Đồ án thiết kế tàu kéo tại đà nẵng

THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG

MỤC LỤC
Trang
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT .............................................................................................5
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................8
CHƢƠNG I : TÍNH TOÁN KÍCH THƢỚC CHÍNH CỦA TÀU ................................10
1.1.Giới thiệu đề tài ....................................................................................................10
1.2.Đặc điểm loại tàu thiết kế ....................................................................................10
1.3.Tìm hiểu vùng hoạt động của tàu .........................................................................11
1.4.Tàu mẫu-Phân cấp tàu ..........................................................................................11
1.4.1.Tàu mẫu .........................................................................................................11
1.4.2. Phân cấp tàu ..................................................................................................12
1.5.Tính toán kích thƣớc và các hệ số ........................................................................12
1.5.1. Chiều dài tàu .................................................................................................12
1.5.2. Chiều rộng tàu B ...........................................................................................13
1.5.3. Chiều chìm tàu T ..........................................................................................13
1.5.4. Chiều cao mạn H ..........................................................................................13
1.5.5. Hệ số béo thể tích δ......................................................................................13
1.5.6. Hệ số béo đƣờng nƣớc α ..............................................................................13
1.5.7. Hệ số béo sƣờn giữa β .................................................................................14
1.5.8. Hệ số béo dọc θ ...........................................................................................14
1.6. Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc.............................................................................14
1.6.1. Theo phƣơng trình lực nổi. ...........................................................................14
1.6.2. Nghiệm lại các tỉ lệ kích thƣớc. ....................................................................15
1.6.3. Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc theo trọng lƣợng thành phần ........................16

Trang 1


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG

1.6.4. Kiểm nghiệm thiết kế sơ bộ. .........................................................................19
1.7. Xác định mạn khô. ..............................................................................................21
1.7.1. Các thông số tính toán của tàu: .....................................................................21
1.7.2. Chiều dài các thƣợng tầng của tàu ................................................................22
1.7.3. Hiệu chỉnh mạn khô ......................................................................................22
CHƢƠNG II . TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH .............................................27
2.1.Thuyết kế tuyến hình............................................................................................27
2.1.1. Chọn tỉ số đồng dạng. ...................................................................................27
2.1.2. Các thông số chủ yếu của tàu thiết kế và tàu mẫu. .......................................27
2.1.3. Các tỉ số đồng dạng: .....................................................................................28
2.1.4. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh tuyến hình: .......................................................28
2.1.5. Diện tích sƣờn. ..............................................................................................32
2.1.6. Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc. .....................................................................38
CHƢƠNG III : BỐ TRÍ CHUNG .................................................................................43
3.1. Giới thiệu chung ..................................................................................................43
3.2.Đặc điểm chủ yếu .................................................................................................43
3.3. Phân khoang: .......................................................................................................44
3.3.1. Dƣới boong chính. ........................................................................................44
3.3.2. Bố trí trên boong chính. ................................................................................45
3.3.3. Bố trí trên boong cứu sinh. ...........................................................................45
3.3.4. Boong lầu lái và nóc lầu lái. .........................................................................45
3.4.Trang thiết bị. .......................................................................................................46
3.4.1. Giới thiệu chung. ..........................................................................................46
3.4.2. Thiết bị lái. ....................................................................................................46
3.4.3. Thiết bị neo. ..................................................................................................47

Trang 2


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG

3.4.4. Thiết bị kéo. ..................................................................................................49
3.4.5. Cột bít ...........................................................................................................50
3.4.6. Thiết bị cứu sinh. ..........................................................................................51
3.4.7. Thiết bị tín hiệu. ............................................................................................51
3.4.8. Thiết bị hàng hải ...........................................................................................52
3.4.9. Thiết bị cứu hỏa. ...........................................................................................53
3.4.10. Trang thiết bị buồng, phòng........................................................................53
3.4.11. Hệ thống giao thông....................................................................................53
3.4.12. Hệ thống thông gió. ....................................................................................54
CHƢƠNG IV : TÍNH BONGJEAN-THỦY LỰC ........................................................55
4.1.Tính toán Bongjean: .............................................................................................55
4.1.1.Phƣơng pháp tính : .........................................................................................55
4.1.2.Bảng tính toán Bongjean : .............................................................................56
4.1.3.Vẽ đồ thị Bongjean ........................................................................................67
4.2.Tính toán các yếu tố thủy lực: ..........................................................................67
4.2.1.Nhóm 1: Các yếu tố của đƣờng nƣớc ............................................................67
4.2.2.Nhóm 2 : Các yếu tố thân tàu : ......................................................................77
CHƢƠNG V : CÂN BẰNG-ỔN ĐỊNH ........................................................................81
5.1. Giới thiệu chung ..................................................................................................81
5.2.Tính toán và vẽ đƣờng cong tay đòn ổn định hình dáng lθ ..................................81
5.2.1.Dựng sƣờn Trêbƣsep .....................................................................................81
5.2.2.Phƣơng pháp tính toán ...................................................................................82
5.2.3.Kết quả tính toán ............................................................................................84
5.3.Tính toán và kiểm tra ổn định ............................................................................106
5.3.1.Tài liệu sử dụng và các trạng thái kiểm tra..................................................106

