- Ổn định về nghiêng ngang, nghiêng dọc 2.1.4 Tính thẩm mỹ.
TÍNH TỐN THIẾT KẾ (ĐƯỜNG HÌNH, BỐ TRÍ CHUNG, KẾT CẤU, ỔN ĐỊNH, TỐC ĐỘ)
3.2.2.4. Xác định các kích thước cơ bản cho canơ thiết kế.
Từ các cơng thức thống kê nêu trên cùng với chiều dài L = 6 m chọn trước, ta tiến hành tính chọn các thơng số kích thước cho canơ thiết kế như sau:
Lmax = 6 m. d = 0,5 m. Ltk = 5,1 m. NK = 6 (người) Bmax = 2,2 m. t = 2 (người) Btk = 1,9 m. W = 1,05 (tấn) H = 1.1 m.
3.2.2.5.Kiểm tra phương trình trọng lượng.
Trọng lượng canơ được hiểu W = D tại trạng thái canơ chưa chạy, trong giai đoạn thiết kế ban đầu được tính theo cách thường dùng như đã quen trong lý thuyết thiết kế canơ:
D = W = WH + WM + WFO + WPass + WLttp + WEqui + WR. Trong đĩ:
WH : Trọng lượng vỏ canơ (hull). WM : Trọng lượng máy.
WFO : Trọng lượng nhiên liệu và dầu bơi trơn dùng cho các máy trên tàu (fuel oil and lub oil).
WPass : Trọng lượng tồn bộ thuyền viên và hành khách kể cả hành lý. WLttp : Trọng lượng lương thực, thực phẩm(cĩ thể bỏ qua )
WEqui : Trọng lượng trang thiết bị của canơ. WR : Trọng lượng dự trữ tồn canơ.
Tính trọng lượng vỏ canơ WH.
Theo Herner Verhosek thì trọng lượng của vỏ tàu WH được tính theo cơng thức gần đúng như sau:
WH = PH (L x B x H) Trong đĩ:
L, B, H: là các kích thước cơ bản của tàu, m PH :là khối lượng riêng của vật liệu, kg/m3. Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ các giá trị của PH =
LxBxH WH
, tính bằng Kg/m3, cĩ thể nhận giá trị:
+ Đối với xuồng đua, du lịch làm từ gỗ hoặc vật liệu Composite. PH = 25 ÷ 45 (Kg/m3).
Ta chọn PH = 45 (Kg/m3) = 0,045 (T/m3). Vậy ta cĩ thể xác định trọng lượng vỏ canơ WH:
WH = 0,045 x (6 x 2,2 x 1,1 ) = 0,65 (Tấn).
Tính trọng lượng máy WM.
Theo đề nghị của Simpson đối với tàu loại nhỏ thì khối lượng máy cĩ thể được lấy gần đúng như sau:
WM = 2.MNe. (Tấn)
Với MNe: là khối lượng của máy chính.
Cơng suất cần thiết để đạt vận tốc tính tốn: Để đạt vận tốc yêu cầu trước, trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khi đã cĩ kích thước chính của canơ, người thiết kế phải xác định ở mức độ chính xác mong muốn cơng suất máy chính của canơ. Cho đến nay kết quả thống kê các canơ đang hoạt động đưa lại những số liệu đáng tin hơn cả trong lĩnh vực hẹp này. Hình 3.4 dưới đây trình bày quan hệ giữa vận tốc canơ như là hàm của sức tải canơ, được hiểu theo dạng P = ∆/BHP, tính bằng KG/KW.
Hình 3.4:Biểu diễn quan hệ giữa vận tốc và sức tải
Đồ thị tại hình cĩ thể giúp người ta xác định giá trị mà vận tốc canơ cĩ thể đạt được khi biết trước lượng chiếm nước canơ và cơng suất máy chính lắp trên đĩ. Ngược lại để canơ cĩ lượng chiếm nước cho trước đạt vận tốc v địi hỏi cĩ thể từ đồ thị xác định tỷ lệ ∆/BHP theo trục hồnh và sau đĩ tính chọn BHP. Trên hình 3.4 đường 1 dùng cho các canơ thơng dụng, đường 2 dành cho canơ cĩ tính năng hàng hải vượt trội.
Từ đồ thị ứng với v = 35 (hl/h) = 19,57 (m/s) ta xác định được tỷ lệ ∆/BHP = 14 (/KW).
