tuyến đường tàu mẫu , kích thước chủ yếu

Phần I
tuyến đờng - tàu mẫu

1


Nhiệm vụ thiết kế: thiết kế tàu hàng bách hoá trọng tải 15000 T vận tốc 14 hlý/h chạy
tuyến Hải Phòng-Australia.
I. Tuyến đờng tàu hoạt động.
1. Cảng Hải Phòng.
Cảng Hải Phòng bao gồm : Cảng chính, Cảng Chùa Vẽ, Cảng Vật Cách.
1.1. Điều kiện tự nhiên.
Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông Cửa Cấm ở vĩ độ 20 052' Bắc và kinh độ
106041' Đông. Chế độ thuỷ triều là nhËt triỊu víi møc triỊu cao nhÊt lµ +4,0 mÐt, đặc
biệt cao +4,23 mét, mức nớc triều thấp nhất là +0,48 mét, đặc biệt thấp là +0,23 mét.
- Chế độ gió : Cảng chịu hai mùa gió rõ rệt.
+ Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau : gió Bắc - Đông Bắc.
+Từ tháng 4 đến tháng 9

: gió Nam - Đông Nam

Cảng Hải Phòng cách phao số 0 khoảng 20 hải lý; từ phao số 0 vào Cảng phải
qua luồng Nam Triệu, kênh đào Đình Vũ rồi vào sông Cửa Cấm. Cảng Hải Phòng nằm
ở vùng trung chân sông Hồng. Sông Hồng mang nhiều phù sa nên tình trạng luồng lạch
vào Cảng rất không ổn định.
Từ nhiều năm nay luồng vào Cảng Hải Phòng thờng xuyên phải nạo vét nhng chỉ
sâu đến - 5,0m đoạn Cửa Cấm và -5,5m đoạn Nam Triệu. Tuy nhiên những năm gần
đây luồng vào Cảng bị cạn nhiều, sông Cấm chỉ còn - 3,9 đến - 4,0 m nên tàu vào, ra
rất hạn chế về trọng tải. Nếu tính bình quân Nam Triệu vét đến - 6,0m, sông Cấm vét
đến - 5,5m thì hàng năm phải nạo vét một khối lợng khoảng 3 triệu m3.
Thủy diện của Cảng hẹp, vị trí quay tàu khó khăn, cảng chỉ có một chỗ quay tàu ở

ngang cầu N08 (có độ sâu -5,5 m đến -6,0m, rộng khoảng 200m).
Cảng Vật Cách nằm ở hữu ngạn sông Cửa Cấm, cách Hải Phòng về phía thợng lu
khoảng 12 km, chế độ thủy văn tơng tự cảng chính.
1.2.Cầu tầu và kho bÃi.
a.Cảng chính:
- Cảng chính có 11 bến đợc xây dựng từ năm 1967 và kết thúc vào năm 1981, dạng tờng cọc ván thép một neo với tổng chiều dài 1787 m. Trên mặt bến có cần trục cổng
(Kirốp và KAMYHA) có sức nâng (5ữ16) tấn. Các bến đảm bảo cho tàu 10.000 tấn
cập cầu.
Từ cầu 1 đến cầu 5 thờng xếp dỡ hàng kim khí, bách hóa, thiết bị. Bến 6, 7 xếp dỡ hàng
nặng; bến 8, 9 xếp dỡ hàng tổng hợp. Bến 11 xếp dỡ hàng lạnh.

2


Toàn bộ kho của Cảng (trừ kho 2A và 9A) có tổng diện tích là 46.800 m 2, các kho đợc xây dựng theo quy hoạch chung của một Cảng hiện đại, có đờng sắt trớc bến, sau
kho thuận lợi cho việc xuất hàng. Kho mang tính chất chuyên dụng. Ngoài ra còn các
bÃi chứa hàng với tổng diện tích 183.000 m2 (kể cả diện tích đờng ô tô), trong đó 25000
m2 bÃi nằm ở bến 6. Tải trọng trên mặt bến là 4 (tấn/m 2); dải tiếp phía sau rộng 6 (m) là
6 (tấn/m2) tiếp theo đó bình quân 10tấn/m2.
Đờng sắt trong Cảng có khổ rộng 1m với tổng chiều dài 1560m gồm đờng sắt trớc
bến, bÃi sau kho, ga lập tàu phân loại.
b.Cảng Chùa Vẽ:
- Theo thiết kế cảng Chùa Vẽ có 5 bến với tổng chiều dài 810m và sản lợng thông qua
hàng năm là 1.600.000 tấn. Hiện tại đà xây dựng đợc bến phụ, bến 1,2 với chiều dài
330 m dạng bến cọc bê tông cốt thép, trớc bến có đờng cần trục cổng và hai đờng sắt
hoạt động. Bến thuộc dạng thiết kế theo tiêu chuẩn cảng biển cấp 1 mặt bến có tải
trọng 4 tấn/m2.
Hiện nay Cảng đà đợc lắp dàn cần trục cổng nâng Container chuyên dụng và chủ
yếu xếp hàng Container, sắt thép, hàng kiện, gỗ.
c.Cảng Vật Cách:

