Thiết kế tàu chở hàng rời, trọng tải 6560 tấn, vận tốc 13,5 knots, chạy tuyến quảng ninh indonesia

MỤC LỤC
PHẦN I: TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG – TÀU MẪU ………………………….11
1

Tuyến đường:………………………………………………………………. 12

1.1 Giới thiệu chung về cảng …………………………………………………… 12
1.1.1 Cảng quảng Ninh ……………………………………………………..12
1.1.2 Cầu bến………………………………………………………………..12
1.1.3 luồng vào cảng………………………………………………………. 12
1.1.4 Kho bãi……………………………………………………………….. 13
1.1.5 Phương tiện thiết bị……………………………………………………13
1.1.6 Tuyến hậu phương…………………………………………………….13
1.1.7 Cảng Indonesia………………………………………………………..14
1.1.8 Tuyến đường từ cảng Quảng Ninh đến cảng Indonesia………………14
1.2 Bảng Thống Kê Tàu Mẫu…………………………………………………...15
PHẦN II: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU……………………………….18
2.1 Xác định sơ bộ lượng chiếm nước, các kích thước chủ yếu và hệ số béo…….19
2.1.1 Lượng chiếm nước sơ bộ……………………………………………….19
2.1.2 Sơ bộ xác định kích thước chủ yếu và hệ số béo………………………19
2.1.2.1 Chiều dài tàu…………………………………………………………19
2.1.2.2 Hệ số béo thể tích…………………………………………………… 20
2.1.2.3 Hệ số béo thể tích…………………………………………………… 20
2.1.2.4 Hệ số béo dọc……………………………………………………….. 20
2.1.2.5 Hệ số béo đường nước thiết kế………………………………………20
2.1.2.6 Hệ số béo thẳng đứng………………………………………………..20
2.1.2.7 Chiều rộng tàu, chiều chìm tàu, chiều cao mạn…………………….. 21
2.2 Tính nghiệm các thông số sơ bộ………………………………………………22
2.2.1 Nghiệm lượng chiếm nước…………………………………………….22
2.2.2 Nghiệm các tỉ số kích thước…………………………………………...22
2.2.3 Sơ bộ kiểm tra tính ổn định………………………………………………23

3


2.2.4 Kiểm tra tính lắc………………………………………………………… 24
2.2.5 Sơ bộ tính toán khối lượng tàu theo các thành phần khối lượng…………24
2.2.6 Sơ bộ kiểm tra dung tích………………………………………………… 31
PHẦN III

XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH LÍ THUYẾT……………………………33

3.1 Đặc trưng hình dáng và phương pháp thiết kế………………………………….. 34
3.1.1 Phương án thiết kế……………………………………………………… 34
3.1.2 Đặc trưng hình dáng tàu………………………………………………... 34
3.1.3 Dạng sườn sống mũi, sống đuôi………………………………………….35
3.1.4 xây dựng đường nước trung bình đường nước thiết kế…………………..38
3.1.5 Xây dựng sườn lớn nhất………………………………………………… 46
3.1.6 Xây dựng tuyến hình theo phương pháp I.A.IACOVLEV……………. 46
3.2 NGHIỆM TUYẾN HÌNH……………………………………………………….51
3.2.1 Nghiệm lượng chiếm nước, tọa độ tâm nổi………………………………51
3.2.2 Nghiệm đường nước thiết kế……………………………………………..52
PHẦN IV: BỐ TRÍ CHUNG THÂN TÀU………………………………………….54
4.1 Đặc điểm bố trí chung con tàu…………………………………………………...55
4.2 Phân khoang……………………………………………………………………..56
4.3 Biên chế thuyền viên…………………………………………………………….57
4.4 Bố trí boong……………………………………………………………………..58
4.5 Tinh chọn bánh lái……………………………………………………………… 59
4.6 Tính chọn thiết bị neo……………………………………………………………61
4.7 Thiết bị chằng buộc…………………………………………………………….. 62
4.8 Thiết bị cứu sinh………………………………………………………………...63
4.9 Phương tiện tín hiệu……………………………………………………………..64

