Thiết kế tàu chở than trọng tải 13000 tấn, chạy tuyến quảng ninh philipines, lắp máy 5500kw

Họ và tên :
MSV :
Lớp :

Trần Thanh Hải
39367
VTT51-ĐH1

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
Thiết kế tàu chở than trọng tải 13000 tấn, chạy tuyến Quảng Ninh-Philipines, lắp máy 5500kW

1


PHẦN I: TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG – TÀU MẪU
I.TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG
1.1.CẢNG ĐI (Cảng Hòn Gai)
*Vị trí
- Tọa độ: Vĩ độ - 20o 57' Bắc; Kinh độ - 107o 04' Đông.
*Điều kiện khí hậu
- Chế độ thủy triều là nhật triều, mực nước triều cao nhất là + 4,00, thấp
nhất là 0.00 mét, trung bình là + 3,20 m. Biên độ dao động lớn là 4,0 m, trung
bình là 2,50 m.
- Cảng chịu hai mùa gió rõ rệt:
+ Tháng 10 đến thá 03 năm sau là gió Bắc - Đông Bắc.
+ Tháng 04 đến tháng 09 là gió Nam - Đông Nam.
*Khả năng thông qua
- Tổng chiều dài là 36km bao gồm:
+ Từ phao số 0 đến Một: dài 25,5km; rộng 300-400m sâu -13m đến -20 m.
+ Từ hòn Một đến cảng Cái Lân: dài 10,5km; rộng 130km, sâu -10m.
- Cỡ tàu nhất tiếp nhận được: 75000 DWT

+ Cảng Cái Lân: 40000 DWT
+ Bến số 5: 40000 DWT
+ Bến số 6;7: 30000 DWT
+ Khu vực dùng hàng xuống xà lan: 45000 DWT
- Năng xuất làm hàng một ngày:
+ Cảng Cái Lân: 5 xe nâng và 6 xe ủi 3-5 (t).
+ Bến số 5;6: 5 xe nâng 8-10 (t), 3 xe móc 12 (t), 5000 (t) hàng rời
+ Bến số 7: 20 xe nâng 2,5 (t) và 2 xe nâng 1-1,5 (t).
*Cơ sở hạ tầng và trang thiết bị
- Sức chứa :
+ Tổng diện tích kho (04 kho) là 10700 m2, trong đó:
Kho CFS:

4600 m2

Kho chứa hàng khác :
2


Bến 5:

5400 m2

Bến 1:

700 m2

+ Tổng diện tích bãi hàng của 5 bến là 142000 m2, gồm:
Bến 6:

52000 m2

Bến 5:

26000 m2

Bến 1 và bến phụ:
- Trang thiết bị:
+ Tuyến tiền phương:
02 cẩn Gantry crane, sức nâng 40 (t), tầm với 37 m, cao độ 31 m
01 cẩu bờ di động Liebherr LHM 250, sức nâng 64 (t).
01 cẩu bờ di động Liebherr LHM 1300, sức nâng 100 (t).
02 cẩu chân Liebherr, sức nâng 40 (t)/chiếc.
02 cẩu chân đế, sức nâng 10 (t)/chiếc.
07 cẩu bánh lốp di động bao gồm:
03 cẩu 14 (t)
02 cẩu 25 (t)
01 cẩu sức nâng 50 (t).
01 cẩu sức nâng 36 (t).
01 xe nâng container sức nâng 40 (t).
03 tàu kéoi công suất: 1880hp, 1200hp, 3600hp
+ Tuyến hậu phương:
Đầu kéo: 13 chiếc vụ chở hàng từ cầu tàu vào kho bãi
Cẩu cân: 05 chiếc, tải trọng 65-80 (t).
Xe gạt dưới hầm tàu: 05 chiếc
Ngoạm xếp hàng rời, ngoạm hoa thị: 65 chiếc; dung tích 1,2 - 16 m3
Xe xúc lật: 06 chiếc, xe quốc đào: 07 chiếc phục vụ đánh tẩy, san hàng
dưới hầm tàu.
1.2. CẢNG ĐẾN (Cảng Manila)
Cảng Manila