-Bắt đầu xây dựng từ năm 1965, ban đầu là những bến dạng mố cầu, có diện tích mặt
bến 8x8m. Cảng có 5 mố cầu trên bố trí cần trục ô tô để bốc than và một số loại hàng
khác.
2. Cảng Newcaste (Australia).
Là cảng lớn nhất của úc, cảng nằm ở vĩ độ 32056' Nam và kinh độ 151047 Đông.
Cảng có độ sâu luồng vào lµ 10,8 m cho phÐp tµu cã mín níc tèi đa 10,4 m ra vào
cảng. Cảng có thể tiếp nhận cùng một lúc 30 tàu hàng vạn tấn. Cảng có 30 cầu tàu, mỗi
cầu tàu xếp dỡ riêng một loại hàng và cũng có thể xếp dỡ tổng hợp khi cần thiết, cụ
thể:
-Một cầu tàu chuyên dụng xếp dỡ container có độ sâu 10,8 m, cho phép tàu hàng vạn
tấn ra vào dễ dàng, trang thiết bị hiện đại, năng suất xếp dỡ cao.
-Một cầu tàu chuyên dụng xếp dỡ hàng rời dài 210 m, mớn nớc 11,4 m, năng suất xếp
dỡ 1000 T/h.
-Một cầu tàu chuyên dụng xếp dỡ than, thiết bị tự động băng chuyền, năng suất xếp dỡ
2000 T/h.
-Một cầu tàu xếp dỡ hàng hoá chất có cần cẩu với sức nâng 26 T, mức xếp dỡ 300-500
T/h.
-Còn các cầu tàu khác có thể tiếp nhận bất cứ loại hàng nào tới cảng.

3


Ngoài các trang thiết bị hiện đại còn có phao nổi tự động. Đờng giao thông trong
cảng chủ yếu là đờng sắt với 2 tuyến : tiền phơng và hậu phơng với khả năng thông qua
của đờng sắt là 70 triệu tấn/năm.
Việc cung cấp nớc ngọt, nhiên liệu cho các tàu có thể cung cấp bất kỳ tại một cầu
tàu nào với hệ thống bơm hiện đại.
3. Tuyến đờng giữa 2 cảng:
- Khoảng cách giữa 2 cảng là 4.129 hải lý.
- Từ Hải Phòng tàu đi theo Biển Đông, qua quần đảo Indonesia đến cảng Newcaste.

Vùng biển này nằm trong khu vực nhiệt đới và xích đạo, chịu ảnh hởng rất lớn của khí
hậu nhiệt đới gió mùa vì vậy lợng ma rất lớn.
- Chế độ gió:
+, Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau chịu ảnh hởng của gió mùa Đông Bắc, càng về
Nam gió càng giảm dần, ít ảnh hởng đến sự đi lại của tàu thuyền.
+, Từ tháng 6 đến tháng 9 gió mùa Đông Nam thổi mạng ảnh hởng đến tốc độ tàu.
Đồng thời vào mùa này lợng ma khá lớn, thờng hay có bÃo.
- Về thuỷ triều: hầu hết vùng biển này có chế độ nhật triều, có biên độ dao động tơng
đối lớn, từ 2 đến 5 m.
- Về sơng mù: ở vùng biển này vào sáng sớm và chiều tối thờng có nhiều sơng mù. Số
ngày có sơng mù trong năm lên đến 115 ngày.
II. Tàu mẫu:
STT

Thông số cơ bản

Đơn vị

Tên tàu
Sithonia

Splosna Plovba

Hơng Giang

1

Chiều dài tàu L

m

134.11

138

149.27

2

Chiều rộng

B

m

19.81

21.7

21.98

3

Chiều chìm

T

m

8.94

8.53

9.14

4

Trọng tải

DW

T

14800

15450

13880

5

Công suất máy

CV

5130

7200

7080

6

Vận tốc vS

hlý/h

13.5

14.3

14

4


Phần II
Kích thớc chủ yếu của tàu

5


1. Lợng chiếm nớc sơ bộ:
Lợng chiếm nớc sơ bộ của tàu đợc tính theo hệ số lợi dụng lợng chiếm nớc theo tải
trọng:

D=

Pn 15000
=

= 21428.57(T )
D
0.70

Trong đó: - D _ Lợng chiếm nớc của tàu (T)
- Pn=15000 (T) _Trọng tải của tàu
- D _ Hệ số lợi dụng lợng chiếm nớc theo tải trọng.
Đối với tàu hàng cỡ lớn D=0.64 ữ 0.73. Chọn D=0.70
2. Xác định kích thớc sơ bộ của tàu:
.Chiều dài tơng đối l
Với tàu hàng khô: l= 4.47 + 0.06v ± 0.3 = 5.31 ± 0.3
Chän l= 5.3
v=14 (hlý/h) : vËn tèc tµu
D
= 146(m)
.ChiỊu dµi tµu: L = l.3

