Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị trục vớt bằng khí hydro tạo trong môi trường nước để trục vớt nhanh các vật thể chìm sâu dưới nước

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LIÊN HIỆP CÁC HỘI KH&KT VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10






BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ TRỤC VỚT BẰNG KHÍ
HYDRO TẠO TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC ĐỂ TRỤC VỚT NHANH
CÁC VẬT THỂ CHÌM SÂU DƯỚI NƯỚC”
MÃ SỐ: KC05.21/06-10




Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Phát triển công nghệ, Truyền thông
và Hỗ trợ cộng đồng (IMC)
Chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH Nguyễn Hoa Thịnh

Hà N
ộ
i - 2010


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LIÊN HIỆP CÁC HỘI KH&KT VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10




BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ TRỤC VỚT BẰNG
KHÍ HYDRO TẠO TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC ĐỂ TRỤC VỚT
NHANH CÁC VẬT THỂ CHÌM SÂU DƯỚI NƯỚC”
MÃ SỐ: KC05.21/06-10



Chủ nhiệm đề tài:



GS.TSKH Nguyễn Hoa Thịnh
Cơ quan chủ trì đề tài:

TS Nguyễn Duy Ngọc
Ban chủ nhiệm chương trình


Bộ Khoa học và Công nghệ



8556

Hà Nội - 2010
VIÊN PHÁT TRIÊN CÔNG NGHỆ, TRUYỀN
THÔNG VÀ HỖ TRỢ CỘNG ĐỒNG
__________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2010



BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
1. Tên đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị trục vớt bằng khí hydro tạo
trong môi trường nước để trục vớt nhanh các vật thể chìm sâu dưới nước”
Mã số đề tài: KC.05.21/06-10
Thuộc: Chương trình KC05/06-10

2. Chủ nhiệm đề tài:
Họ và tên: Nguyễn Hoa Thịnh
Ngày, tháng, năm sinh: 26/12/1940
Học hàm, học vị: Giáo sư, Tiến sỹ khoa học
Chức vụ: Chủ tịch Hộ
i đồng quản lý Viện Phát triển công nghệ, Truyền thông và
Hỗ trợ cộng đồng (IMC).
Điện thoại: Tổ chức: 043.5666.232; Nhà riêng: 069.556325 ; Mobile: 0903420776
Fax: 043.5666.232 E-mail:

Tên tổ chức đang công tác: Viện Phát triển công nghệ, Truyền thông và Hỗ trợ
cộng đồng (IMC)/Liên hiệp các Hội KH và KT Việt Nam (VUSTA).
Địa chỉ tổ chức: 176 Trường Chinh, Đống Đa, Hà Nội.
Địa chỉ nhà riêng: A2/23 Tập thể Quân đội Mai Dịch, Quận Cầu Giấy, Hà Nội
3. Tổ chức chủ trì đề tài:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Phát triển công nghệ, Truyền thông và Hỗ trợ cộng
đồng (IMC)/Liên hiệp các Hội KH và KT Việt Nam (VUSTA).
Điện thoại: 043.5666.232; Fax: 043.5666.232
E-mail:

Địa chỉ: 176 Trường Chinh, Đống Đa, Hà Nội.
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS Nguyễn Duy Ngọc.
Số tài khoản: 931.90081
Ngân hàng : Kho bạc Nhà nước quận Đống Đa, thành phố Hà Nội.
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Liên hiệp các Hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: Từ 10/2009 đến 12/ 2010
- Thực tế thực hiện: Từ 10/2009 đến 12/ 2010

2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 3.400 tr.đ, trong đó:
- Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 3.400 .tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:

Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 2009 1300 2009 1300
2 2010 2100 2010 2100

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tổng SNKH Nguồn

khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
1 Trả công lao động
(khoa học, phổ
thông)
1675 1675

2 Nguyên, vật liệu,
năng lượng
285 285

3 Thiết bị, máy móc
900 900

4 Xây dựng, sửa
chữa nhỏ


5 Chi khác
540 540


Tổng cộng
3400 3400



3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

Số
TT
Số, thời gian ban hành văn
bản
Tên văn bản
Ghi
chú
1 Số: 21/2010/HĐ-ĐTCT-
KC.05/06-10.
Ngày: 19/10/2009
Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển
công nghệ

2 Ngày 19/10/2009 Thuyết minh đề tài KC05.21/06-10
3 Số: 1353/QĐ-BKHCN
Ngày 24/7/2009
Quyết định phê duyệt tổ chức và cá nhân
trúng tuyển thực hiện đề tài

4 Số: 1758/QĐ-BKHCN
Ngày: 28/8/2008
Quyết định phê duyệt kinh phí đề tài
KC05.21/06-10

5 Số: 55/CV-IMC
Ngày: 28/4/2010
Công văn của Viện IMC đề nghị điều chỉnh
một số nội dung, kinh phí và kế hoạch mua
sắm vật tư, thiết bị của đề tài KC05.21/06-10

6 Số: 357/VPCTTĐ-THKH
Ngày: 06/07/2010
Công văn của Văn phòng các Chương trình
trọng điểm cấp Nhà nước v/v điều chỉnh một

số khoản, mục nội dung và kinh phí của đề
tài KC05.21/06-10
7 Số: 1286/QĐ-BKHCN
Ngày: 12/7/2010
Quyết định của Bộ KH&CN v/v phê duyệt
kế hoạch đấu thầu thuê dịch vụ của đề tài
KC05.21/06-10.

