Khi xếp dỡ hàng hóa trên tàu sẽ làm thay đổi trọng lượng tàu, mớn nước, trọng tâm và thay đổi các đại lượng liên quan như:
Trong trường hợp, nhận thêm hàng hoặc bốc dỡ hàng khỏi tàu làm thay đổi lượng chiếm nước theo đó thay đổi chiều chìm tàu, thay đổi góc nghiêng ngang, nghiêng dọc…
Trường hợp trọng vật được đưa vào hoặc lấy ra tàu w không lớn hơn 10 – 15% so với lượng chiếm nướcDcủa tàu,
7.2. Hiệu chỉnh chiều cao thế vững bằng dịch chuyển hàng
Để hiệu chỉnh chiều cao thế vững bằng cách dịch chuyển hàng, ta có thể tính các thay đổi như sau:
Trường hợp đơn giản là khi đưa wlên tàu nằm tại vị tríP tại đường tâm dọc tàu, trên vị trí trọng tâm G của tàu, cách đường cơ bản một đoạn KP. Trường hơp này không gây ra nghieng ngang và nghiêng dọc.
- Thay đổi chiều chìm:
ΔT =
- Thay đổi tâm nổi và trọng tâm tàu xác định bằng công thức:
BB’ = BC = (T + – KB);
GG’ = GP = 香
Trong đó :
+ B’: Vị trí tâm nổi mới;
+ G’: Vị trí trọng tâm sau khi nhận hàng;
+ P: Điểm nhận hàng trên tàu;
+ C: Vị trí giữa của độ thay đổi chiều chìm;
Bán kính tâm nghiêng thay đổi theo lượng tương ứng với thay đổi chiều chìm:
BM’T= BM – t Từ đó xác định chiều cao tâm nghiêng:
G’M’ = KB+BM-KG+ t 香
=> G’M’ = GM+ 香t Thay đổi GMLđược tính theo công thức:
Khi xếp dỡ hàng, có thể coi là trường hợp nhận hàng thêm hàng mang giá trị âm. Các công thức được giữ như trên, trong đó thay vìwphải sử dụng-w.
G’M’L=+ (GML)
Trường hợp tổng quát, trọng vậtw được đặt tại vị tríP, tọa độ của P là (X, Y, Z), các công thức vừa trình bầy sẽ có dạng sau:
- Thay đổi chiều chìm:
ΔT =
Chiều cao tâm nghiêng ngang:
G’M’ = GM+ 香t
Chiều cao tâm nghiêng dọc:
G’M’L= (GML) Góc nghiêng tàu tính theo công thức:
Tg θ = t香 t Góc chúi dọc:
Tg ψ = 香t Chiều chìm tàu tại mũi và lại:
T’m= Tm+ɣ + ( - ) 香t T’l= Tl+ɣ + ( - ) 香t Ví dụ:
Tàu chở hàng có kích thước chính như sau L =132 m; D = 4.800 t, Tm = 4,6m; Tl=4,9m;
diện tích đường nước Aw=1260m2; chiều cao tâm nghiêng GM=0,8m, GML=142m; tâm đường nước cách mặt giữa tàu a = 2,6m (xF-LCF). Xác định ổn định và mớn nước khi tàu nhận hàngw =260 tấn, lên vị trí X=20m; Y=1,5m; Z=7,8m trên tàu
Lời giải:
Sau khi tàu nhận hàng tình trạng tàu như sau:
Mớn nước trung bình:
Ttbml= . t胦
Trong đó tỉ trọng nước biển Density = 1.025 tấn/m3,và Aw= 1260m2. Ttb= :h h h.+ 4,75m t
Chiều cao tâm nghiêng ngang:
GML= GM+ 香t
= 0,8+ hhh h h t胦 ht 胦th hth
= 0,61m
7.3. Hiệu chỉnh chiều cao thế vững bằng điều chỉnh ballast
Trên các tàu đều bố trí các két chứa chất lỏng (két nước dằn ballst, két nước ngọt, két dầu nhiên liệu…). Các chất lỏng này gây mất ổn định của tàu khi tàu bị lắc ngang, dọc. Các loại hàng hóa thể rắn thì trọng tâm so với tàu không thay đổi trong quá trình tàu hoạt động, ngoại trừ dịch chuyên, xếp dỡ. Còn đối với chất lỏng chứa không đầy các két, mặt thoáng luôn giữ vị trí song song với mặt thoáng tự do của môi trường bên ngoài, do vậy diện tích mặt thoáng chất lỏng trong két bị thay đổi khi tàu nghiêng kéo theo khi vách các két cùng nghiêng theo. Tuy thể tích chất lỏng không đổi trong thời điểm xét song vị trí trọng tâm khối chất lỏng này luôn luôn biến thiên theo nhịp nghiêng của tàu.
