Thiết Kế Sơ Bộ Tàu Câu Cá Ngừ Đại Dương, chương 9 ppsx

chương 9:
XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ
YẾU VÀ CÁC HỆ SỐ ĐƯỜNG HÌNH
LÝ THUYẾT CỦA TÀU
2.3.1.Lựa chọn mớn nước T(m)
Như trình bày ở phần 2.2.3, mớn nước T phụ thuộc rất nhiều
vào điều kiện tự nhi
ên của vùng tàu hoạt động.
Căn cứ v
ào yêu cầu của nhiệm vụ thư sức chở của tàu P
c
=28
t
ấn, ta đem so sánh với hệ thống tàu mẫu (bảng 2.1) có sức chở gần
với tàu thiết kế thì mớn nước T có giá nằm trong khoảng 1,6  T
1,84(m).
+ P
c
=25 tấn; T=1,6(m) là của tàu PY-9207.
+ P
c
=26 tấn; T= 1,70(m) là của tàu PY-93078.
+ P
c
= 30 tấn; T= 1,84(m) là của tàu PY-92115.
Qua th
ực tế tìm hiểu và phân tích tàu mẫu tôi nhận thấy
rằng mớn nước T=1,7(m) là phù hợp với luồng lạch và cảng cá mà
tàu ra vào. V
ậy giá trị mớn nước T sẽ được chọn là: T=1,7(m).
2.3.2. Lựa chọn tỷ số H/T

Tỷ số này có ảnh hưởng đến tính ổn định và sức cản của tàu.
Theo s
ố liệu thống kê tàu mẫu tỷ số H/T có giá trị nằm trong
khoảng 1,20 H/T 1,36.
Chọn H/T=1,25.
2.3.3. Lựa chọn hệ số thể tích nước chiếm 
Căn cứ vào nhiệm vụ thư thiết kế, trên cơ sở phân tích như
phần 2.1 ở trên ta tiến hành lựa chọn hệ số  theo hệ thống tàu
m
ẫu. Theo hệ thống tàu mẫu nghề câu ở Phú Yên hệ số  nằm
trong khoảng: 0,59  0,64 (bảng2.1).
Tính các trọng lượng thành phần
* Từ phương trình trọng lượng của tàu :
D =
∑P
I
= P
V
+ P
m
+ P
C
+ P
nl
+ P
lttp
+ P
tt
+ P
l

+ P
pt
Theo sổ tay kỹ thuật đóng tàu: Tập I, tr. 16 ta có :
D
P
C





C
P
D

Trong đó :

: hệ số tải trọng của tàu cá ; ).4,03,0(



Chọn

=
0,345.

10.81
345,0
28
D (T)

* Tính các tr
ọng lượng thành phần
+ Tính P
m
:
T
ừ nhiệm vụ thư: sức chở của tàu P
c
=28 (T); V= 9 (hl/h).
Ta có:
N
t
=
0
33/2
C
VD
= )(137
100
910.81
33/2
ML

.
)(1.162
98,0.88,0.98,0
137

*
ML

NN
N
hsmtt
t
t
t
e


.
V
ới: 
t
= 0,98 là hiệu suất trên trục.

mt
= 0,88 là hiệu suất môi trường.

hs
= 0,98 là hiệu suất hộp số.
N
e
=
dte
KN 
*
.
V
ới K
dt

: là hệ số dự trữ K
dt
= (1,1  1,2). Chọn K
dt
=1,12.
 N
e
= 162,11,12 = 182 (ML).
Vì máy chính còn phải lai hệ thống thiết bị phụ và tàu làm
vi
ệc với khoảng cách ngư trường lớn, trong điều kiện sóng gió
phức tạp nên cần dự trữ công suất lớn. Vậy ta chọn máy chính là
động cơ: 6LAAE có công suất định mức N
e
= 240(ML), do hãng
YANMAR c
ủa Nhật sản xuất làm máy chính cho tàu.
Động cơ chính có khối lượng M
e
= 1820(kg) =1,82 (T).
Khi đó:
P
m
= 2M
e
= 2 1,82 = 3,64(T).
+ Tính P
nl
:
P

