Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp tàu chở than , tuyến Quảng Ninh Nhật Bản, vận tốc 13hlh, trọng tải 7000T. Dành cho sinh viên khoa kĩ thuật tàu thủy tham khảo.Nội dung bao gồm : Giới thiệu chung ,Tìm hiểu về tuyến đường , Xây dựng tuyến hình, tính toán thiết bị , kết cấu, chân vịt, tính ổn định
GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN LỜI NÓI ĐẦU …… Việt Nam đất nƣớc thuộc khu vực Đơng Nam Á Diện tích đất liền vào khoảng 323333 km2 Nhƣng diện tích mặt biển lại 1000000 km2 với 3000 km bờ biển Là đất nƣớc có tài nguyên thiên nhiên phong phú đa dạng, có vị trí địa lý thuận lợi để thơng thƣơng với nƣớc khu vực, giới Hàng hải ngành đà phát triển nƣớc ta Công việc vận chuyển hàng hóa, giao thƣơng bn bán khơng thể thiếu công xây dựng phát triển đất nƣớc xã hội chủ nghĩa Ngoài việc vận tải đƣờng bộ, đƣờng khơng việc vận tải đƣờng biển quan trọng thiếu đƣợc ngành giao thông vận tải Trong năm gần dung tích đội tàu vận tải nƣớc ta tăng lên không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hóa Các mặt hàng đƣợc chuyên chở biển đa dạng chủng loại: hàng khơ, hàng rời, dầu thơ, khí hóa lỏng, hàng đơng lạnh, container… Ngành khai thác khoáng sản vận chuyển nƣớc giới phát triển mạnh, nhƣ ngành đóng tàu phát triển theo để đáp ứng nhu cầu vận chuyển, nhƣ tàu chở than đá, chở quặng… Vì vậy,việc phát triển đội tàu vận tải biển nói chung tàu chở than nói riêng cần thiết Sau bốn năm học trƣờng Đại học giao thông vận tải Tp.HCM, em vinh dự đƣợc nhận đề tài: " Thiết kế tàu chở hàng than tuyến Quảng Ninh – Nhật Bản, trọng tải 7.000 DWT, tốc độ 14 Hl/h " Dƣới hƣớng dẫn thầy Đặng Hữu Phú – Giảng viên khoa Kỹ thuật tàu thủy, trƣờng Đại học giao thông vận tải Tp.HCM Do thời gian làm đề tài tốt nghiệp có hạn, kinh nghiệm chƣa có trình độ thân hạn chế, nên thiết kế tốt nghiệp khơng tránh khỏi sai sót mà thân em khơng nhìn thấy đƣợc Do em kính mong thầy bảo thêm để đề tài tốt nghiệp hồn chỉnh Bên cạnh em xin chân thành gửi tới thầy cô lời biết ơn thành kính nhất, đặc biệt thầy Đặng Hữu Phú hƣớng dẫn em tận tình suốt trình làm đề tài tốt nghiệp Tp HCM, ngày 29 tháng 03 năm 2013 SVTH TRẦN VĂN KIÊN THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN MỤC LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 12 CHƢƠNG 1TUYẾN ĐƢỜNG – TÀU MẪU 13 I GIỚI THIỆU CHUNG: 14 II.TÌM HIỂU VỀ TUYẾN ĐƢỜNG: 14 Cảng Hòn Gai – Cái Lân (Quảng Ninh): 14 1.1.Vị trí địa lí: 14 1.2 Điều kiện thời tiết: 14 1.3 Thông số luồng: 14 2.4Cầu bến– Kho bãi: 15 2.4.1 Cầu bến: 15 2.4.2 Kho bãi: 15 Cảng Kobe ( Nhật Bản): 15 2.1 Vị trí địa lí: 15 2.2 Điều kiện thời tiết: 15 2.3 Đặc điểm bến bãi - luồng lạch: 15 Tuyến đƣờng: 16 3.1 Khí hậu: 16 3.2 Thuỷ văn: 16 3.3 Hải lƣu: 16 3.4 Thủy triều: 16 3.5 Sƣơng mù: 16 3.6 Độ sâu : 16 3.7 Gió: 17 3.8 Bão : 17 III.LỰA CHỌN CẤP TÀU: 17 IV.TÌM HIỂU VỀ TÀU GẦN GIỐNG VỚI TÀU THIẾT KẾ: 17 CHƢƠNG KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU 18 I GIỚI THIỆU CHUNG: 19 II.XÁC ĐỊNH LƢỢNG CHIẾM NƢỚC SƠ BỘ: 19 III.XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC SƠ BỘ: 19 1.Tỷ số L/B: 19 2.Tỷ số B/T: 19 3.Tỷ số H/T: 19 Các hệ số béo: 19 4.1 Hệ số béo thể tích: 19 4.2 Hệ số béo mặt cắt tàu: 19 4.3 Hệ số béo dọc tàu : (2.38, trang 38, ST KTDT T1) 19 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN 4.4 Hệ số béo diện tích đƣờng nƣớc thiết kế: 20 Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc: 21 5.1 Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc theo trọng tải kích thƣớc sơ tàu: 21 5.2 Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc theo thành phần trọng lƣợng: 21 5.2.1 Trọng lƣợng vỏ tàu: 21 5.2.2 Trọng lƣợng thiết bị lƣợng: 21 5.2.3 Trọng lƣợng trang thiết bị hệ thống tàu: 22 5.2.4 Trọng lƣợng hệ thống điện, hệ thống thông tin liên lạc bên hệ thống điều khiển: 23 5.2.5 Trọng lƣợng dự trữ lƣợng chiếm nƣớc: 23 23 5.2.6 Trọng lƣợng thuyền viên, lƣơng thực thực phẩm: 23 5.2.6.1 Trọng lƣợng thuyền viên: 23 5.2.6.2 Trọng lƣợng lƣơng thực, thực phẩm: 24 5.2.7 Trọng lƣợng nhiên liệu, dầu mỡ: 5.2.8 Trọng lƣợng hàng hóa tinh: 24 IV.TÍNH ỔN ĐỊNH BAN ĐẦU: 24 Kiểm tra ổn định: 24 Kiểm tra chu kì lắc ngang: 25 V.KIỂM TRA DUNG TÍCH: 25 1.Dung tích cần thiết để chở hàng: 25 2.Dung tích thực tế: 25 CHƢƠNG XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH 27 I CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU: 28 1.Thông số chủ yếu tàu thiết kế: 28 2.Thông số chủ yếu tàu mẫu: 28 II.TÍNH TỌA ĐỘ TUYẾN HÌNH: 28 III.TÍNH MẠN KHÔ: 31 1.Hiệu chỉnh theo hệ số béo: 31 2.Hiệu chỉnh theo chiều cao mạn: 31 3.Hiệu chỉnh theo chiều dài: 31 4.Hiệu chỉnh theo thƣợng tầng: 31 5.Hiệu chỉnh theo độ cong boong : 32 CHƢƠNG 4:TÍNH NỔI 35 I TÍNH BONJEAN: 36 II.ĐƢỜNG CONG THỦY LỰC: 47 CHƢƠNG 5: BỐ TRÍ CHUNG 57 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN I BỐ TRÍ VÀ PHÂN KHOANG: 58 1.Phân khoang theo chiều dài: 58 2.Phân khoang theo chiều cao: 59 II.BIÊN CHẾ THUYỀN VIÊN: 59 III.KÍCH THƢỚC MỘT SỐ VẬT DỤNG PHỊNG Ở: 60 IV.TÍNH CHỌN TRANG THIẾT BỊ- HỆ THỐNG: 60 A.TRANG THIẾT BỊ: 60 1.Tính chọn bánh lái: 60 1.1.Lựa chọn kiểu bánh lái: 60 1.2.Các đặc trƣng hình học: 60 1.2.1 Diện tích bánh lái: 60 1.2.2 Chọn chiều cao bánh lái: 60 1.2.3 Chọn chiều rộng bánh lái: 60 1.2.4 Hệ số kéo dài bánh lái: 60 1.2.5 Hệ số cân bánh lái: 61 1.2.6 Dạng profil: 61 1.3.Tính tốn trục lái: 61 1.3.1 Vị trí đặt trục lái: 61 1.3.2.Lực tác dụng lên bánh lái tàu chạy tiến : ( 25.1.2, 2A Tập 1) 61 1.3.3.Mô men xoắn lên trục lái tàu chạy tiến: 62 1.4.Đƣờng kính trục lái: ( 25.1.5, 2A Tập 1, QCVN2010) 62 1.5 Tôn bánh lái: ( 25.1.6, 2A Tập 1, QCVN2010) 62 1.5.1.Chiều dày tôn bánh lái không nhỏ hơn: 62 1.5.2.Chiều dày xƣơng bánh lái: ( 25.1.6-2, 2A Tập 1, QCVN2010) 63 1.6 Mối nối trục lái, bánh lái: 63 1.6.1 Dạng mối nối: 63 1.6.2.Đƣờng kính bulong: ( 25.1.7, 2A Tập 1, QCVN2010) 63 1.6.3.Chọn chiều dày bích nối: ( 25.1.7-3, 2A Tập 1, QCVN2010) 63 2.Chọn máy lái: 63 3.Neo: 64 3.1.Đặc trƣng cung cấp neo: 64 3.2.Thông số neo: 64 3.3.Chọn kiểu neo: 64 4.4 Máy neo: 65 3.4.Lỗ thả neo 66 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN 3.5.Ống dẫn xích neo thẳng đứng: (2.21, Sổ tay thiết bị tàu thủy, tập 1) 66 3.6.Hầm xích neo: ( Bảng 2.23, Sổ tay thiết bị tàu thủy, tập 1) 66 3.7.Hãm xích neo: 66 3.8.Thiết bị giữ nhả đoạn gốc xích neo: 66 4.Thiết bị chằng buộc: 66 4.1.Dây chằng buộc sợi capron: 66 4.2.Khóa xích: (bảng 3.7, sổ tay thiết bị tàu, tập 1) 67 4.3.Bệ dẫn dây:( bảng 3.15, Sổ tay thiết bị tàu, tập 1) 67 4.4.Cọc bích hàn, thẳng, có bệ: ( bảng 3.22, Sổ tay thiết bị tàu, tập ) 67 4.5.Cửa luồn dây mạn đúc:( bảng 3.27, sổ tay thiết bị tàu, tập 1) 67 4.6 Cửa luồn dây đơn có lăn: ( bảng 3.30, sổ tay thiết bị tàu, tập 1) 68 4.7 Tời thu dây: ( bảng 3.35, Sổ tay thiết bị tàu, tập 1) 68 5.Thiết bị cứu sinh: 68 6.Phƣơng tiện tín hiệu: 65 7.Trang thiết bị vô tuyến điện: 70 8.Thiết bị hàng hải: 70 9.Thiết bị làm hàng: 71 