-là cảng lớn Philippines. Cảng có 6 cầu tàu trong đó có 2 cầu tàu dành cho tàu container và tàu
3


roro. Cảng có hệ thống kho với diện tích 68.000m2 và 4 bãi chứa với diện tích 143.000 km2, khối
lượng thông qua cảng trên 11.10 6T/năm. Manila ngoài việc là trung tâm kinh tế, văn hóa lớn nó
còn là hải cảng sầm nhất Philippines. Cảng Manila là nơi mà người Tây Ban Nha đặt chân đầu
tiên lên vùng đất này, ngày nay hải cảng lớn nhất Philippines. Cảng Manila thuộc vịnh Manila
nằm ở bờ của sông Pasig. Cảng được chia thành 3 khu vực: gồm khu Nam cảng, khu bắc cảng, và
khu cảng quốc tế. Hiện này lượng hàng, xuất cảng hàng ngày lên, đến 30 triệu tấn. Cảng Manila
được xem là 1, trong 30 cảng lớn, nhất thế giới. Nhiều công ty vận tải hàng hải đã, có chi nhánh
tại Manila. Năm 1571, đội thuyền viễn dương, có hơn 300 người của Tây Ban Nha do Magienlang
dẫn đầu đã đổ bộ vào cảng Manila.
1.3. TUYẾN ĐƯỜNG ĐI GIỮA HAI CẢNG
Tuyến đường Quảng Ninh-Philipines có độ dài : 1180 hải lý.
Điều kiện tự nhiên của, vùng biển Philipines tương tự, như vùng biển Việt Nam là chịu ảnh
hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, thủy triều đều đặn, các dòng hải lưu rất ít ảnh, hưởng đến
sự đi lại của tàu, song đi lên phía Bắc nên chịu ảnh, hưởng của gió mùa Đông Bắc. ở vùng biển
này mưa tập trung vào tháng 6, 7.
Gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, thường từ cấp 5÷ 7. Tại vùng biển
Đông có thể xuất hiện bão đột ngột. 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¸ phía Bắc
rồi theo bờ biển về Châu Mỹ quay về xích đạo tạo thành một vòng kín và dòng hải lưu lạnh chảy
ngược từ Bắc Mỹ về phía Nam theo bờ biển Châu Á.

4


II. TÀU MẪU

STT Các thông số của tàu
1
2

3

Tên tàu (theo đăng ký
IMO)
Năm đóng

Nơi đóng

4

Công ty quản lý

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Loại tàu

Trọng tải DW
Chiều dài thiết kế Ltk
Chiều dài Lpp
Chiều rộng thiết kế Btk
Chiều chìm thiết kế T
Chiều cao mạn D
Tỷ số L/B
Tỷ số B/T
Tỷ số D/T
Lượng chiếm nước Δm
Hệ số béo thể tích CB

17

Tốc độ tàu

18

Công suất máy
Loại hàng tàu chuyên
chở

19

Đơn
vị

tấn
m
m

m
m
m

Tấn

FS LUCKY

DONG PHU

NEW ENERGY

9470583

9525687

9306524

2012

2009

THINH LONG
SHIPBUILDIN
G
(NAM DINH VIET NAM)

SONG CHANH
SHIPYARD
(QUANG NING

-VIET NAM)

2005
VINASHIN
BACH DANG
SHIPBUILDING
INDUSTRY
(HAI PHONG –
VIETNAM)

DONG DO
FESHIP
MARINE
VINASHIN
(HA NOI – VIET DEVELOPMENT (HA NOI – VIET
NAM)
(HA NOI – VIET
NAM)
NAM)
Tàu hàng khô
Tàu hàng khô
Tàu hàng khô
12.561
13.297
14.603
153,71
136,00
160,16
142,90
126,00