Trang 3


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG

5.3.2. Các bƣớc tính toán và kiểm tra ...................................................................107
CHƢƠNG VI : KẾT CẤU VÙNG MŨI .....................................................................117
6.1.Giới thiệu chung .................................................................................................117
6.1.1.Thông số chính của tàu ................................................................................117
6.1.2.Hệ thống kết cấu,khoảng sƣờn thực ............................................................118
6.2.Tính quy cách cơ cấu .........................................................................................120
6.2.1.Chiều dày cơ cấu..........................................................................................120
6.2.2.Kết cấu đáy vùng mũi tàu.............................................................................122
6.2.3.Kết cấu mạn vùng mũi tàu ...........................................................................124
6.2.4.Kết cấu boong vùng mũi ..............................................................................126
6.2.5.Kết cấu vách .................................................................................................130
6.2.6.Sống mũi ......................................................................................................133
6.2.7.Qui cách các cơ cấu khác .............................................................................133
KẾT LUẬN .................................................................................................................134
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................135

Trang 4


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Ký hiệu

Đơn vị

L/Ltk

(m)

Loa/ LTT

(m)

Bề rộng tàu/Bề rộng thiết kế tàu

B/Btk

(m)

Chiều cao mạn/ Chiều cao mạn thiết kế

H/Htk

(m)

Chiều chìm tàu/Chiều chìm thiết kế

T/Ttk

(m)

LPP

(m)

Lƣợng chiếm nƣơc

D

(T)

Công suất máy

Ne

(HP)

Vận tốc tàu

v

(hl/h)

Số thuyền viên

z

Hệ số béo thể tích

δ

Hệ số béo đƣờng nƣớc

α

Hệ số béo sƣờn giữa

β

Hệ số béo dọc

θ

Trọng lƣợng riêng nƣớc biển

γ

(T/m3)

Thể tích tàu

V

(m3)

Trọng lƣợng thành phần

Pi

(T)

Suất tiêu hao nhiên liệu máy chính

ge

(g/kw.h)

Suất tiêu hao dầu bôi trơn

gd

(g/kw.h)

RPM

(v/ph)

t

(h)

h0min

(m)

Hoành độ tâm nổi

XC

(m)

Cao độ tâm nổi

ZC

(m)

Hoành độ tâm diện tích đƣờng nƣớc

Xf

(m)

Cao độ trọng tâm tàu

ZG

(m)

Tên gọi
Chiều dài tàu/Chiều dài thiết kế tàu
Chiều dài toàn bộ/Chiều dài tính toán

Chiều dài hai trụ

Tốc độ quay máy chính
Thời gian hành trình
Chiều cao tâm nghiêng ban đầu

Trang 5


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Chu kỳ lắc ngang

ηθ

Trụ lái

AP

Trụ mũi

FP

Thứ tự sƣờn

i

Thứ tự đƣờng nƣớc

j

(s)

(m2)

Diện tích đƣờng sƣờn

ωi

Hệ số hình thang

ki

Khoảng sƣờn

a

(mm)

Chiều cao bánh lái

hbl

(m)

Diện tích bánh lái

Fbl

(m2)

Hệ số diện tích bánh lái

µ

Chiều rộng trung bình bánh lái

bep

Đặc trƣng cung cấp của thiết bị neo

EN

Đƣờng kính dây cáp kéo

dc

(mm)

Ứng suất chảy của vật liệu

ζCH

(kG/cm4)

Mô men chống uốn

W

(cm3)

Ứng lực đứt cáp

RT

(kG)

Mô men tĩnh diện tích sƣờn

Mω

(m3)

Mô men quán tính diện tích đƣờng nƣớc

Ix

(m4)

Bán kính tâm nghiêng

rθ

(m)

Bán kính tâm chúi

Rθ

(m)

Chiều cao tâm nghiêng

ZM

(m)

Chiều cao tâm chúi

ZML

(m)

Cánh tay đòn ổn định hình dáng

lϕ

(m)

Độ cong ngang boong

h

(m)

Mô men nghiêng do áp suất gió

MV

(kN.m)

Diện tích mặt hứng gió

AV

(m2)

Chiều cao tâm hứng gió

ZV

(m)

Mô men lật

MC

(T.m)

(m)

Trang 6


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Biên độ chòng chành

θr

(Độ)

Hệ số an toàn

k

Góc vào nƣớc

θvn

(Độ)

Tay đòn cho phép

lC

(m)

Chiều dày cơ cấu

t

(mm)

Khoảng cách giữa các dầm dọc

S

(mm)