8 Số: 518/ VPCTTĐ-THKH
Ngày: 21/10/2010
Công văn của Văn phòng các Chương trình
trọng điểm cấp Nhà nước v/v triển khai thực
hiện đấu thầu thuê dịch vụ của đề tài
KC05.21/06-10

9 Số: 138/QĐ-IMC-KHCN
Ngày: 6/12/1010
Quyết định thành lập Hội đồng khoa học
đánh giá nghiệm thu cấp cơ sở đề tài
KC05.21/06-10

10 Ngày: 24/12/2010 Biên bản họp Hội đồng khoa học đánh giá
nghiệm thu cấp cơ sở đề tài KC05.21/06-10

11 Báo cáo hoàn thiện hồ sơ nghiệm thu đánh

giá cấp cơ sở (theo mẫu Phụ lục 1-10)

12 25/12/2010 Danh sách tác giả thực hiện đề tài
13 Số: 015
Ngày: 14/1/2011
Công văn của Viện IMC đề nghị đánh giá
nghiệm thu cấp Nhà nước đề tài
KC05.21/06-10



4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:

Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia chủ
yếu
Sản phẩm chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
1 Viện Khoa
học và Công

nghệ quân sự.
Viện Khoa học
và Công nghệ
quân sự.
Phối hợp
nghiên cứu và
thử nghiệm
Một số báo cáo
chuyên đề và sản
phẩm trung gian

2 Bộ Tư lệnh
Công binh.
Bộ Tư lệnh
Công binh.
Phối hợp thử
nghiệm
Hỗ trợ phương tiện
và nhân viên kỹ
thuật



5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh

Tên cá nhân đã tham
gia thực hiện
Nội dung tham
gia chính
Sản phẩm chủ
yếu đạt được
Ghi
chú*
1

GS.TSKH
Nguyễn Hoa
Thịnh
GS.TSKH Nguyễn Hoa
Thịnh
Chủ trì đề tài Quản lý điều
hành chung

2 TS Nguyễn
Khắc Bằng

TS Nguyễn Khắc Bằng Phó chủ nhiêm,
thư ký đề tài, tổ
chức điều hành
nghiên cứu
- Hồ sơ đề tài
- Thiết kế tổng
thể
- Báo cáo tổng
kết đề tài

3 PGS.TS Bùi
Ngọc Hồi
PGS.TS Bùi Ngọc Hồi Nghiên cứu hệ
thống ghép nối
- Các chuyên đề
và thiết bị có
liên quan

4 KS Nguyễn Việt Hùng Nghiên cứu bộ
phận cơ khí
động lực và hệ
thống điều
khiển
- Các chuyên đề
và thiết bị có
liên quan

5 TS Doãn
Anh Tú
TS Doãn Anh Tú Nghiên cứu lý
thuyết chất tạo
khí hydro
- Các chuyên đề
có liên quan

6 TS Trần Quốc Tùy Nghiên cứu thử
nghiệm chất
tạo khí hydro
- Các chuyên đề

và sản phẩm,
thiết bị có liên
quan

7 KS Hoàng Anh Tuấn Nghiên cứu bộ
phận hệ thống
điều khiển
- Các chuyên đề
và sản phẩm,
thiết bị có liên
quan

8 ThS Bùi Đức Cương Nghiên cứu thử
nghiệm chất
tạo khí hydro
- Các chuyên đề
và sản phẩm,
thiết bị có liên
quan

9 ThS Lê Đức
Hạnh
ThS Lê Đức Hạnh Tham gia xây
dựng hồ sơ đề
tài
- Các chuyên đề
10 ThS Đỗ
Đình Khang
ThS Đỗ Đình Khang Tham gia làm
việc với đối tác

- Các chuyên đề
11 ThS Trần
Ngọc Sơn
ThS Trần Ngọc Sơn Hỗ trợ liên hệ
thử nghiệm

12 ThS Đinh Minh Đức Tham gia xây
dựng hồ sơ đề
tài
- Các chuyên đề
13 CN Nguyễn Hoàng Hải Tham gia xây
dựng hồ sơ đề
tài
- Các chuyên đề




6. Tình hình hợp tác quốc tế:

Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm,
tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng
người tham gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm,
tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng
người tham gia )

Ghi
chú*

1 Đoàn 1: Ông Kravchenco O
Phó Viện trưởng Viện Các vấn đề
chế tạo máy (IPM) /Viện HLKH
Ukraine sang làm việc với Viện
IMC về các vấn đề hợp tác nghiên
cứu chung
Đoàn 1: Ông Kravchenco O
Phó Viện trưởng Viện Các vấn đề
chế tạo máy (IPM)/Viện HLKH
Ukraine. Từ 24/3/2010 đến
1/4/2010 sang làm việc với Viện
IMC về các vấn đề hợp tác nghiên
cứu chung

2 Đoàn 2: Ông Poda V. và ông
Simbirsky.A Viện Các vấn đề chế
tạo máy (IPM)/Viện HLKH
Ukraine sang tham gia thử
nghiệm sản phẩm nghiên cứu
Đoàn 2: Ông Poda V. và ông
Simbirsky.A Viện Các vấn đề chế
tạo máy (IPM)/Viện HLKH
Ukraine. Từ 7/10/2010 đến
17/10/2010 sang tham gia thử
nghiệm sản phẩm nghiên cứu

3 Đoàn 3: Dự kiến ông Kravchenco

và trợ lý sang trao đổi về kế hoạch
mở rộng hợp tác nghiên cứu



7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

TT Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Ghi
chú
1 Hội thảo nghiên cứu định hướng
(tháng 10/2009. KP:3.2trđ. Địa
điểm: Viện IMC)
Hội thảo nghiên cứu định hướng
(tháng 10/2009. KP:3.2trđ. Địa
điểm: Viện IMC)

2 Hội thảo chuyên đề lần 1 (Phương
án thiết kế kỹ thuật tổng thể.
Tháng 2/2010. KP: 3.2trđ. Viện
IMC)
Hội thảo chuyên đề lần 1 (Phương
án thiết kế kỹ thuật tổng thể.
Tháng 2/2010. KP: 3.2trđ. Viện
IMC)

3 Hội thảo chuyên đề lần 2 (Các giải
pháp công nghệ cụ thể. Tháng
4/2010. KP: 3.2trđ. Viện IMC)

Hội thảo chuyên đề lần 2 (Các
giải pháp công nghệ cụ thể.
Tháng 4/2010. KP: 3.2trđ. Viện
IMC)

4 Hội thảo chuyên đề lần 3 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử
Hội thảo chuyên đề lần 3 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử

nghiệm lần 1. Tháng 8/2010. KP:
3.2trđ. Hồ Hòa Bình)
nghiệm lần 1. Tháng 8/2010. KP:
3.2trđ. Hồ Hòa Bình)
5 Hội thảo chuyên đề lần 4 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử
nghiệm lần 2. Tháng 9/2010. KP:
3.2trđ. Hồ Hòa Bình)
Hội thảo chuyên đề lần 4 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử
nghiệm lần 2. Tháng 9/2010. KP:
3.2trđ. Hồ Hòa Bình)

6 Hội thảo chuyên đề lần 5 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử
nghiệm lần 3. Tháng 10/2010. KP:
3.2trđ. Hồ Hòa Bình)
Hội thảo chuyên đề lần 5 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử
nghiệm lần 3. Tháng 10/2010.

KP: 3.2trđ. Hồ Hòa Bình)

7 Hội thảo chuyên đề lần 6 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử
nghiệm lần 4. Tháng 11/2010. KP:
3.2trđ. Viện IMC)
Hội thảo chuyên đề lần 6 (Đánh
giá, rút kinh nghiệm kết quả thử
nghiệm lần 4. Tháng 11/2010.
KP: 3.2trđ. Viện IMC)



8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

Thời gian

Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu

Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Người,
cơ quan
thực hiện
1 Nội dung 1: Xây dựng Thuyết

minh đề tài chi tiết.
10/2009 10/2009 Viện IMC
2 Nội dung 2: Nghiên cứu các
phương pháp và phương tiện kỹ
thuật trục vớt vật thể dưới nước.
10/2009-
12/2009
10/2009-
12/2009
Viện IMC và
nhóm đề tài
3 Nội dung 3: Nghiên cứu tính
toán thiết kế tổng thể TBTV sử dụng
khí hydro.
10/2009-
12/2009
10/2009-
12/2009
Viện IMC và
nhóm đề tài
4 Nội dung 4: Nghiên cứu công
nghệ tạo hydro trong môi trường
nước.
10/2009-
3/2010
10/2009-
3/2010
Viện IMC và
nhóm đề tài

5 Nội dung 5: Nghiên cứu, tính toán
thiết kế, chế tạo khoang tạo khí
hydro
10/2009-
3/2010
10/2009-
5/2010
Viện IMC và
nhóm đề tài

6 Nội dung 6: Nghiên cứu, tính
toán thiết kế, chế tạo phao chứa
hydro.
10/2009-
3/2010
10/2009-
5/2010
Viện IMC và
nhóm đề tài

7 Nội dung 7: Nghiên cứu, tính
toán thiết kế, chế tạo các cơ cấu kết
nối.
10/2009-
3/2010
10/2009-
5/2010
Viện IMC và
nhóm đề tài
8 Nội dung 8: Nghiên cứu, tính 10/2009- 10/2009- Viện IMC và

toán thiết kế, chế tạo Hệ thống điều
khiển.
3/2010 8/2010 nhóm đề tài
9 Nội dung 9: Lắp ráp tổng thể
và thử nghiệm kiểm tra, hiệu chỉnh
TBTV.
4/2010-
8/2010
8/2010-
11/2010
Viện IMC, Viện
KHCN quân sự,
BC Công binh
10 Đánh giá nghiệm thu cấp cơ sở 9/2010-
10/2010
12/2010 Viện IMC



III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI

1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

a) Sản phẩm dạng I:
Mức chất lượng
Mẫu tương tự

Số
TT

Tên sản phẩm cụ thể và
chỉ tiêu chất lượng chủ
yếu của sản phẩm
Đơn
vị đo
Cần đạt
Trong
nước
Thế giới
Dự kiến
số lượng/
quy mô
sản phẩm
tạo ra
1 Thiết bị trục vớt (Trục
vớt được vật nặng
≥200kg, ở dưới mặt
nước không có sóng, độ
sâu ≥50m)
Bộ
thiết
bị
Thiết bị được chế
tạo theo dạng
modul. Có cơ cấu
điều khiển kết nối
trục vớt được vật
thể dạng khung.

Chưa

có
Chưa có 01 bộ
2
Mẫu vật liệu tạo khí
Hydro, có các chỉ tiêu
chủ yếu :
- Năng suất tạo khí
H
2
(g/s)
- Tốc độ khối tạo khí H
2

(m
3
/kg.s)
- Tốc độ tạo khí theo bề
mặt (m
3
/m
2
.s)

kg Đạt chỉ tiêu kỹ
thuật cơ bản tương
đương với sản
phẩm của đối tác
(Ucraina)
Chưa
có

Ucraina 6kg








b) Sản phẩm dạng II:

TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Ghi chú
1
Bộ tài liệu khảo sát về các phương
pháp và phương tiện trục vớt.
Tổng quan được các phương
pháp và phương tiện trục vớt
phổ biến trên thế giới và trong
nước.
01 bộ tài
liệu
2
Bộ tài liệu thiết kế kỹ thuật và công
nghệ chế tạo thiết bị trục vớt
Có tính toán khoa học, bản vẽ
sơ đồ kỹ thuật đầy đủ để chế tạo
thiết bị.
01 bộ tài
liệu
3

Bộ tài liệu lắp ráp, hiệu chỉnh, thử
nghiệm và vận hành thiết bị trục vớt.
Nêu rõ qui trình lắp ráp, hiệu
chỉnh, thử nghiệm và vận hành
thiết bị trục vớt trong điều kiện
thực tiễn.
01 bộ tài
liệu
4
Bộ tài liệu công nghệ chế tạo vật liệu
tạo hydro.

Đầy đủ, khoa học, quy trình
thuận tiện cho việc chế tạo vật
liệu phù hợp với thực tiễn.
01 bộ tài
liệu


c) Sản phẩm dạng III:

Số
TT
Tên sản phẩm
Yêu cầu khoa học
đã đạt
Nơi công bố Ghi chú
1
Bài báo 1: Một số vấn đề
về thiết kế và công nghệ

chế tạo thiết bị trục vớt
sử dụng khí hydro
Tính mới, tính khoa
học và sáng tạo
Tạp chí cơ khí
Việt Nam
Đã đăng số
10/2010
2
Bài báo 2: Nghiên cứu
thử nghiệm quá trình tạo
hydro trong môi trường
nước từ các kim loại
Tính mới, tính khoa
học và sáng tạo
Tạp chí cơ khí
Việt Nam
Đã đăng số
12/2010


d) Kết quả đào tạo: Bổ sung công trình nghiên cứu của 2 nghiên cứu sinh là thành
viên của đề tài.

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
- Có những kết quả nghiên cứu sáng tạo, độc đáo trong lĩnh vực chế tạo TBTV ứng
dụng khí hydro.
- Các sản phẩm nghiên cứu phù hợp với nhu cầu và điều kiện Việt Nam là bảo
đảm

giao thông đường thuỷ, khai thác thềm lục địa và bảo vệ chủ quyền lãnh hải.
- Sản phẩm của đề tài sẽ góp phần phát triển công nghệ chế tạo TBTV nói chung
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
Góp phần phát triển kinh tế biển, củng cố chủ quyền biển đảo của đất nước.
- Tạo thêm việc làm cho các ngành có liên quan đến kinh tế biển.
- Góp phần tích cực làm sạch và bảo vệ môi trường biển, sông ngòi và ao hồ.

3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra củ
a đề tài:

TT Nội dung Thời gian Ghi chú

I Báo cáo định kỳ

Lần 1 3/2010
Theo đúng mẫu biểu quy đinh và đã gửi Văn
phòng các Chương trình và Ban chủ nhiệm
chương trình KC05/06-10

Lần 2 10/2010
Theo đúng mẫu biểu quy đinh và đã gửi Văn
phòng các Chương trình và Ban chủ nhiệm
chương trình KC05/06-10
II Kiểm tra định kỳ

Lần 1 3/2010
Được đoàn kiểm tra của Văn phòng các
Chương trình và Ban chủ nhiệm chương trình
KC05/06-10 thông qua

Lần 2 11/2010
Được đoàn kiểm tra của Văn phòng các
Chương trình và Ban chủ nhiệm chương trình
KC05/06-10 thông qua
III
Nghiệm thu cấp
cơ sở
12/2010
Được Hội đồng KHCN cấp cơ sở thông qua
và đề nghị lên Bộ KHCN để đánh giá nghiệm
thu tại Hội đồng KHCN cấp Nhà nước


CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI



GSTSKH Nguyễn Hoa Thịnh



THỦ TRƯỞNG TỔ CHỨC CHỦ TRÌ



TS Nguyễn Duy Ngọc

1
MỤC LỤC

Trang
MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TRỤC VỚT SỬ DỤNG KHÍ
HYDRO TẠO TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC 4
Chương 1. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC
THIẾT BỊ TRỤC VỚT 8
1.1. Thiết kế tổng thể Thiết bị trục vớt 8
1.2. Thiết kế , chế tạo Khoang sinh khí hydro và Phao chứa khí hydro 10
1.3. Thiết kế , chế t
ạo cơ cấu kết nối 18
1.4. Tính toán động học kết cấu TBTV 27
Kết luận Chương 1 30
Chương 2. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
THIẾT BỊ TRỤC VỚT 32
2.1. Thiết bị quan sát, dò tìm 32
2.2.Điều khiển cần cẩu cơ điện 33
2.3. Đ
iều khiển cơ cấu kết nối 38
2.4.Điều khiển kích hoạt Khoang sinh khí hydro 41
2.5. Tủ điều khiển trung tâm 44
Kết luận Chương 2 50
Chương 3. NGHIÊN CỨU CHẾ THỬ CHẤT SINH KHÍ HYDRO TRONG
MÔI TRƯỜNG NƯỚC 51
3.1. Phân tích mẫu vật liệu hoạt hóa do Ucraina chế tạo 51
3.2.Nghiên cứu khảo sát nguyên liệu để chế tạo vật liệu hoạ
t hóa tạo khí hydro 54
3.3. Nghiên cứu chế thử vật liệu hoạt hóa trong điều kiện PTN 61
3.4. Tính toán động học vật liệu hoạt hóa sinh khí hydro 67
Kết luận Chương 3 69
Chương 4. THỬ NGHIỆM TBTV TRONG ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ 71
4.1. Quy trình thử nghiệm TBTV 71

4.2. Nội dung và Kết quả thử nghiệm 75
Kết luận Chương 4 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾ
N NGHỊ 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
PHỤ LỤC

2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang

Hình 1.1. Sơ đồ mô tả cấu trúc tổng thể và nguyên lý hoạt động của TBTV sử dụng
khí hydro tạo trong môi trường nước 8
Hình 1.2. Sơ đồ mô tả quy trình vận hành TBTV sử dụng khí hydro tạo trong môi
trường nước 10
Hình 1.3. Bản vẽ thiết kế kỹ thuật tổng thể Khoang sinh khí 14
Hình 1.4. Bản vẽ thiết kế Phao chứa khí 15
Hình 1.5. S
ơ đồ dẫn chuyền khí hydro trong hệ thống Khoang sinh khí và Phao
chứa khí 16
Hình 1.6. Mô tả hệ thống động lực của TBTV 18
Hình 1.7. Sơ đồ hệ thủy lực chuyển động tịnh tiến sử dụng pittông 19
Hình 1.8. Sơ đồ chu trình động học của pittông 23
Hình 1.9 và 1.10. Tay máy thủy lực 24
Hình 1.11. Mô hình lực tác dụng lên môdul kết nối 25
Hình 1.12. Mô hình tính toán biến dạng của môdul kết nối 26
Hình 2.1. Các camera quan sát 32
Hình 2.2. Dây cáp chịu lực chính 34
Hình 2.3. Sơ đồ cân bằng cần cẩu 35
Hình 2.4. Biểu đồ nội lực của trục 36
Hình 2.5. Kết cấu trục đầu cần cẩu 37

Hình 2.6. Sơ đồ thiết kế tổng thể cần cẩu cở điện 38
Hình 2.7. Điều khiển cơ cấu kết nối bằng hệ thống thủy khí
động học 39
Hình 2.8. Thiết bị trục vớt được lắp ráp đồng bộ tại nơi thử nghiệm 40
Hình 2.9. Sơ đồ chịu lực tác dụng của van kích hoạt 41
Hình 2.10. Bản vẽ lắp ráp van kích hoạt 44
Hình 2.11. Sơ đồ thiết kế tổng thể Tủ điều khiển trung tâm 45
Hình 2.12. Sơ đồ khối điều khiển kích hoạt Khoang sinh khí hydro 47
Hình 2.13. Tủ điều khiể
n trung tâm 48
Hình 2.14. Tủ điều khiển trung tâm sau khi lắp ráp, hiệu chỉnh 49
Hình 2.15. Điều khiển TBTV từ Tủ điều khiển trung tâm 49
Hình 3.1. Mẫu vật liệu do Ucraina cung cấp 52
Hình 3.2. Sơ đồ quy trình chế thử mẫu 62
Hình 3.3. Kích thước mẫu 62
Hình 3.4. Tủ sấy chân không 63
Hình 3.5. Máy nghiền bi 63
Hình 3.6. Buồng khí trơ Ar 63
Hình 3.7. Máy ép thủy lực 63
Hình 3.8. Khuôn ép m
ẫu 64
Hình 3.9. Hộp bảo quản 64
Hình 4.1. Thử nghiệm đợt 1 tại hồ Hòa Bình 76
Hình 4.2 Cảnh thử nghiệm đợt 2 tại hồ Hòa Bình 78
Hình 4.3.Cảnh thử nghiệm đợt 2 tại hồ Hoà Bình 78