4.10 Thiết bị cứu hóa………………………………………………………………..65
4.11 Hệ thống làm mát………………………………………………………………66
4


4.12 Hệ thống dầu đốt, dầu bôi trơn….……………………………………………...66
4.13 Hệ thống rửa hầm hàng và hút khô dằn……………………………………..…67
4.14 Hệ thống nước sinh hoạt vệ sinh thải…………………………………………. 67
4.15 Hệ thống hâm nóng dầu hàng và nhiên liệu……………………………………67
4.16 Trang bị ngăn ngừa ô nhiễm biển……………………………………………. 67
4.17 Trang bị phòng nạn…………………………………………………………….68
4.18 Trang bị vô tuyến điện………………………………………………………….69
4.19 Hiệu chỉnh man khô……………………………………………………………69
4.20 Tính toán bố trí dằn…………………………………………………………….72
PHẦN V TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THỦY TĨNH …………………………… 74
A Tính toán và vẽ đồ thị bonjean……………………………………………………75
5.1 Tính toán…………………………………………………………………………75
5.1.1 Đại Lượng cần tính………………………………………………………75
5.1.2 Công thức tính……………………………………………………………75
5.1.3 Phương pháp tính…………………………………………………………75
5.2 Bảng tính…………………………………………………………………………76
B Tính toán và vẽ đường cong thủy lực…………………………………………..…80
5.3 Các đại lượng tính toán………………………………………………………….80
5.3.1 Nhóm 1 Các yếu tố của đường nước………………………………………… 80
5.3.2 Công thức tính…………………………………………………………………80
5.4 Bảng tính các yếu tố đường nước………………………………………………..82
5.5 Nhóm 2 các yếu tố thân tàu…………………………………………………… ..89
5.6 Bảng tính các thông số đường cong thủy lực……………………………………90
5.7 Đồ thị………………………………………………………………………………
PHẦN VI:

TÍNH TOÁN KẾT CẤU CƠ BẢN…………………………………….

6.1 Đặc điểm tàu thiết kế và tài liệu sử dụng………………………………………….
5


6.2 Vật liệu…………………………………………………………………………….
6.3 Hệ thống kết cấu……………………………………………………………………
6.4 Phân khoang, khoảng sườn…………………………………………………………
6.5 Kết cấu vùng khoang hàng…………………………………………………………
6.5.1 Kết cấu dàn vách……………………………………………………………
6.5.2 Bố trí kết cấu……………………………………………………………….
6.5.3 Tôn vách……………………………………………………………………
6.5.4 Nẹp vách……………………………………………………………………
6.5.5 Sống đứng vách…………………………………………………………….
6.6 Kết cấu dàn đáy…………………………………………………………………….
6.6.1 Bố trí kết cấu……………………………………………………………….
6.6.2 Tôn đáy ngoài………………………………………………………………
6.6.3 Tôn đáy trong……………………………………………………………….
6.6.4 Dầm dọc đáy ngoài…………………………………………………………
6.6.5 Dầm dọc đáy trong…………………………………………………………
6.6.6 Sống chính sống phụ……………………………………………………….
6.6.7 Đà ngang đăc.……………………………………………………………….
6.6.8 Liên kết……………………………………………………………………..
6.7 Kết cấu dàn mạn…………………………………………………………………..
6.7.1 Bố trí kết cấu………………………………………………………………..
6.7.2 Tôn mạn……………………………………………………………………
6.7.3 Sườn thường………………………………………………………………..
6.8 Kết cấu dàn boong………………………………………………………………….

6.8.2 Tôn boong…………………………………………………………………..
6.8.3 Dầm dọc boong…………………………………………………………….
6.8.4 Sống ngang boong………………………………………………………….
6


6.8.5 Xà ngang công xon…………………………………………………………
6.8.6 Xà ngang boong…………………………………………………………….
6.8.7 Sống dọc boong…………………………………………………………….
6.9 Kết cấu vùng khoang mũi…………………………………………………………..
6.9.1 Kết cấu dàn vách……………………………………………………………
6.9.2 Tôn vách……………………………………………………………………
6.9.3 Nẹp vách……………………………………………………………………
6.9.4 Sống vách…………………………………………………………………..
6.9.5 Liên kết……………………………………………………………………..
6.10 Kết cấu dàn đáy…………………………………………………………………..
6.10.1 Bố trí kết cấu………………………………………………………………
6.10.2 Tôn đáy……………………………………………………………………
6.10.3 Đà ngang………………………………………………………………….
6.10.4 Sống chính……………………………………………………………….
6.10.5 Liên kết……………………………………………………………………
6.11 Kết cấu dàn mạn………………………………………………………………….
6.11.1 Bố trí kết cấu………………………………………………………………
6.11.2 Tôn mạn…………………………………………………………………..
6.11.3 Sườn thường………………………………………………………………
6.11.4 Sống dọc mạn……………………………………………………………..
6.11.5 Thanh chống giữa hai bên mạn…………………………………………..
6.11.6 Liên kết……………………………………………………………………
6.12 Kết cấu dàn boong……………………………………………………………….
6.12.1 Bố trí kết cấu……………………………………………………………..

