Thiết kế tàu chở hàng khô, chở 5 500 tấn hàng, chạy cấp HCI, vận tốc 13,5 knot

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM


Khoa: ĐÓNG TÀU
Bộ môn: LÝ THUYẾT – THIẾT KẾ TÀU

Sinh viên: NGUYỄN VƯƠNG THÀNH
Lớp: VTT51 – ĐH3 Khoá: 51
Tên đề tài: Thiết kế tàu chở hàng khô, chở 5.500 tấn
hàng, chạy cấp HCI, vận tốc 13,5 knot.

1


Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp (về lý luận,
thực tiễn, tiến trình cần tính toán và các bản vẽ).
A – Phần Thuyết minh:
1 – Tìm hiểu tuyến đường – tàu mẫu
2 – Xác định kích thước chủ yếu của tàu
3 – Xây dựng tuyến hình
4 – Bố trí chung
5 – Các yếu tố tính nổi (Bonjean, Thủy lực)
6 – Cân bằng và ổn định theo Quy phạm
7 – Kết cấu cơ bản (02 khoang liền kề khác nhau về công năng)
8 – Tính toán, thiết kế thiết bị đẩy
B – Phần Bản vẽ:
1 – Tuyến hình

1A0

2 – Bố trí chung

1A0

3 – Kết cấu

2A0

4 – Thiết bị đẩy

1A0

Các số liệu chủ yếu cần thiết để thiết kế:

2


CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Người hướng dẫn thứ nhất:
Nội dung hướng dẫn:

Người hướng dẫn thứ hai:
Nội dung hướng dẫn:

Địa điểm thực tập tốt nghiệp:

3

Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp được giao ngày.........tháng........năm 2015 và phải hoàn
thành xong trước ngày..........tháng........năm 2015

ĐÃ NHẬN NHIỆM VỤ T.K.T.N

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN T.K.T.N

Sinh viên:

Nguyễn Văn Võ

Hải Phòng, ngày ..... tháng ...... năm 2015
T/L. HIỆU TRƯỞNG
TRƯỞNG KHOA ĐÓNG TÀU

4


PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Tinh thần thái độ sự cố gắng trong quá trình làm thiết kế tốt nghiệp của sinh viên:

2. Đánh giá về chất lượng của công trình T.K.T.N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra
trong nhiệm vụ T.K.T.N trên các mặt: lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất
lượng các bản vẽ, ...)

3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn:
(Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày.......tháng.........năm 2015
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Họ tên và chữ ký)

Ths. Trần Tuấn Thành

5


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN
CÔNG TRÌNH THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng công trình thiết kế tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích
số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết
minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn của công trình.

2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
(Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày.......tháng......năm 2015
HỌC VỊ, CHỨC VỤ, HỌ TÊN CHỮ KÝ
CỦA CÁN BỘ CHẤM ĐỀ ÁN

6


MỤC LỤC
PHẦN I................................................................................................................13
TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG VÀTÀU MẪU...................................................13
1.1.TUYẾN ĐƯỜNG......................................................................................13
1.1.1. Đặc điểm về cảng biển..........................................................................13

1.1.1.1. Cảng Sài Gòn..................................................................................13
1.1.1.2. Cảng Hồng Kông............................................................................16
1.1.2. Kết luận.................................................................................................16
1.2. TÀU MẪU................................................................................................18
PHẦN II...............................................................................................................20
KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU..................................................................................20
2.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU..................................................20
2.1.1. Xác định lượng chiếm nước sơ bộ.....................................................20
2.1.2. Xác định chiều dài tàu.......................................................................20
2.1.3. Xác định các hệ số béo......................................................................21
2.2.4. Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn............................................21
2.3. NGHIỆM LẠI CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU ĐÃ CHỌN..................22
2.3.1. Nghiệm lại lượng chiếm nước theo phương trình sức nổi.................22
2.3.2. Nghiệm lại khối lượng tàu theo phương trình khối lượng.................23
2.4. KIỂM TRA SƠ BỘ DUNG TÍCH KHOANG HÀNG.............................27
2.4.1. Dung tích yêu cầu..............................................................................28
2.4.2. Nghiệm lại ổn định ban đầu...............................................................28
2.5. KẾT LUẬN..............................................................................................28
.............................................................................................................................29
7