3
Hình 4.4. Cảnh thử nghiệm đợt 3 tại hồ Hòa Bình 79
Hình 4.5. Cảnh thử nghiệm đợt 3 tại hồ Hòa Bình 80
Hình 4.6. Thiết bị trục vớt đưa vật lên mặt nước từ độ sâu hơn 50m 81

Hình 4.7.Tổ kỹ thuật của Hội đồng khoa học nghiệm thu cấp cơ sở kiểm tra thử
nghiệm sản phẩm tại hồ Hòa Bình 82
Hình 4.8.Tổ kỹ thuật c
ủa Hội đồng khoa học nghiệm thu cấp cơ sở kiểm tra thử
nghiệm sản phẩm tại hồ Hòa Bình 83
Hình 4.9. Hội đồng khoa học nghiệm thu cấp cơ sở 83
Hình 4.10. Hội đồng KH cấp Nhà nước kiểm tra kết quả thử nghiệm sản phẩm của
đề tài 92
Hình 4.11. Hội đồng KH cấp Nhà nước họp phiên chính thức đánh giá kết quả c
ủa
đề tài 92


DANH MỤC CÁC BẢNG Trang

Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu 54
Bảng 3.2. Hàm lượng các chất có trong mẫu 54
Bảng 3.3. Tỷ lệ hỗn hợp kim loại tạo khí hydro 55
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ hòa tan mẫu 58
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của lực ép đến tốc độ phản ứ
ng giải phóng hydro 60
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng 61
Bảng 3.7. Kết quả thử nghiệm cho trường hợp 1 65
Bảng 3.8. Kết quả thử nghiệm cho trường hợp 2 65
Bảng 3.9. So sánh các thông số chủ yếu của hai mẫu vật liệu 66

4
MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TRỤC VỚT SỬ DỤNG
KHÍ HYDRO TẠO TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Nhu cầu phát triển công nghệ chế tạo các thiết bị trục vớt sử dụng khí
hydro.
Trong thời gian gần đây, do yêu cầu phát triển kinh tế và phục vụ các hoạt
động quân sự, trên thế giới đã đẩy mạnh nghiên cứu chế tạo các thiết bị trục vớt
(TBTV) dưới n
ước ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến. Ngoài việc giải phóng
luồng lạch sông, biển khỏi các vật cản nằm dưới nước để đảm bảo giao thông,
TBTV còn được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng các công trình thuỷ và hàng
hải, các công trình khai thác khoáng sản đại dương và đặc biệt là phục vụ cho việc
cứu hộ, cứu nạn và các mục đích quân sự khác nhau.
Việt Nam là một đất nước có nhiều sông ngòi và b
ờ biển dài, lãnh hải rộng
cho nên nhu cầu về các TBTV phục vụ phát triển kinh tế và an ninh quốc phòng là
rất lớn. Do hậu quả chiến tranh và thiên tai cũng như tại nạn giao thông đường
thuỷ thường xuyên xảy ra nên việc nghiên cứu sử dụng các loại TBTV phù hợp là
vấn đề cấp bách và ngày càng được quan tâm, đặc biệt là các ngành giao thông,
khai thác dầu khí, cứu hộ, cứu nạn, Hải quân và Công binh.
Trước đây, kỹ thuật trục vớ
t vật thể chìm dưới nước chỉ thực hiện được ở độ
sâu không lớn. Ngày nay, do nhu cầu ngày càng tăng, người ta đã và đang nghiên

cứu sử dụng các phương tiện và kỹ thuật hiện đại đã có thể trục vớt các vật thể
chìm ở độ sâu lớn hơn, tới hàng chục, hàng trăm, thậm chí hàng nghìn mét.Rất
nhiều TBTV ứng dụng kỹ thuật và công nghệ tiên tiến đã
được chế tạo như robot,
tàu ngầm mini sử dụng thiết bị dò tìm, định vị kết nối GPS, các thiết bị nâng hạ
được điều khiển từ xa, các loại phao kích thước và công suất lớn. Do đó việc
nghiên cứu, chế tạo TBTV các vật chìm sâu dưới nước là một lĩnh vực rất được
quan tâm trên thế giới.
Để trục vớt vật thể chìm sâu dưới nước người ta sử d
ụng nhiều phương pháp
khác nhau. Trong đó phương pháp tạo lực nâng trục vớt bằng phao là tương đối

5
thông dụng và có nhiều ưu điểm, vì phao có thể được chế tạo thành các modul, kết
cấu gọn nhẹ cơ động hơn các hệ thống trục vớt cơ khí. Nhờ đó có thể trục vớt
những vật thể nặng, nhẹ và kích thước khác nhau bằng các modul-phao được tính
toán và bố trí hợp lý.
Trên thực tế TBTV dạng phao đã được sử dụng khá thành công ở một số
trường hợ
p đặc biệt khi vật thể chìm ở độ sâu lớn và có khối lượng lớn. Đó là
chiến dịch trục vớt tàu ngầm Mỹ bị đắm ở Thái Bình Dương năm 1995, trục vớt
tàu ngầm Cuốc của Nga bị đắm ở Biển Bắc năm 2001, trục vớt máy bay của hãng
hàng không Pháp rơi xuống Đại Tây dương năm 2008 và gần đây nhất là trục vớt
tàu chiến của Hàn Qu
ốc bị chìm ở vùng biển tranh chấp Nam-Bắc Triều Tiên.
Thông thường, chất khí bơm vào để tạo lực nâng của phao là không khí. Tuy
nhiên đối với phao phải trục vớt vật chìm sâu dưới nước thì sử dụng không khí là
không thuận tiện vì đường ống dẫn khí dài làm giảm hiệu suất do tiêu hao lớn và
thiết bị bơm khí cồng kềnh, phức tạp. Để khắc phục khó khăn đó, thời gian gần
đây ngườ

