo lưu, Hình 8.1: Các loại chân vịt khác II.ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CÁNH CHÂN VỊT TÀU THỦY 1.Đường xoắn ốc mặt xoắn ốc - Đường xoắn ốc quỹ tích điểm A di chuyển dọc theo bề mặt hình trụ bán kính r, thực lúc hai chuyển động, chuyển động tịnh tiến dọc trục hình trụ với tốc độ V chuyển động quay quanh trục hình trụ với tốc độ góc ω - Hai thơng số đặc trưng cho đường xoắn ốc: + Bước xoắn ốc H + Góc bước xoắn ϕ xác định theo công thức tgϕ = - Mặt xoắn ốc mặt hình thành đoạn thẳng ab thực hiên lúc hai chuyển động, chuyển động dọc theo hình trụ bán kính r với vận tốc chuyển động tịnh tiến chuyển động xoay quanh trục hình trụ với vận tốc góc ω khơng đổi Hình 8.2: Cách tạo mặt xoắn ốc 2.Các thông số chân vịt 2.1 Số cánh chân vịt: z 2.2.Đường kính chân vịt: D 2.3.Tỷ số bước xoắn chân vịt: H/D 2.4.Tỷ số mặt đĩa θ (θ = 0.35 – 1.1) - Tỷ số diện tích bề mặt nắn thẳng cảu tất cánh chân vịt A diện tích vịng trịn ngoại tiếp chân vịt θ= z – số cánh chân vịt D – đường kính chân vịt 2.5.Đặc tính hoạt động chân vịt - Đường đặc tính hoạt động chân vịt đồ thị K 1, K2, ηp = f.(λp) thể mối quan hệ hệ số lực đẩy K1, hệ số momen K2, hiệu suất ηp hệ số tiến λp Hình 8.3: Đường đặc tính hoạt động chân vịt +Trong đó: - K1 hệ số lực đẩy - K2 hệ số momen - ηp hiệu xuất chân vịt 2.6.Các chế độ làm việc chân vịt - Tại O ( Vp = 0, Pmax, Mmax) : chân vịt làm việc chế đọ buộc tàu - Tại O < λp 0, M > 0): chân vịt làm việc với chức thiết bị đẩy - λpl < λp 0) : chân vịt làm việc chế độ ăn bám - λp 0) : chân vịt làm việc tuabin 2.7.Hiệu suất chân vịt: ηp ηp = +Trong đó: == - chuyển động quay 2.8.Prophin cánh chân vịt Hình 8.4: Các dạng prophin cánh chân vịt - Dạng cánh cung: hiệu xuất thấp sinh khí bọt - Dạng cánh máy: hiệu xuất cao dễ sinh bọt khí III.CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHÂN VỊT 1.Thiết kế chân vịt theo công thức gần - Thiết kế chân vịt theo công thức kinh nghiệm hay công thức gần xây dựng sở hệ thống hóa số liệu nhận từ thử hàng loạt mơ hình - Đơn giản chưa sử dụng rộng rãi xác, dùng khơng thể dùng phương pháp khác chân vịt đặc biệt chân vịt cánh rộng 2.Thuyết kế chân vịt theo lý thuyết xoáy - Dựa vào lý thuyết xốy tính hệ số lực nâng lực cản - Chọn dạng prophin cánh phù hợp nên hiệu xuất cao tránh bọt khí - Tính tốn phức tạp qua nhiều bước trung gian nên sử dụng thực tế 3.Thiết kế chân vịt theo phương pháp đồ thị - Lựa chọn chân vịt theo mẫu có sẵn, thử nghiệm mơ hình hàng loạt tổng hợp thành đồ thị để sử dụng thiết kế - Tính tốn đơn giản, cho kết nhanh xác nên sử dụng rộng rãi nước ta nhiều nước giới - Phổ biến đồ thị thiết kế chân vịt Pamen (Nga) Taylor (Mỹ) IV.HIỆN TƯỢNG BỌT KHÍ VÀ XÂM THỰC MẶT CÁNH CHÂN VỊT 1.Khái niệm - Hiện tượng bọt khí tượng nước sơi bốc lịng chất lỏng (sơi lạnh) áp suất thấp áp suất bão hào nước, hình thành khoang chứa hỗn hợp khí - Khi chân vịt làm việc, tốc độ cao áp