6.12.2 Tôn boong………………………………………………………………..
6.12.3 Xà ngang boong…………………………………………………………..
7


6.12.4 Sống dọc boong………………………………………………………….
6.12.5 Liên kết………………………………………………………………….
6.12.6 Kết cấu sống mũi………………………………………………………..
6.12.7 Kết cấu vùng gia cường sau vách mũi…………………………………..
6.12.8 Tôn bao đáy vùng mũi…………………………………………………..
6.12.9 Nẹp dọc đáy…………………………………………………………….
PHẦN VII TÍNH TOÁN THIẾT BỊ ĐẨY……………………………………… 141
7.1 Thông số cơ bản của tàu……………………………………………………… 142
7.2 Tính toán sức cản………………………………………………………………143
7.3 Thiết kế chong chóng………………………………………………………….146
7.3.1 Lựa chọn sơ bộ các thông số cơ bản của chong chóng…………………146
7.3.2 Tính toán chong chóng đảm bảo tốc độ tàu đã cho……………………..148
7.3.3 Kiểm tra điều kiện xâm thực……………………………………………149
7.4 Xây dựng bản vẽ chong chóng…………………………………………………150
7.4.1 Xây dựng bao duỗi phẳng chong chóng……………………………… 150
7.4.2 Xây dựng bản vẽ profin chong chóng…………………………………..150
7.4.3 Xây dựng củ chong chóng……………………………………………....153
7.4.4 Chon then………………………………………………………………..153
7.4.5 Chọn mũi thoát nước……………………………………………………154
7.4.6 Tính khối lượng chong chóng…………………………………………..154
PHẦN VIII TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH………172
8.1 Giới thiệu chung………………………………………………………….173
8.1.1 Loại tàu công dụng cấp tính toán………………………………………173
8.1.2 Các thông số cơ bản của tàu……………………………………………173
8.1.3 Các kí hiệu dung trong bảng……………………………………………173

8.2 Tính toán thông số khoang két theo phần trăm………………………… 174
8


8.3 Tính toán cân bằng tàu……………………………………………………189
8.3.1Trọng lượng trọng tâm tàu ở các trạng thái……………………………..189
8.4 Tiêu chuẩn thời tiết……………………………………………………….201
8.4.1 Xác định góc vào nước………………………………………………….201
8.4.2 Diện tích và trọng tâm hứng gió……………………………………...…201
8.4.3 Biên độ lắc ngang……………………………………………………….202
8.5 Kiểm tra ổn định theo quy phạm………………………………………….204

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay nền kinh tế Việt Nam đang bước vào một giai đoạn mới- giai đoạn hoà
nhập mạnh mẽ vào nền kinh tế khu vực và thế giới.
Song song với việc hội nhập của nền kinh tế thì ngành hàng hải Việt Nam đã và
đang giữ một chức năng quan trọng trong việc lưu thông hàng hoá, giao lưu chính trị,
9


khoa học kỹ thuật cùng với tiến trình hoà nhập chung của các thành phần kinh tế
khác.
Trong chức năng đó không thể không kể đến vai trò to lớn của ngành đóng tàu
Việt Nam- một ngành công nghiệp mũi nhọn được Đảng và Nhà nước chọn làm một
trong những ngành công nghiệp hàng đầu làm động lực cho sự phát triển chung của
nền kinh tế Việt Nam trong thế kỷ mới.
Từ chức năng quan trọng đó mà mỗi kỹ sư, cán bộ và công nhân của ngành Đóng
tàu Việt Nam đều mong muốn đóng góp một phần nhỏ công sức của mình vào sự
phát triển chung của ngành và lớn hơn nữa là của nền kinh tế đất nước.
Là một trong những sinh viên của ngành đóng tàu bản thân em nhận thức được

vai trò, trách nhiệm của một kỹ sư đóng tàu trong tương lai.
Sau thời gian học tập ở trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, em rất vinh dự được
khoa Đóng Tàu và nhà trường giao đề tài thiết kế tốt nghiệp là:
Thiết kế tàu chở hàng rời, trọng tải 6.560 tấn, vận tốc13,5 knots, chạy tuyến
QuảngNinh – INDONESIA.
Để hoàn thành tốt đề tài này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình
và giúp đỡ quý báu của các thầy cô trong tổ môn Lý thuyết thiết kế tàu thuỷ, đặc biệt
là cô giáo Nguyễn Thị Thu Quỳnh.
Vì khả năng và kinh nghiệm còn hạn chế cho nên khi hoàn thành đề tài này sẽ
không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em kính mong các thầy cô giúp đỡ
và góp ý để đề tài của em hoàn thiện hơn, đồng thời giúp em có thêm kiến thức, vững
vàng hơn trong công việc sắp tới của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

10


PHẦN I
TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG – TÀU MẪU

11


1- Tuyến Đường
1.1- Giới thiệu chung về cảng
1.1.1 C¶ng Qu¶ng Ninh:
Cảng Quảng Ninh là cảng biển nước sâu nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía
Bắc nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam, nơi có điều kiện tự nhiên thuận lợi
cho việc đầu tư xây dựng, khai thác kinh doanh cảng biển như: vụng nước sâu, rộng
nằm gần cửa biển, luồng lạch ngắn ít bị sa bồi, được vịnh Hạ Long bao bọc, ít bị

ảnh hưởng của sóng, gió. Hệ thống đường giao thông thủy, bộ tới các vùng kinh tế
lân cận đồng bộ, thuận tiện. Với lợi thế trên, những năm qua Cảng Quảng Ninh đã
không ngừng đầu tư phát triển mở rộng cơ sở hạ tầng, đổi mới công nghệ, trang
thiết bị, phương tiện hiện đại, đào tạo nâng cao chất lượng đội ngũ cán bộ quản lý,
công nhân kỹ thuật, đáp ứng mọi nhu cầu về xếp dỡ, vận tải, bảo quản hàng hóa,
kinh doanh kho bãi và các dịch vụ hàng hải khác.
1.1.2 Cầu bến
Cầu bến (berth facilities):
Độ sâu(Depth
Tên/Số hiệu(Name/No.) Dài(Length)
alongside)