PHẦN III.............................................................................................................29
XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH..............................................................................29
3.1.ĐẶT VẤN ĐỀ...........................................................................................29
3.2. CÁC BƯỚC XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH..............................................31
3.2.2. Đường cong đường nước thiết kế......................................................33
3.2.3.Xây dựng sườn giữa và các sườn thân ống.........................................34
3.2.4. Dựng các sườn cân bằng theo phương pháp I,A,Ia-kov-lev..............34
3.2.5. Kiểm tra lượng chiếm nước...............................................................38

PHẦN IV.............................................................................................................39
TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI BONJEAN-THỦY LỰC....................39
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG.............................................................................39
4.2. TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐỒ THỊ BONJEAN..............................................40
4.2.1. Công thức lý thuyết...........................................................................40
4.2.2. Công thức tính gần đúng...................................................................40
4.2. TÍNH VÀ VẼ ĐƯỜNG CONG THỦY LỰC...........................................45
4.2.1. Nhóm 1: Các yếu tố của đường nước................................................45
4.2.2. Nhóm 2: Các yếu tố thân tàu.............................................................53
PHẦN V..............................................................................................................56
BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU...........................................................................56
5.1. PHÂN KHOANG CHO TÀU THIẾT KẾ................................................57
5.1.1. Phân khoang theo chiều dài...............................................................57
5.1.2. Phân khoang theo chiều cao..............................................................57
5.2. BỐ TRÍ CÁC KHOANG KÉT.................................................................57
5.3.BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ, BUỒNG PHÒNG.............................................57
8


5.3.1.Trên boong chính................................................................................57
5.3.2.Trên boong thượng tầng đuôi.............................................................58
5.3.3.Trên boong cứu sinh...........................................................................58
5.3.4.Trên boong điều khiển........................................................................59
5.4.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CỨU SINH........................................................61
5.5.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐÈN TÍN HIỆU................................................61
5.6. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ LÁI...................................................................62
5.7. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NEO..................................................................62
5.8. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHẰNG BUỘC................................................65
5.9. TRANG THIẾT BỊ HÀNG HẢI..............................................................66
5.10. TRANG THIẾT BỊ VỐ TUYỄN ĐIỆN.................................................66

5.11. TRANG THIẾT BỊ PHÒNG NẠN.........................................................67
5.12. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ DẰN............................................................69
5.12.1. Bố trí dằn.........................................................................................69
5.12.2. Dung tích dầu DO cần thiết.............................................................69
5.12.2. Dung tích dầu FO cần thiết..............................................................69
5.13. DUNG TÍCH THỰC TẾ KHOANG HÀNG VỀ HỆ THỐNG DẰN.. . .70
5.14. HIỆU CHỈNH MẠN KHÔ.....................................................................71
PHẦN VI.............................................................................................................71
TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO 2 KHOANG LIỀN KỀ (KHOANG HÀNG,
KHOANG MŨI)..................................................................................................71
6.1. GIỚI THIỆU CHUNG.............................................................................71
6.2. HỆ THỐNG KẾT CẤU, KHOẢNG SƯỜN, PHÂN KHOANG.............72
6.2.1. Hệ thống kết cấu................................................................................72
9


6.2.2. Phân khoang......................................................................................72
6.3. KẾT CẤU KHOANG HÀNG..................................................................73
6.3.1.Kết cấu dàn vách................................................................................73
6.3.2. Bố trí nẹp đứng, nẹp khỏe cho dàn vách khoang hàng......................73
6.4. TÍNH TOÁN CƠ CẤU.............................................................................73
6.4.1. Chiều dày tôn vách............................................................................73
6.4.2. Nẹp vách............................................................................................75
6.5. DÀN MẠN...............................................................................................78
6.5.1. Sơ đồ kết cấu.....................................................................................78
6.5.2. Tính toán cơ cấu....................................................................................78
6.5.3. Dải tôn mép mạn...............................................................................79
6.5.4. Sườn thường......................................................................................79
6.5.5. Sườn khỏe..........................................................................................81
6.6. KẾT CẤU DÀN BOONG........................................................................84

6.6.1. Sơ đồ kết cấu.....................................................................................84
6.6.2. Chiều dày tôn boong..........................................................................85
6.6.3. Tính toán cơ cấu................................................................................88
6.6.4. Cột chống.........................................................................................101
6.6.5. Liên kết............................................................................................103
6.7. KẾT CẤU DÀN ĐÁY............................................................................103
6.7.1. Sơ đồ kết cấu...................................................................................103
6.7.2. Chiều dày tôn đáy............................................................................104
6.7.2. Chiều dày tôn bao đáy.....................................................................105
6.7.3. Tính toán cớ cấu..............................................................................105
10


6.7.4. Liên kết............................................................................................110
6.8. KẾT CẤU VÙNG MŨI..........................................................................111
6.8.1. Dàn vách..........................................................................................111
6.8.2. Chiều dày tôn vách..........................................................................111
6.8.3. Tính toán cơ cấu..............................................................................112
6.8.4. Kết cấu dàn vách vùng mũi.............................................................114
6.8.5. Tính toán cơ cấu..............................................................................115
6.8.6. Kết cấu dàn boong khoang mũi.......................................................116
6.8.7. Tính toán cơ cấu..............................................................................117
6.8.8. Kết cấu dàn mạn khoang mũi..........................................................119
6.8.9. Tính toán cơ cấu..............................................................................120
6.9. THANH CHỐNG...................................................................................122
PHẦN VII..........................................................................................................123
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG ỔN ĐỊNH..............................................................123
7.1. GIỚI THIỆU CHUNG...........................................................................123
7.2. CÂN BẰNG TÀU..................................................................................124
7.3. XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM TÀU KHÔNG............................................124

7.4. KHỐI LƯỢNG, TRỌNG TÂM TÀU Ở CÁC TRẠNG THÁI TẢI
TRỌNG.........................................................................................................125
7.4.1. Trạng thái tải trọng: 100% hàng, 100% dự trữ (NoI)......................125
7.4.2. Trạng thái tải trọng: 0% hàng, 10% dự trữ có dằn(NoII)................125
7.5. TÍNH ẢNH HƯỞNG CỦA MẶT THOÁNG CÁC KÉT HÀNG LỎNG
ĐẾN ỔN ĐỊNH TÀU....................................................................................126
7.6. CÂN BẰNG DỌC TÀU Ở CÁC TRẠNG THÁI TẢI TRỌNG............128
11


7.7. ỔN ĐỊNH TÀU TẠI CÁC TRẠNG THÁI............................................130
7.7.1. Trạng thái NoI: 100% hàng, 100% dự trữ.......................................132
6.7.2. Trạng thái NoIII: 0% hàng 10% dự trữ có dằn...............................137
7.8. XÁC ĐỊNH GÓC VÀO NƯỚC Ở CÁC TRẠNG THÁI.......................142
7.9. XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH VÀ TÂM MẶT HỨNG GIÓ.........................142
7.10. TÍNH BIÊN ĐỘ LẮC NGANG THEO CÁC PHƯƠNG ÁN TẢI
TRỌNG.........................................................................................................143
7.11. MÔMEN NGHIÊNG DO GIÓ.............................................................144
7.12. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM........................................145
PHẦN VIII........................................................................................................147
TÍNHTOÁN LỰC CẢN VÀ THIẾT BỊ ĐẨY..................................................147
8.1. TÍNH TOÁN LỰC CẢN........................................................................147
8.2. THIẾT KẾ CHONG CHÓNG................................................................151
8.2.1. Chọn vật liệu chế tạo.......................................................................151
8.2.2. Tính toán hệ dòng theo và hệ số hút................................................151
8.2.3. Chọn sơ bộ đường kính chong chóng..............................................151
8.2.4. Chọn số cánh chong chóng Z..........................................................152
8.2.5. Tính các yếu tố cơ bản của chong chóng.........................................152
8.3. XÂY DỰNG BẢN VẼ CHONG CHÓNG.............................................157
8.3.1. Xây dựng hình bao duỗi thẳng của chong chóng............................157

8.3.2. Xây dựng profin cánh......................................................................158
8.3.3. Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh ...............................162
8.3.4. Xây dựng củ chong chóng...............................................................162
8.3.5. Xây dựng tam giác đúc....................................................................164
12


8.4. KIỂM TRA BỀN CHONG CHÓNG THEO QUY PHẠM....................165
8.4.1. Chiều dày cánh................................................................................165
8.4.2. Tính bán kính góc lượn....................................................................167

PHẦN I
TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG VÀTÀU MẪU
1.1.TUYẾN ĐƯỜNG.

