1 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, với nhu cầu sản phẩm thuỷ sản giới ngày cao nguồn lợi thuỷ sản ngày cạn kiệt, khai thác xa bờ ngày khó khăn…,nghề ni trồng thuỷ sản trở thành giải pháp tốt cho phát triển lâu dài bền vững tồn ngành thuỷ sản Trên xu hướng quan tâm nhà nước, nghề nuôi cá bè biển phát triển mạnh nhiều tỉnh, thành nước Không kỹ thuật nuôi ngày nâng cao mà đối tượng thuỷ sản đưa vào nuôi ngày nhiều phong phú Do vậy, việc phát triển cải tiến hệ thống bè nuôi thuỷ sản vấn đề cần thiết Đề tài “ Thiết kế hệ thống bè nuôi thuỷ sản vật liệu composite ” mà em giải nhằm nâng cao hiệu nghề nuôi thuỷ sản bè biển Đề tài thực gồm nội dung sau: - Đặt vấn đề - Yêu cầu kinh tế kỹ thuật hệ thống bè có Việt Nam - Thiết kế hệ thống bè nuôi thuỷ sản vật liệu composite - Kết luận kiến nghị Nhân em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Đạt người trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài, thầy giáo khoa khí Trường Đại Học Thuỷ Sản, Trung Tâm Nghiên Cứu Chế Tạo Tàu Cá Thiết bị Trường Đại Học Thuỷ Sản giúp đỡ em hoàn thành đề tài Do thời gian có hạn, kiến thức cịn nhiều hạn chế, chắn đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Nha Trang, ngày 15 tháng 06 năm 2006 Sinh viên thực Đoàn Minh Lâm PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 NHU CẦU PHÁT TRIỂN NGÀNH NUÔI CÁ BIỂN Từ thập kỷ 90 trở lại đây, nuôi trồng thuỷ sản Việt Nam phát triển nhanh Theo số liệu thống kê, sản lượng thuỷ sản nuôi tăng từ 172.900 (1992) lên 1.360.000 (2004), đạt tốc độ tăng trưởng bình quân 19%/năm Thị trường xuất không ngừng mở rộng, hàng thuỷ sản Việt Nam có mặt 80 nước giới, tập trung vào số thị trường Mỹ, Nhật, EU Kim ngạch xuất từ sản phẩm nuôi trồng thuý sản tăng lên đáng kể, giá trị tỷ lệ Điều chứng tỏ ni trồng thuỷ sản ngày chiếm vị trí quan trọng xuất thuỷ sản Việt Nam Do nghề khai thác thuỷ sản tự nhiên hoạt động hết vượt cơng suất Cơng trình nghiên cứu dự báo đến 2020, 40% khối lượng thuỷ sản tiêu thụ sở nuôi cung cấp sản lượng nuôi trồng thuỷ sản hai thập kỷ tới tăng gấp đôi, từ 28,6 triệu năm, 1997 lên 53,6 triệu năm 2020 Chính vậy, muốn tăng nguồn hàng xuất khẩu, cần phải trọng đến việc đầu tư vào nuôi trồng thuỷ sản Trong bối cảnh dịch cúm gia cầm tiếp diễn, hàng thuỷ sản ni có nhiều hội phát triển.Tuy nhiên, cần phát triển đa dạng đối tượng, đặc biệt lồi đặc sản tơm hùm, nhuyễn thể, cá biển nuôi lồng v.v Về thị hiếu, dân chúng chuyển hướng sang tiêu thụ hàng thuỷ sản tươi sống, đặc biệt loại có giá trị cao bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm Mặt khác, diện tích ni thuỷ sản đất liền ngày bị thu hẹp ô nhiễm môi trường, dịch bệnh tràn lan Sản lượng nuôi đất liền không dáp ứng nhu cầu tiêu thụ thị trường số lượng lẫn chất lượng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Do muốn có lợi cạnh tranh phải phát triển ni bền vững, bảo vệ môi truờng, nuôi thâm canh đạt suất cao bảo đảm an toàn vệ sinh thuỷ sản Chúng ta phải tập trung vào nuôi thuỷ sản biển nuôi cá lồng, tôm hùm Bằng hệ thống lồng bè để khai thác tối đa tiềm nguồn thuỷ sản 1.2.TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH NUÔI CÁ BIỂN 1.2.1 Trên giới Trên giới nghề nuôi cá biển xuất thu kết to lớn ngồi dự đốn, thành cơng nước lĩnh vực dang thúc đẩy nhiều nước có biển giới theo hướng phát triển ni trồng thuỷ sản để có nguồn ngun liệu ổn định, tập trung có giá trị cao đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày cao thị trường Hiện nay, giới hình thành nên khu vực nuôi cá biển cho sản phẩm lớn như: Tây Bắc Âu, Nam Mỹ, Bắc Mỹ, Địa Trung Hải, Đông Á, Đông Nam Á Đại diện cho khu vực quốc gia có nghề ni cá biển phát triển như: Nauy, Trung Quốc, Chi Lê, Nhật Bản, Indonesia, Anh, Ý, Canada, Hylạp