9.1.Các kích thƣớc chính: 71 9.2.Xác định kích thƣớc cần với điều kiện bốc hết hàng khoang đƣa hết hàng mạn: 71 B.HỆ THỐNG: 72 1.Hệ thống thơng gió thông hơi: 72 1.1.Trong phòng thuyền viên : 72 1.2.Trong buồng máy : 72 1.3.Trong khoang hàng : 72 2.Hệ thống phòng cháy chữa cháy: 72 2.1.Hệ thống báo cháy : 72 2.2.Bơm chữa cháy : 72 2.3.Vòi rồng đầu phun : 73 2.4.Hệ thống chữa cháy cố định khí C02 bọt : 73 CHƢƠNG 6: KẾT CẤU 74 I GIỚI THIỆU CHUNG: 75 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN II.CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN: 75 III.KHOẢNG CÁCH SƢỜN: 75 IV.VẬT LIỆU VÀ HỆ THỐNG KẾT CẤU: 75 1.Vật liệu: 75 2.Hệ thống kết cấu: 75 2.1.Vùng khoang hàng: 75 2.2.Vùng khoang máy: 75 2.3Vùng lại: 76 V.SƠ ĐỒ PHÂN KHOANG: 76 VI.TÍNH TOÁN KẾT CẤU: 76 1.Kết cấu dàn đáy: 76 1.1Tôn đáy: 76 1.2Sống đáy: 76 1.3Dàn đáy vùng tàu: 78 1.3.1.Tôn đáy vùng tàu: 78 1.3.2.Dải tôn hông đoạn tàu: 80 1.3.3.Đà ngang đáy: 81 1.3.4.Sống phụ đáy: 81 1.3.5.Dầm dọc đáy: 82 1.3.5.1.Dầm dọc đáy dƣới: 82 1.3.5.2 Dầm dọc đáy trên: 83 1.3.5.3.Thanh chống thẳng đứng: 84 1.3.6.Két hông: 85 1.3.6.1Kết cấu két hông: 85 1.3.6.2Tôn vách nghiêng: 85 1.3.6.3 Nẹp: 86 1.3.6.4Dầm dọc đáy két hông: 87 1.3.6.3Sống ngang: 88 1.4Kết cấu dàn đáy khoang máy: 89 1.4.1 Sơ đồ kết cấu: 89 1.4.2 Tôn đáy: 90 1.4.3 Sống chính: 90 1.4.4 Sống phụ: 91 1.4.5 Đà ngang đáy: 91 1.4.6 Nẹp đứng: 92 1.4.7 Bệ máy tính theo qui phạm Nhật: 92 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN 1.5.Dàn đáy khoang lái: 93 1.5.1 Sơ đồ kết cấu: 93 1.5.2.Sống chính: 93 1.5.3.Đà ngang tấm: 93 1.5.4 Tôn đáy: 93 1.6.Dàn đáy khoang mũi: 94 1.6.1.Sơ đồ kết cấu: 94 1.6.2.Tôn đáy: 94 1.6.3.Đà ngang đáy,sống chính: 94 1.6.4.Sống mũi: 95 Kết cấu dàn mạn: 95 2.1.Dàn mạn khoang hàng: 95 2.1.1.Sơ đồ kết cấu: 95 2.1.2.Tơn mạn ngồi: 95 2.1.3.Tôn mạn trong: 97 2.1.4.Sƣờn khoang mạn ngoài: 98 2.1.5.Sƣờn khoang mạn trong: 99 2.1.6.Dầm dọc mạn (sƣờn dọc) két hông: 99 2.1.7.Dầm dọc mạn (sƣờn dọc) két đỉnh mạn: 100 2.1.8.Sƣờn khỏe : 102 2.1.9.Sống dọc mạn: 103 2.1.10.Két đỉnh mạn: 103 2.1.10.1.Chiều dày tôn vách nghiêng: 103 2.1.10.2.Nẹp vách nghiêng: 104 2.1.10.3.Sống ngang: 105 2.2.Dàn mạn khoang máy: 106 2.2.1.Sơ đồ kết cấu: 106 2.2.2.Tôn mạn: 107 2.2.3.Sƣờn khỏe: 107 2.2.4.Sƣờn thƣờng: 109 2.3.Dàn mạn khoang lái: 110 2.3.1.Sơ đồ kết cấu: 110 2.3.2.Tôn mạn: 110 2.3.3.Sƣờn khỏe: 110 2.3.4.Sƣờn thƣờng: 112 2.4.Dàn mạn khoang mũi: 113 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN 2.4.1.Sơ đồ kết cấu: 113 2.4.2.Tôn mạn: 113 2.4.3.Sƣờn khỏe: 114 2.4.4.Sƣờn thƣờng: 115 Kết cấu dàn boong: 116 3.1.Dàn boong khoang hàng: 116 3.1.1.Sơ đồ kết cấu: 116 3.1.2.Tải trọng boong: 116 3.1.3.Tôn boong: 117 3.1.4.Xà dọc boong : 118 3.1.5.Xà ngang boong: 119 3.1.6.Sống dọc boong: 120 3.1.7.Sống dọc boong làm quay dọc miệng hầm hàng: 122 3.1.8.Xà ngang boong khỏe làm quay ngang miệng hầm hàng: 124 3.2.Dàn boong khoang máy: 126 3.2.1.Sơ đồ kết cấu: 126 3.2.2.Tải trọng boong: 126 3.2.3.Tôn boong: 126 3.2.4.Xà ngang boong thƣờng: 127 3.2.5.Xà ngang boong khỏe: 128 3.2.6.Sống dọc boong: 129 3.2.7.Cột chống khoang máy: 130 3.3.Dàn boong khoang lái: 131 3.3.1.Sơ đồ kết cấu: 131 3.3.2.Tải trọng boong: 132 3.3.3.Tôn boong: 132 3.3.4.Xà ngang boong : 132 3.3.5.Xà ngang boong khỏe: 133 3.3.6.Sống dọc boong: 134 3.3.7.Cột chống: 135 3.4.Dàn boong khoang mũi: 136 3.4.1.Sơ đồ kết cấu: 136 3.4.2.Tải trọng boong: 137 3.4.3.Tôn boong: 137 3.4.4.Xà