TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN TÍNH BONJEAN - THỦY LỰC ppt

1











TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

II. TÍNH BONJEAN- THUỶ LỰC







Biên soạn T.S. Nguyễn Đức Quý

TP Hồ Chí Minh năm 2007






2

Giới thiệu đầu
Tính toán tính năng tàu trong giai đoạn thiết kế ban đầu là cần
thiết trước khi thiết kế tàu. Các tính năng chính của tàu bao
gồm : Tính nổi, tính ổn định, chống chìm, lắc và ăn lái của tàu.
Các tính toán trên cần thiết phải biết kích thước và hình dáng
tàu, đặc biệt cần thiết khi tính toán các lực thuỷ động tác
động lên tàu.
Tài liệu hướng dẫn tính toán tính nổi dành cho sinh viên năm
thứ 3 chuyên ngành vỏ tàu thuỷ.và tài liệu tham khảo cho sinh
viên làm luận án tốt nghiệp.
Nội dung tính toán
Nội dung chính bao gồm :
1. Tỷ lệ Bonjean
2. Đường cong thuỷ lực
Các thông số cơ bản
1. Chiều dài lớn nhất:
max
L

, m
2. Chiều dài thiết kế:
pp
L
, m
3. Chiều rộng tàu
B
, m
4. Chiều cao mạn tàu
D
, m
5. Chiều chìm tàu
d
, m
Tỷ lệ Bonjean
Tỷ lệ Bonjean là đồ thị biểu diễn phụ thuộc của họ đường cong
diện tích sườn và mô men diện tích sườn đối đáy tàu vào cao
độ đường nước.
Tỷ lệ Bonjean dùng để tích thể tích ngâm nước và tâm nổi của
tàu khi tàu ở tư thế chúi nhưng không nghiêng.
Công thức tính
Đồ thị biểu diễn họ đường cong gồm:
Diện tích sườn
∫
=
z
z
ydzS
0
)(

2





3

Đường cong momen tĩnh diện tích sườn đối với đáy
∫
=
z
z
yzdzM
0
)(
2

Cách biểu diễn
Tại mỗi vị trí sườn lý thuyết ở cao độ đường nước trị số diện
tích sườn và mô men diện tích sườn đối với trục oy đựơc đặt
theo cùng một hướng song song với trục ox theo một tỷ lệ nhất
định.
Bảng tính tỷ lệ Bonjean
Bảng 1 Sườn số No
WL y
i
∑
tp
i

y

S(z) =
∆d.(3) i(z)
Y
i
.i =
(2).(5)
∑
tp
i
iy .

Ms =
∆d
2
.(7)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
Dn0

0 S0 0

0 Ms0
Dn1 S1 1 Ms1
Dn2 S2 2 Ms2
Dn3 S3 3 Ms3
Dn4 S4 4 Ms4

MB
Sn

imb
Msn

i(z)- là tỷ số giữa độ cao đường nuớc hoặc mép
boong với khoảng cách giữa 2 đường nước
S0, S1 Sn- là diện tích sườn tính đến đường nước n
Ms0, Ms1 Msn - là mô men tĩnh sườn đối với đáy.
Tỷ lệ Bonjean là đồ thị biểu diễn S0. S1 Sn và Ms0,
Ms1 Msn tại đường nước của các vị trí sườn lý thuyết của
tàu.



Ví dụ 1 :




4

Sườn số No : 4
WL y
i
∑
tp
i
y

S(z) =
∆d.(3) i(z)

Y
i
.i =
(2).(5)
∑
tp
i
iy .