a Địa Trung Hải Đây khu vực nuôi cá biển xuất rầm rộ nước đầu Hylạp với đối tượng nuôi chủ yếu lồi cá Vược có nguồn gốc địa phương có nhu cầu lớn Pháp, Ý, Tây ban Nha Ở Hylạp nghề ni cá biển thức xuất từ năm 1985 phát triển mạnh vào đầu thập kỷ 90 với sản lượng ngày tăng: năm 1988 (5tấn), năm 1995 (22000 tấn), năm1999 (50000 tấn) b.Tây Âu Bắc Âu Sản lượng cá biển nuôi xuất lớn khu vực với đại diện Nauy, Anh Đối tượng nuôi chủ yếu cá Hồi Đại Tây Dương, cá Tuyết Bắc Đại Tây Dương, cá Bơn Điển hình khu vực Nauy nước nuôi cá biển xuất số giới với sản lượng năm 2000 lên tới 550000 (90% cá Hồi) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com c Nam Mỹ Khu vực nuôi cá biển xuất thứ giới, điển hình Chi Lê Quốc gia thức phát triển nghề nuôi cá biển từ cuối thập kỷ 80, vươn lên quốc gia nuôi cá biển xuất tiếng giới Đối tượng nuôi chủ yếu cá Hồi cá Hồi S.trout, cá Bơn…sản lượng năm 2000 đạt 365000 d Bắc Mỹ Điển hình Canada Hoa kỳ với đối tượng nuôi chủ yếu cá Hồi salmo salar cá Hồi Bắc Thái Bình Dương, cá Vược Mỹ e Úc Có kế hoạch phát triển lớn việc kết hợp với Nhật Bản để nuôi hai đối tượng như: Cá Hồi, cá Ngừ f Khu vực Đơng Á Đông Nam Á Đây khu vực nuôi cá biển lớn giới có truyền thống lâu đời, điển quốc gia: Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc, Indonesia, Thái Lan, Nhật Bản Trung Quốc quốc gia tiêu biểu có bước phát triển lớn năm 1995 sản lượng 120000 tấn, tới năm 1999 lên tới 500000 với đối tượng ni là:cá Hồi cá Chẽm Bên cạnh Trung Quốc có quốc gia khác khu vực có bước phát triển mạnh riêng đối tượng ni Đài Loan, đối tượn ni cá chẽm, cá Măng biển, cá Song, cá Cam, đặc biệt cá Rôphi Nhật Bản, sản lượng nuôi cá biển sau Nauy Trung Quốc kỹ thuật đứng đầu giới với sản lượng năm 1999 đạt 335000 tấn, cá Cam chiếm 130000 Indonesia, quốc gia nuôi cá biển số Đơng Nam Á Đối tượng ni cá Măng với sản lượng năm 1999 đạt 184000 tấn, cá Đối đạt 12000 cá Chẽm đạt 4000 Năm 1997 với đà phát triển mạnh khu vực Châu Á Thái Bình Dương cung cấp 90% tổng sản lượng thuỷ sản nuôi trồng giới PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1.2.2 Ở Việt Nam Việt Nam có bờ biển dài 3260km, 3000 đảo lớn nhỏ, 400000ha mặt nước lớn, 12 đầm phá eo vịnh ven biển, lại thêm hệ thống sơng ngịi kênh rạch chằng chịt, với hồ thuỷ lợi, thuỷ điện, có khả sử dụng để ni trồng thuỷ sản với nhiều hình thức, có khoảng 170000 có điều kiện thuận lợi ni trồng thuỷ sản lồng bè Phần lớn diện tích mặt nước biển tập trung vùng Quảng Ninh Hải Phịng (37000 ha), Bình Định (7600 ha), Khánh Hồ (11300 ha) vùng ven biển khác như: Phú Yên, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa- Vũng Tàu, Kiên Giang… Ở Việt Nam từ năm 1990 Thừa Thiên Huế, Phú n, Khánh Hồ phát triển nghề ni cá lồng bè biển thiết bị đơn giản, Lồng ni có loại tre, có loại băng lưới kết hợp tre Khai thác tiềm sẵn có để ni trồng thuỷ sản, coi hướng để tăng lượng thuỷ sản, tăng diện tích ni suất, đa dạng hố hình thức nuôi, khai thác tối đa điều kiện cụ thể địa phương để lựa chọn hình thức ni phù hợp Đối tượng nuôi ngày đa dạng phong phú, lực lượng lao động nuôi thuỷ sản hùng hậu Bên cạnh hộ gia đình nơng dân, cịn có tham gia cơng ty trách nhiệm hữu hạn, công ty cổ phần doanh nghiệp nhà nước trực tiếp đầu tư nuôi thuỷ sản Nuôi thuỷ sản góp phần đáng kể vào việc chuyển đổi cấu kinh tế, ven biển nông thôn, giải việc làm, tăng thu nhập xố đói giảm nghèo Đặc biệt, nuôi tôm trở thành nghề sản xuất đem lại thu nhập cao cho người nơng dân tăng tích luỹ ngoại tệ.