Với ∆ = D = 1,75(tấn) = 1750 (KG)
Ta xác định được BHP = 1750/14 = 125 KW = 168 HP.chọn BHP = 250 HP Ta chọn động cơ chính cho canơ thiết kế là động cơ xăng của hãng YAMHA:
Kiểu: OUTBOARD
Cơng suất: Ne = 250 HP.
Vịng quay máy chính:5000 - 6000 v/ph.
Lượng tiêu hao nhiên liệu: q = 135 (g/Kw.h) = 100 (g/ML.h) Khối lượng: MNe = 125 Kg.
Tính trọng lượng nhiên liệu và dầu bơi trơn WFO.
a. Trọng lượng nhiên liệu Wnl được tính theo cơng thức như sau:
Wnl = q xN xt V l x xN q e e 1000 1000 2 + (Tấn) Trong đĩ:
Ne: Cơng suất máy chính (ML)
t: Thời gian làm việc trên biển (h). t = 8 (h).
q: Lượng tiêu hao nhiên liệu riêng của máy chính (Kg/ML.h). q = 0,1 (Kg/ML.h).
l: Khoảng cách từ bến đến nơi khai thác (hl), l = 25 (hl). V: Tốc độ tàu (hl/h), V = 35 (hl/h) ⇒ Wnl = 200 8 1000 1 , 0 38 25 200 1000 1 , 0 2 x x x x x + = 0,1 (Tấn)
b. Tính trọng lượng dầu bơi trơn Wbt:
Lượng dầu bơi trơn được tính gần đúng theo lượng nhiên liệu của động cơ: Wbt = (0,02 – 0,06) Wnl. (Tấn)
⇒ Wbt = 0,03 x 0,1 = 0,003 (Tấn).
Tính trọng lượng thuyền viên và hành khách WPass.
Trọng lượng tồn bộ thủy thủ đồn và hành khách (kể cả hành lý mang theo) được tính:
WPass = 0,75 x (i + n) (Tấn)
Với i: là số lượng hành khách trên canơ, i = 6 người. n: số lượng thuyền viên trên canơ, n = 2 người.
0,075 (T): là trọng lượng trung bình của mỗi người kể cả hành lý mang theo.
⇒ WPass = 0,075 x (6 + 2) = 0,6 (Tấn).
Tính trọng lượng lương thực thực phẩm Wlttp.
Khối lượng lương thực thực phẩm (kể cả nước ngọt) được tính dựa vào biên chế thời gian chuyến biển và biên chế cho từng người.
Tuy nhiên, đối với canơ hoạt động trong cung đường hẹp và thời gian chuyến đi biển ngắn nên khối lượng lương thực thực phẩm và nước ngọt khơng đáng kể.
Tính trọng lượng trang thiết bị WEqui.
Với canơ nĩi chung, trọng lượng thiết bị trên canơ tùy thuộc vào kích thước của canơ, mức độ trang bị, ở đây ta sẽ tính WEqui dựa vào canơ mẫu.
WEqui = 0,12 (Tấn) Tính trọng lượng dự trữ tồn canơ WR:
Canơ chở khách là canơ mà hệ số sử dụng trọng tải khơng lớn, lượng dự trữ này vào khoảng 1 – 2,5% WH. ⇒ WR = 2% WH = 0,02 x 0,65 = 0,013 (Tấn).
Hiệu chỉnh lại lượng chiếm nước D:
D = WH + WM + WFO + WPass + WLttp + WEqui + WR.
= 0,65 + 0,25 + (0,1 + 0,003) + 0,6 + 0 + 0,12 + 0,013 = 1,736 (Tấn). So với lượng chiếm nước tính tốn sơ bộ, trọng lượng dự trữ giảm đi 0,8% tương ứng với 0,014(Tấn), điều này cĩ thể chấp nhận được.
Vậy ta xác định được các thơng số cơ bản cho canơ thiết kế là: Chiều dài lớn nhất: Lmax = 6 m.
Chiều dài thiết kế Ltk = 5,1 m. Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 2,2 m. Chiều rộng thiết kế Btk = 1.9 m Chiều cao mạn: H = 1,1 m. Mớn nước: T = d = 0,5 m.
Lượng chiếm nước D = 1,75 (tấn); Hệ số thể tích chiếm nước: δ = 0,52. Vận tốc đạt được V = 30 - 35 (hl/h) Hệ số diện tích mặt đường nước:α = 0,72
Hệ số diện tích mặt cắt ngang: β = 0,85. Cơng suất máy Ne = 250 (Hp).