Trong đó: - D = 21428.57 (T) _Lợng chiếm nớc của tàu.
- = 1.025 (T/m3) _Trọng lợng riªng cđa níc
.HƯ sè bÐo thĨ tÝch δ:
v
= 0.19
Ta cã: Fr =
gL
⇒ δ = 1.09 – 1.68Fr ± 0.12 = 0.77 ± 0.12
Chän δ = 0.78
.HƯ sè bÐo sên gi÷a :
Đối với tàu hàng chạy với tốc độ chậm (Fr<0.28) cã δ ≤ 0.80 ta cã:
β = 1.014δ1/12 ± 0.004 = 0.993 ± 0.004
Chän β = 0.993

.HƯ sè bÐo ®êng nớc thiết kế :
Theo Lindblad đối với những tàu vận tải có thể xác định theo công thức:
= 0.98 δ1/2 ± 0.06 = 0.8655 ± 0.06
Chän α = 0.865
.HƯ sè bÐo däc tµu ϕ:
ϕ = δ/β = 0.785
.HƯ số béo thẳng đứng :
= / = 0.902
.Xác định chiều rộng B, chiều chìm T, Chiều cao mạn H:
Ta cã: D = kγδLBT = 21428.57 (T)
⇒ BT = D/kγδL = 182.302 (1)
Trong ®ã: - k _HƯ sè ®Ĩ ý đến phần nhô thuộc bề mặt ngâm nớc của thân tàu; k<1,01
ở bớc tính sơ bộ, chọn : k = 1,007
- = 1,025 (T/m3) _Trọng lợng riêng của nớc.
Mặt khác từ phơng trình ổn định:

6


bT =

B
α
= 6h + 3,47 k g h T −
= 2.417
T
+

Trong đó: - h =

(2)

h0
= 0.04 ữ 0.24 _đối với tàu hàng có chiều rộng lớn hơn 12m .
B
Chọn h = 0.09

- h0 _Chiều cao ổn định ban đầu
- hT =

H
= 1.15 ữ 1.35 Theo thống kê tàu hàng có mạn khô tối thiểu tính
T

đến tính chống chìm và khả năng chống hắt nớc lên boong.Chọn hT = 1.25.
- kg =

zG
= 0.60 ữ 0.65 . Theo thống kê với tàu hàng khô. Chọn kg = 0.64
H

Từ (1) và (2) ⇒ B = 20.99 (m) . Chän B = 21 (m)
T = 8.685 (m) .
⇒ H = hT.T = 10.87

(m)

.

Chän T = 8.6 (m)

Chọn H = 11 (m)

Trọng lợng tàu:
D = kLBT = 21228.46 (T)
3. Nghiệm lại lợng chiếm nớc :
DSb − D
21428.57 − 21228.46
100 =
100 = 0.93% < 3%
DSb
21428.57

4.C¸c tû sè

H B
L
,
,
B
T T

. Tû sè L/B biĨu diƠn b»ng quan hệ B = f (L), ảnh hởng đến sức cản toàn tàu và là yếu
tố quyết định đến tính quay trở, tính ổn định hớng đi của con tàu.
Theo bảng 2.7 - STKTĐTT .Tập1 đối với tàu hàng ta có: L/B =5,5ữ 8,0
Tàu thiết kế có L/B = 6.952 (Thoả mÃn)
.Tỷ số H/T ảnh hởng đến khả năng chống chìm và chống hắt nớc lên boong của tàu.
Theo bảng 2.8, STKTĐTT .Tập1 đối với tàu hàng có mạn khô tối thiểu:
H/T = 1,15 ữ1,35.
Tàu thiết kế có H/T = 1.279 (Tho¶ m·n)
. Tû sè B/T cã quan hƯ víi tính ổn định và sức cản của thân tàu.

Theo số liệu thống kê của STKTĐTT .T1 đối với tàu hàng hiện đại
B/T = 2,0 ữ 2.5

7


Tàu thiết kế có B/T = 2.442 (Thoả mÃn)
Nh vậy kích thớc sơ bộ của tàu đợc thiết kế nh sau :
L
B
H
T

146 (m)
21 (m)
11 (m)
8.6 (m)

L/B
H/T
B/T
L/H

6.952
1.279
2.442
13.273

δ
β

α
ϕ
χ

0.78
0.993
0.865
0.785
0.902

5. KiĨm tra s¬ bé ổn định, tính lắc cho tàu
5.1.Kiểm tra ổn định:
Chiều cao tâm nghiêng ban đầu :

h0 = r + ZC - ZG = 1.797 (m)

r: là bán kính tâm nghiêng ngang. (Theo Vander Fleet 6.205/tr407 STKT§T I)
B2
α 2 B2
=
r= a
= 4.315 ( m ).
T 11,4 T

ZC: cao độ tâm nổi . (Theo Telfer 6.196/tr407 STKT§T I )
ZC =

α
T = 4.522( m)
α +

ZG : Cao độ trọng tâm tàu.
ZG = kg.H = 7.04 (m)
Với kg=0.64
Đối với tàu hàng, chiều cao tâm nghiêng tối thiểu ho min = 0.2 ữ 1 (m)
Vậy tàu thiết kế đủ điều kiện ổn định.
5.2.Chu kỳ dao động ngang:
Chu kỳ lắc ngang của tàu theo 2-135_STKTĐTT1
T = 0,58