Trang 7


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG

LỜI NÓI ĐẦU
Nƣớc ta nằm ở khu vực Đông Nam Á,có đƣờng bờ biển dài hơn 3200km,nằm vào
vị trí rất thuận tiện cho ngành giao thông vận tải đƣờng thủy phát triển.Hiện nay do
điều kiện khách quan ngành giao thông vận tải đƣờng thủy nƣớc ta đang phát triển với
một trình độ nhất định.Với sự quan tâm của Đảng và Nhà nƣớc,ngành giao thông vận
tải đƣờng thủy nƣớc ta đƣợc đầu tƣ và phát triển cao hơn nữa về mọi mặt.
Để đáp ứng về nguồn nhân lực cho ngành tàu thủy Việt Nam nói chung và khu vực
Miền Trung nói riêng.Đƣợc sự cho phép của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo,Trƣờng Đại
Học Bách Khoa mở khóa đào tạo đầu tiên về chuyên ngành tàu thủy.Lớp Kỹ Thuật
Tàu Thủy đầu tiên của trƣờng đƣợc ra đời.
Với trƣờng đây là ngành học mới và lạ nên những ngày tháng đầu đặt nền móng
cho ngành còn gặp nhiều khó khăn.Với sự tận tình dậy dỗ và chia sẽ các kinh nghiệm

quí báu của các Thầy Cô trong Khoa Cơ Khí Giao Thông đã giúp chúng em hiểu và
biết thêm rất nhiều điều.Đã cho chúng em thật nhiều kiến thức về ngành.
Sau khi đƣợc trang bị những kiến thức chuyên môn và đƣợc tiếp cận với thực tế tại
các nhà máy đóng tàu : Nhà máy đóng tàu Sông Thu,nhà máy đóng tàu X50,và đặc
biệt là nhà máy đóng tàu Dung Quất-Quảng Ngãi. Em đã đƣợc nhà trƣờng giao đề tài :
“Thiết kế tàu kéo 2x600HP hoạt động tại Cảng Đà Nẵng” .
1. Lí do,mục đích chọn đề tài: Hiện nay ngành đóng tàu đã đang là một ngành công
nghiệp mũi nhọn của nƣớc ta vì vậy đối với sự phát triển của mỗi nhà máy thì sự phục
vụ của các tàu kéo là hết sức quan trọng chính vì điều này nên em đã quyết định chọn
đề tài : Thiết kế tàu kéo 2x600HP hoạt động tại Cảng Đà Nẵng.
2. Phƣơng pháp và phạm vi nghiên cứu đề tài: Đề tài của em đƣợc nghiên cứu,
thiết kế dựa theo tàu mẫu có thực. Quá trình tính toán thiết kế dựa trên những kiến
thức chuyên môn đã nắm bắt đƣợc, nghiên cứu các tài liệu chuyên ngành đóng tàu, tìm
hiểu hồ sơ thiết kế tàu tại nhà máy đóng tàu, đặc biệt là những góp ý quý báu của các
thầy hƣớng dẫn.

Trang 8


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
3. Ý nghĩa thực tế của đề tài: Đề tài thiết kế có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh
giá năng lực, tƣ duy thiết kế của bản thân. Qua việc thiết kế đề tài em đã rút ra đƣợc
những kinh nghiệm quan trọng trong việc thiết kế tàu, biết đƣợc những ƣu, nhƣợc
điểm của bản thân.
Với sự nỗ lực hết sức của bản thân và với sự giúp đỡ tận tình của thầy T.S Trần
Văn Luận cùng với sự đóng góp ý kiến đầy bổ ích của các bạn trong lớp em đã hoàn
thành nhiệm vụ đƣợc giao.
Tuy nhiên với kiến thức,kinh nghiệm thực tế cùng với thời gian tìm tòi tài liệu
tham khảo còn nhiều hạn chế nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót.Em
kính mong các thầy cô cùng toàn thể tất cả các bạn giúp đỡ em để em nhận thấy chỗ

thiếu sót của mình.Để đề tài của em đƣợc hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy,cô giáo cùng toàn thể các bạn.
Đà Nẵng , ngày