Bến số 1

166 m

7.1m

Bến số 5, 6, 7

680 m

-11,7 m

Bến phụ thượng lưu
Bến 1

80 m

-5m

Loạitàu/hàng (Vessel/Cargo)

Hàng gỗ cây, dăm gỗ, lúa mì, bột
mỳ, sắt thép, than, phân bón, vật
liệu xây dựng.
Container, than, thiết bị, phân
bón, lúa mì, nông sản, dăm gỗ
Than gỗ cây, vật liệu xây dựng

1.1.3 Luồng vào cảng (Access channel):
Tổng chiều dài (Total length)
: Tổng chiều dài là 36Km bao gồm 2 đoạn:
 Từ phao số 0 đến Hòn Một dài 25.5km, rộng 300 – 400m, sâu -13 đến -20m
 Từ Hòn Một đến bến Cảng Cái Lân dài 10,5km , rộng: 130m, sâu: -10m
Độ sâu luồng (Channel depth): -10m
Chế độ thủy triều (Tidal regime): Nhật triều thuần nhất
Chênh lệch b/q (Average variation): 3.2 m.
12


Mớn nước cao nhất cho tàu ra vào (Maximum draft): 10m
Cỡ tàu lớn nhất tiếp nhận được (Maximum size of vessel acceptable): 75.000 Dwt
với mớn nước phù hợp
1.1.4 Kho bãi
Tổng diện tích măt bằng cảng (Total port area): (bãi chứa hàng của 5 bến + 04
kho): 154.700 m2
Kho (Warehouse): .Bến 5: 5.400 m2, trong đó kho CFS (of which, CFS): 4.600
m2
Bãi (Open storage): 142.000.m2, trong đó bãi chứa container (of which CY):

49.000 m2
Các bãi chứa hàng khác:
Bến số 6:
52.000m2
Bến số 5:
26.000m2
Bến số 1 và bến phụ:
15.000m2
1.1.5 Phương tiện thiết bị
Thiết bị chính (Major equipment):
Tuyến tiền phương:
Loại/kiểu (Type)
Cẩu giàn Grantry Crane
Cẩu bờ di động Liebherr LMH 250
Cẩu bờ di động Liebherr LMH
1300
Cẩu chân đế Liebherr
Cẩu chân đế 10 T
Cẩu bánh lốp di động

Số
lượng
02
01

Sức nâng/tải/công suất (Capacity)
40 Tấn
64 Tấn

01

104 Tấn

02
02

40 Tấn
10 Tấn
02 cẩu 25 tấn/chiếc, 01 cẩu 36 tấn , 01 cẩu
50 tấn

04

1.1.6 Tuyến hậu phương:
 04 cẩu khung ôm bánh lốp chuyên dụng, sức nâng 40 tấn xếp container tại
bãi khả năng xếp dỡ (5+1) và (7+1)
 Xe nâng: 31 chiếc, sức nâng từ 1,5 đến 8 tấn phục vụ cho việc rút hàng trong
container và vận chuyển hàng khác.
 Đầu kéo container: 11 chiếc chuyên chở container, hàng thiết bị và một số
hàng rời khác trong phạm vi cảng.
 Xe ô tô Nissan: 03 chiếc chuyên chở hàng rời, hàng thiết bị.
 Xe ô tô tải 8 – 10 tấn: 04 chiếc chuyên chở hàng rời.
 Cầu cân: 05 chiếc, tải trọng 65 đến 80 tấn.
 Xe gạt dưới hầm tàu: 10 chiếc phục vụ vun hàng, san hàng dưới hầm tàu.
13












Xe cuốc đào : 10 chiếc phục vụ đánh tẩy, san hàng dưới hầm tàu.
Ngoạm xếp dỡ hàng rời, ngoạm hoa thị: 67 chiếc, dung tích từ 1,25 m3 đến
25m3.
Xe xúc lật: 07 chiếc phục vụ vun hàng trong kho, bốc hàng lên xe.
02 xe nâng vỏ container sức nâng 7 tấn/chiếc, xếp cao 5 tầng.
04 phễu xả hàng rời loại từ 15 – 50m3.
06 phễu đóng hàng bao dung tích 10m3/ chiếc.
Ổ cắm điện cho container lạnh: 200 ổ cắm
02 tầu lai công suất 3.200 cv và 1.200 cv.

1.1.7 Cảng Indonesia:
Cảng nằm ở vĩ độ 1 ̊̊ 16 ‘ Bắc và 103 ̊̊ 50’ độ Kinh Đông, Indonesia ẩn ngữ eo biển
Malaca, là nơi giao nhau lưu các đường biển đi từ Thái Binh Dương sang Ấn Độ
Dương và ngược lại, vì vậy cảng Indonesia trở thành thương cảng lớn thứ hai trên
thế giới.
Cảng Indonesia có 25 cầu tàu, 5 bến liền bờ với độ sâu từ âm 8,00 mét đến âm
12,00 mét; bến lớn nhất là Keppel với chiều dài 5 km, mức nước cầu tàu lớn. Cảng
có đầy đủ trang thiết bị hiện đại đảm bảo xếp dỡ tất cả mọi loại hàng, trong đó có
bến Tanjonpagar là bến trung chuyển container lớn nhất thế giới.
Cảng có 110.000 m2 kho, với 26 dặm đường sắt có khả năng thông qua hơn 22 triệu
tấn/ năm và 230.000 m2 bãi. Cảng năm ngay trên bờ biển nên luồng vào cảng không
bị hạn chế, độ sâu từ âm 8.00 mét đến âm 16.00 mét. Khả năng thông qua của cảng
là trên 100 triệu tấn/ năm.
1.1.8 Tuyến đường từ cảng Quảng Ninh đến cảng Indonesia:

Về vị trí:
Tuyến đường từ cảng Quảng Ninh đến cảng Indonesia có hai con đường đi là:
Quảng Ninh – Sài Gòn – Indonesia (1)
Quảng Ninh – Hải Phòng – Indonesia (2)
Đường 1 dài 1625,149 (hl), Đường 2 dài 1684,649 (hl).
Như vậy thời gian dự trữ Đường (1) 1725,149/13,5 = 120,38 h = 5,01 ngày đêm.
Đường (2) 1584,649/13,5 = 117,38 h =4,89 ngày đêm
14


Với t = 5 ngày đêm là mới chỉ tính đến việc hàng hải trong điều kiện bình thường,
dự phòng thêm cho tàu 1 ngày đêm nếu gặp sự cố hay vận tốc nhỏ hơn vận tốc
hàng hải. ∑t = 5 ngày đêm
Tuyến đường này thuộc vùng biển Đông Nam Á nằm trong khu vực nhiệt đới gió
mùa; đặc biệt là mưa rất nhiều, chịu ảnh hưởng rất lớn của gió mùa; khu vực này
nằm trong vùng nhiệt đới và xích đạo. Khí hậu vùng biển này mang đặc điểm tương
tự như vùng biển Việt Nam, cụ thể như sau:
- Từ tháng 11 đến thang 3 năm sau chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc,
càng về Nam thì gió giảm dần không ảnh hưởng đến sự đi lại của tàu thuyền.
- Từ tháng 6 đến tháng 9 gió mùa Đông Nam thổi mạnh ảnh hưởng đến tốc độ
tàu, đồng thời vào mùa này lượng mưa khá lớn, hơn nữa vùng này nhiều bão
nhất là vùng quần đảo Philipin.
Về hải lưu:
Trên tuyến này cũng chịu ảnh hưởng của 2 dòng hải lưu:
Một là dòng chảy từ phía Bắc chảy xuống và một dòng chảy từ vịnh Thái Lan đi từ
Nam lên Băc sát bờ biển Malaixia qua bờ biển Campuchia, tốc độ của dòng chảy
nhỏ, không ảnh hưởng đến hoạt động của tàu thuyền.
Về thủy triều:
Hầu hết vùng biển Đông Nam Á có chế độ nhật triều, có biên độ dao động tương
đối lớn, từ 2.00 mét đến 5.00 mét.

Về Sương mù:
Ở vùng biển này vào sáng sớm và chiều tối có nhiều sương mù, số ngày có sương
mù trong năm lên tới 115 ngày.

1.2 Bảng thống kê tàu mẫu
Tàu mẫu là tàu đã được đóng và đưa vào khai thác mà có những tính năng tốt,
cùng loại tàu và công dụng với tàu thiết kế. Có trọng tải hoặc sức chở hàng, tốc
độ hoặc công suất máy và vùng khai thác tương đương với tàu thiết kế.
15


Bảng thống kê tàu mẫu là vô cùng quan trọng đối với người thiết kế trước khi
bước vào công việc thiết kế một loại tàu nào đó. Tàu mẫu là tàu có những thông
số và tính năng quan trọng gần giống như tàu ta chuẩn bị thiết kế ví dụ như số
trọng tải, số hành khách, tốc độ vị trí và phạm vi khai thác, loại máy chính v.v…
Tuỳ thuộc vào từng loại tàu, mức độ phức tạp của thiết kế mà người thiết kế có
thế chọn lựa ra những chỉ tiêu khác nhau. Dưới đây là những chỉ tiêu cơ bản
nhất.

Tên tàu
ST
Tài liệu
T
tham chiếu

ARKLOW
BROOK

MRS
SONJA

EILEEN
-C

Signf./trang

1995/T10

1999/T56

2007/T3
7

16

JRS
MERKU
R
2010/T4
9


1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12

13
14
15

16

17

18

Classification
Lmax (m)
Lpp (m)
B (m)
D (m)
hdđ (m)
bmk (m)
design
T (m) scantlin
g
LCN (t)
GT (gt)
Lightweight (t)
design
DW

(dwt) scantlin
g
Cargo capacity
(m3)
vs (knots)
Heavy
oil
Nhiê
n liệu Diesel
(m3)
oil
Water Ballast
(m3)
Output
(kW)
Máy n (rpm)
chính
Tiêu
hao NL
(t/ngày)
Diamet
Thiết
er (mm)
bị
Speed
đẩy
(rpm)

LR
107

105
17
8.7

BV
119.75
114.98
15.6
8.2
1.1
1.3
6.3

BV
119.8
114.7
14.5
9.35
1.09

6.36

7.3

7

4783

4807

4990

GL
117.8
113.8
16.2
10.5
1.2
1.5

7.1
6.36
9842
5668
3576

5000
6930

6500

6266

6930

8892
12.75

6628
12.5

6113
13

13,5

215

542

210

151

130.7

3623

2860

2800
750

2980
750

2840

3200
750

3200

3300

3900

3200

175

168

181

175

17

210
3061


Phần II

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

Trang 18

2.1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ LƯỢNG CHIẾM NƯỚC,CÁC KÍCH
THƯỚC CHỦ YẾU VÀ HỆ SỐ BÉO
2.1.1 LƯỢNG CHIẾM NƯỚC SƠ BỘ
Hệ số lợi dụng lượng chiếm nước theo trọng tải.



DW


Trong đó :
ηDW = 0.64 - 0.73 ,hệ số lợi dụng lượng chiếm nước theo trọng tải
lấy theo thống kế của tàu mẫu
ηDW =

0,7

DW =

6560

- trọng tải (t).

Δ - lượng chiếm nước sơ bộ (t).
→ Δ = DW/η =

(t)

9371

2.1.2 SƠ BỘ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU VÀ HỆ SỐ BÉO
2.1.2.1 Chiều dài tàu
Chiều dài tàu xác định thông qua chiều dài tương đối:

l

L

3

L

l
.
3



Trong đó :
l - chiều dài tương đối, xác định theo công thức 9.43/LTTK/T170

l  7.2
với vs =

vs

vs  4.3
13,5

5,46

tốc độ tàu,(knots).

Δ=

9371

(t) - lượng chiếm nước sơ bộ.

ρ=

1,025

(t/m3) - khối lượng riêng của nước.

→L=

114,2

(m)

Chọn chiều dài sơ bộ là: L =

115,0

(m)

Trang 19

2.1.2.2 Hệ số béo thể tích
Tính số Fr và hệ số béo CB theo vs và L :
Số Frude :

Fr 

v 0.514 vS


gL
gL

0,21

Hệ số béo thể tích: CB = 1.09 - 1.68Fr ± 0.12=
(công thức 9.64/LTTK-T175)
Chọn hệ sơ bộ hệ số béo thể tích là CB =

0,74

±0.12

0,76

2.1.2.3 Hệ số béo sườn giữa
Đối với những tàu chạy tốc độ chậm ( Fr < 0.28 )
Mối quan hệ giữa CB và CM được tuyến tính hóa như sau :
CM = 0.926 + 0.085CB ± 0.004 =
(công thức 6.20/LTTK-trang 115)
Chọn hệ sơ bộ hệ số béo sườn giữa CM =

0,99

± 0.004
0,99

2.1.2.4 Hệ số béo dọc
Hệ số béo dọc được xác định bởi tỷ số giữa CB và CM.
CP = CB/CM =

0,77

2.1.2.5 Hệ số béo đường nước thiết kế
Giá trị trung bình của hệ số này được xác định theo công thức
CWPtb = (a+Δa).CP2/3 (công thức 6.24/LTTK-trang 115)
Trong đó :
a = 0.985
Δa = ± 0.075 - phụ thuộc vào dạng sườn, Δa càng lớn thì sườn
CWP =
Chọn CWP =

càng có hình dáng gần với dạng chữ V.
0,76 - 0,89
0,86

2.1.2.6 Hệ số béo thẳng đứng
Hệ số béo thẳng đứng được xác định bởi tỷ số giữa CB và CWP:
CVP = CB/CWP =

0,88

Trang 20


2.1.2.7 Chiều rộng tàu,chiều chìm tàu và chiều cao mạn
Ta có :
Δsb = k.ρCBLBT
Trong đó :
Δsb =
k=

9371

(t) - lượng chiếm nước sơ bộ

1,007

- hệ số để ý tới phần nhô,chiều dày tôn thuộc bề
mặt ngâm nước của tàu.

ρ=
CB=

1,025
0,76

(t/m3) - khối lượng riêng của nước
- hệ số béo thể tích

L=

115,0

(m) - chiều dài tàu

(m 2 )
→Bd =
103,88
Nhận giá trị bT=B/T từ phương trình ổn định theo chiều cao tâm
nghiêng ngang tương đối.
B
bd = =6h  3,47 k g h d 
d

C

C

WP
C
WP
B

Trong đó :

h

h

B

0,07

,chiều cao tâm nghiêng ngang tương đối

kg = zG/D = 0.62 - 0.65: đối với tàu hàng có mạn khô tối thiểu chở đầy
(Bảng 2.62/STKTDT-trang 118)
chọn kg = 0,63
hT = D/d = 1.15 - 1.35 , với tàu hàng có mạn khô tối thiểu
(Bảng 2.8/STKTDT-trang 34)
chọn hd =
1,3
CB =

0,76

CWP =

0,86

→ bd =

2,28

Kết hợp 2 phương trình lại ta được :
B=
15,40 (m)
Chọn B =
d=
D=

6,75 (m)
8,78 (m)

d=

15,50 (m)
6,75 (m)

D=

8,80 (m)

Trang 21


2.2. TÍNH NGHIỆM CÁC THÔNG SỐ SƠ BỘ
2.2.1 NGHIỆM LƯỢNG CHIẾM NƯỚC
Theo phương trình sức nổi Δ = k.ρCBLBT
Trong đó :
k=

1,007

- hệ số để ý tới phần nhô,chiều dày tôn thuộc bề
mặt ngâm nước của tàu

ρ=
CB=

1,025

0,76

((t)/m3) - khối lượng riêng của nước
- hệ số béo thể tích

L=

115,0

(m) chiều dài tàu

B=

15,5

(m) chiều rộng tàu

d=

6,75

(m) chiều chìm tàu

→Δ=
Δsb =

9438
9371

((t))

((t))

Xét : [(Δsb - Δ)/Δsb].100%=

0,7%

< 3%

Kết luận : thông số của tàu thoả mãn lượng chiếm nước
2.2.2 NGHIỆM CÁC TỈ SỐ KÍCH THƯỚC
2.2.2.1 Tỷ số L/B
Tỷ số L/B biểu diễn bằng quan hệ B = f(L), ảnh hưởng đến sức cản
toàn tàu và là yếu tố quyết định đến tính quay trở, tính ổn định hướng đi
của tàu.
Theo bảng 2-7/STKTDT đối với tàu hàng ta có : L/B = 5.5 - 8.0
Theo số liệu tàu mẫu khai thác : L/B = 6.25 - 7.66
Theo tính toán ta có: L/B =

7,42

- thỏa mãn

2.2.2.2 Tỷ số D/d
Tỷ số D/T ảnh hưởng tới khả năng chống chìm và chống hắt nước lên
boong của tàu.
Theo bảng 2-8/STKTDT, tàu hàng có mạn khô tối thiểu: B/d= 1.15-1.45
Theo số liệu thống kê tàu mẫu khai thác : D/d = 1.33 - 1.35
Theo tính toán ta có: D/d =

1,30

- thỏa mãn

Trang 22


2.2.2.3 Tỷ số B/d
Tỷ số B/d có quan hệ với tính ổn định và sức cản của thân tàu.
Theo thống kê tàu hàng hiện đại : B/d = 2.0 - 2.5
Theo thống kê tàu mẫu : B/d = 2.23 - 2.34
Theo tính toán : B/d =

2,30

- Thỏa mãn

2.2.3 SƠ BỘ KIỂM TRA TÍNH ỔN ĐỊNH
Tính ổn định là một đặc tính hàng hải của tàu, nó cho biết khả năng
trở về vị trí cân bằng cảu tàu sau khi ngoại lực gây nghiêng ngừng tác
dụng.
Chiều cao tâm nghiêng ngang h được coi là một đặc trưng ổn định của
tàu khi nghiêng góc nhỏ, do đó ta kiểm tra ổn định của tàu thông qua chiều
cao tâm nghiêng ban đầu.
Chiều cao ổn định ban đầu, h0 là : h0 = zB + r0 - zG - Δh ≥ hmin
Trong đó :
KB - cao độ tâm nổi, tính theo công thức của Normand (T84/LTTK)

 CWP 
KB  
d 

C

C
B 
 WP

3,58

(m)

GM - bán kính tâm nghiêng ngang, theo Normand(T408/STKTĐT)
2
CWP
B2
GM  kr

CB 12d

3,99

(m)

kr : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc hình dáng đường nước.Đối với
đường nước có dạng lồi (không có điểm uốn): kr = 1.03 ± 0.05
chọn kr = 1,05
KG - cao độ trọng tâm tàu
KG = kg.D = 5,54

(m)

Δh - trị số giảm chiều cao ổn định ban đầu do ảnh hưởng của mặt
nước tự do. Với tàu hàng Δh = 0.25 - 0.3 m
chọn Δh = 0,3 (m)
hmin - chiều cao tâm nghiêng tối thiểu, theo công thức Nogid với tàu
hàng có B > 12 m
Trang 23


hmin = (0.04-0.05)B =
→ h0 =

0,62 - 0,78

(m)

(m) > hmin

1,73

Kết luận : thông số của tàu thoả mãn điều kiện ổn định
2.2.4 SƠ BỘ KIỂM TRA TÍNH LẮC
Trong giai đoạn lựa chọn kích thước của tàu, chu kì lắc ngang của tàu
được xác định bằng công thức sau :

T  0.58

B 2  4 zG2
h0



8,4

(s)

Trong đó :
B=
zG =

15,50 (m)
5,54 (m)

h0 =

1,73

(m)