i ta đã nghiên cứu ứng dụng khí hydro để tạo lực nâng cho phao dựa trên
cơ sở một nguyên lý khoa học rất cơ bản đã được công nhận là thực hiện phản ứng
sinh khí hydro giữa vật liệu hoạt hóa với nước. Thuận lợi lớn nhất ở đây là có thể
nạp sẵn vật liệu hoạt hóa ở trong phao và kích hoạt phản ứng tạo hydro sau khi
phao đã kết nối v
ới vật cần trục vớt nằm ở độ sâu lớn. Do đó phao sử dụng khí
hydro tạo trong môi trường nước sẽ đáp ứng các yêu cầu cơ bản của việc trục vớt
vật chìm sâu dưới nước là gọn nhẹ, cơ động, không cần thiết bị với đường dẫn
bơm khí từ trên mặt nước đến độ sâu lớn. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu
ứng dụng theo hướng này, trong đó có công trình của các nhà khoa học Viện các
vấn đề chế tạo máy Podgornưi (IPM) thuộc Viện HLKH Ukraine. Sản phẩm của
Viện IPM đã được thương mại hóa trên thị trường thế giới với các loại modul-
phao sử dụng khí hydro có thể trục vớt được những vật thể nặng hàng tấn chìm ở
độ sâu hàng trăm tới hàng nghìn mét. [8;14]
Trong thỏa thuận hợp tác về nghiên cứu ứ
ng dụng KHCN giữa Viện Phát
triển công nghệ, Truyền thông và Hỗ trợ cộng đồng Việt Nam (IMC) với Viện

6


IPM Ukraine có nội dung nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm TBTV sử
dụng khí hydro phù hợp với điều kiện và nhu cầu của Việt Nam. Đây là một
hướng khoa học ứng dụng có nhiều ý nghĩa, nhưng hoàn toàn mới ở Việt Nam và
bí quyết công nghệ của đối tác là không dễ tiếp cận. Những vấn đề công nghệ
phức tạp đặt ra cho nhóm đề tài phải được gi
ải quyết phù hợp với nhu cầu thực
tiễn và điều kiện kinh tế kỹ thuật của Việt Nam.

Trong hai năm 2008 và 2009, Việt Phát triển công nghệ, Truyền thông và Hỗ

trợ cộng đồng (IMC) đã cùng với Viện Các vấn đề chế tạo máy (IPM) mang tên
Podgornưi thuộc Viện Hàn lâm KH Ucraina tiến hành một số nghiên cứu khoa học
và thu được những kết quả nhất định. Đây là tiền đề
để Viện IMC đăng ký thực
hiện đề tài khoa học công nghệ cấp Nhà nước“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị
trục vớt bằng khí hydro tạo trong môi trường nước để trục vớt nhanh các vật thể
chìm sâu dưới nước” (Mã số: KC05.21/06-10).
Lần đầu tiên ở Việt Nam, nhiều cơ quan nghiên cứu khoa học trong nước và
ngoài nước do Viện IMC chủ trì phối hợp đã ti
ến hành nghiên cứu ứng dụng khí
hydro trong kỹ thuật trục vớt. Đã chế tạo thử nghiệm thành công một loại TBTV
mới có thể được sử dụng tốt trong điều kiện thực tiễn Việt Nam.
Mục tiêu, yêu cầu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu chế tạo thử nghiệm một loại TBTV theo
nguyên lý đẩy bằng khí hydro tạo trong môi trường nước để trục v
ớt nhanh các vật
thể chìm sâu dưới nước, đáp ứng kịp thời nhu cầu phát triển kinh tế và an ninh
quốc phòng của đất nước.
Sản phẩm của đề tài là một TBTV được thử nghiệm trong thực tiễn đạt chỉ
tiêu kỹ thuật chủ yếu là: Trục vớt được vật nặng 200kg từ độ sâu 50m, TBTV
được chế tạo làm việc trong môi trường nước phải có độ bền và an toàn cao.

7
Như vậy, đề tài có các nội dung nghiên cứu chính là:
- Nghiên cứu chế tạo TBTV có độ bền cao và làm việc tin cậy trong điều kiện
thực tế.
- Nghiên cứu chế tạo hệ thống điều khiển đảm bảo cho TBTV làm việc đồng
bộ, hiệu quả và an toàn.
- Nghiên cứu chế thử vật liệu hoạt hóa tạo khí hydro trong môi trường nước.
Sản phẩm của đề tài sẽ là kế

t quả nghiên cứu thuộc nhiều lĩnh vực khác
nhau: Cơ khí động lực, hóa học vật liệu, điều khiển tự động
Trong một thời gian ngắn, với ý thức trách nhiệm cao và sự hợp tác chặt chẽ
giữa Viện IMC với các đối tác trong và ngoài nước, sản phẩm của đề tài đã được
hoàn thành và thử nghiệm đạt các chỉ tiêu kỹ thuật theo yêu cầu. Kết quả nghiên
cứ
u của đề tài đã được Hội đồng nghiệm thu cấp cơ sở đánh giá tốt và đề nghị
nghiệm thu ở cấp Nhà nước, kiến nghị cho phép phát triển sang giai đoạn tiếp theo
để sớm đưa sản phẩm vào ứng dụng thực tiễn.
Báo cáo tổng kết đề tài bao gồm:
- Những thông tin chung về đề tài.
- Mở đầu. Tổng quan về phương pháp trục vớt sử d
ụng khí hydro tạo trong
môi trường nước.
- Chương 1. Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống động lực thiết bị trục vớt.
- Chương 2. Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển thiết bị trục vớt.
- Chương 3. Nghiên cứu chế thử chất sinh khí hydro trong môi trường nước.
- Chương 4. Thử nghiệm TBTV trong điều kiện thực tế.
- Kết luận và kiến nghị.
- Tài liệu tham khảo.
- Phụ lục.