tháng

năm 2012

Sinh viên thực hiện
Tăng Văn Chén

Trang 9


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG

CHƢƠNG I : TÍNH TOÁN KÍCH THƢỚC CHÍNH CỦA TÀU

1.1.Giới thiệu đề tài
Tên đề tài

: Thiết kế tàu kéo 2x600HP

Vùng hoạt động

: Cảng Đà Nẵng

Giáo viên hƣớng dẫn

: T.S Trần Văn Luận

1.2.Đặc điểm loại tàu thiết kế
Tàu kéo Cảng là tàu làm dịch vụ trong cảng. Nhiệm vụ chủ yếu của tàu là lai dắt
các tàu lớn cập bến an toàn và rời khỏi cảng dễ dàng.
Đặc điểm của tàu này là sức kéo đủ lớn để kéo các tàu cỡ lớn ra vào cảng. Do đó
công suất của máy chính phải đủ lớn để có thể làm những công việc trên.
Tàu hoạt động trong vùng cảng, trong điều kiện hạn hẹp giữa các tàu và giữa cầu
cảng với tàu nên kích thƣớc của tàu hạn chế đến mức có thể.
Tính quay trở là một tiêu chuẩn đánh giá khả năng hoạt động của tàu, tàu hoạt động
trong điều kiện chật hẹp nên đòi hỏi tính quay trở cao. Khi thiết kế cần làm mọi biện
pháp cần thiết để nâng cao tính quay trở cho tàu.
Vùng hoạt động của tàu chủ yếu trong khu vực cảng nên lƣợng dự trữ nhiên liệu,
lƣơng thực thực phẩm, nƣớc ngọt,...chỉ dự trữ ở mức thấp nhất. Thông thƣờng từ 3-5
ngày. Các trang bị trên tàu cũng giảm đến mức có thể.
Vận tốc kéo của tàu thƣờng vào khoảng 3-6HL/h, yêu cầu chủ yếu của tàu là chân
vịt phải tạo lực đẩy đủ lớn ở chế độ kéo.
Tầm nhìn của Thuyền trƣởng phải đoạt ở mức cao nhất, việc bố trí cabin, thiết bị
phải đảm bảo đƣợc tầm nhìn bao quát của Thuyền trƣởng.
Việc lựa chọn và lắp đặt máy chính phải phù hợp với kích tàu, không gian buồng
máy và có lợi cho sức đẩy của tàu.

Trang 10


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Không gian vòm đuôi phải đủ để lắp đặt chân vịt và đảm bảo cho chân vịt hoạt
động ở chế độ tốt nhất
1.3.Tìm hiểu vùng hoạt động của tàu
Cảng Đà Nẵng gồm 2 khu vực; Cảng Tiên Sa và Cảng Sông Hàn
 Vị trí Trạm hoa tiêu: 16010’’ độ vĩ bắc, 108011’’ độ kinh đông

 Chế độ thủy triều: Bán nhật triều (chênh lệch bình quân 0,9 m)
 Tổng diện tích bãi chứa hàng: 125.350 m2
 Tổng diện tích kho chứa hàng: 22.764 m2
 Tổng chiều dài cầu bến: 1.482 m
 Năng lực bốc dỡ hàng hóa: 3-4 triệu tấn/năm
 Thời gian lam việc 24/24
 Gió mùa:
 Mùa đông kéo dài từ tháng 9 đến tháng 1, hƣớng gió Đông Bắc
 Mùa hạ từ tháng 2 đến tháng 8, hƣớng gió Đông Nam
 Tốc độ gió vào khoảng cấp 4-5 đôi khí cấp 6, có khi đoạt cấp 7
 Lƣợng mƣa trung bình hàng năm 2.504 mm/năm.
 Lƣợng mƣa cao nhất vào tháng 10, tháng 11 từ 550-100
mm/tháng
 Thấp nhất vào tháng 1,2,3,4 trung bình từ 23-40mm/tháng
1.4.Tàu mẫu-Phân cấp tàu
1.4.1.Tàu mẫu
Các tàu đƣợc chọn làm tàu mẫu phải thỏa mãn các điều kiện nhƣ sau:
- Chức năng và công dụng gần giống với tàu thiết kế.
- Vùng hoạt động giống với tàu thiết kế.
- Kích thƣớc chủ yếu không sai khác quá lớn với tàu thiết kế.
- Tỉ lệ kích thƣớc và các hệ số béo gần giống với tàu thiết kế.

Trang 11


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Sau đây là các tàu đã đƣợc đóng và hoạt động tốt ở cảng.
Bảng 1-1 : Thông số tàu mẫu

Tên tàu

Công suất

D

máy (HP)

(T)

Kích thƣớc chủ yếu
L

B

H

T

L/B

B/T

H/T

δ

Tàu kéo
1000HP

2x500

330

23,80 8,90

4,20 2,90

2,67

3,07 1,45

0,54

2x755

192

19,29 7,50

3,75 2,55

2,57

2,94 1,47

0,52

2x800

250

24,46

3,60 2,70

3,22

2,81 1,33

0,49

Tàu kéo
2x755HP
Tàu kéo
1600HP

7,60

1.4.2. Phân cấp tàu
Qua tìm hiểu về vùng hoạt động cũng nhƣ năng lực của công ty. Tàu kéo 2x600HP
đƣợc thiết kế theo qui phạm và phân cấp đóng tàu biển vỏ thép 2003, cấp tàu thiết kế
VRIII.
1.5.Tính toán kích thƣớc và các hệ số
1.5.1. Chiều dài tàu
Với tàu kéo hạn chế cấp VRIII [5],thiết bị đẩy là chong chóng ta áp dụng công thức
Bogdanov ( 1 _Công thức 2-81/trang 74)
L  

 


 200  (m) = 24,2 ( m)
16000 
50 

(1)

Trong đó :
Ne = 1200HP : Công suất máy
A = 11

: Hệ số đối với máy diesel nhẹ thì A = (9÷15)