2
B 2 + 4Z g

h0

= 10.94( s )

So víi chu kú lắc trung bình của tàu hàng theo thống kê = (7 ữ 12 s), chu kỳ lắc
ngang của tàu thiết kế đảm bảo tính chòng chành.
6. Nghiệm lại trọng lợng tàu:
D = Pi = P01 + P02 + P03 + P04 + P05 + P11 + P12 + P13 + P14 + P15 + P16
6.1. Trọng lợng vỏ tàu P01:

8


Theo bảng (2-47)/102 STKTĐT1 hệ số khối lợng thân tàu của tàu hàng cỡ trung
và nhỏ:
P01 = ( 0,25 ữ 0,33)D (T)
Chän P01 = 0,26D = 5519.4 (T)

Víi D = 21228.46 (T) : Lợng chiếm nớc của tàu.
6.2. Trọng lợng trang thiết bị và hệ thống:
Theo (2-21)/23 LTTK chúng đợc xác định nh sau:
P02 = Ptb = p02.D2/3 = (0,49 ± 0,06). 21228,46 2/3 = 375.67 (T)
P03 = Pht = p03.D2/3 = (0,21± 0,04). 21228,46 2/3 = 161 (T)
6.3. Träng lợng thiết bị năng lợng:
Theo (2-25)/23 LTTK trọng lợng thiết bị năng lợng có quan hệ mật thiết với công
suất của nó và đợc xác định nh sau:
P04 = Pm = pm..N
Tính sức cản để chọn máy:
6.3.1.Chọn phơng pháp tính lực cản :
Phơng pháp Taylor áp dụng cho tàu có các đặc trng hình dáng nằm trong các
giới hạn sau:

- B/T = 2.25÷ 3.75
-

ϕ = 0.55 ÷ 0.85

- Fr = 0.1785 ữ 0.2678
-

D
= 3,5.103 ữ 8,5.103
3
( 0.01L )

Do tàu thiết kÕ cã : - B/T = 2.442
- ϕ = 0.785
- Fr =

-

v
gL

D

( 0.01L )

3

0,515.14

=
=

9,81.146
21228.46

( 0,01.146)

3

= 0.1905
= 6,8.10 3

VËy ta dïng phơng pháp Taylor để tính lực cản cho tàu.
a.Tính lực cản và công suất kéo tàu :
.Tính diện tích mặt ít cđa tµu :
Ω =LT [2+1.37(δ-0.274)B/ T] = 4636.61 (m3)

9


Diện tích trong công thức trên cha kể đến diện tích phần nhô của tàu nh: bánh lái,
trục chong chóng, giá đỡ chong chóng, ky lái .
Diện tích phần nhô nhô = (1.5 ữ 7) % .
Tính sơ bộ chọn nhô= 3% .
Vậy diện tích mặt ớt của tàu = + nhô= 1.03 = 4775.7 (m3)

.Tính lực cản theo phơng pháp Taylor: quá trình tính toán theo bảng sau:
Đơn
vị

TT

Đại lợng tính

Trị số tính toán

1
2

Fr
V = Fr g .L

3

VS= V/ 0.515

4

Rd
B
theo = 2.25
D
T

0.425

0.435

0.828

1.175

5

Rd
B
theo = 3.75
D
T

0.538

0.745

1.075

6

 Rd 
 B
  theo 
 D TK
 T TK

0.439

0.475

0.860

7

R 
Rd = D R 
 D TK

8

CF = CFo(1+KF)

9

Rms = CFρv2Ω/2

10
11

0.2380
9.0072

0.2529
9.5711

0.2678
10.1349

Hlý/h 13.1172 14.2122 15.3071 16.3947 17.4896

18.5846

19.6795

2.625

4.205

5.415

1.565

2.545

3.535

4.750

1.225

2.615

4.119

5.330

10083.5 18256.5 26004.9 55512.4

87440.0

113147.7

0.00167 0.00165 0.00164 0.00163 0.00161

0.00160

0.00159

Kg

19000.9 22030.0 25395.6 28949.3 32528.3

36493.2

40656.0

R = Rd + Rms

Kg

28320.2 32113.6 43652.1 54954.2 88040.7 123933.2 153803.7

N0 = Rv/75

CV

m/s

Kg

0.1785
6.7554

9319.3

2551

0.1934
7.3193

3134

0.2083
7.8832

4588

0.2231

8.4433

6187

10573

15816

10

20784


Đờng cong lực cản và công suất kéo của tàu
3

R

N

(10 KG)

O
3

(10 CV)

180

24

140

21

120

18

100

15

R
80

12

60

9

N

O

40

6

20

3

0

13

13.12

14

14.21

15

15.31

16

16.39

17

17.49

18

19
18.58

19.68

20

0

Vs (hải lý/h)