[1] Bảng1.1 Sự phát triển nghề nuôi cá biển từ 2001- 2005của Bộ Thuỷ Sản Năm 2001 2002 2003 2004 2005 Số lồng 35000 41000 48000 58000 70000 1.2.3 Ở khánh Hồ Khánh Hịa tỉnh ven biển Nam Trung Bộ, với 135km đường bờ ven đảo Ðiểm cực đơng Khánh Hịa điểm cực đơng tổ quốc, thuận PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com lợi cho phát triển nghề cá vùng khơi Khánh Hòa có 72 đảo lớn nhỏ, có 1658 km2 đất ngập nước, 1000km2 vịnh, đầm, phá, vùng biển nông 30m rộng 2432km2 10000km2 thềm lục địa Ðó tiềm to lớn để phát triển nghề cá ven bờ nuôi trồng hải đặc sản nhiệt đới [4] Ngồi Khánh Hịa cịn mơi trường thuận lợi cho loài cá ven bờ phát triển, với vùng san hơ đa dạng 350 lồi khu vực Hòn Mun khu vực khác, vùng biển Trường Sa, vùng đầy tiềm triển vọng để tỉnh vươn làm chủ biển khơi Dọc bờ biển có nhiều bãi triều, nhiều núi nhơ biển bãi nhỏ tạo đầm vịnh kín gió, kết hợp với dịng hải lưu thay đổi theo mùa tạo nên vùng nước có nguồn thức ăn dồi cho loài thuỷ sản Khánh Hịa tỉnh nước có nghề đánh bắt đầm đăng Vịnh Văn Phong với diện tích mặt nước khoảng 300 cảng nước sâu tự nhiên, thuận lợi cho tàu lớn vào, đầu tư thành cảng trung chuyển containơ lớn nước khu vực, đồng thời nơi lý tưởng để phát triển nuôi trồng số đối tượng thuỷ đặc sản như: trai cấy ngọc, rong sụn, cồi mai, cá bớp, cá mú, tôm hùm Trữ lượng hải sản Khánh Hòa khoảng 150- 200 nghìn tấn, chủ yếu cá chiếm 70% Khả cho phép khai thác hàng năm khoảng 70 nghìn Ngồi nguồn lợi cá biển, vùng biển Khánh Hịa cịn loại giáp xác tơm hùm, tôm mũ ni, loại cua, loại thân mềm mực, ốc nhảy, bào ngư loài rong tảo giá trị cao.[4] Với sách thích hợp tỉnh Khánh Hịa, nhiều nhà đầu tư nước ngồi từ Nhật, Ðài Loan, Nga, Hàn Quốc đầu tư vào lĩnh vực chế biến nuôi trồng thuỷ sản địa phương Với điều kiện tự nhiên ưu đãi, Khánh Hòa cịn có lợi nghiên cứu khoa học kỹ thuật đào tạo ngành nghề thủy sản Viện Hải dương học Nha Trang chuyên nghiên cứu sinh vật biển, địa chất, địa lý biển Trường đại học Thủy sản, trung tâm lớn nước đào tạo cán khoa học chuyên ngành thủy sản Viện nghiên cứu Thủy sản III với đội ngũ cán khoa học kỹ thuật giàu kinh nghiệm làm công tác nghiên cứu PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com thủy sản địa phương tỉnh miền Trung Các quan nghiên cứu đào tạo giúp cho tỉnh nhiều việc đầu áp dụng thành tựu, tiến Thực chương trình kinh tế biển, giai đoạn 2001-2005 2005-2010, việc phát triển đánh bắt, nuôi trồng, chế biến tăng kim ngạch xuất khẩu, ngành thủy sản Khánh Hòa bước triển khai việc nâng cấp sở hạ tầng, đầu tư cơng trình trọng điểm phục vụ việc phát triển ngành bền vững thực quy hoạch nuôi, đầu tư dự án nuôi thuỷ sản ven bờ.[4] Bảng 1.2.thống kê số lồng nuôi từ 2001-2005 sở thuỷ sản năm 2001 2002 2003 2004 2005 số lồng 11350 14980 16647 25112 25380 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH NUÔI THUỶ SẢN BẰNG LỒNG BÈ Hiện nay, nuôi trồng thuỷ sản ngành kinh tế phát triển, nhu cầu xuất ngày tăng, diện tích ni trồng mở rộng, đa dạng hố hình thức ni Ngồi việc ni đất liền cịn có ni vùng ven bờ, vịnh, ngồi đại dương với hình thức ni băng lồng bè Do tượng ô nhiễm môi trường ngày tăng nên việc nuôi thuỷ sản lồng bè trở nên ưu phát triển mạnh hầu hết khu vực ven biển nước ta giới Trên giới nước ta có nhiều loại lồng bè khác sử dụng nuôi cá biển Và địa phương sử dụng hình thức ni nhiều như: Quảng Ninh, Nghệ An, Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bến Tre tỉnh Đồng Bằng Sơng Cửu Long …Và chia thành nhiều nhóm khác từ đơn giản đến đại Tuỳ thuộc điều kiện vùng biển mà thiết kế sử dụng kiểu lồng bè khác Ø Kiểu lồng hở: Là loại lồng cố định cọc gỗ găm xuống đất Kích thước lồng nhỏ chủ yếu (4x4 m);(3x4 m);(4x5 m), chiều cao cọc làm lồng phụ thuộc vào độ sâu nơi đặt lồng, tốt nên đặt nơi có độ sâu 2-5 m (lúc thuỷ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com triều thấp nhất) Đây kiểu lồng đơn giản, dễ làm, chi phí thấp phù hợp với quy mơ ni nhỏ vùng vịnh có thuỷ triều thấp 1.Lưới lồng 2.Khung lồng 3.Cọc găm Hình 1.1.Kiểu lồng hở Ø Kiểu lồng kín:Là loại lồng thích hợp vùng nhiều sóng gió, độ sâu cao Kích thước lồng kín thường nhỏ lồng hở để dễ dàng cho việc di chuyển kích thước lồng phù hợp :3x2x2 (m) 3x3x2 (m), thiết kế giống hình hộp chữ nhật tạo khung sắt hình chữ nhật, phần lắp lồng đặt ống nhựa f =10-15 cm để thuận tiện việc cho ăn Loại lồng di chuyển dễ dàng từ nơi đến nơi khác Trong trường hợp nơi có nhiều sóng gió loại lồng phải cố định dây neo - Loại lồng đơn giản, dễ thao tác, không gây ô nhiễm môi trường sử dụng nhiều vùng biển Khánh Hoà, Ninh Thuận, Quảng Ninh 1.Khung lồng 2.Lưới 3.Neo 4.Ống nhựa dẫn thức ăn 5.Dây cố định ống nhựa 6.Cửa lồng Hình 1.2:Kiểu lồng kín PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Ø Kiểu lồng bè đơn giản: Lồng bè đơn giản, khung gỗ phù hợp với quy mô nuôi cá gia đình cơng ty nhỏ Mỗi bè có từ -12 lồng , kích thước là( 3x3 m) Đối với hộ gia đình cụm bè phù hợp cụm bè có -10 lồng có -8 lồng ni cịn lồng làm chịi bảo vệ, kho chứa lán sinh hoạt Kích thước ( 3x3m) công ty nhỏ, cụm 30 -40 ô lồng kích thước ô (5x5 m) Loại lồng phổ biến khu vực Cát Bà, Quảng Ninh.[2] Hình1.3: Kiểu lồng bè đơn giản Ø Kiểu bè nuôi kết hợp nhà ở: Loai bè đủ sức chịu đựng với điều kiện sóng gió, nước chảy bền, có tới 50 năm Đây loại bè kiên cố, vật liệu chủ yếu loại gỗ tốt số bè thiết kế loại vật liệu bè xi măng lưới thép… - Bè ni thường có dạng hộp chữ nhật, loại dễ dàng việc thiết kế chọn loại gỗ phù hợp cho việc làm nhà bè theo kiểu truyền thống nơi chế biến thức ăn, nhà kho, chuồng chăn nuôi - Đầu tư đóng bè tốn kém, nguồn vốn định kích thước bè Thường bè cỡ lớn,(từ 500 đến 1000 m3) Loại bè thường sử dụng nhiều vùng đồng sông Cửu Long, thích hợp với ni cá BaSa cá Tra.[3] PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 10 Hình 1.4: bè nuôi kết hợp nhà Ø Bè kiểu Nauy: Khung bè làm nhựa PVC có cường độ chịu lực cao Khung bè tự bên rỗng khung bè hình trịn ( hình vng dùng cho neo nơi sóng gió), đường kính từ – 50 m (đường kính lớn độ sâu cao) Dọc theo giềng đáy buộc dây xích chì thay cho khung đáy bè đá neo hình bè đơn giản Miệng bè nhô cao cách mặt nước khoảng m nên bè chịu sóng gió tương đối tốt Trong truờng hợp có bão khâu lưới phủ miệng bè lại đánh chìm bè Tan bão lại cho bè trở lại Lồng bè Na uy ni nơi biển thống có độ sâu 15 – 20 m, nước trong, chịu chế độ sóng gió thường xun cấp 3, cấp dịng chảy 0,8m/s.[5] hình 1.5: Bè kiểu Nauy 1.Lưới 6.khung 2.Cọc để căng lưới 7.Lưới nhốt cá Ống nhựa cứng 8.Giềng chịu lực 4.Dây cáp nối phao hệ thống lồng 9.Chì 5.Phao PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 59 ée x ù éK x ù ê ú ê ú êe y ú = Z k ê K y ú êg ú êK ú ë x y û K ë x y û (3.54) đó: Zk -khoảng cách từ mép đến trục trung hoà,Zk =2,5 mm =2,5 10-3 m ée x ù ê ú êe y ú = 2,5 êg ú ë x y û K é0,058 ù é0,145 ù ê0,114 ú.10 -3 = ê0, 285 ú.10 -3 ê ú ê ú ê - 0,083 ú ê - 0, 208 ú ë û ë û Mặt khác ta có : s xy = Q '.e xy (3.55) Trong đó: Q’ – ma trận độ cứng composite lớp, với tựa đẳng hướng é E ê1 - n ê n E Q' = Q = ê ê1 - n ê ê0 ê ë n E -n E -n ù ú ú ú ú ú Gú ú û (GPa) é9,956 3,086 Q' = Q = ê3,086 9,956 ê ê0 ë é9,956 3,086 ù ú (GPa)= ê3,086 9,956 ê ú ê0 3,5ú ë û és x ù é9,956 3,086 ê ú ê ês y ú = ê3,086 9,956 êt ú ê0 ë xy û ë (3.56) ù é0,145 ù ú ê0,285 ú 109(N/m2).10-3 úê ú 3,5ú ê- 0,208ú ûë û 0 ù ú 109(N/m2) ú 3,5ú û 0 Suy ra: és x ù é 2,323 ù ê ú ê ú ês y ú = ê3,284 ú.10 (N/m ) êt ú ê - 0,728ú û ë xy û ë Vậy : σmax =3,284.106( N/m2) ≈ 0,3284 (KG/mm2) τ12 =0,728.106 (N/m2) ≈ 0,0728 (KG/mm2) So sánh với giá trị cho bảng 1.3 ta thấy ứng suất sinh nhỏ nhiều PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 60 lần so với ứng suất cho phép Vậy đáy đủ bền 3.3.11.2 kiểm tra sức bền cục boong: Kiểm tra tương tự đáy: với q0 =0,46(T/m2) = 4600 (N/m2) [8] a- chiều dài tấm, a = 0,7 m ; b – chiều rộng tấm, b= 0,5 m R = a/b = 0,7/0,5 = 1,4 t - chiều dày tấm, t=5mm =5.10-3m Độ võng cực đại có giá trị: W0max 16.q a = = 2,01.10 -2 (m) p D11 + 2(D12 + D66 ).R + D22 R [ ] (3.57) Mômen uốn đơn vị dài M(x,y) điểm là:[12] é M x ù é55,26 ù ê ú ê ú ê M y ú = ê85,76 ú ê M ú ê- 9,06ú û ë xy û ë (N) Với chịu uốn ma trận độ cong xác định theo biểu thức:[12] é M x ù é D11 ê ú ê ê M y ú = ê D12 ê M ú ê0 ë x y û ë D12 é K x ù é D11 ê ú ê ê K y ú = ê D12 ê K ú ê0 ë x y û ë D12 ù éK x ù úê ú D22 ú ê K y ú D66 ú ê K x y ú û ûë 0ù ú D22 ú D66 ú û -1 éM x ù ê ú êM y ú êM ú ë x y û Bằng phương pháp giải ma trận( dùng phần mềm matlab) xác định ma trận độ cong sau: é K x ù é0,406 ù ê ú ê ú ê K y ú = ê0,796 ú (1/m) ê K ú ê - 0,058ú û ë x y û ë Từ tính ma trận biến dạng lớp thứ K điểm theo biểu thức: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 61 ée x ù éK x ù ê ú ê ú êe y ú = Z k ê K y ú êg ú êK ú ë x y û K ë x y û đó: Zk -khoảng cách từ mép đến trục trung hoà, Zk = 2,5 mm =2,5 10-3 ée x ù ê ú êe y ú = 2,5 êg ú ë x y û K é0,406 ù é1,015 ù ê0,796 ú.10 - = ê1,99 ú.10 -3 ê ú ê ú ê - 0,058 ú ê - 0,145 ú ë û ë û Mặt khác ta có: s xy = Q '.e xy Trong đó: Q’ – ma trận độ cứng composite lớp, với tựa đẳng hướng Suy és x ù é9,956 3,086 ê ú ê ês y ú = ê3,086 9,956 êt ú ê0 ë xy û ë ù é1,015 ù -3 ú ê1,99 ú 10 (N/m ).10 úê ú 3,5ú ê- 0,145ú ûë û és x ù é16,24 ù ê ú ê ú ês y ú = ê 22,94 ú.10 (N/m ) êt ú ê - 0,507ú û ë xy û ë Vậy : σmax =22,94 106( N/m2) ≈2,294 (KG/mm2) τ12 =0,507.106 (N/m2) ≈ 0,0507 (KG/mm2) So sánh với giá trị cho bảng 1.3 ta thấy ứng suất sinh nhỏ nhiều so với ứng suất cho phép boong đủ bền 3.3.12 Tính tốn bu lơng mối ghép thân phao Để thuận tiện đơn giản tính tốn bu lơng Ở chọn bulơng sau kiểm tra sức bền bu lơng Do đó, sơ chọn bu lơng M14 Trong mối ghép thân phao, bu lông chịu tác dụng tải trọng mặt phẳng vng góc với trục bu lơng (mối ghép chịu lực ngang ).Mỗi mối ghép chọn gồm 12 bulông, chịu tác dụng ngoại lực q’ phân bố cho 12 bu lông PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 62 Ngoại lực tác dụng lên bu lông là: Fbl = q’/12 (3.58) Ngoại lực q’ tác dụng lên bu lơng tính theo q (q tải trọng tác dụng lên dầm q =464,89 N/m ) Suy ra: q’ = qL/2 =(464,89 x 20,8)/2 = 4834,86 (N) Vậy : Fbl =q’/12 = 402 (N) Khi đó, lực xiết cần thiết bulơng là:[13] Vbl = K Fbl f (3.59) Trong đó: k- hệ số an toàn, chọn k =1,5 f - hệ số ma sát, chọn f = 0,15 suy Vbl = K Fbl 1,5.402 = = 4020 (N) f 0,15 Vách ngang Nhìn theo A Đệm cao su 900 x 800 x 50 900 A 800 Gỗ 50 x 100 Bulông Hình 14.Mối ghép bulơng Theo[13] bu lơng tính theo công thức: sk = Vbl £ [s k ] p d12 (3.60) Trong : [s k ] - Ứng suất kéo cho phép Tra bảng 5.3 [13] ta có [s k ] = 0,6.s ch = 0,6.220 = 132 ( N / mm ) (3.61) d1 - đường kính bu lơng, d1 =11,835 (mm) thay vào công thức(3.60) ta được: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 63 sk = 4020 = 36,9 ( N / mm ) p [s k ] 3,14.11,835 Từ kết trên, ta thấy bu lông M14 thoả mãn đủ bền Do đó, M14 có kích thước sau: D d D1 r l H S Hình3.15 + Đường kính danh nghĩa: d = 14 + Chiều rộng đầu bu lông: S = 22 + Chiều cao đầu bu lông H = + Đường kính vịng trịn: D ≥ 26,8 + Bán kính góc lượn: r ≤ 1,1 + Bước ren lớn, nhỏ: 2; 1,25 + Chiều dài bu lông: l = S1 + S2 + δ + H1 Trong đó: S1; S2 - bề dày chi tiết.(hình vẽ mối ghép) H1 - chiều cao đai ốc, H1 = 11(mm) δ- bề dày đệm cao su, δ =50 (mm) suy l = 55 +55 +50 +13 =171 (mm) chọn l = 180 (mm) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com (3.62) 64 3.3.13.Quy trình chế tạo lắp ghép Theo ngun lý gia cơng vật liệu composite quy trình chế tạo bè hình 3.16 vẽ kỹ thuật chế tạo vách chế tạo khuôn hộp phao chế tạo sàn xử lý khuôn Gia công hộp phao Gắn chi tiết Tách khuôn lắp ghép hộp phao lắp ghép nhà thiết bị Hồn thiện bè Hình 3.16 Quy trình chế tạo lắp ráp - chế tạo khn: Từ vẽ chế tạo tiến hành chế tạo khuôn, khuôn chế tạo lần, vật liệu chế tạo khn gỗ nhóm 4; Chế tạo hộp khn theo hình dáng hộp phao, mặt khn có hình dạng giống hệt hình dạng bên ngồi vỏ hộp phao PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 65 - Xử lý khuôn:+ Cân chỉnh khuôn + Xư lý bề mặt khn:tạo độ bóng bề mặt khn để sản phẩm sau tách khỏi khn có độ bóng cao + Xử lý chống dính:giúp tách sản phẩm khỏi khuôn dễ dàng, bảo vệ bề mặt khơng bị tróc rỗ - Gia cơng hộp phao:gia cơng phương pháp trát thủ công, sợi thuỷ tinh nhựa đặt khn, khơng khí khử cách lăn ép Trát theo trình tự CSM450 +WR800 +CSM450 - Gắn chi tiết kết cấu như: vách sàn - Sau tién hành tách khng - lắp ghép hộp phao mối ghép bu lông - Sau lắp ghép nhà trang thiết bị bè như: Lưới lồng, bích cột neo… - Hồn thiện bè u cầu thiết kế 3.4.TÍNH TỐN GIÁ THÀNH · Tính vật liệu làm hộp phao hộp phao: - Thân phao:từ hình vẽ kết cấu phao ta có tổng chiều dài thân phao là: (20,8 + 19,4 + 6 )= 155,2 (m) Với tiết diện thân phao (0,7 x 0,6), chiều rộng thân phao trải (0,6 + 0,7 ) = 2,6 (m) Vậy diện tích thân phao : 155,2 x 2,6 = 403,52 (m2) Dựa vào đặc tính vật lý vật liệu composite để chế tạo bề dày mm thân phao gồm: 2CSM 450 + WR 800 + Gel + Với CSM 450 m2 = 0,45 kg tỷ lệ nhựa 1:2 Vậy khối lượng CSM 450 cần : PCSM450 =2 x 403,52 x 0,45 = 363,168 (kg) Và khối lượng nhựa cần : 363,168 x = 726, 336 (kg) + với WR 800 1m2 =0,8 kg tỷ lệ nhựa 1:1 Vậy khối lượng WR800 cần : PWR800 =2 x 403,52 x 0,8 =645,632 (kg) Và khối lượng nhựa cần : 645,632(kg) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 66 + tổng số nhựa cần : 645,632 +726,336 =1371,968 (kg) +Với gel phủ 1m2 = 1,2 kg suy khối lượng gel cần: 403,52 x 1,2 =484,224(kg) - Vách phao: từ vẽ kết cấu hộp phao, ta có hộp phao gồm 58 vách, vách có kích thước (0,7 x 0,6) Suy tổng diện tích vách là: 58 x0,7x0,6 =24,36 m2 Dựa vào đặc tính vật lý vật liệu composite để chế tạo bề dày mm vách phao gồm: 3CSM 450 + WR 800 + Với CSM 450 m2 = 0,45 kg tỷ lệ nhựa 1:2 Vậy khối lượng CSM 450 cần : PCSM450 =3 x 24,36 x 0,45 = 32,89 (kg) Và khối lượng nhựa cần : 32,89 x = 65,77 (kg) + với WR 800 1m2 =0,8 kg tỷ lệ nhựa 1:1 Vậy khối lượng WR800 cần : PWR800 =2 x 24,36 x 0,8 =38,98 (kg) Và khối lượng nhựa cần : 38,98(kg) + tổng số nhựa cần : 65,77 +38,98 =104,75 (kg) - Gân:từ vẽ kết hộp phao ta có hộp phao có 310 gân, gân có chiều dài 2,6 m rộng 0,16 m Suy tổng diện tích gân là: 310x2,6x 0,16 =128,96(m2) Dựa vào đặc tính vật lý vật liệu composite để chế tạo bề dày mm gân là: 3CSM 450 + Với CSM 450 m2 = 0,45 kg tỷ lệ nhựa la 1:2 Vậy khối lượng CSM 450 cần : PCSM450 =3 x 128,96 x 0,45 = 194,1 (kg) Và khối lượng nhựa cần : 194,1 x = 388,2(kg) - Sàn miệng bè: có diện 7,4 x 7,4 =54,76 (m2) + Đà dọc: đà dọc dài m tiết diện (0,2 x 0,1m) trải chiều rộng 0,6 m diện tích x x 0,6 =7,2( m2) đà dọc dài m tiết diện (0,11 x 0,6) trải chiều rộng 0,34 m diện tích x x 0,34 =3,4 (m2) + Đà ngang : gồm có 12 đà ngang dài m tiết diện(0,2 x 0,075m), trải PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 67 chiều rộng 0,55 m , diện tích 12 x x 0,55 =39,6( m2) Tổng diện tích sàn miệng bè, đà ngang đà dọc là: 54,76 +7,2 +3,4 +39,6 = 104,6 (m2) Dựa vào đặc tính vật lý vật liệu composite để chế tạo bề dày mm sàn miệng bè gồm: 2CSM 450 + WR 800 + Gel + Với CSM 450 m2 = 0,45 kg tỷ lệ nhựa 1:2 Vậy khối lượng CSM 450 cần : PCSM450 =2 x 104,6 x 0,45 = 94,14 (kg) Và khối lượng nhựa cần : 94,14 x = 188,3 (kg) + với WR 800 1m2 =0,8 kg tỷ lệ nhựa 1:1 Vậy khối lượng WR800 cần : PWR800 =2 x 104,6 x 0,8 =167,36 (kg) Và khối lượng nhựa cần : 167,36(kg) + tổng số nhựa cần : 167,36 +188,3 =355,6 (kg) +Với gel phủ 1m2 = 1,2 kg suy khối lượng gel cần: 84,56 x 1,2 =101,4(kg) Vậy tổng số vật liệu CSM450 ,WR800 , nhựa Gel làm hộp phao là: 1).Vật liệu CSM450: 363,168 + 32,89 +194,1 +94,14 =689,2 (kg) 2).Vật liệu WR800:645,632 +38,98 +167,3 =852,912(Kg) 3).Nhựa :1371,968 +104,75 +388,2 +355,6= 2305,43(kg) 4).Gel:484,224 +101,4 =585,724(kg) · Móc cột giềng lưới: Từ vẽ kết cấu lưới ta có miệng lưới có 24 móc, tồn bè có: x 24 =216 móc · Bích cột neo: bè có bích góc · Bu lơng M14x180: Mỗi mối ghép có 12 bu lơng, bè có 20 mối ghép Vậy số bu lông cần là: 12 x 20 =240 · Động lai có · Máy khuấy thức ăn có · Bơm xục khí có · Phao cứu sinh xốp có PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 68 Từ lập bảng tính giá thành vật tư Bảng3.4 Tính giá thành hệ thống bè ni Hộp Phao STT vật liệu Yêu cầu Số lượng Đơn vị CSM450 WR800 Nhựa Gel Tổng 689,2 852,912 2305,43 585,724 kg kg kg kg 25 26 26 45 Số lượng Đơn vị gỗ xẻ loại2 Tôn tráng kẽm Nilon hải quân Cáp tổng hợp Thépø16 mạ kẽm Inox 0,93 m3 Đơn giá 1000 đ 8500 46,5 m2 22 844 80 kg m 40 1000 10 33760 4000 800 324 m 15 4860 240 15 3600 Cước Deisel 500 1 m chiếc 1,5 2500 1200 4500 750 2500 1200 4500 Xốp Inox Inox 4 216 chiếc 10 150 10 400 600 2160 Các loại vật tư thiết bị khác STT vật liệu Yêu cầu Gỗ Tơn Lưới Neo Cáp neo Chì Bulông M14 x 180 Dây giềng Động lai Bơm xục khí Máy khuấy thức ăn Phaocứusinh Bích cột neo Móc cột giêng lưới Tổng 10 11 12 13 14 Đơn giá 1000 đ Thành tiền 1000đ Ghi 17230 22175 59941 26357 125703 Thành tiền Ghi 1000đ 7905 Giá thị trường 1023 68058 - Vậy tổng chi phí vật tư: 193762000 đ - Chi phí nhân cơng phụ phí 20% chi phí vật tư(kinh nghiệm thực tế): 20% x 193762000 =38752000đ Tổng giá thành hệ thống bè: 193762000 +38752000 =232514000 đ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1).Kết luận Sau thời gian thực đề tài, với cố gắng thân, tham khảo tài liệu, tìm hiểu thực tế hướng dẫn tận tình thầy giáo TS.Nguyễn Văn Đạt Đến nội dung đề tài hoàn thành Em đưa số kết luận sau: - Hệ thống bè thiết composite đáp ứng nhu cầu đặt nuôi thuỷ sản nay, yêu cầu hệ thống bè nuôi công nghiệp đại, đảm bảo an toàn hiệu - Giá thành hệ thống bè thiết kế vật liệu composite khoảng 230000000 đ - So với hệ thống bè ni Khánh Hồ, hệ thống bè composite có giá thành gấp đơi hệ thống bè composite có nhiều ưu điểm vượt trội: tuổi thọ cao hơn, khơng bị ăn mịn oxy hố mơi trường nước biển, hiệu kinh tế cao, hoạt động an tồn vệ sinh mơi trường - So với bè nuôi đại inox chất lượng hiệu kinh tế kỹ thuật nói tương đương giá thành bè composite thấp nhiều so với giá thành bè inox có kích thước.( với kích thước tương tự giá bè inox khoảng tỷ đồng) 2).Kiến nghị Từ thực tế hệ thống bè nuôi nay, cịn có cấu tạo đơn giản, thơ sơ, tuổi thọ Do vậy, sau thời gian thực đề tài em xin đưa số kiến nghị sau: - Rất mong đề tài sớm đưa vào thực thi thực tế để giải tồn đọng bè nuôi - Nghiên cứu ứng dụng vật liệu composite vào thiết kế chế tạo thiết bị ni đại kiểu lồng trịn… - Nghiên cứu q trình giới hố việc cho ăn vệ sinh hệ thống lồng bè nuôi thuỷ sản PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.PGS-TS.Hoàng Thị Chỉnh Phát triển thuỷ sản Việt Nam “Những luận thực tiễn”- nxb Nông nghiệp 2.PGS-TS.Nguyễn Kim Độ ; KS Thái Bá Hồ; KS Ngô Trọng Lư Kỹ thuật nuôi cá lồng biển (tập 1) – nxb Nông nghiệp 3.Phạm Văn Khánh K ỹ thuật nuôi “Cá tra cá ba sa bè” – nxb Nơng nghiệp 4.Tạp chí Thuỷ sản - Số 9- 2004 5.TS.Lê Xuân; TS Nguyễn Thị Xuân Thu; TS Huỳnh Công Năng Kỹ thuật nuôi số đối tượng thuỷ sản biển – nxb Lao Động - xã Hội 6.TS Ngyễn Tất Đạt ; Mai Thắng Cơ học chất lỏng kỹ thuật – nxb Nông nghiệp- TP Hồ Chí Minh – 2000 7.Nguyễn Văn Động Cơ Sở lý thuyết thiết kế ngư cụ - nxb Nông nghiệp-TP Hồ Chí Minh 8.Quy phạm kiểm tra chế tạo loại tàu làm chất dẻo cốt sợi thuỷ tinh TCVN 6282 : 2003 Ng uy ễ n Thá i Vũ Th iết b ị n eo (ph ần II) Bộ môn tàu – kh o a kh í - Trườn g Đại Họ c Thu ỷ Sản 10 Trần Công Nghị; Trần Cao Vân; Ngô Quý Tiệm Cơ họ c kế t c ấu tàu thu ỷ (p h ần ) “ Cơ họ c kế t c ấu th ân tàu n g trình nổ i”- n xb Giao Thơ n g Vậ n Tả i 11 Nguyễn Văn Ba – Lê Trí Dũng Sức bền vật liệu – nxb Nơng nghiệp – TP Hồ Chí Minh -1998 12.Trần Công Nghị Độ bền kết cấu vật liệu composite –nxb-Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh 13.Nguyễn Trọng Hiệp Chi Tiết Máy - nxb Giáo dục PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 71 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 NHU CẦU PHÁT TRIỂN NGÀNH NUÔI CÁ BIỂN 1.2.TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH NUÔI CÁ BIỂN 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Ở Việt Nam 1.2.3 Ở khánh Hoà 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH NUÔI THUỶ SẢN BẰNG LỒNG BÈ 1.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE 12 1.4.1.Khái niệm 12 1.4.2.Vật liệu composite(FRP) dùng nghành đóng tàu 12 1.4.3.Đặc trưng vật lý 13 1.4.4 Ưu nhược điểm công dụng vật liệu composite 16 Chương ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG BÈ NUÔI THUỶ SẢN HIỆN NAY 18 2.1.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NUÔI THUỶ SẢN 18 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 18 2.1.2.Điều kiện chất lượng nước 18 2.2.ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG BÈ NUÔI THỶY SẢN Ở KHU VỰC NAM BỘ 19 2.2.1 Đặc điểm 19 2.2.2 Cấu tạo 19 2.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG BÈ NUÔI THỦY SẢN Ở KHU VỰC QUẢNG NINH 21 2.3.1 Đặc điểm 21 2.3.2 Cấu tạo 21 2.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG BÈ NUÔI THỦY SẢN Ở KHÁNH HOÀ 23 2.3.1 Đặc điểm 23 2.3.2.Cấu tạo bè nuôi tôm 24 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 72 2.4.NHẬN XÉT CHUNG 25 Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÈ NUÔI THUÝ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE 27 3.1.YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG LỒNG BÈ 27 3.2 TÍNH CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG BÈ 28 3.2.1 Kết cấu bè 28 3.2.2.Tính chọn kết cấu 28 3.2.3.Lựa chọn lưới lồng 31 3.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ 31 3.3.1 Sơ đồ bố trí chung bè nuôi 31 3.3.2 Sơ đồ cấu tạo phao 31 3.3.3 Kết cấu hệ thống phao 31 3.3.4 Kết cấu hệ thống lưới lồng 31 3.3.5 Kết cấu hệ thống chì 31 3.3.6 Kết cấu nhà 31 3.3.7 Phân tích lực tác dụng 31 3.3.8.Tính chọn neo 38 3.3.9.Tính tốn chọn cáp neo 39 3.3.10 Kiểm tra bền hệ thống phao composite 42 3.3.11.Kiểm tra sức bền cục 56 3.3.12 Tính tốn bu lông mối ghép thân phao 61 3.3.13.Quy trình chế tạo lắp ghép 64 3.4.TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 1).Kết luận 69 2).Kiến nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 73 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ... BẢN CỦA HỆ THỐNG LỒNG BÈ Trên sở phân tích trình bầy chương Hệ thống lồng bè thiết kế đề tài cần đáp ứng yêu cầu sau: - Hệ thống bè thiết kế hệ thống bè nuôi thuỷ sản biển thịt - Khu vực nuôi: khu... CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG BÈ Từ thực tế khảo sát hệ thống bè nuôi thuỷ sản khu vực Khánh Hoà nhu cầu phát triển ni thuỷ sản Có thể chọn sơ kích thước kết cấu hệ thống bè sau kiểm tra sức bền kết cấu... VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE 1.4.1.Khái niệm Vật liệu composite loại vật liệu tổng hợp từ hai thành phần có chất khác vật liệu vật liệu cốt Vật liệu tạo thành có dặc tính trội đặc tính vật liệu thành