Ms =
∆d
2
.(7)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
DN0 1.25 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
DN300 2.83 4.08 1.22 1.00 2.83 2.83 0.25
DN600 3.19 10.10 3.03 2.00 6.38 12.04 1.08
DN900 3.32 16.61 4.98 3.00 9.95 28.38 2.55
DN1200

3.38 23.31 6.99 4.00 13.51 51.84 4.67
DN1500

3.39 30.07 9.02 5.00 16.93 82.28 7.41
M.B.C 12.47 45.92 13.78 8.67 108.04 207.25 18.65




Hình 1 Tỷ lệ Bonjean

5

Đường cong thuỷ lực:
Đường cong thuỷ lực là đồ thị biểu thị mối quan hệ của các
yếu tố tĩnh học của tàu vào cao độ đường nước khi tàu ở tư
thế thẳng không nghiêng không chúi.
Các yếu tố tĩnh học bao gồm :
• Các yếu tố đường nước
• Các đường tính từ các yếu tố đường nước bao
gồm :
o Các yếu tố thể tích
o Các hệ số béo
o Các yếu tố liên quan đến tư thế và ổn
định tàu
Bảng 2- Tính các yếu tố đường nuớc
Ký hiệu đường nuớc số
Sn y k k.y i
x
k.y.i
x
k.y.i
x
2
y
3
k.i

x
y
3

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
0
1
2
……
8
0
10
Tổng
)4(
∑


)6(
∑

)7(
∑


)9(
∑

S =
ykd .
3

4
∑
=
)4(
3
4
∑d
My =
)6(
3
2
2
∑d

I
x
=
x
iykd
3
.
3
4
∑
=
)9(
3
4
∑d
I

y
=
yikd
x
23
.
3
4
∑
=
)7(
3
4
3
∑d





6

S
M
LCFX
Y
F
==
Bảng 3. Các yếu tố tính từ các yếu tố đường nước

STT
ĐẠI LƯỢNG CẦN TÍNH CÔNG THỨC
CÁC GIÁ TRỊ ỨNG VỚI TỪNG ĐƯỜNG
NƯỚC
1 THỨ TỰ ĐƯỜNG NƯỚC

I 0 1 2 3 4 5
2 CHIỀU CHÌM, M Zi 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
3 KHOẢNG CÁCH 2 ĐN
∆D
0 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
4
DIỆN TÍCH ĐƯỜNG
NƯỚC
S
I
42.87

114.94

148.55

172.45

191.97

204.76

5
ΣS

I
ΣS
I

- 157.82

421.31

742.31

1106.73

1503.47

6 THỂ TÍCH NGÂM NƯỚC

V
I
= (4). ∆D/2
- 23.67

63.20

111.35

166.01

225.52

7 HOÀNH ĐỘ X

F
X
F
= M
Y
/S -0.1260

-0.0360

-0.0695

-0.2288

-0.4295

-0.7012

8 TÍCH X
F
.S X
F
.S -5.40 -4.14 -10.33

-39.46

-82.45

-143.58

9

ΣS.X
F
ΣS.X
F

- -9.54 -24.01

-73.80

-195.71

-421.74

10 HOÀNH ĐỘ X
C
X
C
= (8)/(4) - -0.0604

-0.0570

-0.0994

-0.1768

-0.2805

11 TÍCH I.S I.S 0.00 114.94

297.10

517.34

767.89

1023.81

12
ΣI.S ΣI.S
- 114.94

526.99

1341.44

2626.68

4418.38

13 CAO ĐỘ TÂM NỔI
Z
C
= ∆D.(11) /
(4)
- 0.219

0.375

0.542 0.712 0.882
14 MOMENT QUÁN TÍNH I

X

I
X
17.31

214.85

376.56

496.54

593.30

669.45

15
BÁN KÍNH TÂM NGHIÊNG
R
R = I
X
/V
I
- 9.08 5.96 4.46 3.57 2.97
16 MOMENT QUÁN TÍNH I
F

I
F
= I

Y
– X
F
2
.S 372 1362 2106 2855 3675 4257
17 CAO ĐỘ TÂM NGHIÊNG

Z
M
= R + Z
C
- 9.29 6.33 5.00 4.29 3.85
18 BÁN KÍNH TÂM CHÚI R R = I
F
/V - 57.55

33.33

25.64 22.14 18.88
19 CAO ĐỘ TÂM CHÚI Z
M
= R + Z
C
- 57.77

33.71

26.18 22.85 19.76
20 LƯỢNG CHIẾM NƯỚC
D = γ.V

- 23.67

63.20

111.35

166.01

225.52


(Xem hướng dẫn tại bài ví dụ )




7



Hình 2 Đường cong thuỷ lực


Hết phần 2