Do tàu kéo là tàu kéo cảng nên cần tính cơ động cao, kết hợp với thống kê tàu mẫu
chọn L = 24 (m)

Trang 12


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
1.5.2. Chiều rộng tàu B
Đối với tàu kéo cảng lắp 2 chong chóng đƣợc tính theo công thức Bogdanov
( 1 _Công thức 2-84/trang 76)
 

 
 
 50 
(m) = 7,4 (m)
17000 
200 

(2)

Trong đó :
N = 1200CV

: Công suất máy

E = 4,3

: Hệ số,với máy diezel nhẹ thì E = (4÷5,7)

Từ kết quả trên kết hợp với thống kê tàu mẫu chọn B = 7,5 (m)
1.5.3. Chiều chìm tàu T
Theo bảng 2-23/trang 71_ 1 ta có tỷ số B/T = 2,9 và theo thống kê tàu mẫu ta
chọn T = 2,6 (m)
1.5.4. Chiều cao mạn H
Theo bảng 2-23/trang 71_ 1 ta có tỷ số L/H của tàu kéo cảng là :
L/H = 7,8 suy ra H = 3,07 (m)
Kết hợp với thống kê tàu mẫu và chiều cao mạn khô cho phép ( 1 /trang 77)
Ta chọn H = 3,4 (m)
1.5.5. Hệ số béo thể tích δ
Theo 1 /trang 78 đối với tàu kéo cảng Simson kiến nghị chọn hệ số béo thể tích
δ =(0,45÷0,55), kết hợp với thống kê tàu mẫu. Sơ bộ ta chọn δ = 0,49
1.5.6. Hệ số béo đƣờng nƣớc α
Theo  2 /trang 59 giá trị cho phép của α =(0,75÷0,85). Kết hợp với thống kê tàu
mẫu. Sơ bộ ta chọn α = 0,84

Trang 13

THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
1.5.7. Hệ số béo sƣờn giữa β
Do trị số L/B và hệ số δ của tàu kéo tƣơng đối nhỏ cho nên β thƣờng nằm trong
khoảng β = (0,6÷0,89). Theo 1 /trang 78, kết hợp với với thống kê tàu mẫu. Sơ bộ ta
chọn β = 0,86
1.5.8. Hệ số béo dọc φ
Theo 3 /trang 40 ta có hệ số béo dọc tính theo công thức :



 0, 49

 0,57
 0,86

Kết hợp với thống kê tàu mẫu ta chọn θ = 0,62
Nhƣ vậy: Kích thƣớc chủ yếu và các hệ số của tàu đƣợc chọn sơ bộ nhƣ trong sau.
Bảng 1-2 :Thông số tàu thiết kế
Ltk = 24 (m)

=

0,49

B = 7,5 (m)

=

0,84

H = 3,4 (m)

=

0,86

T = 2,6

=

0,62

(m)

1.6. Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc
1.6.1. Theo phƣơng trình lực nổi.
Theo phƣơng trình lực nổi ta có :
D=k.γ.δ.L.B.T=236,7 (T)
Trong đó: k = 1,007 là hệ số kể đến lƣợng chiếm nƣớc của phần nhô
γ = 1,025 tấn/ m3
δ = 0,49 là hệ số béo thể tích
L,B,T : Tƣơng ứng là chiều dài,chiều rộng,chiều chìm thiết kế của tàu (m).
Trang 14


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
1.6.2. Nghiệm lại các tỉ lệ kích thƣớc.
Tỉ số

L
 3, 2 : Biểu diễn bằng quan hệ B =f(L),ảnh hƣởng đến sức cản toàn tàu và
B

là yếu tố quyết định tính quay trở, tính ổn định hƣớng đi của con tàu.
Tỉ số

H
 1,3 : Ảnh hƣởng đến khả năng chống chìm và chống hắt nƣớc lên boong
T

của tàu.
Tỉ số

B
 2,88 : Có quan hệ đến tính ổn định và sức cản của vỏ tàu.
T

Qua thống kê tàu mẫu và số liệu thống kê trong [2] ta thấy các hệ số trên đảm bảo
tính hàng hải của tàu.
Kích thƣớc chủ yếu của tàu cho theo bảng sau
Bảng 1-3: Kích thƣớc chủ yếu
STT

Thông số

Trị số

Đơn vị

1

Chiều dài Ltk

24,0

m

2

Chiều rộng Btk

7,50

m

3

Chiều chìm Ttk

2,60

m

4

Chiều cao mạn Htk

3,40

m

5

Hệ số béo thể tích δ

0,53

6

Hệ số béo đƣờng nƣớc α

0,84

7

Hệ số béo sƣờn giữa β

0,86

8

Hệ số béo lăng trụ θ

0,62

9

Tỉ số L/B

3,20

10

Tỉ số B/T

2,88

Trang 15


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
11

Tỉ số H/T

1,30

12

Lƣợng chiếm nƣớc D

256

Tấn

13

Thể tích V

250

m3

14

Hoành độ tâm nổi

1,811

m

1.6.3. Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc theo trọng lƣợng thành phần
Dtp = Pi = P01 + P02 + P03 + P04 + P05 + P06 + P07 + P08
 Trọng lƣợng tàu không
Theo 1 /(CT2-103/ trang 111), Cadwell đƣa ra công thức tính khối lƣợng thân
tàu nhƣ sau:
P01 

