Luận văn Thiết kế sơ bộ tàu câu cá ngừ đại dương

it Unregistered Version - Hệ thống neo: Tàu sử dụng 1 neo chính ,1 neo phụ và dây neo bằng xơ sợi tổng hợp d =35 mm dài 100 m x 2, thả và kéo neo bằng tời trích lực và sức người. 3.1. TÍNH SỨC CẢN VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ CHÍNH 3.3.1.Tính sức cản Tính di chuyển của tàu là khả năng phát huy vận tốc chuyển động tịnh tiến của tàu. Khi sử dụng một cách cĩ hiệu quả cơng suất động cơ chính. Tính di chuyển của tàu phụ thuộc vào kích thước tàu, tuyến hình, trạng thái của bề mặt thân tàu, kiểu tàu, cơng suất động cơ và điểu kiện khả năng khai thác của tàu. Tính sức cản là một cơng trình rất phức tạp trải qua nhiều cơng đoạn tính tốn nhằm phục vụ cho quá trình tính tốn máy, trang bị cho hệ thống động lực, cũng như tạo phương tiện cho quá trình xây đựng các đường đặc tính cần thiết của tàu. Để đánh giá được tính di chuyển của tàu trong các điều kiện khác nhau cần phải biết được giá trị lực cản của tàu ở mỗi vận tốc xác định và đặc trưng của thiết bị đẩy tàu.  Phương pháp tính. Để tính sức cản của tàu, ta áp dụng cơng thức tính sức cản theo Viện thiết kế tàu Lêningrad : R = ξ .Ω .V1.285 + 1.45 (24 - B L ) 2 5  . 2L D . V4 (1) Trong đĩ: + D: lượng chiếm nước tàu. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - + Ω: hệ số diện tích mặt đường nước. + V: vận tốc tàu. + ξ: hệ số lực cản ma sát; ξ = 0,17 + δ: hệ số béo; δ = 0,63 + L: chiều dài thiết kế; L = 16,54 (m) + B: chiều rộng thiết kế; B= 4,46 (m) + γ: khối lượng riêng của nước; γ = 1,025 (T/m3) + T: chiều chìm thiết kế ; T = 1,7 (m) Hệ số diện tích mặt đường nước Ω được xác định theo cơng thức sau: Ω = L.   BT 274,037,12   Ω= 16,54   46,4274,063,037,17,12  = 92,122 (m2) Thế vào (1) ta được: R = 4 2 2 5 825.1 54,16 10,81 63,0 46,4 54,16 2445,1122,9217,0 VV       = 15,666V1.825 + 2,75V4 Ta cĩ giá trị đường cong sức cản được giới thiệu ở bảng 3.1. Bảng 3.3: Bảng giá trị đường cong sức cản V,hl/ h V,m/ s V1.825 V4 15,666*V1.8 25 2.75*V4 R,kG Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1 0,51 5 0,30 0,07 4,650 0,192 4,822 2 1,03 0 1,06 1,13 16,476 3,071 19,547 3 1,54 5 2,21 5,70 34,531 15,548 50,079 4 2,06 0 3,74 18,01 58,375 49,139 107,514 5 2,57 5 5,62 43,97 87,717 119,968 207,685 6 3,09 0 7,84 91,17 122,347 248,766 371,112 7 3,60 5 10,38 168,9 0 162,095 460,869 622,964 8 4,12 0 13,25 288,1 3 206,826 786,222 993,048 9 4,63 5 16,43 461,5 3 256,424 1259,37 5 1515,79 9 10 5,14 19,83 8 697,9 9 310,789 1919,48 7 2230,27 6 Sức cản là một hàm số của tốc độ, R = f(V), biểu diễn trên đồ thị hình 3.5. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1000 1500 2000 2500 3000 1 2 3 4 5 109876 R R (kG) 0 500 V(Hl/h) Hình 3.3: Đồ thị sức cản vỏ tàu Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 14: Tính chọn động cơ chính 3.3.2.1.Thiết kế chân vịt để chọn máy cho tàu thiết kế 1.Tính chọn các thơng số ban đầu:  Đường kính chân vịt :Chân vịt cĩ đường kính càng lớn số vịng quay càng nhỏ thì hiệu suất cơng tác càng cao, song đường kính chân vịt khơng thể quá lớn vì mớn nước và hình dáng đuơi tàu khống chế. Tàu một chân vịt : Dmax ≤ (0,7 ÷ 0,9) Tđ Với Tđ là chiều chìm phía đuơi tàu cĩ giá trị: Tđ = 1,7(m). Dmax = (0,7 ÷ 0,9) Tđ = 0,73x1,7 (m) = 1,24(m) Dựa theo bản vẽ đường hình và căn cứ vào đuơi tàu thiết kế chọn: Dmax = 1,24 (m) Các hệ số ảnh hưởng thân tàu: Ω = 0,77 ψ – 0,28 692,0 91,0 63,0     ω = 0,770,692 – 0,28 = 0,253 Hệ số dịng hút: Phụ thuộc vào hình dáng đuơi tàu và rất khĩ xác định một cách chính xác giá trị gần đúng của hệ số dịng hút đối với tàu cá: t = 0,77ψ – 0,3 = 0,770,692 – 0,3 = 0,233 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Lực đẩy chân vịt: 46.1976 233,01 799.1515 1  t R P ( kG)  Tốc độ tịnh tiến chân vịt: Vp = (1- ω) v = (1- 0,253) 4,635 = 3,455 (m/s)  Đường kính tối ưu chân vịt: Dtư Dtư = 24,0 8 pV P  Trong đĩ: + P: lực đẩy chân vịt (kG) + ρ: mật độ nước biển; ρ = 104,5( KGs2/m4) + Vp: tốc độ chân vịt (m/s) Dtư = 2455,35,10414,34,0 46.19768   = 3.18(m)  Dtư > Dmax ; Chọn Dmax = 1,24(m).  Số cánh chân vịt: Z Khi chọn số cánh chân vịt cần chú ý đến các yếu tố sau: + Hiệu suất cơng tác. + Hiện tượng bọt khí. + Sự gây nên chấn động. Số cánh chân vịt cĩ ảnh hưởng đến tần số và biên độ các lực kích thích sinh ra trong lúc chân vịt làm việc. Số lượng cánh chân vịt nằm trong khoảng từ (26) cánh. Riêng ở các tàu cá số cánh chân vị thường 3 ÷ 4 cánh, theo lý Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - luận thiết kế chân vịt của papmiel xét trên quan điểm làm việc tốt khi hệ số : Kd = Vp.Dcv. P  = 3,455×1,24× 46,1976 5,104 = 0.98 < 2. Chọn số cánh chân vịt : Z = 4; Chọn Z = 4 cánh.  Tỉ số mặt đĩa: Là tỉ số giữa diện tích mặt duỗi cánh (S0) và diện tích đường trịn cĩ đường kính bằng đường kính chân vịt (S).  2,13,00  S S Khi thiết kế chân vịt ta phải chọn tỉ số mặt đĩa sao cho vừa đủ độ bền, vừa khơng xảy ra hiện tượng sinh bọt khí trên mặt cánh chân vịt, vừa phải đảm bảo hiệu suất cơng tác cao. Để đảm bảo đủ bền của cánh chân vịt thì tỉ số mặt đĩa thiết kế θ đảm bảo điều kiện: 3 ,3 2 max ' min 10000 .' 