nl
= .
1000
1000
2
tN
q
v
l
N
q
ee

Trong đó:
l: là khoảng cách giữa ngư trường và bến. l = 150(hl).
t: thời gian một chuyến biển, tính trung bình một ngày
tàu di chuy
ển 8 giờ thì: t = 186=108(h).
q: lượng tiêu hao nhiên liệu của máy chính q =175(g/ml.h) =
0,175(Kg/ml.h)
 P
nl
= )(90,5108240
1000
175,0
0,9
150
240
1000
175,0.2

T
+ Tính P
bt
:
P
bt
= (0,020,06)P
nl
. Chọn P
bt
= 0,03P
nl
.
 P
bt
= 0,035,90 = 0,18(T).
+ Tính P
tt
:
P
tt
= 120,07 = 0,84(T).
+ Tính P
lttp
:
P
lttp
= 1218(30+2,5) = 7(T).
+ Tính P
l

:
D
ựa vào tàu mẫu có sức chở P
c
gần với sức chở của tàu thiết
kế thì trọng lượng thiết bị đánh bắt: P
l
= 1.2 (T).
+ Tính P
v
:
Trọng lượng vỏ tàu (p
v
) được tính theo công thức gần đúng
của Helnel Verhosek như sau:
P
v
= P(LBT).
Hay có th
ể viết dưới dạng:
P
v
= P(LBTH/T) = P
T
HD
P
T
HV



Trong đó:
: trọng lượng riêng của nước biển.  = 1,025 (T/m
3
)
: hệ số thể tích nước chiếm.
P: khối lượng của tàu trên một đơn vị thể tích thân tàu
(T/m
3
). Hệ số P này có thể xác định bằng công thức thực nghiệm
sau:
P =


n
iLBHP
n
P
i




00
)/(
. (2.26)
V
ới:
P
0
/(LBH)

0
i : Là khối lượng vỏ tàu trên một đơn vị thể tích
thân tàu của tàu mẫu thứ i.
Theo số liệu tính toán cho một số tàu câu của sở thuỷ sản Phú
yên thì hệ số P khi tính toán theo công thức (2.26) sẽ có giá trị là: P
= 0,220 (T/m
3
).
V
ới  = 1,025(T/m
3
); H/T = 1,25.
Khi đó ta có:
P
v
= 0,220 25,1
.025,1
10,81


  = 0,220 25,1
.025,1
10,81

v
p
.
Mà phương trình trọng lượng:
D =P
i

=P
v
+ P
m
+P
c
+P
nl
+P
lttp
+P
tt
+P
bt
+P
l
.
 P
v
= D-(P
m
+P
c
+P
nl
+P
lttp
+P
tt
+P

bt
+P
l
).
P
v
= 81.10 - (3,64+28+5,90+7+0,84+0,18+1,2) =
34,49(T).
  = 0,220 63,025,1
49,34025,1
10,81


.
V
ậy  = 0,63.
Như vậy trong dãy số  = 0,590,64 (Thống kê tàu mẫu Phú
Yên) ta chọn được một và chỉ một hệ số  = 0,63 để khi thiết kế
theo phương pháp tối ưu nó thoả mãn điều kiện về bước kiểm tra
trọng lượng tàu thiết kế. Vì trong phương trình trọng lượng chỉ có
P
v
là phụ thuộc vào , còn tất cả các thành phần còn lại không phụ
thuộc .
2.3.4.L
ựa chọn hệ số diện tích mặt cắt ngang 
Hệ số  của tàu câu Phú Yên nằm trong khoảng: 0,90  
0,93. Hệ số này ít ảnh hưởng đến tính năng của tàu.
Ch
ọn  = 0,91.

2.3.5. Đồ thị lựa chọn
* Lựa chọn tỷ số B/H : Theo điều kiện ổn định với H/T
=1,25 và T =1,7(m).
Điều kiện ổn định được viết lại như sau:
y
1
=
TTH )/(210
29

 B/H.

y
1
=
T5,210
29

 B/H.
Để xác định tỷ số B/H = f(T) ta khảo sát một số giá trị T điển
hình.
+ T = 1,4m
 B/H = 2,14

+ T = 1,6m
 B/H = 2,07
+ T = 1,7m
 B/H = 2,03
+ T = 1,75m
 B/H = 2,01

+ T = 2,0m
 B/H = 1,93
Mi
ền xác định của hàm số y
1
là 1,75 y
1
 2,75. Do đó với
mớn nước
T =1,7(m) được chọn trước thì tỷ số B/H được chọn sao cho thoả
mãn điều kiện ổn định, tức là: 1,75 B/H 2,75. Theo số liệu thống
kê của tàu mẫu Phú Yên tỷ số B/H có giá trị nằm trong khoảng:
(1,79  2,26).
Ta có: 1,79

H
B

2,26 (Thống kê tàu mẫu). ( * )
1,75

H
B

2,75 (Kết quả nghiên cứu của PGS–TS
Nguy
ễn Quang Minh).
Với mớn nước T = 1,7 (m) chọn trước thì tỷ số B/H được
chọn sao cho thỏa mãn điều kiện ( * ). Ta chọn: B/H = 2,1.
* Lựa chọn chiều dài L cho tàu:

T
ừ phương trình nổi D = .V = LBT
Hay D =

3
2
2
2
2
T
T
H
H
B
B
L
 .
 L/B =
322
1
)/(
1
)/(
1
TTHHB
D


=
     

71,3
7,1.25,1.10,2.63,0.025,1
10,81
322

Vậy L/B = 3,71.
Giá trị này thoả mãn điều kiện đang xét là: 3,12 L/B 3,8.
Do đó các yếu tố hình học cơ bản của tàu thiết kế là:
71,3
B
L
L = 16,54(m)
1,2
H
B
B = 4,46(m)

25,1
T
H


T = 1,7(m)
7,1

T H = 2,125(m)
63,0


δ = 0,63

91,0


β= 0,91
* Lựa chọn hệ số diện tích mặt đường nước 
Theo lý thuyết tàu, chu kỳ lắc ngang của tàu được xác định
theo công thức:
H
T
B
T
CB
h
CB










22
0
12
=>
2

22
2
22
2
12
T
T
H
H
B
CH
T
B
T































(2.27)
V
ới:
C = (0.780.82): Hệ số quán tính. Chọn C = 0,8.
 : hệ số độ cao trọng tâm tương đối được lấy giá trị (
0,70,8). Chọn  = 0,75.
B = 4,46 (m): chi
ều rộng tàu.
H =2,125 (m): chiều cao mạn tàu.
T = 1,7 (m): m
ớn nước tàu.



: chu kỳ lắc ngang của tàu.
- Khi



= 4(s) thay các giá trị trên vào (2.27) ta được phương
trình:
1,55

3
+0,975
2
-0,689 -1,505 = 0
Gi
ải phương trình này ta được  = 0,94 không thuộc khoảng
(0,840,89)
- Khi


= 4,5(s) ) thay vào phương trình (2.27) ta được phương
trình:
1,55

3
+0,975
2
- 0,522 -1,400 = 0
Gi
ải ra ta được  = 0,90 không thuộc khoảng (0,840,89)
- Khi