8

Chương 1. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỘNG
LỰC CỦA THIẾT BỊ TRỤC VỚT

1.1.Thiết kế tổng thể Thiết bị trục vớt
1.1.1 Nguyên lý hoạt động của TBTV sử dụng khí hydro
Sơ đồ mô tả cấu trúc tổng thể và nguyên lý hoạt động của TBTV sử dụng
khí hydro tạo trong môi trường nước trình bày ở hình 1.1

H.1.1
TBTV sử
dụng khí hydro tạo ra trong môi trường nước bao gồm 3 phần cơ
bản là: Khoang tạo khí hydro, Phao chứa khí hydro và Hệ thống điều khiển.
Trong Khoang tạo khí hydro, khí hydro sinh ra nhờ phản ứng hoá học giữa
kim loại (hoặc các hợp kim) chất phụ gia với nước. Khí hydro sẽ nạp vào Phao
chứa khí hydro và làm dãn nở Phao để tạo ra lực đẩy Ac-xi-met kéo vật trục vớt từ
dưới sâu lên mặt nước.
Hệ thống
điều khiển (gồm Trung tâm điều khiển, thiết bị truyền dẫn tín hiệu
điều khiển và các cơ cấu điều khiển). Thực hiện các chức năng như sau:
- Điều khiển thiết bị dò tìm tiếp cận vật cần trục vớt.
- Điều khiển các cơ cấu ghép nối TBTV với vật được trục vớt.
- Kích hoạt phả
n ứng tạo khí hydro và điều chỉnh lực nâng trục vớt.
PHAO CHỨA KHÍ
HYDRO
KHOANG TẠO
KHÍ HYDRO
TRUNG TÂM
ĐIỀU KHIỂN
Đầu
d
ò
CƠ CẤUGHÉP

9
- Điều khiển các cơ cấu ghép nối TBTV với vật được trục vớt.
Những bộ phận cơ bản của TBTV bao gồm: Khoang tạo khí hydro; Phao chứa
khí hydro; Cơ cấu ghép nối, Thiết bị dò tìm (quang học) và Trung tâm điều khiển
(Tủ điều khiển).
Để truyền dẫn khí hydro lên Phao chứa khí và hỗ trợ giữ cân bằng cho TBTV,
đã thiết kế lắp đặt ống trụ
kim loại nối giữa Khoang sinh khí và Phao chứa khí.
Thiết bị dò tìm quang học gắn chặt phía bên cạnh, sát đáy dưới của Khoang tạo
khí hydro, đảm bảo góc và cự ly quan sát, dò tìm hợp lý. Cơ cấu ghép nối (tay
máy) được gắn kết chặt chẽ với phần dưới của Khoang tạo khí hydro.
Trung tâm điều khiển đặt trên boong tàu (ca nô) thực hiện các chức năng sau:
- Thu nhận và xử lý tín hiệu từ đầu dò tìm để giúp ra quyết định trụ
c vớt.
- Điều khiển cơ cấu kết nối gắn TBTV với vật cần trục vớt.
- Điều khiển mở van cấp nước vào Khoang tạo khí hydro để gây phản ứng sinh
khí.
- Điều khiển mở van nạp khí hydro vào Phao chứa khí để tạo lực nâng.
Nguyên lý làm việc của TBTV sử dụng khí hydro có thể được trình bày ngắn
gọn như sau:
Bước 1: Nạp vật liệu hoạ
t hóa vào Khoang sinh khí hydro. Để đảm bảo an
toàn, quá trình này được thực hiện trong túi kín chứa khí argon. Liều lượng hóa
chất được tính toán trước phụ thuộc vào khối lương, độ sâu của vật cần trục vớt.
Bước 2: Đưa TBTV xuống nước bằng cần cẩu (hoặc tời).
Bước 3: Dò tìm vật cần trục vớt thông qua màn hình trên Tủ điều khiển.
Bước 4: Gắn cơ cấu ghép nối (tay máy thủy khí) với vậ
t cần trục vớt thông qua
các van thủy khí được khởi động từ Tủ điều khiển trung tâm.

Bước 5: Mở van kích hoạt cấp nước vào Khoang tạo khí hydro bằng dây dẫn
khí cao áp được kích hoạt từ Tủ điều khiển trung tâm.
Bước 6: Đưa TBTV và vật cần trục vớt lên boong (sàn) tàu, lên bờ bằng cần
cẩu (hoặc tời). Sơ đồ mô tả qui trình vận hành TBTV sử dụng khí hydro tạo trong
môi trường n
ước trình bày ở hình 1.2:

10

H.1.2
Từ sơ đồ cấu trúc tổng thể của TBTV hình 1.1, các nội dung nghiên, tính
toán, thiết kế hệ thống động lực của TBTV bao gồm:
- Tính toán thiết kế Khoang tạo khí hydro.
- Tính toán thiết kế Phao chứa khí hydro.
- Tính toán thiết kế cơ cấu kết nối TBTV với vật được trục vớt.
1.2. Thiết kế, chế tạo Khoang sinh khí hydro và Phao chứa khí hydro
1.2.1 Khảo sát động học Khoang sinh khí và Phao chứa khí
Để thiết kế chế
tạo Khoang sinh khí và Phao chứa khí, trước hết cần phải
khảo sát các đặc trưng động học của chúng, tức là phải xác định 2 đại lượng:
- Tổng trọng lực của TBTV và vật cần trục vớt.
- Khối lượng vật liệu hoạt hóa cho một lần trục vớt (m).
Đây là hai bài toán cần được giải song song để tìm những đáp số tối ưu, bởi
vì tính toán động học Khoang sinh khí và Phao chứa khí liên quan ch
ặt chẽ đến tính
toán động học vật liệu hoạt hóa (chương3).
a. Tính toán tổng trọng lực của TBTV và vật cần trục vớt.
Xuồng
chở
TBTV

Vật cần
trục vớt
TBTV ở
trạng thái
ban đầu
TBTV ở
trạng thái
làm việc
Trung
tâm điều
khiển

11
- Tổng trọng lực của TBTV và vật cần trục vớt là:
VNDGKp
PPPPPPP +++++=
∑
(1.2.1)
Trong đó:

P
p
- Trọng lượng Phao chứa khí;

P
K
- Trọng lượng Khoang sinh khí;

P
G

- Trọng lượng cơ cấu ghép nối;

P
D
- Trong lượng thiết bị dò tìm;

P
N

- Trọng lượng nước trong Phao (phụ thuộc lượng khí sinh ra chiếm chỗ);

P
V
- Trọng lượng của vật cần trục vớt;
Trong tất cả các tham số nêu trên, còn lại
P
P
và P
K
là cần phải tính toán lựa
chọn. Trong quá trình phối hợp nghiên cứu thiết kế TBTV, nhóm đề tài đã cùng với
đối tác đưa ra nhiều mẫu Phao chứa khí với các kích thước, hình dạng và kết cấu
khác nhau. Tuy nhiên, đây là mẫu thử nghiệm đầu tiên ở Việt Nam với việc sử
dụng vật liệu sinh khí hydro có hoạt tính mạnh, dễ cháy nổ và làm việc trong nước
ở độ sâu lớn nên nhóm đề tài đã lựa chọn Phao chứ
a khí kết cấu hình trụ, vỏ thép .
Từ đó, tính tính toán trọng lượng của Phao chứa khí là:
21
2PPP
P

+= . (1.2.2)
Trong đó: P
1
là trọng lượng của thành Phao hình trụ; P
2
là trọng lượng của
nắp Phao.
γππ
.).(
2
2
2
11
hRRP −= ; (1.2.3)
h là chiều cao Phao và
γ
là trọng lượng riêng của thép C45.
Thay các giá trị tương ứng, ta có:
P
1 =
(3,14.375
2
-3,14.372
2
).1373.7,85 = 76 KG (làm tròn). (1.2.4)
γπ

1
2
12

hRP = ; h
1
là chiều dày của nắp Phao. (1.2.5)
Thay các giá trị tương ứng, ta có:
P
2
= 3,14.375
2
.5.7,85 = 17KG. (1.2.6)
Vậy trượng lượng của Phao chứa khí là:
P
P
= P
1
+ 2P
2
= 110 KG. (1.2.7)
Trọng lượng của Khoang sinh khí là:

12
P
K
= P
1
’ + P
2
’. (1.2.8)
γππ
.).(
'2

2
2
11
hRRP −= ; h’ là chiều cao Khoang sinh khí và
γ
là trọng lượng riêng
của thép C45.
Thay các giá trị tương ứng, ta có:
P
1
’
=
(3,14.375
2
-3,14.372
2
).680.7,85 = 38 KG (làm tròn). (1.2.9)
Thay các giá trị tương ứng, ta có:
P
2
’ = 3,14.375
2
.5.7,85 = 17KG. (1.2.10)
Vậy trọng lượng của Khoang sinh khí là:

P
K
= 38 + 17 =55KG. (1.2.11)
Trọng lượng cơ cấu ghép nối (tay máy và vành kết nối) :
P

G
= 20KG-25KG.
Trọng lượng thiết bị quan sát dò tìm:
P
D
= 25KG;
Trọng lượng vật cần trục vớt là:
P
V
= 200kG.K (K là hệ số dính bùn ở đáy).
Để đảm bảo hệ số an toàn cao, lấy
K = 1,5. Khi đó, P
V
= 300KG.
Vậy tổng trọng lượng của TBTV là:
VNDGKp
PPPPPPP +++++=
∑
(1.2.12)
Ở đây trọng lượng nước chiếm chỗ trong Phao được xác định căn cứ vào
khối lượng vật liệu hoạt hóa trong Khoang sinh khí được tính toán theo công thức:

)(
kpnN
VVP −=
γ
. Trong đó: (1.2.13)

n
γ

- Trọng lượng riêng của nước.

V
P
– Thể tích bên trong Phao chứa khí;

V
k
– Thể tích khí chiếm chỗ trong Phao.
Để trục vớt được vật trong điều kiện như trên cần lực nâng tối thiểu là:
P
N
(min) =
N
PP +=
∑
510 (1.2.14)
Đây cũng là tham số đầu vào để tính toán khối lượng vật liệu hoạt hóa cho
mỗi lần trục vớt.
b. Tính toán khối lượng vật liệu hoạt hóa cho một lần trục vớt
Căn cứ vào kết quả khảo sát động học vật liệu hoạt hóa của đối tác (mục 3.3
chương 3), khối lượng vật liệu hoạt hóa được tính theo công thức:

13

)44(
].)[(
n
PnVDGKPn
RT

VPPPPPdM
m
γ
γ
γ
+
+
+
+
+
+
=
(1.2.15)

R là hằng số khí, có giá trị 0,082 l.atm.mol
-1
.T
-1
;

T là nhiệt độ tuyệt đối;
Suy ra, thể tích của Phao chứa khí là:

)(.
8
22
DGKPn
n
p
PPPPPM

RTm
V
+++
=
γ
γ
(1.2.16)
1.2.2. Thiết kế, chế tạo Khoang sinh khí hydro và Phao chứa khí
a. Cấu trúc của Khoang sinh khí và Phao chứa khí
Các chi tiết chính của Khoang sinh khí bao gồm:
- Nắp gá trên: Gá treo cụm chất sinh khí hydro.
- Ống dẫn khí từ Khoang sinh khí lên Phao chứa khí hydro.
- Vỏ thùng Khoang ngoài.
- Vỏ thùng Khoang trong.
- Các gân trợ lực.
- Các vành kết nối.
Nắp gá trên có tác dụng liên kết với Phao chứa khí, bao gồm:
- Cụm đế.
- Cụm vỏ Khoang chứa thiết bị và chất sinh khí.
- Cụm các chi tiết cơ khí- các thiế
t bị cơ khí.
- Cụm các ống dẫn khí lên buồng chứa khí.
- Cụm các chi tiết hệ thống đóng mở van.
- Cụm các chi tiết nắp Khoang.
Bản vẽ thiết kế kỹ thuật tổng thể Khoang chứa khí trình bày ở hình 1.3.
Căn cứ theo thể tích, có nhiều phương án lựa chọn kết cấu và kích thước của
Phao. Ở đây, cần tính đến mối quan hệ về kết cấu và cân bằng
động học các thành
phần khác của TBTV, như: Khoang sinh khí, cơ cấu ghép nối và thiết bị dò tìm. Từ
đó, lựa chọn được kết cấu của Phao chứa khí là hình trụ và các kích thước của Phao

có giá trị tối ưu.


14


H.1.3

r là bán kính mặt đáy của Phao.
h là chiều cao của Phao:
mm
r
V
h 1150
.
2
==
π
(1.2.17)
Nắp trên của Phao cần được thiết kế đảm bảo độ bền cơ lí và thỏa mãn yêu
cầu về thủy khí động học. Do đó, nắp được tạo dáng hình nón có các gân tăng độ
bền hướng tâm.
Trong quá trình phối hợp nghiên cứu thiết kế TBTV, nhóm đề tài đã cùng
với đối tác đưa ra nhiều mẫu Phao chứa khí với các kích thước, hình dạng và kết
cấu khác nhau. Tuy nhiên, để đảm bảo yêu c
ầu trục vớt phù hợp với điều kiện thực