Tàu thiết kế có vận tốc vS= 14 hlý/h, tra đồ thị sức cản ta đợc:
Lực cản:
R = 32840.4 (Kg)
Công suát kéo: PE = 2984.2 (CV)
.Tính đờng kÝnh chong chãng:
+, VËt liƯu chÕ t¹o chong chãng : ®ång thau.
+, Sè lỵng chong chãng : 1
+, ChiỊu quay chong chóng : phải
+, Tính hệ số hút và dòng theo :
Theo Taylor, HƯ sè dßng theo : WT = 0.5δ - 0.05 = 0.34
HƯ sè hót : t = KTWT = 0.306 (s¬ bé chän KT = 0.9)
+, Chän ®êng kÝnh s¬ bé cđa chong chãng:
Dsb = 0.65 T = 5.59 (m) . Chän Dsb = 5.5
Dùa vµo tÝch tèi u: D n m =11,84 T
nm : vßng quay chong chãng (vßng/p)

11


T: Lùc ®Èy cđa chong chãng (KN)
T=

TE
= 44896.8 (Kg) = 473.206 (KN)
(1 − t )

Víi TE = R = 32840.4 (Kg) : Lùc kÐo cña chong chãng.
4

T
⇒ n m = 11.8

DSb


2


 = 100.13(v / p)



+, Chän sè c¸nh chong chãng:
Dùa vào hệ số : K NT =


= 0.795
n T

vA

4

Trong đó: - vA = vS (1 - WT) = 4.7586 (m/s) _Tốc độ tịnh tiến của chong chóng.
- v = 7.21 (m/s) _Tốc độ tàu.
- = 1025 (Kg/m3) _Trọng lợng riêng của nớc.
- T = 473206 (N) _Lực đẩy của chong chãng.
- n = 1.669 (v/s) _Vßng quay cđa chong chóng.
Do KNT < 1 nên chọn số cánh chong chóng là ZP = 4.
+, Chọn tỷ số đĩa chong chóng:
C' Z
AE
≥ 0.375
 Dδ
A0
max


Theo ®iỊu kiƯn bỊn :






2

3
3

m' T

= 0.384
10 5

Trong ®ã : - C' = 0.055 _ HƯ sè phơ thc vËt liƯu.
- Z=4
-

_Sè c¸nh chong chãng.

D = 5.5 (m) _Đờng kính sơ bộ của chong chóng.

- max =

e
= 0.09 _Chiều dày tơng đối prôfin tiết diện cánh.
b

- T = 473206 (N) _Lùc ®Èy cđa chong chãng.
-m' = 1.15 _Hệ số phụ thuộc tải trọng.
Chọn tỷ số đĩa chong chóng là AE/A0 = 0.4
+, Hệ số ảnh hởng của trờng tốc độ không đồng đều tới mômen quay :
iQ= 1/[1 + 0.125(WT – 0.1)] = 0.97
+, Chän c¸c hƯ sè:
a = 0.97
ηS = 0.98 : HiƯu st ®êng trơc.
ηhs = 0.99 : HiƯu st cđa hép gi¶m tèc.
. Tính đờng kính tối u và tỷ số bớc của chong chãng:

12

Quá trình tính toán theo bảng sau:
TT
1
2
3
4
5
6
7

Đơn
Vòng quay giả thiết
vị
v/ph
80
90
100
110
120
v/s
1.333
1.500
1.667
1.833
2.000
m/s
7.21
7.21
7.21

7.21
7.21
m/s 4.759
4.759
4.759
4.759
4.759
N 305664 305664 305664 305664 305664
N 305664 305664 305664 305664 305664
N 440438 440438 440438 440438 440438

Đại lợng tính
nm (giả thiết)
n = nm/60
v = 0.515vS
vA = v(1-WT)
R = R(vS)
TE = R/ZP
T =TE/(1-t)

vA 4
n T
J0 =f(KNT) _tra đồ thị
v .a
DOPT = A
J O .n
T
KT =
2
4

ρ .n .DOPT
vA
J=
n.DOPT
K NT =

8
9
10
11
12

0.905

0.853

0.810

0.772

0.739

0.562

0.535

0.496

0.473

0.445

6.160

5.752

5.584

5.323

5.186

0.168

0.174

0.159

0.159

0.148

0.579

0.552

0.511

0.488

0.459

13

P/D =f (J,KT)_tra ®å thÞ

0.856

0.785

0.754

0.728

0.695

14

ηo=f(J,KT)_tra ®å thÞ

0.639

0.618

0.608

0.601

0.592

15

ηD =

0.693

0.670

0.659

0.652

0.642

16

TE .v.10 −3
PS =
η D .η S .ηhs

KW 3346.9

3460.6

3517.5

3558.5

3612.6

CV

4705.1

4782.5

4838.2

4911.7

17

1 1− t
.
.ηO
iQ 1 − WT

PS

4550.4

Chong chãng cña tàu có các thông số sau:
+, Đờng kính chong chóng: D = 5.6 (m)
+, Tû sè bíc:

P/D = 0.754

+, HiƯu suất đẩy:

D = 0.659

+, Vòng quay:

nm = 100 (v/p)

Chọn máy chính của hÃng MAN_Đức: 4L 42 MC có các thông số:
+, Công suất: 5420 (CV) (3980 KW)
+, Vòng quay: 176 (vßng/phót)

13


. Dự trữ công suất : P = (1 4782.5/5420).100% = 11.8 %
. Tû sè hép gi¶m tèc: i = 100/176 = 0.568.
. KiĨm tra tû sè ®Üa theo ®iỊu kiƯn x©m thùc:
AE  AE 

≥
AO  AO 



''
min

= 1301 .