375,0 PmZ D C cv t       Với: - C’: hệ số đặc trưng độ bền chân vịt. Do chân vịt làm bằng hợp kim Đồng-Mangan nên chọn C’= 0,055 - m’: hệ số khả năng của chân vịt, m’= 1,15 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - - δmax = (0,08 ÷ 0,10): độ dày tương đối của cánh chân vịt ở bán kính tương đối; Chọn δmax = 0,09 => 281,0 10000 46.197615,1 09,0 4 24,1 055,0 375,0 3 3 2 ' min        Vậy 'min  (thỏa mãn điều kiện). Để đảm bảo tránh hiện tượng sinh bọt khí trên bề mặt cánh chân vịt thì: t phải thoả mãn:  2 1 '' min 130 DnP K cv c t   Trong đĩ: + ncv: tốc độ quay chân vịt, (v/ph) Chọn sơ bộ ncv = 420 (v/ph) = 7 (v/s) P1 = P0 – Pd = 10330 + γhs – Pbh (kG/m2) hs: độ chìm trục chân vịt hs = Td – 0,54D = 1,7 – 0,541,42 = 0,93 Pbh: Áp suất hơi bảo hịa (tra bảng 3.2) Bảng 3.4: Bảng giá trị áp suất hơi bão hịa ToC 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Pbh(KG/m 2) 62 89 125 174 238 323 435 573 635 728 Chọn T = 200C 238 bhP (kG/m2) Vậy P1 = 10330 + 1,0250,93 – 238 = 10092,95 (kG/m2) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - + ξ: hệ số thực nghiệm cĩ giá trị nằm trong khoảng (1,3 ÷ 1,6) ; Chọn ξ = 1,5 + D = Dcv = 1,24 (m) + Kc =     Z D H f p ,, : hệ số đặc trưng bọt khí ở cánh chân vịt. + Chọn D H = 0,6 + 398,0 724,1 455,3  cvcv p p nD V Tra đồ thị hình 1 trang 11 Giáo trình “Hướng dẫn thiết kế chân vịt tàu thủy” của Nguyễn Xuân Mai ứng với: Z = 4 ; λP = 0,398; 6,0 D H ta được: Kc = 0,15 Suy ra   218,024,17 95,10092 15,0 3,1130 2''min  Vậy để thoả mãn điều kiện khơng sủi bọt thì: ),max( ''min'min   ; Chọn θ= 0,4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 15 : Tính chân vịt để chọn máy  Tính chọn các thơng số ban đầu. - Hiệu suất thân tàu: ηk ηk = 026,1 253,01 233,01 1 1     t - Hiệu suất xốy ηR: với nước biển ηR = 1,025 - Lực đẩy chân vịt: P = 1976.46 (kG) - Tốc độ tiến chân vịt: Vp = 3,455 (m/s) - Tốc độ tàu: V = 4,63 (m/s) - Hiệu suất hộp số: ηhs = 0,98 - Hiệu suất đường trục: ηt = 0,98 - Hiệu suất mơi trường: ηmt = (0,88 ÷ 0,9); Chọn ηmt = 0,88 - Hệ số ảnh hưởng thân tàu a: Với tàu 1 chân vịt thì a = 1,05 - Số cánh chân vịt: Z = 4 cánh - Tỉ số mặt đĩa:  = 0,4 - Hệ số dự trữ: Chọn Kdt = 1,12 Bảng 3.5: Bảng tính chân vịt để chọn máy. ST T Đại lượng cần ĐV Giá trị Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - xác định 1 Số vịng quay giả thiết n V/s 6 7 8 9 10 11 12 2 Kn ’ = 4 Pn V cv p  0,67 6 0,62 6 0,5 86 0,5 52 0,52 4 0,50 0 0,4 78 3 λp = f(Kn’) tra đồ thị. 0,44 0,3 9 0,3 7 0,3 6 0,33 0,3 2 0,3 0 4 λp’ = a.λp ( a= 1,05). 0,46 2 0,41 0 0,3 89 0,3 78 0,34 7 0,33 6 0,3 15 5 D = pcv p n V ' m 1,24 6 1,20 5 1,1 80 1,0 95 0,99 7 0,93 5 0,9 14 6 K1 = 42 .. Dn P cv 0,28 1 0,18 3 0,1 93 0,2 19 0,19 1 0,20 5 0,1 88 7 H/D=f( K1,λp’ ) tra đồ thị 0,8 0,7 8 0,7 6 0,7 4 0,72 0,7 1 0,6 8 8 ηp= f( K1,λp’ ) tra đồ thị 0,55 0,5 2 0,4 95 0,4 75 0,45 5 0,44 0 0,4 3 9 Rkp d VR N  ...75 . ML 161 170 179 187 195 210 206 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 10 Neycđc = mtt dN  . ML 187 198 207 216 226 234 239 11 Ne* = Kdt.Neycđc (Kdt = 1.12) ML 209 221 232 240 ,5 253 262 268 Các hàng 3;7;8, tra trong bảng đồ thị papmiel với Z =4; θ = 0,4. Từ bảng tính trên ta dựng đồ thị chọn máy, biểu diễn mối quan hệ giữa D, ηp, Ne với tốc độ quay chân vịt. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 25 0 24 0 23 0 22 0 21 0 1, 24 0. 9 24 50 24 00 23 50 23 00 22 50 22 00 21 50 21 00 20 50 20 00 19 00 10 50 10 00 95 0 90 0 85 0 75 0 70 0 65 0 60 0 55 0 50 0 45 0 35 0 20 0 (M L ) 0 n( v/ ph ) 1, 0 1, 1 1, 3 1, 2 0, 5 0, 6 0, 8 0, 7 0, 9 30 0 40 0 (m ) DH  p N e D ey cd c e N 1, 4 1, 5 D H D p m ax D = 1 ,2 4 m N 0, 74 0, 71 N 25 00 m ax  DHD 1, 5 1, 4 N e ey cd c H ìn h 3 .2 : Đ? t h ? c h? n m áy D e N p H D (m ) 0, 9 0, 7 0, 8 0, 6 0, 5 1, 2 1, 3 1, 1 1, 0 n( v/ ph ) 0 (M L ) 18 0 19 0 80 0 89 1 79 1 69 1 53 6 46 9 43 6 27 0 26 0 21 5 1, 07 1 1, 0 6H A -H T E N = 2 40 M L i = 4 ,0 ; 4 ,5 9 nc v = 5 00 ; 4 36 ( v/ ph ) 19 50 M D 13 6 T I N = 2 30 M L i = 2 0, 26 ; 2, 78 ; 2 ,9 1 nc v = 9 73 ; 7 91 ; 6 90 ( v/ ph ) 6L A A E N = 2 40 M L i = 3 ,5 5; 4 ,0 5 nc v = 5 36 ; 4 69 ( v/ ph ) MD136TI; i = 2,26; n = 891(v/ph) MD136TI; i = 2,78; n = 791(v/ph) MD136TI; i = 2,91; n = 691(v/ph) 6HA - HTE; i = 4,59; n = 436(v/ph) 6LAAE; i = 4,05; n = 536(v/ph) 6LAAE; i = 3,55; n = 469(v/ph) 6HA - HTE; i = 4,00; n = 500(v/ph) 0, 4 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Từ đồ thị chọn máy ta tiến hành xác định vùng đường kính chân vịt cĩ thể chọn cho tàu thiết kế từ giá trị D ≤ Dmax . Vùng cho phép chọn đường kính chân vịt tàu là vùng bên phải của đường giới hạn Dmax trên đồ thị. Cơng thức định mức của động cơ kể cả phần dự trữ cơng suất: Ne = Neycđc . Kdt +∑NK(ML) Trong đĩ: ∑NK: tổng cơng suất máy phụ do máy chính lai. Coi các thiết bị phụ hoạt động độc lập nên ∑NK= 0. Dựa vào bảng danh mục động cơ, chọn động cơ chính cho tàu : Máy MD136TI của hãng DAEWOO - Cơng suất định mức : Ne = 230 ML. - Tốc độ quay định mức: nđm = 2200 v/ph. - Suất tiêu hao nhiên liệu: ge = 0,158 (Kg/HP.h). - Số xy lanh : i = 6. - Khối lượng : M= 900 (Kg). - Tỷ số truyền hộp số XY71-4: ihs = 2,26; 2,78; 2.91. - Số vịng quay chân vịt : ncv = 973; 791; 690 (v/ph). - Kích thước (L x B x H): 1599.45 x 736 x1096(mm). Máy YANMAR 6HA-HTE. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - - Cơng suất định mức : Ne = 240 ML. - Tốc độ quay định mức: nđm = 2000 v/ph. - Suất tiêu hao nhiên liệu: ge =0,163 (Kg/HP.h). - Số xy lanh : i = 6. - Khối lượng : M=1230 (Kg). - Tỷ số truyền hộp số YX-4: ihs = 4,0; 4,59. - Số vịng quay chân vịt : ncv = 500; 436 (v/ph). - Kích thước (L x B x H): 1947 x 939 x 1250 (mm). Máy YANMAR 6LAAE. - Cơng suất định mức: Ne = 240 ML. - Tốc độ quay định mức: nđm = 1900 v/ph. - Suất tiêu hao nhiên liệu ở 1900v/ph: ge = 0,175 (Kg/HP.h). - Số xy lanh: i = 6. - Khối lượng: M=1820 (Kg). - Tỷ số truyền hộp số: ihs = 3,55; 4,05. - Số vịng quay chân vịt: ncv = 469; 536 (v/ph). - Kích thước (L x B x H): 1703 x 921 x 1275,5(mm).  Biểu diễn các thơng số cơ bản của các động cơ lên đồ thị chọn máy và tiến hành phân tích chọn máy như sau *Động cơ 1 Khi tốc độ quay chân vit ncv = 691(v/ph)  Neycđc = 237 (ML) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ne = Neycđc .1,12 = 237.1,12 = 260 (ML). Cơng suất định mức của động cơ là 230 (ML), nhỏ hơn cơng suất yêu cầu động cơ (Neycđc) khi động cơ 1cĩ tốc độ quay định mức 2200(v/ph), tốc độ quay chân vịt 691(v/ph) ứng với tỷ số truyền 2,91 (khơng thoả mãn). * Động cơ 2 Khi tốc độ quay chân vit ncv = 500 (v/ph).  