Công việc thiết kế ra một con tàu đòi hỏi người thiết kế phải chọn phương
án thiết kê củatàu. Tuyến đường đó nói nên đặc điểm khí tượng thủy văn, độ sâu
của luồng lạch giúp người thiết kế lựa chọn kích thước phù hợp. Chính vì vậy ta
cần phải tìm hiểu tuyến đường cũng như cảng đến và cảng đi của tàu.
Tàu thiết kế là tàu chở hàng khô, sức chở hàng 5500 tấn, tốc độ 13,5 hải
lý,chạy tuyến hạn chế 1 .
Từ yêu cầu về cấp hạn chế trên, tôi chọn tuyến đường từ Sài Gòn tới
Hồng Kông.
1.1.1. Đặc điểm về cảng biển.

1.1.1.1. Cảng Sài Gòn.
Cảng nằm ở hữu ngạn sông Sài Gòn có vĩ độ 10048’ bắc và 106042’ kinh
đông. Cảng nằm trên một phạm vi dọc bờ dài hơn 2km cách bờ biển 45 hải lý.
Khu vực Sài Gòn có chế độ bán nhật triều, biên độ dao động cửa mực
nước triều lớn nhất là 3,98m, lưu tốc dòng chảy là 1m/s. Từ cảng Sài Gòn đi ra

biển có 2 đường sông:
- Theo sông Sài Gòn ra vịnh Rành Gáy qua sông Lòng Tảo, sông Nhà Bè
và sông Sài Gòn. Những tàu có mớn nước khoảng 9m và chiều dài khoảng 210m
đi lại dễ dàng theo đường này.
- Theo sông Soài Rạp, đường này dài hơn 10 hải lý và tàu phải có mớn
nước không quá 6,5m.
Con tàu và kho bãi :
13


Khu Nhà Rồng có 3 bến với tổng chiều dài 390 m
Khu Khám Hội gồm 11 bến từ kho K0K10 với tổng chièu dài 1264
m.Về kho bãi khu Khánh Hội có 18 kho với tổng diện tích 45369 m 2 và diện tích
bãi 15781m2
Khu Nhà Rồng có diện tích kho 7225 m2 và 3500 m2 bãi ,tải trọng của kho
thấp thường bằng 2 tấn/m 2. Các bãi chứa thường nằm sau kho,phổ biến là các
bãi xen kẽ,ít có bài liên hoàn.
Ngoài hệ thống bán tàu còn có hệ thống phao neo tàu gồm 6 phao ở hữu
ngạn sông Sài Gòn và 26 phao ở tả ngạn sông Sài Gòn.
Từ khu nhà rồng ra biển theo sông Sài Gòn ra sông gành ráy qua sông lòng
tảo, sông nhà bè và sông Sài Gòn với những tàu có chiều cao mớn nước 9m và
chiều dài khoảng 40m đi lại dễ dàng.
Cảng Sài Gòn nằm cách bờ biển 20 hải lý ở vị trí 10 o 48‘ vĩ độ bắc và 106o
42‘ kinh độ đông. Khu vực cảng nằm giữa hai sông thị nghè và kinh tô.
Cảng Sài Gòn chia làm ba khu vực :
+Khu thượng cảng
+Khu quân cảng
+Cảng nhà bè
Khu thượng cảng :
Nằm ở vùng hạ lưu sông Sài Gòn, là khu vực dùng cho tàu lái buôn loại

lớn có bến chính là khánh hội.
Độ sâu của cảng từ (9→ 12)m một lúc có thể cập được 10 tầu có trọng tải
10.000 tấn và nhiều tàu nội địa.
Cảng có 12 cầu tàu bằng bệ dài 1800m và 27 bến đậu để chuyển tải.
Khu quân cảng:
Độ sâu từ (10→12)m
Cảng nhà bè :
Cách Sài Gòn 12 km khu vực này dùng để xuất nhập đầu, các loại hàng dễ
cháy, dễ nổ.
Khu vực này có thể cập 4 tàu viễn dương và 3 tàu nội địa cùng một lúc.
14


Trang thiết bị :
Cảng có 4 cần cẩu cũ xếp hàng Pn = 1,5 T
Hai cần cẩu có sức nâng 90T + 60T
Hai cần cẩucó sức nâng 100T.
Hai cần cẩu di động với trọng tải 90T.
Tám tấn lai dắt và nhiều xe trở hàng và xe nâng sản xuất.
Chế độ thuỷ chiều :
Có chế độ bán nhật chiều biên độ lớn nhất của nhật chiếu là 3,98m lưu tốc
dòng chảy là 1m/s.
Khí hậu khu vực này chia làm 2 mùa rõ rệt mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa
bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11 lượng mưa trung bình từ 150 đến 250 (mm) trên
mỗi tháng, mỗi tháng có từ khoảng 18 đến 19 ngày mưa. mùa khô bắt đầu từ
tháng 12 đến tháng 4 năm sau.
Khu vực này có hệ thống cung cấp nhiên liệu thuận lợi.
Giao thông trong cảng :
Đường hai chiều, xe tải đi lại dễ dàng.
Kho bãi :

Kho chứa được 40.000T không kể kho chứa hàng đông lạnh.

Hình 1.1.Sơ đồ cảng Sài Gòn.

15


1.1.1.2. Cảng Hồng Kông.
Cảng Hồng Kông nằm ở 22o11’ vĩ độ Bắc và 114o11’ độ kinh Đông.
Cảng có thể tiếp nhận các tàu 60000 DWT, chiều dài 288m. Tuy nhiên
luồng ở của chỉ cho phép tàu có mớn nước 10,9m ra vào được.Các bến nước sâu
được tập trung ở bán đảo Konlum, ở đay có 12 bến cho tàu cho tàu viễn dương,
với độ sâu khi nước triều kiệt là 9,6m.Bến Container được bố trí ở khu
Kwaichung ở đây có ba bến với một độ sâu trước bến là 12,4 m.Cảng làm việc
24 giờ trong ngày . Thiết bị làm hàng bách hóa của cảng từ 1 đến 100 tấn. Cảng
cung cấp lương thực thực phẩm bất kì lúc nào. Khả năng thông qua cảng khoảng
37 triệu tấn 1 năm trong đó chủ yếu là hàng nhập khẩu .
Điều kiện tự nhiên của Hồng Kông là chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt
đới gió mùa, thủy chiều đều đặn, các dòng hải lưu rất ít ảnh hưởng đến sự đi lại
của tàu, xong do đi lên phía bắc nên chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc từ
tháng 11 đến tháng 3 năm sau, ở vùng biển này lượng mưa tập trung vào tháng
sáu tháng bảy, lượng mưa trung bình là 1964mm. Tại vùng biển Đông có thể
xuất hiện bão đột ngột thường từ cấp 5 đến cấp 7.Từ tháng 11 đến tháng 4 năm
sau thường có sương mù nên tàu hành trình khó khăn .
Ở vùng biển này chịu ảnh hưởng của dòng hải lưu nóng chảy từ bờ biển
Châu Á lên phía Bắc rồi theo bờ biển về Châu Mỹ quay về xích đạo tạo thành
vòng kín và dòng hải lưu lạnh chảy ngược từ Bắc Mỹ về phía nam theo bờ biển
Châu Á. Do các dòng hải lưu nên tốc độ của tàu cũng bị ảnh hưởng .

Hình 1.2.Cảng Hồng Kông.

1.1.2. Kết luận.

Tuyến đường giữa 2 cảng Sài Gòn – Hồng Kong quãng đường :
S = 911 hải lý
Vận tốc thiết kế tàu:
v = 13,5 knots
Thời gian hành trình:

t=

S
= 2,81 ngày
24.v

Độ sâu cho các tàu có thể dễ dàng truy cập từ biển:
Tmax=9 m
Trong thời gian hành trình còn phải có thời gian dự trự để sử dụng
vào các công việc khác như :nghỉ,sửa chữa,bảo dưỡng,tránh bão. Do đó,
ta chọn thời gian hành trình là: t = 7 ngày

16


Hình 1.3.Sơ đồ hành trình.
Chức danh
( Ranks )

Bảng 1.1. Định biên trên tàu
Chức danh
Số lượng

(Number)
(Ranks)

Thuyền trưởng
(Master)

1

Đại phó (Chief Officer)

1

Sỹquan boong
(Deck Officer)

2

Thuỷ thủ trực ca
(Deck Watchkeeping Rating)

5

Sỹ quan TTVT hoặc Sỹ quan
boong có G.O.C (Radio Officer
or Deck Officer holding G.O.C)
Tổng

2

Máy trưởng (Chief

Engineer)
Máy hai (Second
Engineer)
Sỹ quan máy
(Engine Officer)
Thợ máy trực ca
(Engine Watchkeeping
Rating)
Đầu bếp, Phục vụ
23 thuyền viên trên tàu

17

Số lượng
(Number)
1
1
3
5
2


1.2. TÀU MẪU.

Việc tìm hiểu tàu mẫu có vai trò quan trọng ban đầu trong xây dựng cơ
bản của tàu mẫu đánh giá tính năng, của tàu trong quá trình đóng mới, khai thác
từ đó rút kinh nghiệm khuyết điểm và áp dụng ưu điểm vào tàu được thiết kế.
Với mục đích đó, tàu mẫu phải thỏa mãn điều kiện sau :
+Cùng công dụng, loại tàu
+ Cùng câp vùng hoạt động, cấp thiết kế

+Cùng vật liệu đóng
+ Các thông số tàu như chiều dài, chiều rộng, chiều cao, lượng chiếm
nước, vận tốc …….phải gần sát nhau.
Nguồn: Cục đăng kiểm Việt Nam ( />Bảng 1.2. Thông số tàu mẫu.
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

Thông số
IMO
Năm đóng
Loại tàu
mh
Lmax
Lpp

B
D
T
L/B
B/T
D/T
Δm
CB
ηh
Công suất
Tốc độ

Hoàng Anh 25
9663374
2012
Hàng khô
5098,6
110
106
18,2
9
6,8
5,824
2,68
1,3
6647,4
0,720
0,52
1765
13

18

Giang hải 11
9557355
2011
Hàng khô
5262,9
112
107
18,2
9
6,8
5,879
2,68
1,324
6699,1
0,730
0,536
1765
14

Royal 18
9591662
2010
Hàng khô
5617,5
118,5
112
18,2

9,2
6,9
6,154
2,64
1,333
7128
0,730
0,56
1765
13,5


19


PHẦN II
KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

2.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

2.1.1. Xác định lượng chiếm nước sơ bộ.
Từ phương trình xác định lượng chiếm nước:
m
m
ηh = h ⇒ ∆ sb = h
∆ sb
ηh

(2.1)

Trong đó :
- mh = 5500t–khối lượng hàng hóa.
- ηh : Hệ số lợi dụng lượng chiếm nước theo khối lượng hàng.
- Theo bảng 2.2 - tr18/ STKTĐTT . T1 lấy đối với tầu hàng cỡ
nhỏ và cỡ trung : ηh = 0,57 ÷ 0,7
- Chọn ηh = 0,6
Ta có: ∆sb =

mh 5500
= 9167 T
=
ηh
0, 6

2.1.2. Xác định chiều dài tàu.
Chiều dài tương đối:
l =3

L
D/γ

Theo L.M. Nogid( tr163/LTTK):
l = cnv1/3 = 5,3
20

(2.2)


Với cn = 2,16
⇒ L = l 3 ∆ / ρ = 5,3×

3

9167 /1, 025 = 105,6 (m)

⇒ Chọn L = 107,8 (m)
2.1.3. Xác định các hệ số béo.
2.1.3.1. Tính số Frut.
Fr =

v
g.L

(2.3)

Trong đó
v : tốc độ tàu, v = 13,5 (knot) = 6,944 (m/s)
L : chiều dài tàu, L = 107,8 (m)
g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)
=> Fr = 0,2214
2.1.3.2. Xác định các hệ số béo.
Hệ số béo thể tích CB tính theo công thức 4.2 trang 67, " Bài giảng thiết kế
đội tàu”.
CB = 1,085 – 1,68.Fr = 1,085 – 1,68.0,2214 =0,725(2.4)
Kết hợp với tàu mẫu chọn CB =0,74
Hệ số béo sườn giữa (Giáo trình Lý thuyết thiết kế tàu thủy trang 79)
CM = 0,926 + 0,085.CB ± 0,004 = 0,9957 ± 0,004
(2.5)
Kết hợp với tàu mẫu chọn CM = 0,98
Hệ số béo đường nước (Bài giảng Thiết kế đội tàu trang 62)

CW = 0,205+ 0,85.CB = 0,826
(2.6)
Kết hợp với tàu mẫu chọn CW = 0,86
Hệ số béo dọc tàu:
CP =

CB
0,8
=
= 0,75
CM 0,99

(2.7)

2.2.4. Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn.
Ta có:

Δm = kρCBLBT

(2.8)

Trong đó:
k là hệ số kể tới phần nhô, chiều dày tôn thuộc bề mặt ngâm nước của tàu.
k = 1,007
ρ = 1,025 (t/m3) - khối lượng riêng của nước.
∆ sb = 9167 tấn.
⇒
BT = ∆m/ kρCBL, (m2)
BT =

∆m
9167
=
= 116,83(m2)
k ρCB L 1,007.1,025.0,74.107,8

21

(*)


Mặt khác theo phương trình ổn định có
α
bT = B/T = 6h + 3, 47 k g h T −
= 2,491
(2.9)
α +δ
Trong đó:
Chọn h = 0,1
kg = 0,64 lấy đối với tàu hàng mạn khô tối thiểu chở đầy
hàng ( STKTĐT1).
hT:Theo thống kê đối với tàu hàng có mạn khô tối thiểu tính đến
tính chống chìm và khả năng chống nước hắt lên boong có:
D/T = 1,15 ÷ 1,35
Chọn D/T = 1,32
D

b
=
= 1,32

T

T
Chọn tỷ số B/T, D/T theo tàu mẫu ta có: 
h = B = 2, 491
 T T

Kết hợp với (*) ta có:

D
 T = 1,32

 B.T = 116,83
B
 = 2, 491
T

(**)

Từ (**) suy ra:
B = 17,191 (m)
T = 6,796 (m)
D = 8,97
(m)
⇒ Kết luận : Vậy kích thước sơ bộ của tàu :
L = 107,8 (m)
CB = 0,74
B = 18,2 (m)
CM = 0,98
T = 6,8 (m)

CW = 0,85
D = 9 (m)
CP = 0,75
2.3. NGHIỆM LẠI CÁC KÍCH THƯỚC
CHỦ YẾU ĐÃ CHỌN.

2.3.1. Nghiệm lại lượng chiếm nước theo phương trình sức nổi.

∆ 1 = k.ρ.C B .LBT = 1,007.1,025.0,74.107,8.18,2.6.8=9290,23(tấn)(2.10)
∆ sb = 9167t
Kiểm tra sai số:
∆=

∆1 − ∆ sb
9290, 23 − 9167
.100 =
.100 = 1,59% < 3%
∆1
9167

=> Vậy các kích thước đã cho thỏa mãn.

22

(2.11)


2.3.2. Nghiệm lại khối lượng tàu theo phương trình khối lượng.
m = Σmi = 0 + DW

(2.12)

Trong đó:
0 – là khối lượng tàu không (Lightship weight);
DW – trọng tải tàu.
2.3.2.1. Khối lượng tàu không ∆0.
Trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lượng tàu không được chia ra thành
cácthành phần khối lượng sau:
0 =(mvt+ mtbh + mm + m)k (tấn)
(2.13)
Tàu mẫu
0tính toán
0thực tế
Sai số
HOÀNG ANH 25
1589
1548,8
2,6
GIANG HẢI 11
1589
1436,2
10,64
ROYAL 18
1592,01
1540,5
3,34
Từ bảng giá trị sai số trên, chọn hệ số k = 1
Trong đó:
mvt– khối lượng thân tàu.;
mtbh – Khối lượng các trang thiết bị, hệ thống …;

mm – khối lượng trang thiết bị năng lượng;
m– Khối lượng dự trữ lượng chiếm nước.
Khối lượng thân tàu mv:
mvt = mv+mtt, tấn
Trong đó:
mv – Khối lượng phần thân chính của vỏ tàu;
mtt – Khối lượng phần thượng tầng.
Khối lượng phần thân chính của vỏ tàu có thể được xác định theo công
thức:
mv = k1Lk2Bk3Dk4 =2431,44(tấn)
(2.14)
Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.14) được xác định
dựa vào bảng sau:
k1
k2
k3
k4
Tàu hàng
0,0318
1,6
1
0,26
Khối lượng phần thượng tầng có thể được xác định sơ bộ dựa vào khối
lượng phần thân chính của vỏ tàu và loại tàu:
Đối với tàu hàng khô:
mtt =(6÷7)%mv = 0,06.mv=170,20(tấn)(2.15)
Khối lượng thiết bị tàu.
mtbh = k1(L.B.D)k2 =675,2(tấn) (2.16)
Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.13) được xác định
dựa vào bảng sau:

k1
k2
Tàu hàng khô
6,179
0,48
Khối lượng trang thiết bị năng lượng.
23


mm = k1.Nek2

(2.17)