ngang boong : 137 3.4.5.Xà ngang boong khỏe: 138 3.4.6.Sống dọc boong: 139 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN 3.4.7.Cột chống (boong dâng mũi) : 140 Kết cấu dàn vách: 141 5.1.Dàn vách khoang hàng ( vách sóng): 141 5.1.1.Sơ đồ kết cấu: 141 5.1.2.Vách sóng: 142 5.2.Dàn vách khoang máy: 143 5.2.1.Sơ đồ kết cấu: 143 5.2.2.Tôn vách: 143 5.2.3.Nẹp vách : 143 5.2.4.Sống đứng : 144 5.2.5.Sống nằm: 145 5.3.Dàn vách khoang lái: 145 5.3.1.Sơ đồ kết cấu: 145 5.3.2.Tôn vách: 146 5.3.3.Nẹp vách : 146 5.3.4.Sống đứng : 147 5.3.5.Sống nằm: 148 5.4.Dàn vách khoang mũi: 148 5.4.1.Sơ đồ kết cấu: 148 5.4.2.Tôn vách: 148 5.4.3.Nẹp vách : 149 5.4.4.Sống đứng : 149 5.4.5.Sống nằm: 150 Mã liên kết: 150 5.1.Mã liên kết khoang hàng: 150 5.2.Mã liên kết khoang máy: 151 5.3.Mã liên kết khoang lái: 151 5.4.Mã liên kết khoang mũi: 151 Kết cấu thƣợng tầng: 152 6.1.Vách mút thƣợng tầng: 152 6.1.1.Chiều cao cột áp: 152 6.1.2.Tôn vách: 152 6.1.3Nẹp vách: 152 6.2 Mạn thƣợng tầng: 153 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN 6.2.1 Tôn mạn thƣợng tầng: 153 6.2.2 Sƣờn mạn thƣợng tầng: 153 6.3 Boong thƣợng tầng: 154 6.3.1 Tôn boong thƣợng tầng: 154 6.3.2 Xà ngang boong thƣợng tầng: 154 CHƢƠNG ỔN ĐỊNH 155 I TÍNH KHỐI LƢỢNG VÀ TRỌNG TÂM TÀU Ở CÁC TRẠNG THÁI: 156 1.Trạng thái 1: 100% hàng, 100% dự trữ: 156 2.Trạng thái 2: 100% hàng, 10% dự trữ: 156 3.Trạng thái 3: khơng tải, có dằn, 100% dự trữ: 157 4.Trạng thái 4: khơng tải, có dằn, 10% dự trữ: 157 II.CÂN BẰNG DỌC VÀ CHIỂU CAO ỔN ĐỊNH BAN ĐẦU: 158 III.CÁNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH KHI CHẠY CHƢƠNG TRÌNH AUTOHYDRO: 159 IV.CÁNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH TĨNH VÀ ỔN ĐỊNH ĐỘNG Ở CÁC TRẠNG THÁI: 162 1.Trạng thái I: 100% hàng 100% dự trữ 162 2.Trạng thái II: 100% hàng 10% dự trữ 162 3.Trạng thái III: 0% hàng 100% dự trữ 163 4.Trạng thái IV: 0% hàng 10% dự trữ 163 V.TIÊU CHUẨN ỔN ĐỊNH THỜI TIẾT: ( Theo QCVN21: 2010) 164 1.Tính góc lắc: 164 2.Diện tích hứng gió chiều cao tâm hứng gió cách chuẩn: 165 2.1.Trạng thái I: 165 2.2.Trạng thái II: 165 2.3.Trạng thái III: 166 2.4.Trạng thái IV: 166 3.Kiểm tra ổn định dƣới tác dụng gió: 167 CHƢƠNG 8: SỨC CẢN-CHÂN VỊT 172 I THÔNG SỐ MỞ ĐẦU: 173 II.SỨC CẢN: 173 1.Giới thiệu phƣơng pháp tính sức cản: 173 2.Tính sức cản: 173 III.THIẾT KẾ CHÂN VỊT: 176 Thông số mở đầu: 176 Kích thƣớc tỉ lệ hình học chân vịt: 177 Đƣờng kính trục then: 178 Chiều dày cánh: 179 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 10 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VN KIấN GZ,d(m) Trạng thái 3 GZ d lw1 lw2 10 24,3 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP 20 30 40 50 0w2 60 70 80 90 (®é) 56 Trang 170 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ GZ,d(m) SVTH: TRN VN KIấN Trạng thái GZ d lw1 lw2 10 20 30 40 50 0w2 24,4 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP 60 70 80 90 (®é) 57 Trang 171 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN CHƢƠNG SỨC CẢN-CHÂN VỊT THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 172 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ I THÔNG SỐ MỞ ĐẦU: _Chiều dài: LOA LTK LPP _Chiều rộng: B _Chiều cao mạn: D _Chiều chìm: d _Hệ số béo: CB _Lƣợng chiếm nƣớc: Δ _Vận tốc : v = = = = = = = = = 107,98 103,1 99 17 9,1 7,2 0,767 9560,4 14 SVTH: TRẦN VĂN KIÊN (m) (m) (m) (m) (m) (m) (T) (Hl/h) II SỨC CẢN: Giới thiệu phƣơng pháp tính sức cản: Ngày song song tồn phƣơng pháp