LGW
(tấn Anh) (1 t.A = 0,9072 tấn)
2240

Trong đó:
L : Chiều dài giữa 2 đƣờng vuông góc (fut) (1 fut = 0,305 m)
L = 24 / 0,305 = 76,68 ( fut )
G: Chiều dài đƣờng bao mặt cắt ngang chính giữa tàu (fut)
G = (0,9.B + 2.H) / 0,305 = 44,42 ( fut )
W: Hệ số (chọn theo bảng 2-57 tr 112)
Với LxG = 3406,60 tra bảng và nội suy, ta có: W = 65

Thay vào trên suy ra: P01 = 98,85(T. A) = 89,67(T)
 Trọng lƣợng hệ thống tàu
P02 =q02. D

Trang 16


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Chọn theo [2]/ trang 47,số liệu thống kê :
q02 =1,5  3,96 %
chọn q02 = 2,5 %  P02 = 0, 025. D =0,025.236,7 = 5,918 ( T ).
 Trọng lƣợng buồng máy và đƣờng trục chân vịt
P03 = q03. D
Chọn theo [2]/ trang 47,số liệu thống kê :
q03 = 20 35 % , chọn q03 = 25 %  P03 = 0,25 . 236,7 = 59,175 ( T )
 Trọng lƣợng trang thiết bị điện và vô tuyến điện
P04 = q04.D
Chọn theo [2]/ trang 47, số liệu thống kê :
q04 = 1,9%  2%, chọn q04 = 2 %
P04 = 0, 02.D = 0,02.236,7= 4,734 ( T )
 Trọng lƣợng hàng lỏng
P05 = q05 . D
Chọn theo [2]/ trang 47,số liệu thống kê :
q05 =1, 2%  2%,chọn q05 = 2 %
 P05 = 0, 02. D = 0,02.236,7 = 4,734 ( T ).
 Trọng lƣợng trang thiết bị, đoàn thủy thủ, dự trữ lƣơng thực, thực phẩm.
P06 = q06. D
Chọn theo [2]/ trang 47,số liệu thống kê :
q06 = 2%  5,18 % chọn q06 = 0, 04
Trang 17

THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
 P06 = 0,04.236,7= 9,468 ( T ).
Trong đó: Trọng lƣợng thuyền viên kể cả hành lý 100kg/ngƣời
Trọng lƣợng lƣơng thực 3kg/ngƣời/ngày
Trọng lƣợng nƣớc 100kg/ngƣời/ngày
Thời gian hành trình cả đi lẫn về 3 ngày đêm
Biên chế làm việc trên tàu 1 thuyền trƣởng, 1 máy trƣởng, 5 thủy
thủ. Tổng cộng 7 ngƣời làm việc trên tàu.
Trọng lƣợng các trang thiết bị khác
 Trọng lƣợng nhiên liệu, nhiên liêu bôi trơn, nƣớc ngọt.
P07 = p07.D
Theo [1]/trang 102, ta có:
p07 = (13  23,5)% chọn p07 = 15 %.
P07 = p07.D = 0,15.236,7= 35,505(T).
 Trọng lƣợng dự trữ nhiên liệu
Chọn máy của hãng CATERPILLAR / MỸ
Ký hiệu máy

: C18 ACERT

Công suất định mức

: 600 (bhp) / 447 (kw)

Số xi lanh

: 6_Line_Stroke_Diesel

Nhiên liệu

: DO

Suất tiêu hao nhiên liệu máy chính

: 113,2 (l/h) = 242,56 (g/kw.h)

Suất tiêu hao dầu bôi trơn

: 64 (l/h)

RPM

: 1800 (v/ph)

= 137,13 (g/kw.h)

Theo [4]/CT (1.26)/trang 19 ta có : P08 =Pn.hl +Pdn
Trong đó :

Pn.hl = k1 .ge.Ne.t.10-6

Trang 18


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Pdn = Ne.gd.t .10-6
k1

: Hệ số dự trữ hang hải để ý đến thời gian đỗ bến hành trình,do

bão,dòng chảy, sự cố ngoài ý muốn…. Chọn k1 = 1,25
t

: Thời gian hành trình. Chọn t = 3 (ngày) = 72 (h)

ge

: Suất tiêu hao nhiên liệu máy chính

gd

: Suất tiêu hao dầu bôi trơn

Ne

: Công suất máy chính. Ne = 1200 (CV) = 894 (kw)

Pn.hl = k1.ge.Ne.t.10-6 = 1,25.242,56.10-6.894.72 = 19,5 (Tấn)

Vậy :

Pdn = Ne.gd.t .10-6 = 894.137,13.72.10-6
Suy ra:

= 8,8 (Tấn)

P08 =Pn.hl + Pdn = 19,5 + 8,8 = 28,3 (Tấn)

Nhƣ vậy ta có tổng trọng lƣợng .
Dtp = Pi = P01 + P02 + P03 + P04 + P05 + P06 + P07 + P08
= 89,67 + 5,918 + 59,175 + 4,734 + 4,734 + 9,468 + 35,505 + 28,3
= 237,503 T

Suy ra

Dtp - DSB
ΔD
237,503 - 236, 7
100 0 0 =
100 0 0 =
.100 0 0
DSB
DSB
236, 7
= 0,34 % ≤ 3%

Đảm bảo sai số cho phép. Vậy lƣợng chiếm nƣớc của tàu thoả mãn.
1.6.4. Kiểm nghiệm thiết kế sơ bộ.
 Kiểm tra sơ bộ theo ổn định ban đầu.
Chiều cao tâm nghiêng ban đầu h0min đƣợc tra bảng (2-60)/117 tàu liệu [1].
Với tàu kéo : h0min= 0,5÷0,7 (m)

Trang 19


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Mặt khác

: h0

= ZC+r0 - ZG

Trong đó :
ZC : Cao độ tâm nổi.Đƣợc xác định theo [1]/ trang 406 CT (6 -189) .
Zc  a.T 

T .
2,6.0,84

 1,642(m)
   0,84  0,49

ZG : Cao độ trọng tâm tàu.Đƣợc xác định theo công thức:
ZG=KG.H=0,7.3,4= 2,38 (m)
Trong đó : KG : Hệ số. Ở trạng thái toàn tải KG=(0,65÷0,8)
Ở trạng thái tàu không KG=(0,75÷0,9)
Chọn KG = 0,65
r0 bán kính ổn định ngang.Đƣợc tính theo công thức (6-250)/407 STĐT1
r0 

 2 .B 2
0,842.7,52

 2, 73(m)
11, 4. .T 11, 4.0, 49.2, 6

Vậy h0=1,642+2,73 -2,38 =1,122 (m). Suy ra h0=1,99 > h0min =(0,5÷0,7) thỏa mãn

 Kiểm nghiệm chu kỳ lắc ngang.
Để thỏa mãn chu kỳ lắc ngang khi tàu trên nƣớc tĩnh thì đối với tàu kéo:
η > ηmin =(6÷10) s. Theo bảng (10-2)/657 STĐTT1
Chu kỳ lắc ngang của tàu đƣợc xác định theo công thức:
 

C.B 0,87.7,5

 6,16( s)
h0
1,122

Trong đó : C là hệ số.Theo thống kê ta chọn C=0,87
Vậy   > ηmin =(6÷10) s => Tàu đảm bảo điều kiện lắc ngang.

Trang 20


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
1.7. Xác định mạn khô.
Áp dụng qui phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép/Phần 11/Mạn khô
1.7.1. Các thông số tính toán của tàu:
Bảng 1-4 : Thông số tính toán mạn khô
STT

Đại lƣợng tính toán

Trị số

Đơn vị

1

Chiều cao mạn khô giữa tàu

0,80

m

2

85% chiều cao mạn khô nhỏ nhất

0,68

m

4

Chiều dài đƣờng nƣớc tại 0,85Dmin

21,54

m

4

96% chiều dài đƣờng nƣớc tại 0,85Dmin

20,67

m

5

Chiều dài 2 đƣờng vuông góc tại 0,85Dmin

23,35

m

6

Chiều dài tính toán mạn khô Lf

24,00

m

7

Chiều dày dải tôn mép boong tmb

8,00

mm

8

Chiều cao mạn khô tính toán Dmin + tmb

0,808

m

9

Chiều rộng tàu B

7,5

m

10

Hệ số béo CB tại 0,85Dmin

0,45

Trang 21


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
1.7.2. Chiều dài các thƣợng tầng của tàu
Bảng 1-5 : Chiều dài các thƣợng tầng của tàu
Tên gọi
I
Boong

S(m)

h(m)

htc(m)

II

III

IV

III/V

bs(m)

Bs(m)

VI/VII

E(m)

V

VI

VII

VIII

IX

3,5

1

0,7

1,43

5,74

7,06

0,81

E1

10,34

2,78

2,33

1,19

5,5

7,17

0,76

E2

nâng mũi
Thƣợng
tầng lái

Trong đó :

S

: Chiều dài của thƣợng tầng

h

: Chiều cao thực tế của thƣợng tầng

htc

: Chiều cao tiêu chuẩn của thƣợng tầng

bs

: Chiều rộng thƣợng tầng

Bs

: Chiều rộng tại giữa thƣợng tầng

E

: Chiều dài thiết thực của thƣợng tầng
bs
h
.S .
Bs htc

(m)

Chiều dài tính toán của thƣợng tầng : E = E1 + E2

(m)

E

1.7.3. Hiệu chỉnh mạn khô
 Hiệu chỉnh mạn khô vùng giữa tàu
Hiệu chỉnh mạn khô theo chiều dài tàu
0,85 H
H
L f  max( LVG
;0,96L0,85
WL )  max(24,5;23,68)  24,5

(m)

Chiều dài tính toán của thƣợng tầng: E = E1 + E2
Trang 22

THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
E1 

bs
h 5,74
1
.S. 
.3,5.
 4,07(m)
Bs htc 7,06
0,7

E2 

bs
h 5,5
2,78
.S. 
.10,34.
 9, 46(m)
Bs htc 7,17
2,33

Suy ra :

E = E1 + E2 = 4,07 + 9,46 = 13,53

Tỉ lệ :

E/Lf = 55,22 %

(m)

Theo [5]/Phần 11/Mạn khô/Mục 4.4.2/Trang 49 ta có E/Lf = 55,22 % > 35% .Nên
không cần hiệu chỉnh mạn khô vùng giữa tàu.
Hiệu chỉnh mạn khô theo hệ số béo CB
Theo [5]/Phần 11/Mạn khô/Mục 4.4.3/Trang 50 ta có CB = 0,49<0,68 . Nên không
cần hiệu chỉnh mạn khô theo hệ số béo CB
Hiệu chỉnh mạn khô theo chiều cao mạn H
Theo [5]/Phần 11/Mạn khô/Mục 4.4.4/Trang 50 ta có :
Tỷ số

Lf
H



24
 7,06  15 .
3, 4

Nên mạn khô đƣợc tăng thêm một lƣợng là:
F2  ( H 

Lf
15

).R  (3, 4 

24

).50  90
15

(mm)

Trong đó :
R

Lf
0, 48



24
 50 Với Lf < 200 m
0, 48

Hiệu chỉnh mạn khô theo chiều dài thiết thực của thƣợng tầng.
Theo [5]/Phần 11/Mạn khô/Mục 4.4.6/Bảng 11/4.7/Trang 50, ta có

Trang 23


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Tỷ lệ

E 13,53

 0,56 (0,5÷0,6)
Lf

24

Nên ta hiệu chỉnh mạn khô theo tỷ lệ

E
Lf

F3  x(%).Fb  0,39.203  78,78(mm)

Hiệu chỉnh theo độ cong dọc boong
Bảng 1-6 : Độ cong dọc boong
Tọa độ
Vị trí

Hệ số

(3)x(4)

Chiều

Tăng độ

cao thực

cao

(4)x(6)+(7)

Công thức

Giá trị

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

25.(L/3+10)

454,16

1

454,16

240

0

240

11,1.(L/3+10)

201,65

3

604,09

154

0

462

AP

2,8.(L/3+10)

50,86

3

152,58

46

0

138

Giữa tàu

0,0

0,0

1

0,0

0

0

0

(1)
Trụ lái
AP
1/6 từ
AP
1/3 từ

Σ1=1211,7
Giữa tàu

Σ3= 840

0,0

0,0

1

0,0

0

0

0

5,6.(L/3+10)

101,7

3

305,1

145

50

485

22,2.(L/3+10)

403,3

3

1210,0

472

200

1616

50.(L/3+10)

908,33

1

908,33

959

450

1409

1/3 từ
FP
1/6 từ
FP
Trụ mũi
FP

Σ2=2423,4

Σ4= 3510

Trang 24


THIẾT KẾ TÀU KÉO 2x600HP HOẠT ĐỘNG TẠI CẢNG ĐÀ NẴNG
Theo qui định trong công ƣớc, độ dôi và độ thiếu đƣờng cong boong tính theo
công thức sao:

 3  1  840 1211,7  46, 46(mm)

Thiếu tại phần đuôi

8

8

Thừa tại phần mũi

 4   2  3510  2423, 42  135,82(mm)
8

8

Lƣợng hiệu chỉnh độ coong dọc
F4a  46, 46.(0,75 

F4b  135,82.(0,75 

S
)  25,04(mm)
2L

S
)  73, 2(mm)
2L

Suy ra F4  F4a  F4b  48,16(mm)
Vậy tổng hiệu chỉnh: Fb  F2  F3  F4  203  90  78,78  48,16  262,38(mm)
Với Fb  203

Chiều cao mạn khô tối thiểu theo [5]/phần 11,Chƣơng 6, bảng

11/6.4, Trang 63.
Mạn khô vùng giữa tàu: Fgiữa= H – T = 3,4 – 2,6 = 0,8 (m) = 800 (mm)
Suy ra: Fgiữa> Fđc .Thỏa mãn qui phạm mạn khô
 Hiệu chỉnh mạn khô vùng mũi tàu
Mạn khô vùng mũi tàu đo tại đƣờng vuông góc mũi: Fm= 1763(mm)
Mạn khô tối thiểu tính theo công thức.
Fmmin  56.L f .(1 

Lf

1,36
 1438(mm)
500 CB  0,68
).

Trang 25