Trong đó:
Ne – công suất của tổ hợp thiết bị năng lượng, kW.
Giá trị của các hệ số k1 và k2trong công thức (2.16) phụ thuộc vào
loại máy chính và được xác định dựa vào bảng sau:

k1
k2
Động cơ diesel (2 kỳ)
2,41 0,62
Động cơ diesel (4 kỳ)
1,88 0,60
2 x Diesel (2 kỳ)
2,3 0,60
5
Turbine hơi
5,0 0,54
0

Công suất máy Ne được tính dựa theo phương trình sức cản
-Tính sức cản:
Ta sử dụng phương pháp Holtrop- Mennen để tính lực cản của tàu.
Giới hạn của phương pháp:
L/B
B/T
CP
5,12,40,7Ta có: L/B= 5,9 ; B/T = 2,67 ; CP= 0,75
Vậy thông số của tàu thỏa mãn giới hạn trên nên.
Ta có: Sức cản toàn bộ của tàu:
RT = RF 0 (1 + k1 ) + RAPP + Rw + RB + RTB + RA
(2.18)
Trongđó:
RFO(1+k1)_Sức cản ma sát tương đương;
RAPP_Sức cản phần nhô;
Rw_Sức cản sóng;
RB_Sức cản áp suất bổ xung do mũi;
RTB_Sức cản áp suất bổ xung do ngập đuôi kiểu tuần dương hạm;
RA_Hiệu chỉnh sai khác mô hình tàu.
Bảng 2.1.Tính lực cản theo Holtrop- Mennen.
Đại
STT
lượng
tính toán
1
vS
2

v
3
v2
4
Fr
5
CP
6
lcb
7
LR
8
c12

Đơn
vị
hl/h
m/s
m2/s2

%L
m

Các giá trị tính toán
12
6,173
38,103
0,188
0,745
-2,000

23,094
0,538

12,5
6,430
41,345
0,196
0,745
-2,000
23,094
0,538

24

13
6,687
44,719
0,204
0,745
-2,000
23,094
0,538

13,5
6,944
48,225
0,211
0,745
-2,000
23,094

0,538

14
7,202
51,863
0,219
0,745
-2,000
23,094
0,538


9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

c13
1+k1
S
Re.10-9
CF.103
RF
1+k2
RAPP
c7
iE
c1
c3
c2
c5
c16
m1

c15
m4
λ
Rw
PB
Fri
RB
FrT
c6
RTR
c4
CA
RA
Rtotal
PE

1,000
1,266
2758,964
0,571
1,643
88,521
2,800
0,184
0,165
28,38
2,919
0,000
1,000
0,894

1,211
-2,119
-1,694
0,000
0,896
18,720
0,000
0,725
0,000
2,016
0,119
37,292
0,040
0,0005
27
220,554

1,000
1,266
2758,964
0,594
1,634
95,549
2,800
0,200
0,165
28,38
2,919
0,000
1,000

0,894
1,211
-2,119
-1,694
0,000
0,896
26,419
0,000
0,753
0,000
2,100
0,116
39,326
0,040
0,0005
29
247,12

1,000
1,266
2758,964
0,618
1,626
102,828
2,800
0,216
0,165
28,38
2,919
0,000

1,000
0,894
1,211
-2,119
-1,694
-0,001
0,896
36,381
0,000
0,780
0,000
2,184
0,113
41,302
0,040
0,0005003
32
298,43

1474,88
Vậy công suất máy chính:

1716,11

2149,7

Ne =

m2

kN
kN
Độ

kN

kN

kN

kN
kW

PE
= 4,081 (kW)
0,85.0, 65.0,98

1,000
1,266
2758,964
0,642
1,618
110,356
2,800
0,233
0,165
28,38
2,919
0,000
1,000

0,894
1,211
-2,119
-1,694
-0,002
0,896
48,844
0,000
0,808
0,000
2,268
0,109
43,212
0,040
0,0005
34
360,539

1,000
1,266
2758,964
0,666
1,611
118,134
2,800
0,250
0,165
28,38
2,919
0,000

1,000
0,894
1,211
-2,119
-1,694
-0,005
0,896
64,165
0,000
0,834
0,000
2,352
0,106
45,043
0,040
0,0005
37
431,05

2689,188 3325,714
(2.19)

Tra catalog máy ta tìm được máy có kí hiệu:
6S35MC của hãng MAN B&W có công suất Ne = 4200(kW)

25