149,76
24,0
20,2
22,0
6,00
8,35
7,50
10,5
11,3
10.50
6,405
6,733
8,480
4,000
2,419
2,933
1,750
1,353
1,400
17428,0
16829,5
20203,0
0,803
0,748
0,834

knot
s
kW

10,5

15,6

15,8

4.120

3.964

5.180

Hàng khô

Hàng khô

Hàng khô

Phần II
5


XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

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
Căn cứ vào số liệu thống kê đội tàu hàng rời hiện đại, mối quan hệ giữa trọng tải và lượng
chiếm nước, ta có

6


Δmsb, tan
250000
200000
150000
100000
50000
0
0

40000

80000

120000

160000

200000 DW, t

Hình 2.1 Quan hệ giữa lượng chiếm nước với trọng tải
Δmsb = 1,3461.DW = 1,3461.13000= 17499,3 tấn
Chọn Δmsb = 17500 tấn
ηDW = DW/∆msb = 13000/17500 = 0,743
ηDW nằm trong khoảng 0,67- 0,79 => ∆msb đã chọn thỏa mãn.
2.1.2 SƠ BỘ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU VÀ HỆ SỐ BÉO
2.1.2.1. Chiều dài tàu
Căn cứ vào số liệu thống kê đội tàu hàng rời hiện đại, mối quan hệ giữa trọng tải và chiều

dài tàu, ta có

7


L, m
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0

25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 DW, t

Hình 2.2 Quan hệ giữa chiều dài tàu và trọng tải
Tra đồ thị ta được:
L = 7.3 . DW0,31 = 7.3.130000,31 = 137,61m
Ta chọn L = 138 m.
2.1.2.2. Chiều rộng tàu
Căn cứ vào số liệu thống kê đội tàu hàng rời hiện đại, mối quan hệ giữa trọng tải và chiều
rộng tàu, ta có

Hình 2.3 Quan hệ giữa chiều rộng tàu với trọng tải
8

Với DW=13000 tấn
Chọn B = 20 m.
2.1.2.3. Chiều cao mạn
Căn cứ vào số liệu thống kê đội tàu hàng rời hiện đại, mối quan hệ giữa trọng tải và chiều
cao mạn, ta có
D, m
35
30
25
20

.

15
10
5
0
0

25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 DW, t

Hình 2.4 Quan hệ giữa chiều cao mạn và trọng tải
Tra đồ thị ta được:
D = 0,501 . DW0,326 = 0,501.130000,326 = 10,989 m
Chọn D = 11 m
2.1.2.4. Chiều chìm tàu
Căn cứ vào số liệu thống kê đội tàu hàng rời hiện đại, mối quan hệ giữa trọng tải và chiều
chìm tàu, ta có

9


T, m
35
30
25
20

.

15
10
5
0
0

25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 DW, t

Hình 2.5 Quan hệ giữa chiều chìm tàu và trọng tải
T = 0,3763.DW0,324 = 0,3763.130000,324 = 8,0994m
Chọn T = 8,1 m
2.1.2.5. Hệ số béo thể tích
Dựa vào công thức hải quân ta tính sơ bộ vận tốc tàu:
3
∆ 2/3
m .v
Ps =
C

Trong đó:
Ps: công suất cho trước, Ps= 5500 kW

∆m
: lượng chiếm nước của tàu (tấn)
v: Vận tốc tàu (knot)
C: Hệ số hải quân. C được xác định dựa theo thống kê:
C= 0,95L+197 = 0,95.138+197 = 328,1
10


 v=

13,5 (knots)

Tính số Fr và hệ số béo CB theo vs và L:

Fr =

v
0,514.vs 0,514.13,5
=
=
= 0,18
gL
gL
9,81.138

Hệ số béo thể tích:
CB = 1,09 -1,68Fr ± 0,12= (0,67÷ 0,91) (công thức 2-25[2]).

Chọn hệ số béo thể tích CB= 0,77.
2.1.2.6. 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 = 0,99 ± 0,004 , (công thức 6.20[3])
Chọn hệ sơ bộ hệ số béo sườn giữa CM = 0,99.
2.1.2.7. Hệ số béo dọc
Hệ số béo dọc được xác định bởi tỷ số giữa CB và CM.
CP = CB/CM = 0,78
2.1.2.8. 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
Trong đó:
a =0.985
Δa = ± 0.075 - phụ thuộc vào dạng sườn, Δa càng lớn thì sườn càng có hình dáng gần với
dạng chữ V.
11


CWP = 0,76 – 0,91 . Chọn CWP = 0,9
2.1.2.9. Hệ số béo thẳng đứng
Hệ số béo thẳng đứng được xác định bởi tỷ số giữa CB và CWP:
CVP= CB/CWP = 0,86
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=

1,025

(t/m3) - khối lượng riêng của nước.

CB =

0,77

- hệ số béo thể tích của tàu.

L=

138

(m) - chiều dài tàu.

B=

20,0

(m) -chiều rộng tàu.

T=

8,10

(m) -chiều chìm tàu.

→Δ=

17767

(t) -lượng chiếm nước tính toán.

Δsb =

17500

(t) - lượng chiếm nước sơ bộ.

Xét : [(Δsb - Δ)/Δsb].100% =

1,5%

< 2%

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/[2] đối với tàu hàng ta có : L/B = 5.5 - 8.0
Theo tính toán ta có: L/B = 6,9
2.2.2.2 Tỷ số D/T
Tỷ số D/T ảnh hưởng tới khả năng chống chìm và chống hắt nước lên boong của tàu.
Theo bảng 2-8/[2], tàu hàng có mạn khô tối thiểu: B/T = 1.15-1.45
12


Theo tính toán ta có: D/T = 1,36
2.2.2.3 Tỷ số B/T
Tỷ số B/T có quan hệ với tính ổn định và sức cản của thân tàu.
Theo thống kê tàu hàng hiện đại : B/T = 2.0 - 2.8
Theo tính toán : B/T =

2,47

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
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, GM là : GM = KB + BM - KG - ΔGM ≥ GM min
Trong đó :
KB - cao độ tâm nổi, tính theo công thức của Normand (T84/[3])
4,36

(m)

 CWP 

KB = 
T =
BM - bán kính tâm nghiêng ngang,
(T408/STKTĐT)
+ C B Normand
 CWP theo


4,55 (m)
2
CWP
B2
BM = k r
=
CB 12T
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 =

7,15 (m)

ΔGM - trị số giảm chiều cao ổn định ban đầu do ảnh hưởng của mặt nước tự do.
Với tàu hàng ΔGM = 0.25 - 0.3 m
chọn ΔGM =

0,3 (m)

GMmin - chiều cao tâm nghiêng tối thiểu, theo công thức Nogid với tàu hàng có B >12m

GMmin = (0.04-0.05)B =
13

0,8 - 1,0

(m)


→ GM0 =

1,46

(m) > GMmin

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:

Tθ = 0.58

B 2 + 4kG2
GM 0

=

11,8

(s)

Trong đó :
B=

20,00

(m)

- Chiều rộng tàu.

kG =

7,15

(m)

- Cao độ trọng tâm.

GM0 =

1,46

(m)

- Chiều cao tâm nghiêng.

Chu kì lắc của tàu cho trọng tải 13000T, tra bảng 2.74/[2]1 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 TRỌNG LƯỢNG

2.2.5.1 Chọn động cơ chính

ρ
σ

Chọn sơ bộ động cơ chính, ta có Ps = 5500 kW.

Bảng 2.3: Bảng thông số máy

Tên máy

Hãng

8S35MC
d

H

MAN B&W

Công suất

Vòng quay

kW

rpm

5600

170

!

2/
3
K
→
≥
=
D
.
V
.
2.
0
Z
3
d
A


A

Z
P
1
0
*m
*T

H
E
E
T


≥
−
=

0
,
2
4
.
1
.
0
8
d
.
=
=



(
H
)



3
A

K
→
<
=
D
.
V
.
2.
0


D
. e
Z
M
A
X
4
[
]
m
D
a
xA
0



0
M
N
I

T
D

e

=
D

T

A

D

T

A

2.2.5.3 Nghiệm lượng chiếm nước theo các thành phần tải trọng
∆m = ∑mi = ∆0 + DW
Trong đó:
∆0 – là khối lượng tàu không
DW – trọng tải tàu

14


Trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lượng tàu không được chia ra thành ba thành phần khối lượng
sau:
∆0 = mvt+ mtbh + mm + m∆, tấn
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
2.2.5.3.1. Khối lượng vỏ tàu:
Khối lượng thân tàu mvt :
mvt = mv+mtt
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

=

Trong đó:

2522

(tấn)

L=

138,0 (m)

B=

20,00

D=

11,0

(m)

Giá trị của các hệ số k được xác định dựa vào bảng sau:
Tàu chở hàng rời

k1

k2

k3

0,0263

1,675

0,85

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 rời: mtt=(10÷12)%mv=

252 (tấn)

2.2.5.3.2. Khối lượng trang thiết bị:
Khối lượng các trang thiết bị và hệ thống mtbh:
mtb = k1(L.B.D)k2=

1188

Giá trị của các hệ số k trong công thức được xác định dựa vào bảng sau:
k1
Tàu chở hàng rời

0,5166
15

,tấn

(m)


2.2.5.3.3. Khối lượng trang thiết bị năng lượng:
mm = k1.Psk2 (tấn)

=

516

(tấn)

Trong đó:
Ps – công suất của tổ hợp thiết bị năng lượng, Ps =

5600

(kW)

k1 và k2: phụ thuộc vào loại máy chính và được xác định dựa vào bảng sau:
k1
Động cơ diesel (2 kỳ)

2,41

Động cơ diesel (4 kỳ)

1,88

2 x Diesel (2 kỳ)

2,35

Turbine hơi

5

2.2.5.3.4. Dự trữ lượng chiếm nước và ổn định:
m11 = (0,01-0,02) .m=

177

(tấn)

2.2.5.3.5. Khối lượng thuyền viên, dự trữ lương thực, thực phẩm và nước ngọt
Khối lượng thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống:
m14 = m1401 + m1402 + m1403= 17,48 (t)
Trong đó:
m1401- khối lượng thuyền viên và hành lý:
m1401 = nTV.a (tấn)

= 3,6 (tấn)

Trong đó:
nTV - số thuyền viên, nTV =

24

(người)

a - khối lượng thuyền viên và hành lý, a =

150

(kg/người)

(a = 130 -150 kg/người)
m1402: khối lượnglương thực, thực phẩm
m1402 = nTV.b.t =

0,48

(tấn)

Trong đó:
b - dự trữ thực phẩm cho một thuyền viên trong một ngày đêm.
b=

5

(kg/người/ngày);

t - thời gian hành trình của tàu, t =
m1403 - khối lượng nước uống và nước sinh hoạt:
16

4

(ngày)


m1403 = nTV.c.t (tấn)

= 13,4 (tấn)

Trong đó:
c- dự trữ nước ngọt cho một người trong một ngày đêm.
c=

140 (lít/người/ ngày)

2.2.5.3.6. Khối lượng dự trữ nhiên liệu dầu nhớt bôi trơn

m16 = m1601 + m1602 + m1603 = knl.m1601

= 185

(tấn)

Trong đó
knl =1,09 ± 0,03, hệ số nhiên liệu, knl =

1,12

m1601 = kMt.m’nl.Ne , khối lượng chất đốt
kM- hệ số dự trữ hàng hải để ý đến thời gian đỗ bến hành trình, gặp bão,
dòng chảy và rong rêu hà rỉ: kM = 1,13 - 1,3; kM =
t - thời gian hành trình; t = 96
Ne, công suất của tổ hợp TBNL
Ne = (1,15-1,25).Ps

1,3

(giờ)

m’nl - suất tiêu hao nhiên liệu với động cơ Diesel
m’nl = (0,11÷0.24) kg/kW.h

m’nl =

0,2

(kg/kW.h)