Ta đã có công thức xác định lượng giảm ổn định tàu do ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng (GGv) trong két chở vơi trên tàu.
Từ công thức ta thấy rõ rằng, yếu tố ảnh hưởng tới lượng suy giảm ổn định tàu do ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng chính là chiều rộng của két chất lỏng. Để ảnh hạn chế ảnh hưởng của chiều rộng két người ta thiết kế các vách dọc. Giả sử nếu một két được chia ra làm (n) lần vách ngăn dọc thì mô men quán tính (Ix) sẽ giảm sẽ giảm đi n3 lần và lượng “mất” ổn định cũng sẽ giảm đi n3lần.
Ví dụ:
Một tàu có lượng chiếm nước ban đầu là 61200 tấn và KGi = 6,152 m. Đại phó cho tiến hành bơm nước biển vào két dằn của tàu như sau: Két B.W.T No. 1 (S) đo được 1,750 m, No. 1(P) đo được 1,890 m. Hãy tính giá trị chiều cao tâm nghiêng ngang khi tàu chịu tác động của mặt thoáng chất lỏng (Biết tỷ trọng nước biển là 1,025 tấn/m3). Tra bảng thủy tĩnh giá trị KM = 11,09 m.
Trích bảng các két như sau:
B.W.T No.1 (S & P):
Sounding Volume Center of Gravity from Inetia Moment (m4)
(m) m3 M/S (m) B.L (m) (m4)
0,000 0 0 0 0
… … … … …
1,700 675,9 - 0,876 6812
1750 701,6 - 0,887 7098
… … … … …
1800 921,8 - 0,891 8065
1850 1001,8 - 0,894 8210
1900 1102,6 - 0,912 8512
… … … … …
Lời giải:
a) Trước tiên ta tra được cao độ trọng tâm và moment quán tính mặt thoáng chất lỏng từ bảng tra thể tích két trong hồ sơ tàu.
Tra được:
1) Tại két B.W.T No. 1(s):
Sounding tại 1750 (m):
- Volume: 701,6 (m3)=> Weight: 701,6 x 1,025 tấn/m3 = 719,14 tấn;
- KG: 0,887 (m);
- Ix: 7098 (m4).
2) Tại két B.W.T No. 1(p):
Sounding tại 1890 (m): Hiệu chỉnh nội suy ta được
- Volume = [(1102,6 – 1001,8)/(1900-1850)]x(1890 - 1850)+1001,8 = 1082,44 (m3)
=> Weight: 1082,44 x 1,025 tấn/m3=1109,501 tấn;
- KG = [(0,912-0,894)/(1900-1850)]x(1890-1850) + 0,894 = 0,9084(m);
- Ix = [(8512 - 8210)/(1900-1850)]x(1890-1850)+8210 = 8451,6 (m4).
b) Tính KGFsau khi đã hoàn thành bơm ballast:
Weight (t) KG (m) Moment (t-m)
Intail Disp 61200 6,152 376502,4
B.W.T No. 1 S 719,14 0,887 637,877
B.W.T No. 1 P 1109,501 0,9084 1007,871
Final 63028,641 6,0056 378525,025
c) Tính GGv(FSE):
Từ bảng tra và nội suy ta có được moment quán tính của mặt thoáng chất lỏng là:
Ix= 7098 (m4) + 8451,6 (m4) = 15549,6 m4. Từ công thức:
GGv= 香 = h htt x th = 0,2529 m
GvM = KM – (KGF+ GGv) = 11,09 – (6,0056+ 0,2529) = 4,8315 m.