lực mặt cánh giảm xuống áp lực bão hòa nước nên xuất hiện tượng bọt khí 2.Các giai đoạn tạo bọt khí 2.1.Giai đoạn - Bắt đầu áp lực điểm cánh chân vịt ( thường mút cánh) áp lực bão hịa nước, bắt đầu hình thành trung tâm bọt khí 2.2.Giai đoạn - Bắt đầu áp lực nhiều điểm cách chân vịt giảm áp suất bão hòa nước, vùng bọt khí lan rộng chiếm khoảng 60% diện tích mặt hút cánh - Do bọt khí hình thành khơng bị vỡ nên ảnh hưởng đến độ bền cánh chân vịt làm việc vùng nên hiệu suất chân vịt bị giảm 3.Các biện pháp làm giảm tượng bọt khí - Tăng tỉ số mặt đĩa θ để giảm áp lực riêng cánh P/A - Tăng độ chìm chân vịt h để làm tăng áp lực p A = p0 + γ.h áp lực cánh pB - Lựa chọn hợp lí hình dạng prophin cánh chân vịt - Giảm tốc độ dòng chảy vị trí đặt chân vịt cách làm biên dạng dọc đuôi tàu - Khoan lỗ cánh chân vịt để giảm áp lực mặt hút cánh nhờ chất lỏng từ khu vực áp lực cao chảy đến - Tính tốn để chân vịt làm việc cuối giai đọan, đầu giai đoạn tượng bọt khí PHẦN PHỤ LỤC - Các bảng số liệu tính tốn BT 2: TÍNH NỔI Bảng 1.1 Bảng tính yếu tố tính Bảng 1.2 Bảng tính yếu tố đường nước Bảng 1.3 Bảng tính yếu tố đường nước Bảng 1.4 Bảng tính yếu tố đường nước Bảng 1.5 Bảng tính yếu tố đường nước Bảng 1.6 Bảng tính yếu tố đường nước Bảng 2.1: ω Mωoy thực quy đổi sườn Bảng 2.2: ω Mωoy thực quy đổi sườn Bảng 2.3: ω Mωoy thực quy đổi sườn Bảng 2.4: ω Mωoy thực quy đổi sườn Bảng 2.5: ω Mωoy thực quy đổi sườn Bảng 2.6: ω Mωoy thực quy đổi sườn Bảng 2.7: ω Mωoy thực quy đổi sườn 6-7-8-9-10 Bảng 2.8: ω Mωoy thực quy đổi sườn 11 Bảng 2.9: ω Mωoy thực quy đổi sườn 12 Bảng 2.10: ω Mωoy thực quy đổi sườn 13 Bảng 2.11: ω Mωoy thực quy đổi sườn 14 Bảng 2.12: ω Mωoy thực quy đổi sườn 15 Bảng 2.13: ω Mωoy thực quy đổi sườn 16 2.14: Đồ thị Bonjean đường hình BT - Các bảng tính tốn số liệu BT 3: TÍNH ỔN ĐỊNH Bảng 3.1 Giá trị hàm phụ thuộc góc nghiêng tàu Bảng 3.2 Tính giá trị cánh tay địn ổn định Bảng 3.3 Tính giá trị cánh tay địn ổn định động Bảng 3.4 Các giá trị nội suy theo đường Bảng 3.4 Các thông số cần thiết Bảng 3.5 Các thông số cần thiết Bảng 3.5 Hệ tiêu chuẩn ổn định IMO Bảng 3.6 Đồ thị ổn định đường hinhg BT - Các bảng tính số liệu BT 4: ĐỒ THỊ SỨC CẢN Bảng 4.1 Đồ thị sức cản đường hinhg BT Bảng 4.2 Bảng tính theo cơng thức Leningrad ... theo vùng Bài tập lớn số TÍNH TỐN TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA TÀU I.GIỚI THIỆU  Tính ổn định tính hàng hải quan trọng tàu thủy, đặc biệt tàu cá Giữ gìn trì nhiệm vụ quan trọng bậc thủy thủ tàu  Để đảm... phạm, quy định sử dụng để thiết kế loại tàu khác bảo đảm đủ điều kiện để tàu hoạt động an tồn,… Tóm lại, em thấy lợi ích kiến thức mà học phần Lí thuyết tàu thủy mang lại nhiều bổ ích Những lợi... bề mặt vỏ tàu - Do hình dáng phàn vỏ tàu nước có ảnh hưởng lớn đến tính hàng hải tàu nên vẽ đường hình cơng cụ mơ tả, thơng tin tính tốn tính hàng hải tàu - Bản vẽ đường hình lý thuyết tàu biểu