2.2.5.3.7. Khối lượng hàng hóa
m15 = DW– m14 – m16 (tấn)

= 12798

Bảng 2.4 - Các thành phần khối lượng
TT

Thành phần

Kí hiệu

Đơn vị

Cách tính

1

Thân tàu

mvt

(t)

mvt = mv + mtt

2

Thiết bị

mtb

(t)

mtb = k1(L.B.D)k2

3

Thiết bị năng lượng

m04

(t)

mm = k1.Nk2

4

Lớp thép bảo vệ

m06

(t)

-

5

Trang thiết bị,vũ khí

m07

(t)

-

6

Vũ khí đánh trả

m08

(t)

-

7

Dự trữ phụ tùng, vật tư

m09

(t)

-

8

Dằn cố định

m10

(t)

-

9

Dữ trữ LCN

m11

(t)

m11 = (0.01-0.02).Δ

17

(tấn)


m12

(t)

-

11

Hàng lỏng cố định
Trang thiết bị thuyền
viên

m13

(t)

-

12

Tv, lt, tp, nước uống

m14

(t)

m14 = m1402 +m1403

13

Hàng hóa

m15

(t)

DW-m14-m16-m17-m18

14

Dự trữ nhiên liệu,…

m16

(t)

m16 = knlkMm'nltN

15

Hàng lỏng thay đổi

m17

(t)

-

16

Nước dằn

m18
Tổng : Δ1

(t)

-

10

Xét: [(Δ1-Δ)/Δ].100% =

0,62

% <2 %.

Kết luận : thông số của tàu thỏa mãn lượng chiếm nước
∆
0

2.2.6 SƠ BỘ KIỂM TRA DUNG TÍCH
* Dung tích hàng theo khối lượng hàng :
VTT = μh.W15 =

(m3)

16637

Trong đó :
μh - hệ số dung tích của hàng hoá
μh = 1,3

m3/tấn - Bảng 2.63/[2]1 - với than đá

W15 - Khối lượng hàng.
W15 =

12798

(tấn)

* Dung tích hàng tính theo kích thước tàu:
VTK = kngLhBhHCBkh =

16851

(m3)

Trong đó :
kng - Hệ số điền đây khoang hàng.

kng =

Lh = L – La – Lf - Lm =
L - chiều dài tàu, có L =

0,89
105

(m)

138,0 (m)

La - Chiều dài khoang đuôi được xác định theo yêu cầu của Quy phạm (nằm trong khoảng
(4-7)%L nhưng không được lớn hơn 10 m).
La =

7,8 (m)

Lf – Chiều dài khoang mũi được xác định theo yêu cầu của Quy phạm (nằm trong khoảng
(5-8)%L nhưng không được lớn hơn 10 m).
Lf =
18

7,7

(m)


Lm - chiều dài buồng máy, tra bảng 2-69/[2]1
Lm = 0,125L= 17,5
Bh - Chiều rộng khoang hàng, có Bh =

20,0

(m)

H - Chiều cao khoang hàng, H = D - h đ =

9,8

D- Chiều cao mạn, D =

(m)

11,0

(m)

(m)

h đ -Chiều cao đáy đôi, h đ ≥ B/20. Chọn hđ=

1,2

(m)

CBkh - Hệ số béo thể tích khoang hàng.
CBkh = CB + 0.15 =
Xét:

VTT − VTK
.100% =
VTT

0,92 (m)

1,29 % < 2%

Kết luận: các thông số của tàu thỏa mãn yêu cầu dung tích.
TT

Bảng 2.5 - Các thông số chủ yếu
Thông số cơ bản
Ký hiệu

Đơn vị

1

Chiều dài hai đường vuông góc

L

m

2

Chiều rộng tàu

B

m

3

Chiều chìm tàu

T

m

4

Chiều cao mạn

D

m

5

Hệ số béo thể tích

CB

-

6

Hệ số béo sườn giữa

CM

-

7

Hệ số béo đường nước

CWP

-

8

Hệ số béo dọc

CP

-

9

Hệ số béo thẳng đứng

CVP

-

10

Tỉ số L/B

L/B

-

11

Tỉ số B/T

B/T

-

12

Tỉ số D/T

D/T

-

13

Trọng tải

DW

(t)