Neycđc = 210(ML). Ne = Neycđc .1,12 = 210.1,12 = 235 (ML). Cơng suất định mức của động cơ là 240 (ML), lớn hơn cơng suất yêu cầu động cơ (Neycđc) khi động cơ 2 cĩ tốc độ quay định mức 2000(v/ph), tốc độ quay chân vịt 500(v/ph) ứng với tỷ số truyền 4,05, phần dư cơng suất khơng đáng kể (thoả mãn). * Động cơ 3 Khi tốc độ quay chân vit ncv = 536 (v/ph).  Neycđc = 215(ML). Ne = Neycđc .1,12 = 215.1,12 = 240 (ML). Cơng suất định mức của động cơ là 240 (ML), bằng cơng suất yêu cầu động cơ và phần cơng suất dự trữ khi động cơ 3 cĩ tốc độ quay định mức 2000(v/ph), tốc độ quay chân vịt 536(v/ph) ứng với tỷ số truyền 4,05(thoả mãn). Tiến hành đối chiếu các phương án khác để chọn động cơ chính cho tàu. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Căn cứ vào các thơng số trên ta thấy cả hai động cơ 6LAAE và 6HA-THE cĩ thể chọn làm động cơ chính. Động cơ 6LAAE cĩ suất tiêu hao nhiên liệu, ge = 0,175 (Kg/HP.h) lớn hơn một chút so với động cơ 6HA-THE ge =0,163 (Kg/HP.h), nhưng kích thứớc nhỏ hơn và cơng suất yêu cầu và phần cơng dự trữ phù hợp với nhiệm vụ thư đặt ra tàu chạy vận tốc 9(hl/h) nên ta chọn động cơ 6LAAE làm động cơ chính. với các thơng số của chân vịt: Z = 4;  = 0,4; ηp = 0,53; H/D = 0,74; D = 1,071 m. * Vì động cơ được chọn cĩ cơng suất đúng với cơng suất yêu cầu nên vận tốc tàu đạt giá trị 9Hl/h bằng tốc độ hàng hải tự do. Kiểm tra lại điều kiện bền và khơng sinh bọt khí của chân vịt . Ta cĩ: 3 ,3 2 max ' min 10000 .' 375,0 PmZ D C cv       = 29.010000 8.166515.1 09.0 4 071,1 '055.0 375,0 3 3 2       35,0 071,193,8 463,3 .  cvcv p P Dn V Với Z = 4; λp = 0,35; H/D = 0,74 ta được Kc = 0,25.  2 1 '' min 130 DnP K cv c     38,0071,193.8 10093 25,0 3,1130 2''min  Vậy thoả mãn điều kiện θ = 0,4 ≥ (0,29; 0,38). Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - chương 16 : Xây dựng đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do -Mục đích của việc xây dựng đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do là để giúp cho việc nghiên cứu sự làm việc của chân vịt ở các chế độ khác với chế độ tính tốn.Trình tự tính tốn được thực hiện ở bảng 3.6. -Cách xây dựng: Cho các giá trị λp và tính theo bảng 3.6 trong đĩ hàng 2,3 tra đồ thị papmeil ứng với : z = 4 ; θ = 0,4 ; H/D = 0,74. Giá trị dịng hút ứng với chế độ buộc tàu ( λp = 0). t0 = ttt( 1- 1  ptt ) (3.5) Trong đĩ : - ttt là hệ số dịng hút tương ứng với chế độ tính tốn (hàng hải tự do) ttt = thhtd =0,223. - λptt bước trượt tương đối ứng với chế độ tính tốn. λptt = λphhtd = cvnD V . ).1(515,0  = 36.0 93,8.071,1 9).253,01.(515,0  . Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - -λ1 hệ số bước trượt ứng với K1 = 0.Tra đồ thị papmeil ta cĩ λ1 = 0,82. => t0 = 0,223( 1- 82,0 36,0 ) = 0,12. Tại vị trí tương ứng với K2 = 0.Tra đồ thị papmeil ta cĩ λp =0,92. Bảng 3.6: Bảng tính đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do. ST T Đại lượng cần tính hoặc xác định Giá trị 1 λp( tự cho). 0 0,4 0,6 0,73 0,76 0,79 0,82 0,8 8 2 K1 =f(H/D, λp) tra đồ thị 0,30 0,1 9 0,1 15 0,07 0,05 5 0,04 0 - 3 K2 =f(H/D, λp) tra đồ thị 0,03 1 0,0 2 0,0 15 0,00 9 0,00 8 0,00 6 0,004 0 4 ηp =   22 1 p K K 0 0,5 5 0,7 32 0,85 6 0,83 0,83 0 - 5 t = 1 0 1   p t  0,14 1 0,2 85 0,5 85 1,85 2 3,70 4 - - - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Từ kết quả xác định ở bảng 3.7 ta xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa K1, K2 , ηp , Kd’, t với λp. 0,4 0,6 0,70 p0,2 2,0 1,0 3,0 0,2 0,1 0,5 K1 K2 t p 0,5 0,3 0,1 0,6 0,4 0,2 K1, 10K2t 0.8 0.9 4,0 0,7 0,8 0,9 1.0 0,3 0,1 0,5 1,5 2,5 3,5 0,31 p Hình 3.5: Đồ thị đặc tính thủy động học của chân vịt trong nước tự do. 3.3.2.1.Xây dựng đồ thị vận hành. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đặc tính vận hành tàu là nhĩm các đường cong biểu thị sự phối hợp làm việc giữa Máy – vỏ tàu – chân vịt. Nĩ bao gồm hai phần được bố trí chung trên một bản vẽ. Phần thứ nhất bao gồm các đường cong biểu diễn lực, phần thứ hai bao gồm các đường cong biểu diễn cơng suất tương ứng. Ngồi ra cịn cĩ phần bổ sung biểu thị momen. Tất cả các đường cong đều phụ thuộc vào tốc độ tàu (V) và tốc độ quay chân vịt. Để tính tốn xây dựng đặc tính vận hành tàu, ta tính Me, Ne, Pe, V như sau: Pe = K1.ρ.D4.(1-t).ncv2 = Cp. ncv2 (KG). Me = K2.ρ.D5. ncv2 = CM. ncv2 (KG.m) Ne = . 75 2 mtths DK   .. .. 52 .n3cv = CN. n 3 cv (ml). V = )1(515,0 .    Dp .ncv = CV.ncv (hl/h). Tiến hành tính tốn các giá trị từ λp = 0 đến λptt =0,36 cho một loạt các tốc độ quay chân vịt (5 ÷ 7 giá trị). Trình tự tính tốn được tiến hành theo bảng 3.7, 3.8. Bảng 3.7: Bảng tính tốc độ quay chân vịt STT Đại lượng Đơn vị Giá trị 1 v/ph 467,4 481,1 494,76 508,44 522,12 536 2 ncv v/s 7,79 8,02 8,25 8,47 8,70 8,93 3 n2cv v 2/s2 60,68 64,29 68,00 71,81 75,72 79,74 4 n3cv v 3/s3 472,73 515,46 560,70 608,51 658,96 712,12 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Để thuận tiện ta đi tính các hệ số Cp ,CM ,CN ,CV cho các trường hợp. Bảng 3.8: Bảng tính cá hệ số TH λp K1 K2 t CP CM CN CV 1 0,000 0,30 0,031 0,141 34,868 4,480 0,444 0,000 2 0,100 0,275 0,0290 0,154 31,479 4,191 0,415 0,278 3 0,15 0,260 0,0270 0,162 29,481 3,902 0,387 0,416 4 0,20 0,250 0,0255 0,180 27,738 3,685 0,365 0,555 5 0,25 0,236 0,0240 0,200 25,546 3,468 0,344 0,694 6 0,30 0,222 0,0235 0,220 23,430 3,396 0,336 0,833 7 0,363 0,190 0,0210 0,260 19,024 3,035 0,301 1,008 Trường hợp 1: λp = 0,5; K1 = 0,3; K2 = 0,031; t = 0,141; ω = 0,253. Cp = 34,686; CM = 4,48; CN = 0,444; CV = 0. STT Đại lượng Đ/v Giá trị 1 V= Cv.ncv Hl/h 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2 Pe = CP.n 2 cv kG 2116 2242 2371 2504 2640 2781 3 Me = CM.n 2 cv Kg.m 272 288 305 322 339 357 4 Ne = CN.n 3 cv ML 210 229 249 270 292 316 Trường hợp 2: λp =0,1; K1 =0,275; K2 =0,029; t = 0,154l; ω = 0,253. Cp = 31,479; CM = 4,191; CN = 0,415; CV = 0,278. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - STT Đại lượng Đ/v Giá trị STT V= Cv.ncv Hl/h 2,16 2,23 2,29 2,35 2,42 2,48 STT Pe = CP.n 2 cv kG 1910 2024 2140 2260 2384 2510 3 Me = CM.n 2 cv kGm 254 269 285 301 317 334 4 Ne = CN.n 3 cv ML 196 214 233 253 274 296 Trường hợp 3: λp = 0,15; K1 = 0,26; K2 = 0,027; t = 0,162; ω = 0,253. Cp = 29,481; CM = 3,092; CN = 0,387; CV = 0,416. STT Đại lượng Đ/v Giá trị 1 V= Cv.ncv Hl/h 3,24 3,34 3,43 3,53 3,62 3,72 2 Pe = CP.n 2 cv kG 1789 1895 2005 2117 2232 2351 3 Me = CM.n 2 cv kGm 237 251 265 280 295 311 4 Ne = CN.n 3 cv ML 183 199 217 235 255 275 Trường hợp 4: λp = 0,2; K1 = 0,25; K2 = 0,0255; t = 0,180; ω = 0,253. Cp = 27,738; CM = 3,685; CN = 0,365, CV = 0,555. STT Đại lượng Đ/v Giá trị Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1 V= Cv.ncv Hl/h 4,33 4,45 4,58 4,71 4,83 4,96 2 Pe = CP.n 2 cv kG 1683 1783 1886 1992 2100 2212 3 Me = CM.n 2 cv kGm 224 237 251 265 279 294 4 Ne = CN.n 3 cv ML 173 188 205 222 241 260 Trường hợp 5: λp = 0,25, K1 = 0,236, K2 = 0,024, t = 0,20, ω = 0,253. Cp = 25,546, CM = 3,486, CN = 0,344, CV = 0,694. STT Đại lượng Đ/v Giá trị 1 V=Cv.ncv Hl/h 5,41 5,56 5,72 5,88 6,04 6,20 2 Pe = CP.n 2 cv kG 1550 1642 1737 1834 1934 2037 3 Me = CM.n 2 cv kGm 210 223 236 249 263 277 4 Ne = CN.n 3 cv ML 162 177 193 209 226 245 Trường hợp 6: λp = 0,3; K1 = 0,222; K2 = 0,0235; t = 0,220; ω = 0,253. Cp = 23,430; CM = 3,396; CN = 0,336; CV = 0,833. STT Đại lượng Đ/v Giá trị STT V=Cv.ncv Hl/h 6,49 6,68 6,87 7,06 7,25 7,44 2 Pe = CP.n 2 cv kG 1422 1506 1593 1682 1774 1868 3 Me= CM.n 2 cv kGm 206 218 231 244 257 271 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 4 Ne = CN.n 3 cv ML 159 173 189 205 222 240 Trường hợp 7: λp = 0,36; K1 = 0,19; K2 = 0,021; t = 0,260; ω = 0,253. Cp = 19,024; CM = 3,035; CN = 0,301; CV = 1,008. STT Đại lượng Đ/v Giá trị STT V=Cv.ncv Hl/h 7,85 8,08 8,31 8,54 8,77 9,00 2 Pe = CP.n 2 cv kG 1154 1223 1294 1366 1441 1517 3 Me= CM.n 2 cv kGm 184 195 206 218 230 242 4 Ne = CN.n 3 cv ML 142 155 169 183 198 214 Từ kết quả tính tốn ở bảng 3.8, ta xây dựng đồ thị vận hành tàu gồm các đường cong Pe = f(V), Ne = f(V), trên ba phần đồ thị ứng với các giá trị tốc độ quay chân vịt ncv khơng đổi. Sau đĩ ta đặt các đường cong R = f(V) vào đồ thị lực rồi dựng tương ứng trên đồ thị cơng suất đường đặc tính chân vịt. Trên đồ thị momen, dựng đường momen định mức khơng đổi, từ đĩ xây dựng đường lực kéo giới hạn trên đồ thị lực và cơng suất địi hỏi của động cơ trên đồ thị cơng suất. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đồ thị đặc tính vận hành ta được xây dựng ở hình 3.6. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1 2 3 4 5 6 87 9 10 R 6 7 8 9 1054321 3000 2500 2000 1500 1000 V(Hl/h) eN Negh (kG), RPe eN (ML) 300 400 200 100 0 V (Hl/h) 0 300 200 400 (kGm)Me n = 467v/ph n = 494 v/ph n = 481 v/ph n = 508 v/ph n = 522 v/ph n = 536 v/ph n = 467v/p h n = 494 v/ph n = 481 v/ph n = 508 v/ph n = 522 v/ph n = 536 v/ph eghP Megh eM n = 536 v/phn = 522 v/phn = 508 v/ph n = 481 v/ph n = 494 v/ph n = 467v/ph Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 3.6: Đồ thị đặc tính vận hành tàu. Kết luận: Dựa vào đồ thị đặc tính vận hành tàu ở hình 3.9 ta thấy tổ hợp Máy – Vỏ - Chân vịt làm việc phù hợp vì động cơ làm việc ở tốc độ quay định mức ncv=536 v/ph thì sẻ phát ra cơng suất 215 ML và tàu đạt được vận tốc 9 Hl/h. Vậy việc chọn động cơ chính YANMAR 6LAAE với cơng suất định mức 240 ML, tốc độ quay chân vịt ncv=536 v/ph và đường kính chân vịt D=1,071m; Z = 4;  = 0,4; ηp = 0,53; H/D = 0,74; là phù hợp với vỏ tàu trong điều kiện đảm bảo phần dự trữ cơng suất. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 17: KIỂM TRA TÍNH NĂNG CHO TÀU THIẾT KẾ 3.4.1.Đánh giá tốc độ cho tàu thiết kế. Để kiểm tra tốc độ tàu ta dựa vào đồ thị vận hành tàu. Từ đồ thị vận hành tàu ta thấy khi động cơ chính làm việc với tốc độ quay chân vịt ncv= 536 v/ph thì cơng suất của động cơ Ne= 215 ML và tàu chạy với vận tốc V= 9 Hl/h.Vậy tốc độ của tàu thỏa mãn điều kiện tốc độ V= 9 Hl/h từ nhiệm vụ thư thiết kế. 3.4.2 . Kiểm tra ổn định cho tàu thiết kế Đối với tàu thiết kế trên, tơi hồn tồn cĩ cơ sở để khẳng định tàu đảm bảo ổn định vì trong quá trình tính tốn chọn các yếu tố hình học của tàu tơi đã xét đến điều kiện ổn định. Tuy nhiên để khẳng định lại một lần nữa, tàu thiết kế trên cĩ đảm bảo ổn định hay khơng tơi tiến hành các bước kiểm tra ổn định. Mục đích của bước kiểm tra ổn định là để khẳng định thêm cho phương pháp thiết kế tàu tối ưu của thầy PGS.TS Nguyễn Quang Minh và theo yêu cầu của cơ quan Đăng Kiểm. 3.4.2.1. Tiêu chuẩn ổn định: Tiêu chuẩn ổn định là những chỉ tiêu, những định mức để đảm bảo cho con tàu cĩ một độ ổn định nhất định cần thiết, đồng thời nĩ cịn là căn cứ để xác định và đánh giá tình trạng của con tàu. Đây là mức ổn định tối thiểu mà tàu phải cĩ. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hiện nay cĩ 2 loại tiêu chuẩn ổn định đĩ là tiêu chuẩn vật lý và tiêu chuẩn thống kê. Tiêu chuẩn vật lý: Điển hình nhất là tiêu chuẩn “thời tiết” của Liên Bang Nga. k= ng gh M M 1.0 Trong đĩ: + Mgh: là momen nghiêng giới hạn. + Mng: là momen nghiêng do giĩ tác động. Tiêu chuẩn thống kê: Tiêu chuẩn thống kê là những tiêu chuẩn được xây dựng từ cơ sở thống kê từ những vụ tai nạn đắm tàu. Để xây dựng tiêu chuẩn sau khi xác nhận nhĩm, đối tượng nghiên cứu, người ta xem xét lựa chọn các yếu tố ổn định của các tàu bị lật, xác định các giới hạn tối thiểu của những yếu tố đĩ và xem nĩ là các yếu tố tiêu chuẩn ổn định. - Điển hình là tiêu chuẩn của tổ chức IMO (trước đây gọi là IMCO) giành cho tàu vận tải cĩ ghi rõ: + Chiều cao tâm ổn định ban đầu: h0 ≥ 0,35 (m) + Cánh tay địn ổn định tĩnh tại 300 : )(2,030 ml  + Cánh tay địn ổn định động tại 300 : 30dl 0,055(m) + Cánh tay địn ổn định động tại 400: 40dl 0,09 (m) + Hiệu: 03,03040  dd ll  (m) + Gĩc ứng với tay địn tĩnh cực đại:  00max 3025  3.4.2.2. Tính tốn tay địn ổn định cho tàu thiết kế. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Khái niệm ổn định tàu thuỷ được hiểu như khả năng chống lật khi tàu bị nghiêng, là một trong những tính năng quan trọng nhất đảm bảo an tồn cho tàu đi biển. Tay địn ổn định l tức là tay địn của momen chống lật nĩi trên của tàu, được biểu diễn trên hình vẽ và được tính theo cơng thức sau đây: l = yc cos + (Zc-Zco)sin - (Zg-Zco)sin. (3.7) Trong đĩ: + l : tay địn ổn định tại gĩc nghiêng . + Zco: độ cao tâm nổi khi tàu chưa nghiêng. + yc,Zc: toạ độ tâm nổi khi tàu nghiêng đến gĩc . + Zg : độ cao trọng tâm tàu. G Co l C Zco Zc O Yc Z g  Z Y Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 3.7: Tay địn ổn định tĩnh. Tính tay địn ổn định theo biểu thức trên thực chất là dẫn về tính toạ độ tâm nổi của tàu tại gĩc nghiêng đang xét, hay nĩi đầy đủ hơn, đĩ là việc xác định quỹ đạo của tâm nổi khi tàu nghiêng ( thường xét từ 0900 ). Tay địn ổn định tĩnh được tính theo cơng thức gần đúng đã được thừa nhận rộng rãi của tác giả Vlaxơv. l = yC90f1() + (ZC90 –ZC0)f2() + r0f3() + r90f4() – (Zg- ZC0)Sin. (3.8) Trong đĩ: - ZC0,r0 : Được tính theo cơng thức Ơle. ZC0: cao độ tâm nổi của tàu tại gĩc nghiêng  = 00. ZC0 = T   . (3.9) r0 : bán kính ổn định của tàu tại gĩc nghiêng  = 00. r0 = T B 22 12  . (3.10) - yC90,ZC90 : Toạ độ tâm nổi của tàu tại gĩc nghiêng  = 900, được tính theo cơng thức của PGS.TS Nguyễn Quang Minh. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - yC90 = 4/.)( )2)(1( )1 2 ( /2 2 B T H kC        . (3.11) ZC90 = HkC   /  . (3.12) Với: kc = 1+ H b V V ; hệ số thể tích dưới boong - r90: bán kính ổn định của tàu tại gĩc nghiêng  = 900, được tính theo cơng thức của Pazdianhom: r90 = 0 3 90 90 )( r y ZZ C CoC        . (3.13) - Zg: cao độ trọng tâm tàu: Zg=.H Tay địn ổn định động được tính tốn theo cơng thức sau: lđ =   d ddCCdC CosaCosZZSinydl    0 0 )1()( . (3.14)  Các trường hợp tải trọng của tàu: Để đảm bảo cho tàu hoạt động an tồn ở mọi tình huống, ta tiến hành tính tốn ổn định cho tàu ở các trường hợp tải trọng cĩ thể mà ở đĩ tính ổn định của tàu đáng lo ngại nhất. Với các trường Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - hợp này mà tàu vẫn đảm bảo ổn định thì tàu được xem là đảm bảo ổn định trong mọi trường hợp và được phép hoạt động . Ta tính tốn ổn định ở 4 trường hợp tải trọng: - Trường hợp 1: Tàu ra ngư trường với 100% dữ trữ. - Trường hợp 2: Tàu từ ngư trường trở về với 100% tải trọng hầm và 10% dữ trữ. - Trường hợp 3: Tàu từ ngư trường trở về với 20% tải trọng hầm và 70% đá muối và 10% dữ trữ. -Trường hợp 4: Tàu tại ngư trường với 25% dự trữ, một mẻ cá và lưới ướt trên boong. Khi tính tốn việc xác định tọa độ của các thành phần trọng lượng được đo trên bản vẽ bố trí chung. Xét các trường hợp tải trọng: Trường hợp 1: Tàu ra ngư trường với 100% dự trữ. Bảng 3.9: Bảng tọa độ của các thành phần trọng lượng trường hợp 1. ST T Các thành phần tải trọng P(T) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Tàu khơng 34,4 -0,62 -21,328 1,36 46,784 2 Thuyền viên+ hành lý 0,84 -4,9 -4,116 3,6 3,024 3 Lương thực,thực phẩm 1,2 -6,5 -7,8 2,5 3 4 Nước ngọt 5,8 -7,6 -44,08 2,15 12,47 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 5 Nhiên liệu+ dầu nhờn 6,08 -4,2 -25,536 1,65 10,032 6 Ngư cụ 1,2 7,1 8,52 1,7 2,04 7 Đá 15 4,1 61,5 1,2 18 8 Tổng cộng 64,5 2 -0,50 -32,84 1,47 95,35 Khối lượng P = 64,52 T ; Trọng tâm Xg = -0,50 m; Zg = 1,47 m. Trường hợp 2: Tàu từ ngư trường về, 100% tải trọng hầm, với10% dự trữ. Bảng 3.10: Bảng tọa độ của các thành phần trọng lượng trường hợp 2. ST T Các thành phần tải trọng P(T) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Tàu khơng 34,4 -0,62 -21,328 1,36 46,784 2 Thuyền viên+ hành lý 0,84 -4,9 -4,116 3,6 3,024 3 Lương thực,thực phẩm 0,12 -6,2 -0,744 2,2 0,264 4 Nước ngọt 0,58 -7,6 -4,408 1,85 1,073 5 Nhiên liệu+ dầu nhờn 0,60 8 -4,2 -2,553 0,8 0,486 6 Ngư cụ 1,2 7,1 8,52 1,7 2,04 7 Đá và cá 20 2,9 58 1,2 24 8 Đá và cá 8 -1 -8 1,2 9,6 9 Tổng cộng 65,7 4 0,38 25,37 1,32 87,27 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Khối lượng P = 65,74 T ; Trọng tâm Xg = 0,38(m) ; Zg = 1,32 m Trường hợp 3: Tàu từ ngư trường về, 20% tải trọng hầm, 70% đá và 10% dự trữ: Bảng 3.11: Bảng tọa độ của các thành phần trọng lượng trường hợp 3. ST T Các thành phần tải trọng P(T) X(m ) Mx(T.m ) Z(m) Mz(T.m ) 1 Tàu khơng 34,4 - 0,62 -21,328 1,36 46,784 2 Thuyền viên+ hành lý 0,84 -4,9 -4,116 3,6 3,024 3 Lương thực,thực phẩm 0,12 -6,5 -0,78 2,2 0,264 4 Nước ngọt 0,58 -7,6 -4,408 1,85 1,073 5 Nhiên liệu+ dầu nhờn 0,608 -4,2 -2,55 0,8 0,48 6 Ngư cụ 1,2 7,1 8,52 1,7 2,04 7 Đá 10,5 4,1 43,05 1,2 12,6 8 Đá và cá 7 -1 -7 1,2 8,4 9 Tổng cộng 55,24 8 0,20 11,38 1,35 74,67 Khối lượng P = 55,248 T ; Trọng tâmXg = 0,2 m ; Zg = 1,35 m Trường hợp 4: Tàu tại ngư trường với 25% dự trữ, một mẻ cá và lưới ướt trên boong. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bảng 3.12: Bảng tọa độ của các thành phần trọng lượng trường hợp 4. STT Các thành phần tải trọng P(T) X(m) Mx(T.m) Z(m) Mz(T.m) 1 Tàu khơng 34,4 -0,7 -24,08 1,2 41,28 2 Thuyền viên+ hành lý 0,84 -2,87 -2,410 3,6 3,024 3 Lương thực,thực phẩm 0,3 -6,1 -1,83 2,3 0,69 4 Nước ngọt 1,45 -5,3 -7,685 1,95 2,827 5 Nhiên liệu+ dầu nhờn 2,02 -1,5 -3,03 0,9 1,818 6 Ngư cụ 1,2 4,37 5,244 1,7 2,04 7 Đá và cá 20 2,9 58 1,2 24 8 Đá và cá 8 -1 -8 1,2 9,6 9 Tổng cộng 68,21 0,23 16,20 1,25 85,27 Khối lượng P = 68,21 T ; Trọng tâm Xg = -0,23 m ; Zg = 1,25 m. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - chương 18: Tính cân bằng dọc và chiều cao tâm ổn định ban đầu Phần này sẽ xác định với gĩc nghiêng dọc ψ ở các trường hợp tải trọng đã nêu ở trên và tính các thơng số đặc trưng cho ổn định ban đầu. Từ đĩ để cĩ số liệu để kiểm tra ổn tính cho tàu ở gĩc nghiêng khác nhau. Các thơng số cần xác định sẽ tra đồ thị các yếu tố thủy lực dựa vào lượng chiếm nước đã biết, ngồi ra cịn sử dụng các cơng thức sau để tính : h0 = r0 + zc - zg = r0 – (zg - zc ) = r –a (3.15) Với a = zg - zc H0 = R – a = R + zc – zg. (3.16) ΔTm = ( 2 L - xf ) ΔT/L ; (3.17) Tm = T + ( 2 L - xf ) ΔT/L (3.18) ΔTl = ( 2 L + xf ) ΔT/L ; (3.19) Tl = T - ( 2 L + xf ) ΔT/L (3.20) ΔT =( xg - xc )L/H0 (3.21) Kết quả tính được ghi ở bảng sau: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bảng.3.13: Bảng tính cân bằng dọc và tâm ổn định ban đầu. Các trường hợp tải trọngT T Đại lượng tính Ký hiệu Đơn vị 1 2 3 4 1 Lượng chiếm nước D T 64,52 65,74 55,25 68,2 1 2 Thể tích chiếm nước V m3 62,94 64,13 53,90 66,5 4 3 Mớn nước T m 1,38 1,40 1,22 1,44 4 Hồnh độ tâm nổi XC m - 0,164 - 0,167 - 0,126 - 0,17 5 5 Hồnh độ trộng tâm Xg m -0,50 0,38 0,21 0,24 6 Cao độ trọng tâm Zg m 1,47 1,32 1,35 1,25 7 Cao độ tâm nổi ZC m 1,06 1,07 0,93 1,10 8 Hiệu Xg - XC m -0,33 0,55 0,332 0,41 2 9 Bán kính ổn định dọc R0 m 16,84 16,65 18,63 16,2 9 10 Chiều cao ổn định H0 m 16,43 16,40 18,20 16,1 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - dọc 4 11 Nghiêng dọc T m - 0,329 0,538 0,285 0,41 5 12 Hồnh độ trọng tâm ĐN Xf m - 0,427 - 0,435 - 0,410 - 0,43 0 13 Nghiêng dọc mũi Tm m - 0,173 0,284 0,150 0,,21 8 14 Nghiêng dọc đuơi Td m 0,156 - 0,252 - 0,135 - 0,19 6 15 Bán kính ổn định ngang r0 m 1,216 1,215 1,330 1,18 0 16 Chiều chìm mũi Tm m 1,527 1,984 1,850 1,91 8 17 Chiều chim đuơi Td m 1,856 1,348 1,565 1,50 4 18 Chiều cao tâm ổn định h0 m 0,806 0,965 0,907 1,03 1 19 Hệ số béo  - 0,63 0,63 0,63 0,63 20 Hệ số diện tích MĐN  - 0,835 0,836 0,835 0,84 6 21 Chiều dài tàu L m 16,10 8 16,13 16,65 16,2 5 22 Chiều rộng tàu B m 4,312 4,320 4,260 4,30 0 Từ các giá trị của hàm fi(θ) ứng với các gĩc nghiêng của θ của tàu theo kết quả của PGS-TS Nguyễn Quang Minh được cho ở bảng sau: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bảng 3.14: Bảng giá trị của hàm fi() fi() θ F1() F2() F3() F4() sin() 10 0,0194 -0,0086 0,1618 0,0010 0,1736 20 0,1441 -0,0626 0,2531 0,0074 0,342 30 0,4270 -0,1770 0,2298 0,0201 0,5 40 0,7304 -0,3153 0,0943 0,0335 0,6428 50 1,2168 -0,3883 -0,0978 0,0356 0,766 60 1,3835 -0,2792 -0,2512 0,0143 0,866 70 1,1539 0,0887 -0,2702 -0,0306 0,9397 80 0,5423 0,6455 -0,1313 -0,0671 0,9848 90 0,0000 1,0000 0,0000 0,0000 1 Với lượng chiếm nước của tàu, dựa trên đồ thị tĩnh thủy lực ta tìm được các thơng số cơ bản của tàu và từ đĩ tính được các thơng số hình học quy đổi của tàu như trong bảng sau: Bảng 3.15: Bảng các thơng số hình học quy đổi của tàu. Các trường hợp tải trọngTT Các thơng số 1 2 3 4 1 Hệ số  0,835 0,836 0,83 0,846 2 Hệ số  0,63 0,63 0,63 0,63 3 Mớn nước T 1,38 1,40 1,22 1,44 4 Hồnh độ trọng tâm xG -0,55 0,38 0.21 -0,24 5 Hồnh độ tâm nổi xC -0,164 -0,167 -0,126 -0,175 6 Cao độ trọng tâm zC 1,06 1,07 0,93 1,10 7 r90 0,319 0,310 0,335 0,290 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 8 zc0 0,787 0,798 0,694 0,825 9 r0 1,849 1,829 2,042 1,764 10 yc90 0,845 0,829 1,023 0,799 11 zc90 1,257 1,257 1,254 1,263 Từ các thơng số hình học quy đổi trên ta đi xác định tay địn ổn định tĩnh lθ và tay địn ổn định động lđ cho tàu ở các gĩc nghiêng. Trường hợp 1: Tàu ra ngư trường với 100% dự trữ. Bảng 3.16: Bảng tính tay địn ổn định tĩnh và động trường hợp 1.  YC90.f1( ) (ZC90- ZC0).f2() r0.f3( ) r90.f4( ) (Zg- ZC0)Sin( ) l=[2]+[3 ]+[4]+ [5]-[6] [7] ld=1/2 [8] [1 ] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 1 0 0,02 37 -0,0071 0,29 25 0,00 08 0,1189 0,190 9 0,190 9 0,016 6 2 0 0,17 00 -0,0497 0,42 38 0,00 52 0,2337 0,315 6 0,697 6 0,060 8 3 0 0,47 67 -0,1302 0,32 17 0,01 35 0,3417 0,420 0 1,433 3 0,125 0 4 0 0,84 25 -0,2070 0,04 47 0,01 95 0,4305 0,509 0 2,362 3 0,206 0 5 0 1,27 21 -0,2185 - 0,24 72 0,01 60 0,5235 0,541 6 3,412 9 0,297 6 6 1,09 -0,1017 - 0 0,5918 0.418 4,373 0,381 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 0 70 0,40 03 90 4 4 7 0 0,78 93 0,1179 - 0,33 17 - 0,02 13 0,6424 - 0.088 12 4,704 1 0,410 3 8 0 0,32 66 0,3562 - 012 66 - 0,02 94 0,6697 - 0.142 93 4,473 1 0,390 1 9 0 0 04700 0 0 0,6834 - 0.213 41 4,116 8 0,359 0 57,3 23,83 07 0,5 0,6 0,3 0,2 0,1 90807060503020 40 0,4 LLd (m) 100-10-20-30 Lcp = 0,175 Trường hợp 1: D = 64,52Tấn ; Zg = 1,47m 0  L Ld Hình 3.8: Đồ thị tay địn ổn định của tàu ở trường hợp 1. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Trường hợp 2: Tàu từ ngư trường về, 100% tải trọng hầm, với10% dự trữ. Bảng 3.17: Bảng tính tay địn ổn định tĩnh và động trường hợp 2.  