Chu kì lắc của tàu cho trọng tải 6560, tra bảng 2.74/STKTDT1 ta được:
Tθth = 7-12s
Kết luận : thông số của tàu thoả mãn điều kiện chòng chành
2.2.5 SƠ BỘ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG TÀU THEO CÁC THÀNH
PHẦN KHỐI LƯỢNG
2.2.5.1 Sơ bộ tính sức cản
* Seri áp dụng
Với bộ thông số đã có và loại tàu, ta chọn tính toán lực cản theo sê-ri các
tàu có hệ số béo vừa phải. Với các đặc trưng như sau:
Bảng 2.1 - Sê-ri tính sức cản
No

Thông số

Giới hạn của sê-ri

Tàu thiết kế

1

Dạng sườn

U, V, trung gian

-

2

L/B

5.50 - 8.50

7,42

3

B/d

2.0 - 3.50

2,30

4

ψ = L/V1/3

4.5 - 7.5

5,49

5
6

Fr
CB

0.16 - 0.30
0.60 - 0.80

0,21
0,76

7

CP

0.614 - 0.805

0,77

Trang 24

Vậy đặc trưng của tàu thiết kế thỏa mãn sê-ri đã chọn.
Khi đó sức cản được tính như sau :
R = RF + RR + RA + RAP

(kN)

Trong đó :
R
RF

(kN)
(kN)

- lực cản toàn phần
- lực cản ma sát , RF = 1/2*ρ*CF*v2*S
Với CF = 0.455/(lgRe)2.58

RR

(kN)

- lực cản dư , RR = 1/2*ρ*CR*v2*S
Với CR = CR(CB; Fr).kψ.kB/d.aB/d.kxB

CR(CB;Fr) - hệ số lực cản dư đối với giá trị hệ số béo CB của bài
toán và số Fr
kψ - hệ số để ý tới ảnh hưởng của chiều dài tương đối ψ = L/V1/3
kB/d và aB/d - hệ số ảnh hưởng của sự khác nhau giữa B/T tính
toán và giá trị tiêu chuẩn B/T = 2.5

kxB - hệ số ảnh hưởng của hoành độ tâm nổi
- lực cản do nhám , RA = 1/2*ρ*CA*v2*S

(kN)

RAP - lực cản do phần nhô , RAP = 1/2*ρ*CAP*v2*S

(kN)

RA

→ R = 1/2*ρ*(CF+CR+CA+CAP)*v2*S
S

(kN)

- diện tích mặt ướt của tàu
Theo công thức V.A.Cemeki với tàu vận tải biển có hệ số béo CB lớn
(CB > 0.65) thì:
S = LT[2+1.37(CB - 0.274)B/d] =

Trang 25

2911

(m2)


Quá trình tính toán được thể hiện dưới bảng sau:
Bảng 2.2 - Tính sức cản

TT
1

Đại lượng
vs

Đơn vị
knot

12

Vận tốc giả thiết
13
14

15

2

v=0.5147vs

m/s

6,2

6,7

7,2

7,7

3

v2

(m/s) 2

38,1

44,8

51,9

59,6

4
Fr = v/(gL)1/2
5 CR0.103 = CR0(CB;Fr)

-

0,184
0,93

0,199
1,02

0,215
1,32

0,230
1,54

6

ψ0 = ψ0(CB)

-

4,97

5,01

5,16

5,27

7

aψ = aψ(ψ;Fr)

-

1,16

1,16

1,16

1,16

8

aψ0 = aψ0(ψ0;Fr)

-

1,44

1,42

1,37

1,30

9

kψ = aψ/aψ0

-

0,81

0,82

0,85

0,89

10

kxB = kxB(CB; Fr)

-

1,79

1,74

1,62

1,46

11

kB/T = kB/d(B/d;Fr)

-

0,984

0,984

0,984

0,984

12

aB/T = aB/d(B/d)

-

1,00

1,00

1,00

1,00

-

1,318

1,432

1,776

1,966

-

672,6

728,7

784,7

840,8

3

-

1,651
0,2

1,634
0,2

1,619
0,2

1,605
0,2

CAP.103

-

0,1

0,1

0,1

0,1

-

3,3

3,4

3,7

3,9

m2

2911

2911

2911

2911

kN
kW

186
1149

225
1504

286
1989

344
2658

13 CR.103=[5].[9].[10].[11].[12]
14
15
16
17

Re/106=vL/(υ.106)
3

CF0.10 =[0.455/(lgRe)

CA.10

2.58

]/10

3

18 C.103=[9]+[11]+[12]+[13]
19

S=LT[2+1.37(CB-0.274)B/T]

20 R=1/2.ρ.[14].[3].[15]
21

PE=[20].[2]

Trang 26


Biểu đồ R-vs;PE-vs
7000

6500

6000

5500

5000

Trục PE (kW)

4500

4000

3500

3000
2658
2500
1989
2000
1504

1500

1000
11

11,5

12

12,5

13

13,5
Trục vs(knot)

Trang 27

14

14,5

15

15,5

16