14

Công suất

Ps

kW

19

- Thỏa mãn


15

Lượng chiếm nước

Δ

(t)

PHẦN III: XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH LÝ THUYẾT
3.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
Ngày nay có nhiều phương pháp để xây dựng tuyến hình, mỗi phương pháp có ưu nhược điểm
riêng. Ở đây ta dùng phương pháp thiết kế mới để xây dựng tuyến hình tàu. Phương pháp sử dụng
là phương pháp I.A.Iacovlev.
3.2 XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH.
3.2.1 Thông số chủ yếu của tàu thiết kế.
Bảng 3.1.Các thông số chủ yếu
Đại lượng

Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

Chiều dài giữa 2 đường vuông góc

LPP

138

m

Chiều rộng tàu

B

20

m

Chiều chìm tàu

T

8,1

m

Chiều cao mạn

D

11

m

Hệ số béo thể tích

CB

0,77

Hệ số béo sườn giữa

CM

0,99

Hệ số béo đường nước

CWP

0,9

Hệ số béo dọc tàu

CP

0,78

Hệ số béo thẳng đứng

CVP

0,86

3.2.2 Lựa chọn dạng sườn, dạng sống mũi, sống đuôi.
-

Dạng sườn:

Vùng mũi: Sườn vùng mũi ảnh hưởng tới sức cản tàu. Chọn dạng sườn mũi dạng chữ U béo.

Vùng giữa tàu: giữa tàu là đoạn thân ống, chọn dạng sườn chữ U.
20


Vùng đuôi: Sườn vùng đuôi tàu ảnh hưởng tới sức cản vỏ tàu và dòng chảy nước tới chong
chóng,. Chọn dạng sườn chữV.
-

Hình dáng mũi tàu: Dạng mũi của tàu có ảnh hưởng lớn đến sức cản của tàu. Do tàu có trọng
tải DW = 13000T, chạy với tốc độ v = 13,5 knots nên ta chọn mũi có dạng mũi quả lê để giảm
sức cản sóng cho tàu.Dạng mũi quả lê được nhiều nhà nghiên cứu khuyên dùng với những tàu
có Fr = 0,17 ÷ 0,32.
+ Xác định các kích thước chủ yếu của mũi quả lê theo sách LTTKTT (Chương 9-tr 189) như

sau:
 Chiều dài mũi quả lê:

lB = LBL/L
lB = 0,051 – 0,116.Fr ± 0,006 = (0,0247 ÷ 0,0367)
chọn lB = 0,02754 → LBL = 0,02754.L = 3,8 ( m)
Vậy ta có chiều dài mũi quả lê là: Lql = L.lql = 3,965 (m)
 Chiều rộng mũi quả lê:

bBT = BBT/B
bBT = 0,145 ± 0,025
chọn bBT = 0,12 → BBT = 0,13.B = 2,4( m)
 Góc nâng mép dưới mũi quả lê.

ψB = 34 – 105.Fr = 15,625 ˚
 hB = HBO/T ; chọn hB = 0,65 → HBO = 0,65.T = 5,265 m

Các hệ số béo của mũi quả lê như sau :
 CMB = 0,65 ± 0,04 ; Chọn CMB = 0,65
 CPB = 0,76 ± 0,04 ; Chọn CPB = 0,76
 CBB = CPB.CMB = 0,494

Hình vẽ
21


- Hình dáng đuôi tàu:
•
•
•
•

Dễ thoát nước
Dễ công nghệ
Giảm sức cản của tàu
Đảm bảo điều kiện làm việc của thiết bị lái và thiết bị đẩy.