tính sức cản vỏ tàu khác Mỗi loại phƣơng pháp có phạm vi áp dụng riêng biệt: _Phƣơng pháp Taylor:dùng cho tàu chạy chậm trung bình,phạm vi vận tốc từ v / L 0,3 2,0 Tỷ lệ B/T nằm giới hạn 0,25;3,0 3,75,hệ số lăng trụ thân tàu từ 0,48÷0,80 _Phƣơng pháp Ayre:dựa vào cơng trình Ayre đƣa từ năm 1927,dựa sở thí nghiệm mơ hình tàu với hệ số CB lớn.Tuy nhiên,phƣơng pháp dùng _Phƣơng pháp Lap:công bố vào năm 1955,dựa sở liệu thu đƣợc từ thử mơ hình bể thử Wageningen _Phƣơng pháp Papmiel:công bố Liên Xô trƣớc khoảng năm sau kỷ 20,dựa sở kết thử mô hình kết đo sức cản tàu thật.Phạm vi sử dụng phƣơng pháp : CB=0,35 0,8;L/B =4 11;B/D =1,5 3,5 Fr=0 0,9 _Ngồi nhiều phƣơng pháp khác nhƣ: Lapa-Keller,Kabaczynski,Holtrop-Memnen cho tàu tàu vận tải chân vịt….phƣơng pháp kinh nghiệm Zvonkov để tính sức cản tàu chạy sơng… Tính sức cản: _Phạm vi sử dụng phƣơng pháp Papmiel: CB = 0,35 ÷ 0,8 L/B = ÷ 11 B/D = 1,5 ÷ 3,5 Fr = ÷ 0,9 _Thông số tàu: + Hệ số béo thể tích:CB= 0,767 → Thỏa mãn THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 173 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN L 99 = =5,82 → Thỏa mãn B 17 B 17 +Tỉ số = =1,87→ Thỏa mãn D 9,1 14.0,5144 V +Hệ số Fr = = = 0,231 → Thỏa mãn g.L 9,81.99 + Tỉ số Vậy ta tính sức cản tàu phƣơng pháp Pamiel Công suất hữu hiệu EPS: VS3 EPS L C1 Trong đó: + : Thể tích phần chìm tàu (m3) = L.B.d.CB CB = L.B.d = 99 17 7,2 0,767 = 9294,2 (m ) + L = 99m : Chiều dài tàu (m) + VS = 14hl/h: Vận tốc tàu (Hl/h) + : Hệ số phụ thuộc vào số đƣờng trục chân vịt tàu, tàu có chân vịt chọn = L 99 0,7 0,3 0,997 + : Tính theo công thức = 0,7 0,3 100 100 + : Hệ số đặc trƣng hình dáng thân tàu, = 10 B CB L Ta có: C B = 0,767 B = 10 C B = 1,26 L + C : Tra đồ thị trang 57 giáo trình Lý Thuyết Tàu(Tập II), phụ thuộc vào hệ số 1, 26 =14 =1,548 99 L Tra đồ thị,ta có: C1=94,4 V1 = V S VS3 9294, 143 EPS 1, 26 3065,89 (PS) L C1 99 0,997 94, R = 75xEPS 75.3065,89 31892,06 (KG) V (m / s ) 14.0,515 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 174 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN Cho vận tốc nằm dải từ (1216) HL/giờ , ta có tính sức cản sau: ST Kí hiệu ;công thức Đ/vị Vận tốc T v Hl/h 12 13 14 15 16 m/s 6,18 6,695 7,21 7,725 8,24 v1 Hl/h 1,327 1,437 1,548 1,658 1,769 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 C1 ( tra đồ thị) 96,5 95,52 94,4 93,1 91,8 EPS PS 1888,69 2425,94 3065,89 3823,57 4706,11 R KG 22921 27176,33 31892,06 37122,04 42834,74 ĐỒ THỊ SỨC CẢN THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 175 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN III THIẾT KẾ CHÂN VỊT: Thông số mở đầu: _Vật liệu làm chân vịt đồng thau, ứng suất cho phép là: 600 700 kG/ cm2,giới hạn bền là: b 6400 kG/cm2,giới hạn chảy là: ch 2500 kG/cm2,độ kéo dài là: 22% _ Hệ số dòng theo: Theo cơng thức Taylor = 0,5.CB – 0,05 =0,5.0,767 – 0,05 = 0,334 _ Hệ số lực hút: Tính theo cơng thức t = k = 0,7 0,334 = 0,234 (Chọn k = 0,7 dùng cho tàu có bánh lái nƣớc sau chân vịt) _Đƣờng kính lớn chân vịt chọn sơ bộ: Dmax = 0,65.d = 0,65 7,2 = 4,68(m) _ Chiều chìm trục chân vịt: D 4,68 0, 4,66 (m) HS = d Max 0, 7, 2 _Chọn số cánh chân vịt là: Z = _ Tốc độ tiến: Vp= VS.(1- ) = 14.