= 5(s) thay vào phương trình (2.27) ta được phương

trình:
1,55

3
+0,975
2
–0,402 - 1,324 = 0
Gi
ải ra ta được  = 0,86 thuộc khoảng (0,840,89)
Để đảm bảo điều kiện ổn định cho tàu tối ưu thì hệ số  được
chọn phải nằm trong khoảng đang xét: 0,84  0,89.
V
ậy trong 3 trường hợp trên chỉ có  = 5(s) nhận được giá trị
 thoả mãn điều kiện đang xét:(0,840,89).
Do đó ta chọn hệ số  = 0,86 cho tàu thiết kế.
Mặt khác theo công thức (2.12) với điều kiện lắc ta có:

 
 
2/1
2
22
2
12
/
)/(



























T
C
TH
TH
H
B








= y
2
- Khi 

= 4 (s);  = 0,94; =0,63; C = 0,8;  = 0,75; H/T
= 1,25;
Thay các giá tr
ị trên vào (2.12) ta được:
2/1
8,2
41,5








TH
B
+ T = 1,3m  B/H = 1,90
+ T = 1,4m
 B/H = 1,96
+ T = 1,6m

 B/H = 2,12
+ T = 1,7m
 B/H = 2,21
+ T = 1,8m
 B/H = 2,32
+ T = 2,0m  B/H = 2,6
- Khi


= 4,5(s);  = 0,90; =0,63; C = 0,8;  = 0,75; H/T
= 1,25;
2/1
30,3
37,7








TH
B
+ T = 1,3m  B/H = 1,91
+ T = 1,4m
 B/H = 1,96
+ T = 1,6m
 B/H = 2,08
+ T = 1,7m

 B/H = 2,15
+ T = 1,8m
 B/H = 2,21
+ T = 2,0m
 B/H = 2,38
- Khi


=5(s);  = 0,86; =0,63; C = 0,8;  = 0,75; H/T =
1,25;
2/1
78,3
3,9








TH
B
+ T = 1,3m  B/H = 1,93
+ T = 1,4m
 B/H = 1,97
+ T = 1,6m  B/H = 2,06
+ T = 1,7m
 B/H = 2,10
+ T = 1,8m

 B/H = 2,16
+ T = 2,0m
 B/H = 2,28
* Kiểm tra phương trình tốc độ
EPS =
0
33/2
C
VD
=
    


0
3
3/2
3
22
///
C
VTTHHBBL


4/3
23/43/23/23/23
0
)/()/(










TTHBLV
CEPS
H
B

= y
3

(2.28).
V
ới EPS: là công suất có ích trên trục chân vịt:
EPS = N
t
= 137(ml).
C
0
= 100; L/B = 3,71; H/T = 1,25; V= 9(hl/h);  = 0,63;  =
1,025(T/m
3
);
Thay các giá tr
ị trên vào (2.28) ta được:
4/3
2

80,7







T
H
B
= y
3
+ T = 1,4m  B/H = 2,81
+ T = 1,6m
 B/H = 2,30
+ T = 1,7m
 B/H = 2,10
+ T = 1,8m
 B/H = 1,93
+ T = 2,0m
 B/H = 1,65
Bi
ểu diễn cả 3 hàm y
1
, y
2
, y
3
lên cùng một hệ trục toạ độ (B/H;T)

ta được đồ thị lựa chọn như h
ình vẽ 2.6.
Với T= 1,7(m) và V= 9(hl/h) thì ta chỉ chọn được một con tàu có
kích thước là: Do đó các yếu tố hình học cơ bản của tàu thiết kế là
:
L =16,54m; B = 4,46m; H =2,125m; T
=1,7m;
L/B = 3,71; B/H = 2,10; H/T = 1,25;
 = 0,86;  = 0,90;  = 0,63;
3
2
1
y
y
1.7
1.4
ĐỒ THỊ LỰA CHỌN
0
1
1
1.75
2.10
2
2.75
s
s
V = 9hl/h
B/H
3
1.6

2
1.84
T
(m)
y
Vùng lựa chọn tối ưu
1.7
Hình 2.6: Đồ thị lựa chọn.