Nghiên cứu phương pháp xác định thực nghiệm sức cản thông qua cặp thông số tốc độ tàu và số vòng quay chân vịt, chương 2 ppsx

Chương 2:
Sức cản sinh sóng
(R
ss
)
Sức cản sinh sóng xuất hiện cũng do sự phân bố lại áp
l
ực và tốc độ
dòng
chất lỏng chảy dọc bề mặt vỏ tàu, gây ra
các h
ệ thống sóng xung quanh tàu
kh
i
chuyển
động.
Sóng lan
toả
Sóng
ngang
Hình 2.4: Sức cản sinh
sóng
Ở khu vực mũi và đuôi tàu, do áp lực trong dòng chất
l
ỏng lớn hơn áp
l
ực
khí quyển nên mặt nước bị đẩy nhô lên,
ng
ược lại ở giữa tàu mặt nước hạ
xuống

hình thành lên các
sóng tàu. Do khu vực mũi và đuôi tàu là nơi có độ cong lớn
nên
là các tâm hình thành sóng đầu tiên vì vậy sóng tàu gồm
sóng m
ũi, sóng đuôi
và
trong mỗi hệ thống sóng lại chia thành
hai nhóm là sóng lan toả và sóng
ngang.
Năng lượng tổn thất do tạo sóng là công của sức cản sinh
sóng.
10
2.1.2 Đường cong sức cản tàu
thuỷ
Quá trình làm việc của bộ phận vỏ tàu trong liên hiệp tàu
th
ường được
đặc
trưng bởi đường đặc tính vỏ tàu hay còn gọi
là đường cong sức cản vỏ tàu, là
đường
cong biểu diễn mối
quan h
ệ giữa sức cản vỏ tàu R hoặc công suất kéo có ích N
vớ
i
vận tốc chuyển động của tàu V.(hình
2-5).
R

(k
G
)
7500
7000
6500
R
=
f(V)
6000
5500
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0 1 2
3
3
,
5
4 5 6 7 8 9 10 11 12
V(H
l/
h)

Hình 2.5: Đồ thị đường cong sức cản tàu
t
huỷ
Đường cong sức cản tàu thường được xây dựng ở chế độ
làm việc định
mức,
tương ứng trường hợp bề mặt vỏ tàu hoàn
11
toàn sạch. Tuy nhiên trong điều kiện
kha
i
thác thực tế, ảnh
h
ưởng của các yếu tố sử dụng như sự thay đổi tình trạng kỹ
t
huậ
t
của bề mặt vỏ tàu do quá trình ăn mòn và bám bẩn, sự
thay đổi của chế độ tải
t
rọng
của tàu và các điều kiện hàng hải
vùng tàu chạy nên đường cong sức cản tàu thuỷ
sẽ
thay đổi so
với chế độ định mức. Về bản chất, đường cong sức cản chính
là
đường
đặc trưng cho quá trình làm việc của vỏ tàu trong liên
h

ợp
t
àu.
12
2.1.3. Sự thay đổi sức cản tàu sau thời gian khai
thác.
Ảnh hưởng của sự bám bẩn đến quá trình làm việc vỏ tàu
được xác định
t
heo
phương pháp thực nghiệm bằng cách tổ
chức kéo tàu thật với bề mặt vỏ tàu đã
b
ị
bám bẩn nhằm xác
định đường đặc tính vỏ tàu ngay trong điều kiện thực tế.
Tuy
nhiên, do quá trình bám bẩn thường mang tính chất ngẫu nhiên
nên hi
ện nay các
kế
t
quả thực nghiệm thường chỉ được công bố
dưới dạng các số liệu thống kê cho
mộ
t
số tàu được nghiên
cứu mà chưa xác định được phương pháp tính cụ thể. Ví
dụ,
theo các nhà nghiên cứu Anh, sức cản vỏ tàu tăng trung bình

0,25% trong một
ngày
đêm ở vùng nước nhiệt độ trung bình
và 0,5%
ở vùng xích đạo. Trong khi đó,
các
nhà khoa học Ý
thì cho rằng 6 tháng hoạt động, vận tốc tàu sẽ bị giảm
khoảng
(1,5 – 2) hl/h, còn các nhà khoa học Mỹ cứ một năm
khai thác vận tốc giảm
khoảng
(1,5 – 2) hl/h, riêng nhà khoa
học Đức M.Ragg cho rằng sau một ngày đêm
hoạ
t
động thì
sức cản vỏ tàu tăng 0,5% và khi độ nhám bề mặt vỏ tàu tăng
2mm thì
vận
tốc giảm 3%. Hình (2-6) là kết quả thực nghiệm
xác định sự thay đổi của đường
đặc
tính vỏ tàu theo thời gian
khai thác đối với một số tàu cụ thể (trích từ tài liệu
t
ham
khảo
[5] của TS Trần Gia
Thá

i
).
R 
R
0
R
0
13
Hình 2.6: Ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến sự thay đổi
s
ức cản vỏ
t
àu.
Trong
đó
:
R : Sức cản tàu ở chế độ thực
t
ế.
R
0
: Sức cản tàu ở chế độ định
mức.
14