(1-0,334) = 9,324(Hl/h) = 4,797(m/s) _Từ đồ thị sức cản với tốc độ tàu V = 14 Hl/h ta có R = 31892,06 (KG); EPS = 3065,89 (PS) _Lực đẩy cần thiết chân vịt: R 31892,06 T 41634,5 (KG) 1 t 1-0,234 _Tỷ số đĩa tối thiểu chống xâm thực: Ae (1,3 0,3.Z ).T 0, 1,3 0,3.4 41634,5 0, = 0,516 A0 X ( P0 Pd ).D2 15291 240 4,682 Với: Z: số cánh X: số chân vịt D: Đƣờng kính chân vịt (m) Áp suất tĩnh p tính đến điểm lòng chất lỏng, ngang tâm trục chân vịt cách mặt thống Hs, đƣợc tính theo cơng thức: P0 = Pa + γHS = 10330 + 1025 4,84=15291 (kG/m2) Trong đó: Pa áp suất khí quyển, tính mặt thống 10330(kG/m2) Pd: Áp suất bảo hoà Pd = 240 kG/m2 Vậy chọn chân vịt Wageningen B.4.55 tính tốn sơ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 176 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN Kích thƣớc tỉ lệ hình học chân vịt: Cơng suất truyền cho chân vịt tính nƣớc mặn tính theo HP N D dt hs 75 1000 75 1000 Ne 0,97.0,96 .3700 3317, 2( HP) 76 1025 76 1025 Với Ne =3700 HP ( Máy 8L27/38 2720kW , hộp số :series AMG28EV,loại 45VO30 tỉ số truyền i = 4,52;số vòng quay chân vịt N = 177 vòng/phút đƣợc chọn phần tính kích thƣớc chủ yếu) Ký hiệu & công thức Vs Va=Vs (1-w) Bp STT HL/h HL/h 14 9,324 n ND va2 va - 30,5 δopt δ=0,94δopt - 215 202 0,305.va n - 3,2 H/D ηp - 0,73 0,57 KG 41913,8 KG 32106,2 D 10 Đơn vị Kết T 75.N D p 0,515.va Te=T(1-t) Nhận xét: Với vận tốc 12 HL/h Te = 32106,2 (KG) sai khác mức độ cho phép so với sức Te R 100% 0,67% nên thoả mãn yêu cầu cản R = 31892,06(KG) R -Đƣờng kính củ: dh (0,16 0,18).D 0,512 0,576 (m) Chọn d h =0,54 (m) -Đƣờng kính đầu củ: d1 (0,18 0, 204).D 0,576 0,653 (m) Chọn d1 = 0,62 (m) -Đƣờng kính phía nhỏ: d2 (0,13 0,14).D 0, 416 0, 448 (m) Chọn d =0,42 (m) -Chiều dài củ: lh (0, 0, 27).D 0,62 0,864 (m) THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 177 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN Chọn lh = 0,72 (m) -Chiều dài mũ đầu củ: l2 dh 0,54 (m) -Bƣớc xoắn H 0, 73 H 0, 73.D 2,336 m = 2336 (mm) D -Chiều dài l0 đoạn khoét rộng may chân vịt để dễ dàng lắp loại then,so với chiều dài lh ta lấy : lo = (0,25 ÷ 0,3) lh l0 = 0,3 0,72 = 0,216 m -Độ côn trong: 1:10 -Bán kính lƣợn cánh với củ: Mặt đạp: 0,03D = 0,096 (m) Mặt hút: 0,035D = 0,112 (m) Đƣờng kính trục then: -Đƣờng kính trục chân vịt : theo quy phạm đóng tàu phần III chƣơng quy định chân vịt làm thép cacbon rèn thép hợp kim thấp rèn khơng đƣợc nhỏ công thức dƣới đây: d s 100.K2 H 560 K = 284,8 mm Chọn ds = 285 mm Trong N Ts 160 đó: K2 =1,26 theo bảng 3/6.3 chƣơng phần III – TCVN 6259 (trục có rãnh then để lắp chân vịt) ds: Đƣờng kính yêu cầu trục chân vịt Ts =600 N/mm2- giới hạn bền kéo danh nghĩa trục chân vịt K d 1 i d0 di: Đƣờng kính ngồi trục rỗng do: Đƣờng kính trục rỗng lấy di < d0 Theo quy phạm bảng 6.2.2-1 ta chọn K = H = Ne = 3700 HP=2775 KW: công suất trục lớn động N = 177 vg/ph- Vòng quay lớn trục chân vịt Then: Bề rộng then: bt = 0,25.ds = 71,25 mm ; chọn bt =72 mm Chiều cao rãnh then: ht = (0,4 0,5).bt = 28,8 36 mm ; chọn ht = 32 mm THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 178 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN Chiều dày cánh: Chiều dày cánh tƣởng tƣợng lõi: e0= 0,045.D = 144 mm Chiều dày cánh đỉnh :ed = 0,0035.D = 11,2 mm r/R b.Z/D.