Hình dạng đuôi được lựa chọn phù hợp với yêu cầu trên là đuôi tuần dương hạm.
Để xác định được kích thước của vòm đuôi.Trước hết ta phải xem xét yêu cầu bố trí thiết bị lái và
thiết bị đẩy.
Xác định các yếu tố hình học của bánh lái.
+ Diện tích các bánh lái
Abl = µ.LT (m2)
Trong đó: µ là hệ số diện tích bánh lái được xác định theo công thức của Xoobolep ( sổ tay thiết bị
tàu thủy tập 1 trang 13)

3

0, 023
<µ<
L
− 6, 2
CB .B

3

0, 03
L
− 7, 2
C B .B

0,016<µ< 0,028
22


Chọn µ = 0,018
⇒ Abl = 20,12 (m2) ⇒ Chọn Abl = 20 (m2)
+ Diện tích bánh lái đã chọn phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức (Sổ tay thiết bị tàu
thủy tập 1 trang 15)
A min = p.q.

LT
150
.(0, 75 +
)
100

L + 75 ,(m2)

Trong đó:
p = 1 : bánh lái trực tiếp sau chong chóng
q = 1 : tàu hàng
⇒ Amin = 16,256 (m2)
Vậy diện tích bánh lái đã chọn thoả mãn yêu cầu quy phạm.
Bánh lái tấm dạng hình chữ nhật có Profin dạng thoát nước. Chiều cao của bánh lái được lựa chọn
phù hợp với tuyến hình đuôi tàu. Từ chiều chìm của tàu ta chọn:
+ Chiều cao bánh lái : hbl = 5

(m)

+ Chiều rộng bánh lái : bbl = 4

(m)

Độ dang của bánh lái :λ =

h bl
=
b bl

1,25

⇒Phù hợp với yêu cầu quy phạm.
Từ đó ta lựa chọn tuyến hình vòm đuôi tàu có dạng như sau:

23

3.2.3.Xây dựng gần đúng đường cong diện tích đường sườn.
+

Hoành độ tâm nổi của tàu được xác định theo công thức sau (" Lý thuyết thiết kế tàu thủy "
trang 177).

+ XB =0,022.L.

  π CB − 0, 65 

  π 0, 77 − 0, 65 

± 0,5 = 0, 022.138. sin  .
± 0,5 
sin  .
÷
÷
0,15 
0,15

 2

 2


=(1,37÷4,405) m
Chọn XB = 1,8 m
Tàu thiết kế có hệ số béo thể tích là CB = 0,77 - theo " Sổ tay kĩ thuật đóng tàu - tập I" trang 204,
hiệu chỉnh theo tàu mẫu ta có

Chiều dài đoạn thân ống Lm = 37 %LPP = 51,06 m
Chiều dài thân tàu vùng mũi Le, vùng đuôi Lr :
Le = 26% L = 35,88 m
Lr =37% L = 51,06 m
Nửa góc vào nước đường nước thiết kế (" Lý thuyết thiết kế tàu thủy" trang 187)

ψ TK
= 52 − 139Fr =
2

27,6750

Độ thon đường cong diện tích đường sườn:
24


ψm
= 47 − 134Fr =
2

23,550

Trong đó Fr = 0,175
Các tính chất của đường cong diện tích đường sườn :
Diện tích của đường cong diện tích đường sườn chính là thể tích ngâm nước của tàu.
Hoành độ trọng tâm đường cong diện tích đường sườn là hoành độ tâm nổi của tàu.
Các thông số ảnh hưởng lớn đến đường cong diện tích đường sườn:
Diện tích sườn lớn nhất của tàu được tính theo công thức:

Ωmax = CM .BT =

0,99.20.8,1= 160,38 (m2)

Hệ số béo dọc của phần thon mũi và thon đuôi (" Lý thuyết thiết kế tàu thủy" trang 182)

C Pe

L
(C PE − 1) + Le
2
=
Le

L
(C PA − 1) + Lr
C Pr = 2
Lr

=0,635

=0,662

Trong đó:


100.xB

CPA = CP 1 −
2
 L ( 14 + 8CP + 28CP ) 


100 xB
CPE = C P 1 +
 L 14 + 8CP + 28C P 2

(

)





=0,75

=0,81
25