YC90.f1( ) (ZC90- ZC0).f2() r0.f3( ) r90.f4( ) (Zg- ZC0)Sin() l=[2]+[3 ]+[4] +[5]-[6] [7] ld=1/2 [8] [1 ] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 1 0 0,02 32 0,0069 0,28 94 0,000 7 0,0907 0,215 7 0,215 7 0,018 8 2 0 0,16 69 -0,0485 0,41 92 0,005 1 0,1784 0,364 4 0,795 8 0,069 4 3 0 0,46 79 -0.1270 0,31 83 0,013 1 0,2608 0,411 5 1,571 7 0,137 0 4 0 0,82 70 -0,2020 0,21 00 0,019 0 0,286 0,525 3 2,508 6 0,218 8 5 0 1,24 87 -0,2133 - 0,24 45 0,015 5 0,3995 0,406 8 3,440 8 0,300 1 6 0 1,07 68 - 0,0993 - 0,35 10 0 0,4517 0,174 7 4,022 4 0,350 8 7 0 0,77 48 0,1151 - 030 18 - 0,020 7 0,4903 0,077 1 4,274 2 0,372 8 8 0 0,32 06 0,3477 - 0,12 53 - 0,028 6 0,5112 0,003 2 4,354 6 0,379 8 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 9 0 0 0,4588 0 0 0,5216 - 0,062 8 4,295 1 0,374 6  0 Trường hợp 2: D = 65.74 Tấn ; Zg = 1,32m Lcp = 0,16m -30 -20 -10 0 10 L, Ld (m) 4020 30 50 60 70 80 90 0,5 0,3 0,1 0,2 0,4 0,6 0,7 57,3 18.13 Ld L Hình 3.9: Đồ thị tay địn ổn định của tàu ở trường hợp 2. Trường hợp 3: Tàu từ ngư, trường về, 20% tải trọng hầm, 70% đá và 10% dự trữ. Bảng 3.18: Bảng tính tay địn ổn định tĩnh và động trường hợp3.  YC90.f1( ) (ZC90- ZC0).f2() r0.f3() r90.f4( ) (Zg- ZC0)Sin( l=[2]+[3 ]+[4] [7] ld=1/2 [8] Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ) +[5]-[6] [1 ] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 1 0 0,02 87 -0,0085 0,27 12 0,00 08 0,1142 0,178 0 0,178 0 0,015 5 2 0 0,20 59 -0,0592 0,43 01 0,00 55 0,2245 0,357 0,713 9 0,062 2 3 0 0,57 73 -0,1551 0,39 55 0,01 42 0,3282 0,503 7 1,575 5 0,137 4 4 0 1,02 04 -0,2466 0,15 20 0,02 05 0,4135 0,532 8 2,612 1 0,227 8 5 0 1,54 07 -0,2603 - 0,35 10 0,01 68 0,5028 0,443 3 3,588 3 0,312 9 6 0 1,32 86 -0,1212 - 0,44 21 0 0,5684 0,196 7 4,228 4 0,368 8 7 0 0,95 60 0,1405 - 0,36 63 - 0,02 24 0,6170 0,090 7 4,515 9 0,393 8 8 0 0,39 56 0,4244 - 0,13 99 - 0,03 09 0,6433 0,005 9 4,612 6 0,402 3 9 0 0 0,5600 0 0 0,6564 - 0,096 3 4,522 2 0,394 4 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - o 0 Trường hợp 3: D = 55,25 Tấn ; Zg = 1,35m -30 -20 -10 0 302010 40 50 Lcp = 0,18m 0,4 0,1 0,2 0,3 60 70 80 90 0,5 0,6 0,7 L Ld (m) 57,3 19.48 L Ld Hình 3.10: Đồ thị tay địn ổn định của tàu ở trường hợp 3. Trường hợp 4: Tàu tại ngư trường với 25% dự trữ, một mẻ cá và lưới ướt trên boong. Bảng 3.19: Bảng tính tay địn ổn định tĩnh và động trường hợp 4.  YC90.f1( ) (ZC90- ZC0).f2() r0.f3() r90.f4( ) (Zg- ZC0)Sin( ) l=[2]+[3] +[4] +[5]-[6] [7] ld=1/2 [8] [1 ] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1 0 0,02 24 -0.0066 0,27 91 0,00 07 0,0738 0,2217 0,221 7 0,019 3 2 0 0,16 08 -0,0463 0,40 43 0,00 47 0,1452 0,3784 0,821 9 0,071 6 3 0 0,45 09 -0,1212 0,35 69 0,01 23 0,2123 0,4866 1,687 0 0,147 1 4 0 0,81 35 -0,1512 0,09 20 0,01 51 0,2475 0,5219 2,695 5 0,235 1 5 0 1,20 33 -0,2034 - 0,26 14 0,01 45 0,3252 0,4277 3,645 1 0,317 9 6 0 1,03 76 -0,0947 - 0,38 19 0 0,3677 0,1932 4,266 1 0,372 1 7 0 0,74 66 0,1098 - 0,31 65 - 0,01 93 0,3991 0,1214 4,580 8 0,399 5 8 0 0,30 89 0,3317 - 0,12 08 - 0,02 67 0,4161 0,0769 4,779 2 0,416 5 9 0 0 0,4376 0 0 0,4246 0,0130 4,869 2 0,424 1 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 80 90 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 57,3 22.58  Trường hợp 4 : D = 68,21 Tấn ; Zg = 1,25m Ld L 0 -30 -20 -10 0 302010 40 50 Lcp=0,17 L, Ld (m) 60 70 Hình 3.11: Đồ thị tay địn ổn định của tàu ở trường hợp 4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 19: Tính diện tích và chiều cao tâm hứng giĩ cách chuẩn Trường hợp 1: Bảng 3.20: Bảng tính diện tích và chiều cao tâm hứng giĩ trường hợp 1. TT Bề mặt chịu giĩ Ai(m2) Zch (m) Ai.Zch(m3) 1 Mạn khơ 22.07 1.9 41.933 2 Thượng tầng 13.8 3.5 48.3 3 Ống khĩi 0.05 0 0 4 Tổng 35.92 2.51 90.23 Chiều cao cách chuẩn: Zch = 2,51 m Trường hợp 2: Bảng 3.21: Bảng tính diện tích và chiều cao tâm hứng giĩ trường hợp 2. TT Bề mặt chịu giĩ Ai(m2) Zch (m) Ai.Zch(m3) 1 Mạn khơ 21.7 1.89 41.013 2 Thượng tầng 13.8 3.5 48.3 3 Ống khĩi 0.05 0 0 4 Tổng 35.55 2.51 89.31 Chiều cao cách chuẩn: Zch = 2,51 m Trường hợp 3: Bảng 3.22: Bảng tính diện tích và chiều cao tâm hứng giĩ trường hợp 3. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - TT Bề mặt chịu giĩ Ai(m2) Zch (m) Ai.Zch(m3) 1 Mạn khơ 24.57 2.1 51.597 2 Thượng tầng 13.8 3.5 48.3 3 Ống khĩi 0.05 0 0 4 Tổng 38.42 2.60 99.89 Chiều cao cách chuẩn: Zch = 2,60 m Trường hợp 4: Bảng 3.23: Bảng tính diện tích và chiều cao tâm hứng giĩ trường hợp 4. TT Bề mặt chịu giĩ Ai(m2) Zch (m) Ai.Zch(m3) 1 Mạn khơ 21.2 1.95 41.34 2 Thượng tầng 13.8 3.5 48.3 3 Ống khĩi 0.05 0 0 4 Tổng 35.05 2.55 89.64 Chiều cao cách chuẩn: Zch =2,55 m 3.4.2.1. Kiểm tra ổn định khi giĩ tác động: Trong trường hợp này áp lực giĩ được lấy theo bảng 2.1.2.2 – Lý thuyết tàu – Nguyễn Thị Hiệp Đồn. Bảng 3.24: Bảng kiểm tra ổn định khi giĩ tác động Các trường hợp tải trọngT T Thơng số tính Kí hiệu Đơn vị 1 2 3 4 1 Diện tích hứng giĩ Ai m 2 35,92 35,55 38,42 35,05 2 Chiều cao tâm hứng giĩ Zch m 2,512 2,600 2,600 2,557 3 Áp lực giĩ Pv KG/ m2 24,5 26,6 26,8 26,2 4 Momen nghiêng do giĩ Mng T.m 2,21 2,46 2,68 2,35 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 5 Chiều cao tâm ổn định ban đầu ho m 0,806 0,965 0,907 1,031 6 Tỷ số B/T B/T 3,12 3,09 3,49 2,99 7 Hệ số X1 X1 0,95 0,89 0.85 0.905 8 Hệ số X2 X2 0,955 0,9 0,89 0,951 9 Tỷ số ho/B 0,19 0,22 0,21 0,24 1 0 Hệ số Y Y 32 27,6 31,4 32 1 1 Biên độ lắc 1r Độ 29,03 22,10 23,75 27,54 1 2 Diện tích vây giảm lắc  m 2 1,5 1,5 1,5 1,5 1 3 Tỷ số(Ak/LB)%  % 2,16 2,15 2,11 2,15 1 4 Hệ số k k=f(Ak/ L.B)% 0.82 0.82 0.82 0.82 1 5 Biên độ lắc 2r Độ 23,83 18,13 19,48 22,58 1 6 Tay địn ổn định cho phép lcp m 0,175 0,16 0,18 0,17 1 7 Momen nghiêng cho phép Mcp = D.lcp T.m 11,29 10,51 10,22 11,80 1 8 Hệ số an tồn n= Mcp /Mng 5,10 4.3 3,81 5,02 3.4.2.2. Kiểm tra và kết luận về ổn định của tàu. Qua kết quả ở bảng trên, lấy giá trị nhỏ nhất trơng 4 trường hợp đem so sánh với các yêu cầu của tiêu chuẩn vật lý, tiêu chuẩn ổn định IMO ta được: a. Tiêu chuẩn ổn định vật lý: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - n = 3,81  (ngh) = 1 (đảm bảo ổn định). b. Tiêu chuẩn ổn định IMO: + Chiều cao tâm ổn định ban đầu: h0 = 