KC
(n.D) 2 = 0.25
P1

Vậy chong chóng thoả mÃn điều kiện xâm thực.
Trong đó : 1 = 1,5 _Hệ sè t¶i träng cđa chong chãng (võa t¶i).
- KC = f(p/d;Z,J) = 0.21 _Hệ số tra đồ thị (P/D;J)
- n = 1.669 (v/s) _vßng quay chong chãng
- D = 5.6 (m) _§êng kÝnh chong chãng
- P1 = P0-Pd = 10330+γhB -238 = 14110 (Kg/m2)
- P0 _¸p st thủ tÜnh tut đối (Kg/m2).
- Pd = 238 (Kg/m2) _áp suất hơi nớc bÃo hoà.
=1025(Kg/m3) _Trọng lợng riêng của nớc biển.
- hB = 0,7D = 3.92 (m) _Độ ngập sâu trục chong chóng.
. Trọng lợng của thiết bị năng lợng
P04 = Pm = pm..N = 270.6 ÷ 330.7 (T) . Chän P04 = 300 (T)
Víi p m =

600 ± 60
N 1/ 4

6.4.Trọng lợng hệ thống điện, liên lạc và điều khiển P05
P05 = p05.D = p’05.D2/3 = 138 ÷ 214.67 (T) Chän P05 = 150 (T)
p’05 = 0.23 ± 0.05 (Tµu hàng khô)
6.5. Dự trữ lợng chiếm nớc và ổn định P11
P11 = P∆D = p11.D = p’11.DTK (T)
Trong ®ã :

DTK =D - Pn = 21228.46 - 15000 = 6228.46 (T)
P11 = (3÷ 5)% DTK = 186.9 ÷ 311.4 (T) Chän P11 = 250 (T)

6.6. Trọng lợng thuyền viên, lơng thực, thùc phÈm, níc uèng P14
P14 = P1401 + P1402 + P1403

+, P1401: trọng lợng thuyền viên và hành lý
Số thuyền viên : 21 ngời.
Đối với tàu chạy biển trọng lợng của 1 thuyền viên và hành lí là 130 kg.
P1401 = 21 x 130 = 2730 (kg) = 2.73 (T).

14


+, P1402: trọng lợng lơng thực, thực phẩm; thành phần trọng lợng này lấy bằng 3kg cho
1 ngời trong 1 ngày đêm.
Tuyến đờng giữa 2 cảng là 4129 hải lý. Tốc độ tàu 14 hlý/h
Thời gian hành trình là : 4129/14 = 295 (giê) = 12.3 (ngµy)
TÝnh thêi gian hành hải là 15 ngày đêm
P1402 = 3.21.15 = 945 (kg) = 0.945 (T).
+, P1403: träng lỵng níc ng + nớc sinh hoạt: nớc uống và tắm rửa cho 1 ngời một
ngày đêm là 100 lít. Vậy thành phần trọng lợng này là:
P1403 = 100.21.15 = 31500 (Kg) = 31.5 (T).
VËy P14 = P1401 + P1402 + P1403 = 35.175 T)
6.7. Trọng lợng nhiên liệu, dầu mỡ và nớc cÊp:
P16 = P1601 + P1602 + P1603 =Pnh1+Pdm+Pnc = knl.P1601 = knl.km.pnl.t.N = 199.9 ÷ 211.2 (T)
Chän P16 = 210 (T)
+, knl = (1.09 ± 0.03).
+, km =1,15 ÷ 1,2 : Hệ số dự trữ khi tàu chạy ngợc dòng, ngợc sóng gió, chạy
chống bÃo; khi tàu đỗ bến một số thiết bi vẫn hoạt động; do rong rêu, hà gỉ bám
làm tăng sức cản của tàu. Chọn km = 1,2.
+, t = 295 (h): Thời gian hành trình.
+, N = 4440 (KW): Công suất của thiết bị năng lợng.
+, pnl = 0,11 ữ 0,14 (KG/KWh): Suất tiêu hao nhiên liệu lấy đối với kiểu thiết bị
năng lợng là diesel. Chọn pnl = 0.12(Kg/KWh).
6.8. Trọng lợng hàng hoá :

P15 = Pn - (P14+P16) = 14755 (T)
6.9.Trọng lợng toàn bộ của tàu thiết kế
Trọng lợng toàn bộ của tàu thiết kế tính theo các trọng lợng thành phần là:

D1 = Pi = 21676.07 (T)
⇒

D − D1
21228.46 − 21676.07
.100 =
.100 = 2.1% < 3%
D
21228.48

Vậy lợng chiếm nớc của tàu thoả mÃn.

15


7.Kiểm tra dung tích:
Chọn loại hàng vận chuyển:
Hải Phòng đi

Newcaste về

Hình thức
đóng gói
Đóng bao
Thùng

àP

Muối

Thùng

1.12ữ1.34
1.39ữ1.62
1.45

Gạo

Đóng bao

1.48ữ1.62

Bột

Đóng bao

1.34ữ1.51

Đóng hòm

1.39

Đờng

Máy móc
Thép ống

Thực phẩm
đóng hộp
Dây điện

_

1.39ữ1.67

Thùng

1.25ữ1.53

Cuộn bằng
ru-lô

0.85

+, Tổng dung tích các khoang hàng: Wh = àh.Ph = 20509.45
Trong đó: Ph = 14755 (T) _ sức chở hàng tính toán của tàu.
àh : dung tích trở hàng riêng.
Đối với tàu chở hàng đóng gói, àh tính theo công thức sau:
àh =

PP k qm δ bm ( Lm / L )  H hd
. −
η h kγ
δ
T T
k dg

Víi: -

.


 = 1.39


kdg = Wh®g/Wh = µhdg/µh = 0.9 ± 0.02

-

ηh = Ph/D = 0.68 _HƯ sè lỵi dơng lỵng chiÕm níc theo träng lỵng hàng.

-

k = 1.007 _Hệ số kể đến phần nhô của bề mặt ngâm nớc.

-

= 1.025 (T/m3) _Trọng lợng riêng cđa níc.

-

δPP ≈ δ + 0.1 = 0.88 _ HƯ sè bÐo thĨ tÝch lý thut.

-

δbm ≈ 1 _ HƯ số béo buồng máy.

-

kqm = 0.9 _Tỷ số giữa dung tích hầm hàng và khoang máy với thể tích toàn
bộ díi boong cđa tµu.

-

Lm = 16.9 (m) _ChiỊu dµi bng máy.

-

hd = 1.4 (m) _Chiều cao đáy đôi.

+, Dung tích thực tế khoang hàng, Nogid đa ra công thức:
W = (K1K2L⊥ - K3Lm)BH1 = 20740.2 (m3)

16


Trong ®ã: - K1 = 0.96α + 0.05 = 0.8804 _Hệ số lấy đối với tàu mạn khô tối thiểu.
-

K2 = 0.96.

-

K3 = 1.00.

-

L = 143 (m) _Chiều dài giữa 2 đờng vuông góc.

-

Lm = 16.9 (m) _ Chiều dài bng m¸y.

-

H1 = H - hd = 9.6 (m) _ChiỊu sâu của khoang.

Ta thấy Wh < W Vậy tàu thiết kế thoả mÃn yêu cầu về dung tích.
8. Kiểm tra mạn khô:
+, Chiều dài tính toán mạn khô :
Lf

= max { L⊥( 0,85H ) ; 0,96LWL( 0,85H )}
= max {143.26 (m) ; 141.16 (m)} = 143.26 (m).

+, ChiÒu cao tÝnh mạn khô:
D = H + t = 11010 (mm).
Trong đó: - H: Chiều cao mạn tàu. H = 11000 (mm).
- t : Chiều dày tôn mép boong tại mạn ở giữa tàu (mm).
t = 1,47CS h + 2,5 = 9.6(mm) . Chän t«n cã t = 10 (mm).

-

C = 0.905+L’/2430 = 0.965
L’= L = 146 (m).

-

S = 0.75 (m) _kho¶ng cách các cơ cấu gia cờng

-

h = a(bf-y) = 44.7603 (t¶i träng boong thêi tiÕt)

Víi: a, b _HƯ sè phơ thuộc vị trí của boong, tra bảng 2-A/8.1 ta có:
a = 6.9
b = 1.0
L

2

L −
 L 
f = e 300 + 
 − 1.0 = 8.787 (Víi tµu cã L < 150 m)
10
 150 

y = H – T = 2.4 (m) (y tại giữa tàu)
Tra bảng 11/4.2, Quy phạm TCVN 6259 - 11: 2003, néi suy bËc nhÊt ta đợc:
Lf (m)
Mạn khô Fb (mm)

143
2171

144

2190

143.26
2175.9

17


Vậy mạn khô tối thiểu Fb = 2175.9 (mm).
8.1. Hiệu chỉnh mạn khô theo hệ số béo thể tích 0:
Do 0 > 0.68 nên mạn khô tối thiểu Fb đợc nh©n víi hƯ sè:
⇒ Fb' =

∆Fδ =

δ o + 0.68
1.36

δ o + 0.68
Fb = 2351.89(mm)
1.36

Víi δ0 : HƯ sè bÐo của thể tích V0 ở chiều chìm 0,85H.
Sơ bộ lấy δo = δ + 0.01 = 0.79.
8.2. HiÖu chØnh theo chiỊu dµi tµu:
Do tµu thiÕt kÕ cã chiỊu dµi > 100 (m) nên không cần hiệu chỉnh mạn khô theo chiều
dài tàu.
8.3. Hiệu chỉnh theo chiều cao mạn.
Tàu có tỷ sè Lf /15 = 9.55 < H= 11.01(m) th× Fmin đợc cộng thêm F3
F2 = (H - Lf/15)kH = 339.83 (mm).

Víi kH = 250 khi Lf > 120 (m).
8.4. §iỊu chỉnh theo chiều dài thiết thực của thợng tầng.
Sơ bộ chän E = 35 (m) _ChiỊu dµi thiÕt thùc cđa thợng tầng.
do E/L = 0.2443 , Với tàu loại B theo bảng 11/4.7 - Quy phạm TCVN 6259 - 11: 2003
thì mạn khô tối thiểu phải đợc giảm đi một lợng (nội suy bậc nhất)
E/L
% giảm

0.2
12.7

0.3
19

0.2443
15.491

F4 = -(15.491 %).Fb = -364.54 (mm).
8.5. HiƯu chØnh theo ®é cong däc boong:
+ Chiều cao thợng tầng h = 3.5 m.
+ Chiều cao tiêu chuẩn htc : Theo bảng 11/4.4 - [1] với tàu có chiều dài L 125 (m)
thì htc=2.3 (m)
Khi đó ta có độ chênh lệch giữa chiều cao thợng tầng và chiều cao tiêu chuẩn là:
Z = h - htc = 1200 (mm)

18


Độ cong dọc boong tiêu chuẩn

Đuờng vông góc đuôi

L/3

(1)

(0)

L/6

Độ cong dọc boong thực tế

L/3

(2)

(3)

L/6

(4)

(5)

Đuờng vông góc mũi
(6)

Bảng hiệu chỉnh:
1

2
Vị
trí
0
1
2
3
3
4
5
6

3
4
5
Tung độ tiªu chuÈn
CS
(mm)
25(Lf/3+10)
1443.8 1
11.1(Lf/3+10) 641.1 3
2.8(Lf/3+10) 161.7 3
0.0
0.0
3
∑1 =
0.0
0.0
3
5.6(Lf/3+10) 323.4 3

22.2(Lf/3+10) 1282.1 3
50(Lf/3+10) 2887.7 1
2 =

6
4x5
1443.8
1923.2
485.1
0.0
3852.1
0.0
970.3
3846.4
2887.7

7
8
9
10
Tungđộ Lợng tăng tung
7+8
9x5
thực tế
độ
209
Z
1200.0 1409.0 1409.0
150.0 0.444Z 532.8 682.8 2048.4
0.0

0.111Z 133.2 133.2 399.6
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
∑3 = 3857.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.111Z 133.2 133.2 399.6
200.0 0.444Z 532.8 732.8 2198.4
3000
Z
1200.0 4200.0 4200.0

7704.3

§é cong dọc mũi

4 =

Độ cong dọc đuôi

Tổng QP = 2 = 7704.3 (mm)

Tæng QP = ∑1 = 3852.1 (mm)

Tæng TT = ∑4 = 6798.0 (mm)

Tæng TT = ∑3 = 3857.0 (mm)

Nh vậy độ cong dọc boong ở phần đuôi lớn hơn Quy phạm, ta không phải hiệu chỉnh
mà chỉ hiệu chỉnh phần mũi.
* Hiệu chỉnh phần mũi:
4 2
= 113.3
8

Lợng hiệu chØnh theo ®é cong däc boong:
S

1
∆F5 = ∆F5 m = (0,75 − 2.L ).113,3 = 71.1 (mm)
f

S1 =35(m): lµ chiỊu dài thợng tầng
Vậy chiều cao mạn khô cần hệu chỉnh lµ :
Fhc = Fb’ + ∆F3 + ∆F4 + ∆F5
= 2351.89 + 339.83 - 364.54 + 71.1 = 2398.28 (mm)
+, Kiểm tra mạn khô giữa tàu:

19

6798.0

Chiều cao mạn khô giữa tàu : F = H - T = 2400 (mm)
Fhc < F . Nh vËy mạn khô giữa tàu thoả mÃn Quy Phạm
+, Kiểm tra mạn khô vùng mũi tàu:
Mạn khô vùng mũi tàu đo tại đờng vuông góc mũi là: Fm = 5400 (mm)
Mạn khô tối thiểu đợc tính theo công thức:
L f 1,36

min
Fm = 56.L f 1 −
 500  δ + 0,68


 0
1,36
 143,26 
= 56.143,261 −
= 5295.61 (mm)

500  0,79 + 0,68


Mạn khô vùng mũi tàu thoả mÃn quy phạm.
Kết luận chung: tàu có mạn khô thoả mÃn quy phạm.
Vậy tàu thiết kế có các kích thớc chủ yếu sau:
L
B
H
T

146 (m)

21 (m)
11 (m)
8.6 (m)

L/B
H/T
B/T
L/H

6.952
1.279
2.442
13.273

δ
β
α
ϕ
χ

0.78
0.993
0.865
0.785
0.902

20