(Ae/A0) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,662 1,882 2,05 2,152 2,187 2,144 1,97 1,582 - b b1 /b b1 b2 /b b2 tmax /D 731 828 902 947 962 943 867 696 - 0,617 0,613 0,601 0,586 0,561 0,524 0,463 0,351 - 451 508 542 555 540 494 401 244 - 0,35 0,35 0,35 0,355 0,389 0,442 0,478 0,5 - 256 290 316 336 374 417 414 348 - 0,0406 0,0359 0,0312 0,0265 0,0218 0,0171 0,0124 0,0077 0,003 tmax 130 115 100 85 70 55 40 25 10 Tọa độ profin bán kính tính theo profin tiêu chuẩn chân vịt seri B-Wageningen Từ điểm dày đến mép thoát,% Từ điểm dày đến mép dẫn,% r/R 100 80 60 40 20 20 40 60 80 90 95 100 MẶT HÚT 0,2 69 94 113 125 128 123 113 97 84 74 0,3 59 82 100 111 113 108 99 83 72 63 0,4 48 70 86 97 98 93 84 74 64 57 0,5 36 58 73 82 83 78 70 62 53 47 0,6 28 47 60 68 68 64 55 49 42 36 0,7 22 37 47 53 53 49 41 37 31 27 0,8 16 27 34 38 39 34 27 25 21 17 0,9 11 17 21 24 24 21 17 14 11 MẶT ĐẨY 0,2 39 24 14 18 26 34 52 0,3 29 14 2 13 19 26 43 0,4 18 13 18 34 0,5 11 26 0,6 17 0,7 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 179 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ 0,8 - - - - SVTH: TRẦN VĂN KIÊN - - Kiểm tra độ bền chân vịt: Kiểm tra sủi bọt chân vịt: Chân vịt thuộc nhóm B4.55, đƣờng kính Chân vịt thiết kế theo chế độ chạy tự do: Vòng quay chân vịt: Tỉ lệ bƣớc: Chiều chìm đến trục chân vịt: Áp suất khí mặt thống: Áp suất bảo hồ: Mật độ nƣớc: Lực đẩy chân vịt V=14 hl/h là: Vận tốc tính tốn V0,7 tính theo cơng thức sau: - - - - - D = 3,2 m V = 14 HL/h n = 177 vg/ph H/D = 0,73 Hs = 4,66 m Pa = 10330 kG/m2 Pv = 240 kG/m2 P = 104,38 kG.s2/m4 T = 41913,8 KG n.0,7.D V 24,3(m/s) 60 V0,7 P Trong đó: Vp = 0,5147.14.(1-0,234) = 4,797 (m/s) Số sủi bọt trung bình: P H s Pv 10330 4,66.1025 240 0,7 a 0,48 0,5..V0,7 0,5.104,38.24,32 Trên đồ thị Burrill ta có T / Ac 0, 25 (Trang 311,Sổ tay thiết kế tàu -Trần Cơng Nghị ) 0,5. V0,7 Diện tích tối thiểu diện tích hình chiếu chân vịt phải là: Ac T 41913,8 4,17 (m ) 0,5..V0,7 0,5.104,38.24,32.0, 25 Trong diện tích thật mặt chiếu chân vịt là: H A D2 Ac 1,067 0, 229 e = 4,85 (m2) D A0 Vậy chân vịt thiết kế thoả mãn điều kiện tránh sủi bọt khai thác Kiểm tra ứng suất: _Chân vịt làm từ đồng thau: Giới hạn chảy (kG/cm2) = 2500 Giới hạn bền(kG/cm2) = 6400 Độ kéo dài (%) = 22 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 180 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN Do chân vịt làm việc dòng rối nƣớc sau tàu, nên chịu tải trọng phức tạp Cánh chân vịt chịu tác động lực thuỷ động lực ly tâm Dƣớc tác động loại lực củ cánh xuất trạng thái ứng suất phức tạp, bao gồm ứng suất uốn, ứng suất kéo, nén, xoắn Mà vị trí gần đầu củ chịu ảnh hƣởng nhiều nên ta kiểm tra cánh chân vịt thơng qua mặt cắt cách tâm củ đoạn có bán kính r = 0,2R Ta chọn phƣơng pháp Romson để kiểm tra độ bền cho chân vịt.Phƣơng pháp Romson tính đến ảnh hƣởng cơng suất máy chính,tần số quay chân vịt nƣớc,hiệu suất chân vịt tốc độ tiến chân vịt môi trƣờng thực tế.Ứng suất mặt cắt cánh đƣợc coi tổng đại số ứng suất momen uốn ứng suất lực li tâm: 1 _Cơng thức tính ứng suất momen uốn gây ra: Ứng suất kéo: 1,k CA PD 101,3 CB p X ak b.e Z n J 1,n CA PD 101,3 CB p X an b.e Z n J Ứng suất nén: _Cơng thức tính ứng suất lực li tâm gây ra: Ứng suất kéo: 2,k ( N D)2 AC 0 10 ak 2,n ( N.D)2 AC 0 10 an Ứng suất nén: Trong đó: PD: Cơng suất dẫn đến trực chân vịt (PS) n(vg/ph): Vòng quay chân vịt phút D(m): Đƣờng kính chân vịt(m) Z: Số cánh chân vịt CA, CB, X: Miêu tả đặc trƣng phân bố lực đẩy, lực vòng cánh - Tra theo đồ thị trang 230 - Lý Thuyết Tàu- Trần Công Nghị phần sức cản tàu thiết bị đẩy A, C: Đặc trƣng cho điểm đặt lực ly tâm - Tra theo đồ thị trang 230 - Lý Thuyết Tàu- Trần Công Nghị phần Sức Cản Tàu Và Thiết Bị Đẩy b: Chiều rộng cánh 0,2R e: Chiều dày cánh 0,2R THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 181 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN ak,an: Hệ số môđun mặt cắt tra theo bảng 5.1 trang 229 - Lý Thuyết Tàu- Trần Công Nghị phần Sức Cản Tàu Và Thiết Bị Đẩy Hệ số tiến chân vịt: J Vp (m / s ) n(vg / s).D 4,797 0,508 2,95.3, Hiệu suất chân vịt: p 0,57 Ta có bảng tập hợp hệ số: Hệ số CA CB C A b (m) 0,2R 7,8 45 0,63 0,29 0,731 Vậy: Ứng suất momen uốn gây ra: e (dm) 1,3 aK 0,096 aN 0,086 1,k CA PD 101,3 CB p X = 523,1(KG/cm ) ak b.e Z n J 1,n CA PD 101,3 CB p X = 584 (KG/cm ) an b.e Z n J ε0 0.58 X 1,07 Ứng suất momen uốn gây ra: 2,k ( N D)2 AC 79,7(KG/cm ) 10 a k 2,n ( N D)2 AC 86,8(KG/cm ) 10 a n Tại mặt cắt t = 0,2R tổng ứng suất là: k 1,k 2,k = 602,8(KG/cm2) k 1,k 2,k = 670,8(KG/cm2) Kết tính cho thấy ứng suất kéo nén cánh chân vịt tính thấp giá trị bền giới hạn vật liệu Nhƣ cánh chân vịt đảm bảo độ bền cho phép Tính khối lƣợng momen quán tính: _ Khối lƣợng chân vịt: Theo Kofiepski khối lƣợng chân vịt tính theo cơng thức: G Trong đó: Z d e0,6 b0,6 D 6, 2.10 (0,71 ) 0,59 l.d 4.10 D D D Z = 4: số cánh chân vịt = 8400(kG/m3): Khối lƣợng riêng vật liệu làm chân vịt D = 3,2 m: Đƣờng kính chân vịt b0,6= 0,962m : Chiều rộng cánh chân vịt bán kính r = 0,6R e0,6= 0,07m : Chiều dày cánh chân vịt bán kính r = 0,6R l = 0,76 m: Chiều dài củ chân vịt THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 182 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN d = 0,54 m: Đƣờng kính củ chân vịt Vậy G = 3109 kg _ Mơnmen qn tính: Mơnmen qn tính đƣợc tính theo cơng thức Ip = 2,548GD2 Với: GD2 = C1.C2.C3.C4 Trong đó: Ae e0 D 4113,3 A0 D C1: hệ số ảnh hƣởng chân vịt Chân vịt loại Wageningen C1=1,025 C2= 1: Hệ số ảnh hƣởng mặt cắt C3 =1: Hệ số ảnh hƣởng hình bao cánh C4: Hệ số ảnh hƣởng chiều dày cánh đỉnh tính theo cơng thức C4 0,15 e0 ed 0,144 0.0112 0,089 0,15 0.089 0,07 e0 0,144 Vậy: Ip= 10201 (kG.ms2) Xây dựng tam giác đúc: Là tam giác vng,đƣợc xây dựng sở đƣờng kính D bƣớc xoắn chân vịt H +Bán kính RK chu vi đƣờng tròn đặt khn đúc đƣợc xác định công thức: RK=(1+k) D +a+b RK=1,1R Ta có: RK=1760 (mm) +Chiều dài L cạnh tam giác,đƣợc xác định công thức: 2R. 2 1600.92 L= = =2568 (mm) 360 360 2. R 1351(mm) 360 Với góc đo hình chiếu cánh cộng với lƣợng dƣ co ngót chiều rộng c d tra bảng 66-sách Thiết kế & lắp ráp thiết bị tàu thủy (Nguyễn Đăng Cƣờng) L1 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 183 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN Với đƣờng kính chân vịt D = 3,2 m , ta chọn c =150 mm,d=100 mm Đo hình ta có =920 +Chiều cao h tam giác đúc đƣợc xác định công thức sau: (1 m).H z0 = 708 mm h=h0+z0= 360 Trong đó: +H=2336 mm:bƣớc xoắn chân vịt +m:hệ số thay đổi bƣớc xoắn chân vịt co ngót vật liệu nguội,với chân vịt lớn đồng chọn m = 0,018 + =920 +z0=100 mm:Chiều cao tăng thêm để đạt đƣợc cƣờng độ bền phần dƣới khuôn.(tra bảng 66) THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 184 ... tháng tháng 3, hƣớng gió thịnh hành Đông – Bắc Từ cuối tháng tháng chuyển dần thành Đơng Đơng Nam, đợt gió mùa Đơng Bắc mạnh sức gió đạt tới 24 (m/s) gây ảnh hƣởng đến tốc độ tàu Từ tháng tháng... tháng năm sau, từ tháng tháng có mƣa phùn, điều làm giảm tầm nhìn xa tàu Mùa mƣa từ tháng tháng 10 chủ yếu bão dải hội tụ nhiệt đới gây Về mùa đơng vùng biển thƣờng có sƣơng mù, vào buổi sáng... Bản 2055 hải lý THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Trang 16 GVHD:PGS.TSKH ĐẶNG HỮU PHÚ SVTH: TRẦN VĂN KIÊN 3.7 Gió: Gió đơng nam thổi từ tháng đến tháng 10 Gió Bắc thổi từ tháng 11 đến tháng năm sau Giữa hai mùa