0,806(m)  0,35 (m) + Cánh tay địn ổn định tĩnh tại θ = 300 lθ30 = 0,4115(m) 0,2 (m) + Gĩc ứng với cánh tay địn ổn định tĩnh cực đại: max = 30  ( 300 ) + Cánh tay địn ổn định động tại gĩc nghiêng 300. lθd30 = 0,125  0,055 (m) + Cánh tay địn ổn định động tại gĩc nghiêng 400 lθd40 = 0,206 0,09 (m) + Hiệu: lθd40 - lθd30 = 0,081  0,03 (m)  Kết luận Tàu thiết kế đảm bảo ổn định.Qua đây ta cĩ thể nhận thấy rằng việc tính tốn các bài tốn thuận (kiểm tra các tính năng đi biển của tàu, hoạch định các tiêu chuẩn an tồn đi biển cho tàu) cịn nhiều trở ngại. Việc áp dụng tiêu chuẩn IMO để kiểm tra ổn định cho tàu thiết kế sẽ cĩ độ chính xác cao. Tuy nhiên tiêu chuẩn này này quá cồng kềnh và phức tạp. Sau khi áp dụng tiêu chuẩn IMO thầy PGS-TS Nguyễn Quang Minh nhận thấy rằng, tiêu chuẩn quyết định nhất là tiêu chuẩn 2, lθ30 =  0,2 (m). Khi tàu thiết kế thỏa mãn tiêu chuẩn này thì sẽ thỏa mãn các tiêu chuẩn cịn lại, từ tiêu chuẩn này cĩ thể dẩn về tỷ lệ giới hạn B/H]. B/H  [B/H] = 10 229 B Đây là một biểu thức tốn được viết dưới dạng hết sức đơn giản, cĩ thể dùng để tính chọn các yếu tố hình học cho tàu và kiểm tra ổn định cho tàu thiết kế. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - -1- Chương 20: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 4.1. Kết luận: +Sau hơn 3 tháng thực hiện đề tài được giao, với số lượng cơng việc tương đối nhiều, nhưng được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Quang Minh cùng các ban ngành: Sở Thuỷ Sản Phú Yên, Chi Cục Bảo Vệ Nguồn Lợi Thuỷ Sản Phú Yên cùng một số thầy cơ và các bạn cùng lớp. Đến nay đề tài đã được hồn thành với những kết luận sau: - Tàu thiết kế đảm bảo được tất cả các điều kiện tối ưu, đảm bảo tính ổn định, tính lắc, tốc độ, đáp ứng đúng và đủ yêu cầu của nhiệm vụ thiết kế. - Việc sử dụng phương pháp thiết kế tối ưu cho tàu cá xa bờ của thầy PGS.TS Nguyễn Quang Minh là phương pháp thiết kế mang tính khoa học, nâng cao độ tin cậy cho tàu và giảm bớt thời gian cho người thiết kế. ‘ 4.2.Đề xuất ý kiến: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - -2- - Cần phổ biến rộng rãi thuật tốn thiết kế tối ưu của PGS- TS Nguyễn Quang Minh vì phương pháp mới này cĩ rất nhiều ưu điểm so với các phương pháp thiết kế khác. - Cần áp dụng phần mềm tự động hĩa vẽ đường hình tàu vì hiện nay đường hình tàu thường được vẽ dựa trên những đường hình tàu mẫu. - Hướng cho ngư dân đĩng tàu theo thiết kế chứ khơng hồn tồn theo kinh nghiệm để tàu đĩng ra đảm bảo ổn định, an tồn, kinh tế và đáp ứng được các yêu cầu của Đăng kiểm và các cơ quan quản lý. - Nên cĩ thời gian thực hiện đề tài dài hơn, tăng thời gian thực tập để sinh viên cĩ thể tiếp cận nhiều hơn nữa với thực tế cũng như nghiên cứu tài liệu để cĩ thể hồn thành Đồ án tốt hơn nữa. Cuối cùng, qua đây tơi xin thành thật bày tỏ lịng biết ơn đến thầy PGS.TS Nguyễn Quang Minh, các thầy trong bộ mơn tàu thuyền và các bạn cùng lớp đã giúp tơi hồn thành tốt đề tài được giao. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Đức Ân và một số tác giả SỔ TAY KỸ THUẬT ĐĨNG TÀU - TẬP 1,2,3 Nhà xuất bản khoa học kỷ thuật - 1978 2. Võ Duy Bơng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - -3- GIÁO TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CHÂN VỊT TÀU THỦY Nhà xuất bản Nơng nghiệp - 1983 3. Huỳnh Tấn Đạt LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đại học Thủy sản - 1998 4. KS.Nguyễn Thị Hiệp Đồn LÝ THUYẾT TÀU Đại học Hàng Hải – Hải Phịng - 1995 5. Phạm Ngọc Hịe – Lê Ngọc Phước ỔN TÍNH CHO TÀU ĐI BIỂN Nhà xuất bản Nơng nghiệp - 1980 6. THS. Nguyễn Đình Long GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐỘNG LỰC. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TRANG BỊ ĐỘNG LỰC Đại học Thủy sản 7. PGS.TS.Nguyễn Quang Minh BÁO CÁO KHOA HỌC (1995), MỘT VÀI KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA TÍNH ỔN ĐỊNH TÀU NGHỀ CÁ VEN BỜ CÁC TỈNH PHÍA NAM VIỆT NAM . BÁO CÁO KHOA HỌC ĐỀ TÀI BỘ GDĐT QUẢN LÝ MÃ SỐ 91B-15(1995), KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU THIẾT KẾ TÀU NGHỀ CÁ. 8. Bùi Văn Nghiệp Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - -4- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đại học Thủy sản - 1998 10.TCVN 3003-1984 QUY PHẠM ĐĨNG TÀU VỎ GỖ (TCVN 71111:2002). Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên sinh viên : Phạm Thanh Hịa Lớp : 45TT2 Chuyên ngành : Đĩng tàu Mã : 18.06.10 Tên đề tài : Thiết kế sơ bộ tàu câu cá ngừ đại dươngkế thừa kinh nghiệm của ngư dân Phú Yên. Số trang: 95 Số chương: 03 Số tài liệu tham khảo: 10 Hiện vật: .................................................................................... NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... Kết luận: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ................................................................................................... ................................................................................................... Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS-TS Nguyễn Quang Minh PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TN Họ, tên sinh viên : Phạm Thanh Hịa Lớp : 45TT2 Chuyên ngành : Đĩng tàu Mã : 18.06.10 Tên đề tài : Thiết kế sơ bộ tàu câu cá ngừ đại dương kế thừa kinh nghiệm của ngư dân Phú Yên Số trang: 95 Số chương: 03 Số tài liệu tham khảo: 10 Hiện vật: .................................................................................... NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... Điểm phản biện: ....................................................................... Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN Nha Trang, ngày tháng năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -