Tài liệu Total1-14.12'''

LỜI CẢM ƠN Luận văn “Thiết kế tàu chở dầu thô 104000T, chạy tuyến Sài Gòn – Singapore” là kết quả của 4,5 năm học tập và tích lũy kiến thức tại trường Đại học Bách Khoa TP.HCM dưới sự dẫn dắt tận tình của các thầy cô trong trường đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Kỹ Thuật Tàu Thủy khoa Kỹ Thuật Giao Thông. Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy ThS. Đoàn Minh Thiện đã hướng dẫn và tạo điều kiện để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và các bạn lớp TAU11 đã giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp. Tp. HCM, ngày 14 tháng 12 năm 2015 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 9 1.1 TỔNG QUAN NGHÀNH TÀU THỦY VIỆT NAM ........................................9 1.2 CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ TÀU..................................................................9 1.2.1 Xây dựng yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế......................................................9 1.2.2 Thiết kế sơ bộ .............................................................................................. 10 1.2.3 Thiết kế kỹ thuật. ........................................................................................ 10 1.3 TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM 2 CẢNG( Sài Gòn-Singapore). ............................... 11 1.3.1 Cảng Sài Gòn .............................................................................................. 11 1.3.2 Cảng Singapore ........................................................................................... 11 1.3.3 Đặc điểm tuyến đường. ..............................................................................12 CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU .............................................13 2.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC .............................................................................13 2.1.1 Lượng chiếm nước của tàu ........................................................................13 2.1.2 Trọng lượng tàu không ..............................................................................13 2.1.3 Sức chở của tàu ........................................................................................... 14 2.2 KIỂM TRA KÍCH THƯỚC .............................................................................16 2.2.1 Kiểm tra tính ổn đinh ban đầu ..................................................................16 2.2.2 Kiểm tra biên độ lắc ngang ........................................................................17 2.3 ĐIỀU CHỈNH MẠN KHÔ ................................................................................17 2.3.1 Kích thước tính toán ..................................................................................17 2.3.2 Tính toán mạn khô theo quy phạm mạn khô...........................................17 2.3.3 Hiệu chỉnh theo hệ số béo ..........................................................................17 2.3.4 Hiệu chỉnh theo chiều cao mạn .................................................................17 2.3.5 Hiệu chỉnh theo thượng tầng .....................................................................18 2.3.6 Hiệu chỉnh theo độ cong dọc boong .......................................................... 18 2.3.7 Chiều cao tối thiểu vùng mũi tàu .............................................................. 19 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH ............................................................... 20 3.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ .............................................................. 20 3.2 XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH .............................................................................20 3.2.1 Các thông số chính để xây dựng tuyến hình của tàu ............................... 20 3.2.2 Xây dựng tuyến hình trên phần mềm MaxSurf ......................................20 CHƯƠNG 4. BỐ TRÍ CHUNG ..................................................................................25 4.1 BỐ TRÍ VÀ PHÂN KHOANG .........................................................................25 4.1.1 Phân khoang theo chiều dài tàu ................................................................ 25 4.1.2 Phân khoang theo chiều cao, chiều rộng tàu............................................26 4.1.3 Lan can và cầu thang .................................................................................27 4.2 TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ...................................................................................27 4.2.1 Thiết bị lái ...................................................................................................27 4.2.2 Thiết bị neo, chằng buộc ............................................................................27 4.3.3 Thiết bị tín hiệu ........................................................................................... 28 4.3.4 Thiết bị hàng hải ......................................................................................... 29 4.3.5 Thiết bị vô tuyến điện .................................................................................29 4.3.6 Trang thiết bị cứu sinh ...............................................................................30 CHƯƠNG 5. CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI, THỦY LỰC ............................................31 5.1 ĐƯỜNG CONG THỦY LỰC...........................................................................31 5.2 TỈ LỆ BOONJEAN. .......................................................................................... 35 5.2.1 Giá trị diện tích sườn. ................................................................................35 5.2.2 Giá trị diện moment tĩnh so với đường cơ bản. .......................................38 CHƯƠNG 6. HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC ...................................................................41 6.1 TÍNH SỨC CẢN VÀ CHỌN MÁY CHÍNH ...................................................41 6.1.1 Tính sức cản ................................................................................................ 41 6.1.2 Chọn máy chính .......................................................................................... 43 6.2 THIẾT KẾ CHÂN VỊT ..................................................................................... 44 6.2.1 Thiết kế chân vịt theo chế độ chạy tự do, đường kính chân vịt không hạn chế ..................................................................................................................44 6.2.2 Thiết kế chân vịt theo chế độ kéo. ............................................................. 44 6.2.3 Xây dựng đường đặc tính vận hành của chân vit ....................................45 6.2.3 Xác định kích thước hình học củ chân vịt ................................................50 6.2.4 Xây dựng tam giác đúc chân vịt ................................................................ 51 6.3 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC HỆ TRỤC........................................................ 52 6.3.1 Tính chọn kích thước trục .........................................................................52 6.4 KẾT CẤU HỆ TRỤC ........................................................................................ 53 6.4.1 Phần côn của trục chân vịt (để lắp chân vịt) ............................................53 6.4.2 Đai ốc hãm chân vịt ...................................................................................55 6.4.3 Kết cấu côn trục trung gian .......................................................................55 6.4.4 Bích nối trục và bulông bích nối ............................................................... 56 6.4.5 Áo trục .........................................................................................................58 6.4.7 Ống bao trục ............................................................................................... 59 6.4.8 Ổ đỡ trục .....................................................................................................59 6.4.9 Kiểm nghiệm then....................................................................................... 60 6.5 TÍNH PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN GỐI ......................................................... 61 6.5.1 Trọng lượng chân vịt ..................................................................................61 6.5.2 Trọng lượng riêng phân bố điều trên trục ...............................................62 6.5.3 Bố trí hệ trục chân vịt và gối đỡ. ............................................................... 62 6.5.4 Chạy chương trình và xuất kết quả .......................................................... 63 6.6 KIỂM TRA ÁP LỰC TÁC DỤNG LÊN GỐI ĐỠ. ........................................68 6.7 KIỂM NGHIỆM BỀN HỆ TRỤC....................................................................69 6.7.1 Tính dao động ngang ..................................................................................69 6.7.2 Tính dao động dọc ...................................................................................... 69 6.7.3 Nghiệm bền toàn hệ trục ............................................................................69 6.8 CÁC HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC .......................................................................71 6.8.1 Hệ thống nhiên liệu ..................................................................................... 71 6.8.2 Hệ thống dầu nhờn ..................................................................................... 75 6.8.3 Hệ thống hút khô- dằn ...............................................................................76 6.8.4 Hệ thống chữa cháy ....................................................................................77 6.8.5 Hệ thống thông gió...................................................................................... 79 CHƯƠNG 7. KẾT CẤU THÂN TÀU ........................................................................81 7.1 GIỚI THIỆU CHUNG ...................................................................................... 81 7.1.1 Các thông số cơ bản của tàu ......................................................................81 7.1.2 Hình thức kết cấu ....................................................................................... 81 7.1.3 Phân khoang và khoảng sườn ...................................................................81 7.1.4 Vật liệu đóng tàu ......................................................................................... 82 7.2 TÍNH KẾT CẤU ................................................................................................ 82 7.2.1 Kết cấu khoang hàng ..................................................................................82 7.2.2 Kết cấu khoang máy .................................................................................107 7.2.3 Kết cấu khoang mũi..................................................................................126 7.2.4 Kết cấu khoang đuôi .................................................................................140 7.2.5 Kết cấu sống mũi và sống đuôi ................................................................148 7.2.6 Kết cấu thượng tầng và lầu......................................................................149 7.2.7 Tính chọn liên kết .....................................................................................152 7.2.8 Tính chọn đường hàn ...............................................................................154 CHƯƠNG 8. CÂN BẰNG VÀ ỔN ĐỊNH TÀU ......................................................157 8.1 CÂN BẰNG TÀU ............................................................................................157 8.1.1 Trạng thái tải trọng của tàu ....................................................................157 8.1.2 Cân bằng dọc tàu và ổn định ...................................................................161 8.2 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM ................................................167 8.2.1 Xây dựng đồ thị Pantokaren ...................................................................167 8.2.2 Đường cong tay đòn ổn định tĩnh và động .............................................167 8.2.3 Kiểm tra ổn định .......................................................................................169 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................170 Phụ lục A: Đồ thị BONJEAN. ..............................................................................171 Phụ lục B: Đồ thị Hydrostatic. .............................................................................172 Phụ lục C: Đồ thị PANTOKAREN ......................................................................173 Phụ lục D: Đồ thị ổn định. ....................................................................................174 Phụ lục E: Một số kết quả chạy trên phần mềm MaxSurf. ...............................175 Phụ lục F: Một số dữ liệu đầu vào chương trình thiết kế chân vịt tự động CV.EXE. .................................................................................................................178 LỜI NÓI ĐẦU Sau 4 năm học tại trường Đại học Bách Khoa TP.HCM cùng với một thời gian thực tập tại Công ty TNHH một thành viên Công nghiệp tàu thủy Sài Gòn (SSIC), em đã được học hỏi được rất nhiều kiến thức từ thầy cô ở trường và các anh chị ở công ty, và em đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế tàu chở dầu thô 104000 T, chạy tuyến Sài Gòn – Singapore” dưới sự hướng dẫn của thầy ThS. Đoàn Minh Thiện. Nội dung chính của đề tài luận văn tốt nghiệp là thiết kế từ sơ bộ đến thiết kế kỹ thuật toàn bộ con tàu bao gồm cả hai phần máy và vỏ. Trong phần máy tàu tập trung chính vào phần hệ thống động lực và phần vỏ tập trung vào phần kết cấu. Trong quá trình thiết kế đã có ứng dụng một số phần mềm chuyên ngành và chương trình chạy tự động: MaxSurf, RDM, CV.EXE để tính toán và xuất kết quả nhằm rút ngắn thời gian thiết kế và được kết quả tối ưu nhất. Do thời gian làm đề tài tốt nghiệp có hạn, kinh nghiệm bản thân chưa có và kiến thức còn hạn chế, nên trong bài thiết kế tốt nghiệp này không tránh khỏi những sai sót mà bản thân không thể nhìn thấy được. Do vậy mà em kính mong quý thầy cô chỉ bảo thêm để em hoàn thành đồ án tốt hơn. Qua đó em xin chân thành chân thành gửi tới thầy cô lời biết ơn thành kính nhất, đặc biệt là thầy ThS. Đoàn Minh Thiện đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đề tài tốt nghiệp. Tp. HCM, ngày 14 tháng 12 năm 2015 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN NGHÀNH TÀU THỦY VIỆT NAM Trong những năm gần đây ngành công nghiệp tàu thủy Việt Nam phát triển một cách vượt bậc về mọi mặt từ đóng mới, sửa chữa, vận tải cho đến dịch vụ. Hoạt động sản xuất kinh doanh của tổng công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đạt mức tăng trưởng cao. Bên cạch đó ngành không ngừng nâng cấp mở rộng đầu tư chiều sâu các nhà máy sẵn có, xây dựng một số nhà máy mới và các cơ sở vệ tinh, hợp lý hoá cơ cấu sản xuất và kinh doanh. Mục tiêu của ngành là làm sao trong trong những năm tới chúng ta phải tự thiết kế và thi công đồng bộ ( cả vỏ, máy, điện, điện tử, điều kiển tự động…) các loại tàu có trọng tải lớn. Đến năm 2020 hoàn thành việc xây dựng các cơ sở đóng mới, đầu tư hoàn chỉnh công nghệ, thiết bị đóng và sửa chữa tàu lên mức hiện đại trong khu vực nâng cao tỷ lệ nội địa hoá trong ngành lên 60 đến 70%. Tổng công ty công nghiệp tàu thủy Việt Nam cần tìm đối tác nước ngoài là những tập đoàn, công ty của các nước có kỹ thuật đóng tàu cao để thiết lập các dự án liên doanh xây dựng các nhà máy đóng tàu với công nghệ tiên tiến. 1.2 CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ TÀU Theo truyền thống của các nhà đóng tàu trên thế giới, thiết kế tàu phải trải qua nhiều công đoạn mà nổi bậc là một số giai đoạn như xây dựng yêu cầu và nhiệm vụ thư thiết kế; thiết kế sơ bộ và thiết kế kỹ thuật. 1.2.1 Xây dựng yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế. Thường công việc này là do chủ tàu người ta đặt ra, còn nhà thiết kế phải thực hiện đúng như vậy. Khi thiết kế thì cần lập bảng nhiệm vụ mà phải đề cập đến công dụng, loại hình và khu vực hoạt động của tàu. Ở Việt Nam những vấn đề được đề cập trong nhiệm vụ có thể như sau: - Hạn chế về kích thước chính. - Tải trọng, dung tích chở dùng cho tàu vận tải. - Kiểu máy chính lắp trên tàu, hạn chế về công suất, số vòng quay vv… - Vận tốc cần thiết, khả năng chuyến đi biển, tính ổn định, tính chịu sóng gió, tính chống chìm. SVTH: Nguyễn Xuân Thế -9- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện - Vật liệu làm vỏ tàu, thiết bị sinh hoạt, thiết bị trên tàu, thiết bị buồng máy, hệ thống ống, hệ thống thông tin, hệ thống điện, hệ thống vô tuyến điện, các thuyết bị chuyên ngành và thiết bị đặc biệt. 1.2.2 Thiết kế sơ bộ - Trong giai đoạn thiết kế này có một số yêu cầu cần được thực hiện: Xác định lượng chiếm nước của tàu có thỏa mãn phương trình cân bằng D  .V , trong đó lực nổi tính theo định luật Archimedes đúng bằng trọng lượng toàn tàu. Xác định sơ bộ kích thước chính như chiều dài, chiều rộng, chiều cao, chiều chìm trung bình của tàu, và các hệ số đầy thân tàu và chiều cao mạn khô. Xác định hình dáng vỏ tàu, lập bảng vẽ tuyến hình tàu. Với tàu tự chạy, tính sức cản vỏ tàu, công suất máy cần thiết để tàu có thể hoạt động đạt yêu cầu đề ra. Xác định lần nửa lượng chiếm nước và tính ổn định tàu, trên cơ sở đường hình vừa tạo ra. Kiểm tra tính nổi của tàu trên cơ sở đường hình mới tạo. Phân khoang chống chìm tàu và kiểm tra ổn định sự cố. Chuẩn bị bố trí chung, có tính sơ bộ. Tính trọng lượng, trọng tâm tàu trên cơ sở bố trí chung và các bản vẽ kết cấu ban đầu. 1.2.3 Thiết kế kỹ thuật. Sau khi hoàn thành bản thiết kế sơ bộ ta tiến hành qua thiết kế kỹ thuật. Trên cơ sở đã xây dựng được tuyến hình, bố trí chung đã ổn định cho đến thời điểm đang xét, thiết bị máy móc đã được chọn, các bộ phận thiết kế tuyến hành các công việc thiết kế chi tiết và cụ thể hơn, mối liên hệ giữa các bộ phận trên tàu trở thành hiện thực hơn. Trong giai đoạn này các sơ đồ lắp ráp được hoàn thiện, các thiết kế kết cấu triển khai đến chi tiết, từ đó có thể tiến hành tính toán giá thành sản phẩm. Nếu coi quá trình thiết kế là sự hoàn thiện dần các phép tính nhằm thỏa mãn yêu cầu đề ra, quá trình này có thể minh họa dưới dạng sự tiến hóa theo đường xoắn ốc. SVTH: Nguyễn Xuân Thế -10- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện Hình 1.1: Quá trình thiết kế tàu. Mọi phép tính phép thử được tiến hành riêng nhau, theo những quy luật nhất định. Kết quả của phép tính này làm tiền đề cho phép tính tiếp theo sau mỗi vòng tiến hóa, kết quả cuối cùng một phép tính sẽ đổi thay so với giá trị ban đầu,và kết quả lần thứ hai ( thứ ba, thứ tư, thứ năm…) lại làm chức năng dữ liệu đầu vào cho phép tính kế tiếp. Chu trình trên lặp lại nhiều lần, theo đường xoắn ốc, cho đến khi kết quả cuối cùng thỏa mãn với các điều kiện đặt ra. 1.3 TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM 2 CẢNG( Sài Gòn-Singapore). 1.3.1 Cảng Sài Gòn - Cảng Sài Gòn nằm ở hữu ngạn sông Sài Gòn, có vĩ độ 10 0 48' Bắc và 1060 42' kinh Đông. - Cảng nằm trên một phạm vi dọc bờ dài hơn 2 km cách bờ biển 45 hải lý. - Khu vực Sài Gòn có chế độ bán nhật triều, biên độ giao động mực nước triền lớn nhất là 3,98 mét, lưu tốc dòng chảy là 1 mét/giây. - Cảng bao gồm 3 khu cảng: Cảng Sài Gòn, cảng Khánh Hội, và cảng Tân Thuận. 1.3.2 Cảng Singapore - Cảng nằm ở tọa độ ( 1016' N , 103050' E ). Singapore có eo biển Malasca, là nơi giao lưu các đường biển đi từ Thái Bình Dương sang Ấn Độ Dương và ngược lại. Vì vậy nó trở thành cảng lớn thứ 2 trên thế giớ. - Bến lớn nhất là Kepel có chiều dài 5 km. - Cảng có tính chất ngoại thương, mực nước ở cầu tàu lớn cho phép đậu một lúc hàng chục tàu với trọng tải lớn. - Cảng có đầy đủ tất cả các trang thiết bị hiện đại, đảm bảo cho việc bốc xếp tất cả các loại hàng, trong đó có bến Tanjonpapar là bến trung chuyển container lớn nhất thế giớ. SVTH: Nguyễn Xuân Thế -11- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP + + + + + + CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện Trang thiết bị ở cảng: 25 cầu tàu di động với sức nâng khoảng 30 tấn. 244 máy nâng với sức nâng 1,2 – 1,8 tấn. 18 máy kéo với sức kéo là 50,8 tấn. 81 romoc mỗi cái có sức chở 40 tấn. 26 sà lan loại lớn. 120 cần cẩu nổi di động. 1.3.3 Đặc điểm tuyến đường. - Quảng đường từ 2 cảng là 644 HL. - Điều kiện tự nhiên có ảnh hưởng đến hoạt động của tàu bao gồm: thủy triều, mưa, gió, bão, sóng .. vv. - Gió từ khu vực biển đông thường chịu ảnh hưởng của các loại gió chính sau: + Từ tháng 3 đến tháng 6 gió tây – tây nam. + Từ tháng 7 đến tháng 9 gió tây nam. + Từ tháng 10 gió đông. + Tháng 11 đến tháng 12 gió đông bắc. - Bão từ tuyến đường Sài Gòn – Singapore rất ít khi chịu bão trực tiếp mà chỉ chịu ảnh hưởng của bão về mưa, gió … - Sóng biển theo hai hướng chính là Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương. - Sương mù thường xuất hiện vào tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, đặc biệt là tháng 2 và tháng 3. Vì sương mù làm giảm tầm nhìn do đó khi có ảnh hưởng sương mù ta phải giảm tốc độ tàu. - Độ ẩm và mưa: Nằm gần xích đạo mưa nhiều độ ẩm cao nhất là tháng 4 đến tháng 11. - Thủy triều: Vùng biển chịu ảnh hưởng của chế độ nhật triều, thủy triều khác nhau, nhìn chung là chế độ bán nhật triều với biên độ 1-4 m. Nhìn chung thì tất cả những đặc điểm trên điều ảnh hưởng không lớn đến quá trình vận tải hàng của tàu. SVTH: Nguyễn Xuân Thế -12- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC Thiết kế tàu là lựa chọn các kích thước chủ yếu và các hệ số thân tàu, các số liệu thỏa mãn nhu cầu đề ra trong nhiệm vụ thư thiết kế đồng thời phải đáp ứng về các chỉ tiêu kinh tế. Việc xác định kích thước chính của tàu có thể được thực hiện bằng nhiều cách, nhưng để đơn giản và rút gọn bớt ta xác định bằng cân bằng phương trình trọng lượng. Phương trình trọng lượng của tàu được xác định theo công thức: D  P0  DWT Trong đó: - D là lượng chiếm nước của tàu - P0 là trọng lượng tàu không. - DWT là sức chở của tàu. 2.1.1 Lượng chiếm nước của tàu Lượng chiếm nước của tàu được xác đinh theo công thức: D  C b LBT Trong đó: L là chiều dài tàu, B là chiều rộng tàu, T chiều chìm của tàu, Cb là hệ số béo thể tích,  là khối lượng riêng của nước biển. 2.1.2 Trọng lượng tàu không Trọng lượng tàu không bao gồm có trọng lượng vỏ tàu Pv , trọng lượng buồng máy Pm và trọng lượng trang thiết bị, hệ thống trên tàu là Ptt : P0  Pv  Pm  Ptt a. Trọng lượng vỏ tàu: Trọng lượng vỏ tàu được xác định theo công thức: Pv  pv .LBH (T) Trong đó: - pv là hệ số khối lượng của thân tàu, được tra tại bảng 2-47 trang 102 STTKĐT tập 1, đối với tàu dầu pv  (0,15  0, 2) , chọn pv  0,15 (T/m3 ) . - H là chiều cao mạn tàu. b. Khối lượng thiết bị tàu và hệ thống tàu: SVTH: Nguyễn Xuân Thế -13- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện Khối lượng trang thiết bị và hệ thống trên tàu được xác đinh theo công thức: Ptt  ptt .LBH (T/m3 ) Trong đó: - ptt là hệ số khối lượng trang thiết bị, ptt  (0,002  0,0025) (T/m3 ) Chọn ptt  0,0021 (T/m3 ) c. Khối lượng buồng máy: Khối lượng buồng máy được xác định theo công thức Pm  pm .Pe (T) , trong đó pm  (0,04  0,08) (T/hp) là hệ số khối lượng máy, được tra tại bảng 2-47 trang 102 STTKĐT tập 1, và ta chọn pm  0,05 (T/hp) . Pe là công suất trang bị, bao gồm máy chính, máy phụ, trừ máy phát điện, các thiết bị phục vụ trực tiếp cho hệ thống này, và được xác định theo công thức hải quân: D 2/3 .Vs3 Pe  (HP) C Trong đó C là hệ số hải quân và đối với tàu dầu C = 600. D2/3 .Vs3 (T) Tóm lại trọng lượng tàu không là: P0  pv .LBH  ptt .LBH  pm . C 2.1.3 Sức chở của tàu Sức chở của tàu là trọng lượng tàu có thể chở được, trọng lượng này bao gồm các thành phần trọng lượng như trọng lượng hàng hóa, trọng lượng nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn, trọng lượng dự trữ, trọng lượng thuyền viên, nước sinh hoạt và lương thực thực phẩm, như vậy sức chở của tàu được xác định: DWT  Phh  Pdm  Pdt  Ptv,n,tp a. Trọng lượng hàng hóa: Là trọng lượng dầu thô tàu chở được, theo nhiệm vụ thư trọng lượng hàng hóa là 104000 tấn dầu thô. Phh  104000 (T) b. Khối lượng nhiên liệu, dầu mỡ: Là lượng nhiên liệu cho máy chính, máy phụ và lượng dầu mỡ dùng để bôi trơn các hệ thống trên động cơ trong suốt chuyến hành trình của tàu, khối lượng này được xác định: Pdm  Pnl  Pbt (T) Trong đó: SVTH: Nguyễn Xuân Thế -14- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện - Pnl là khối lượng nhiên liệu, được xác định theo công thức: Pnl  kM .t. pNL .Pe (T) . + k M là hệ số an toàn cho chuyến đi biển, chọn kM  1, 2 . 644  43 giờ 15 pNL là suất tiêu hao nhiên liệu trên động cơ, pNL  (0,15  0,19) (kg/hp.h) và chọn pNL  0,17 (kg/hp.h) + t là thời gian hành trình của tàu và t  + + Công suất Pe được xác định như trên. - Pbt là lượng nhiên liệu dung để bôi trơn các động cơ hoạt động trên tàu, Pbt  5,5% Pnl . c. Trọng lượng dự trữ trên tàu: Trọng lượng dữ trữ trên tàu dầu thường chiếm 1  1,5%D , chọn Pdt  1, 2% D . d. Trọng lượng thuyền viên, nước sinh hoạt và lương thực thực phẩm: - Trên tàu tàu gồm có 25 thuyền viên, trong đó có 12 sĩ quan và 13 thủy thủ. - Khối lượng bản thân và hành lý là 180 kg/người đối với sĩ quan và 130 kg/người đối với thủy thủ. - Nước uống và tắm rửa cho mỗi thuyền viên là 100 kg trong một ngày đêm, lương thực thực phẩm cho mỗi thuyền viên trong một ngày đêm là 3 kg. Nên Ptv ,n,tp  180.12  130.13  (100  3).25. 43  6,937 (T) 24 Tóm lại sức chở của tàu: D2/3 .Vs3 DWT  104000  (1  5,5%).kM .t. pNL .  1, 2% D  6,937 (T) C  Thay các giá trị của các thành phần trọng lượng vào phương trình trọng lượng, ta được: D 2/3 .Vs3 D 2/3 .Vs3 D  pv .LBH  ptt .LBH  pm .  Phh  (1  5,5%).k M .t. pNL .  1, 2% D  Ptv ,n ,tp C C D 2/3 .Vs3  0,988 D  ( pv  ptt ).LBH  [pm  (1  5,5%).kM .t. pNL ].  Phh  Ptv ,n ,tp C D 2/3 .Vs3  0,988. Cb .LBT  ( pv  ptt ).LBH  [pm  (1  5,5%).k M .t. pNL ].  Phh  Ptv ,n ,tp C  0,988. Cb .( L / B).B.B.(T / B).B  ( pv  ptt ).( L / B ).B.B.(T / B )( H / T ).B  [pm  (1  5,5%).kM .t. pNL ]. SVTH: Nguyễn Xuân Thế D 2/3 .Vs3  Phh  Ptv ,n ,tp (*) C -15- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện  Chọn tỷ lệ các kích thước chính và các hệ số của tàu theo số liệu đã được thống kê:  L / B  l  (6  7), chän L / B  6  B / T  b  (2,5  3), chän B / T  2,5  H / T  h  (1,29  1, 4), chän H / T  1,31  C b  (0,75  0,85), chän C b  0,78 Thay các tỷ lệ vào phương trình (*), ta được: 0,988. Cb .(l ).B.B.(1/ b).B  ( pv  ptt ).(l ).B.B.(1/ b)(h).B  [pm  (1  5,5%).kM .t. pNL ]. [ Cb .(l ).B.B.(1/ b).B]2/3 .Vs3  Phh  Ptv ,n ,tp C [ Cb .(l / b)]2/3 .Vs3 2  [0,988. Cb .(l / b).B  ( pv  ptt ).(lh / b)]B  [pm  (1  5,5%).kM .t. pNL ]. B C ( Phh  Ptv ,n,tp )  0 3 3  Thay các giá trị vào phương trình trên ta được phương trình bậc 3 theo B: 1, 418B 3  0,515B 2  104006,9  0  Giải phương trình bậc 3, ta được chiều rộng tàu: B = 42 (m). Từ đó suy ra được:  Chiều dài tàu: L  l.B  6.42  252 (m) Chiều chìm tàu: T=B/b=42/2.5=16.8 (m) Chiều cao mạn: H=h.T=1,31.16,8=22 (m) Vậy kích thước chính của tàu: Chiều dài thiết kế của tàu: LTK  252 (m) Bề rộng thiết kế của tàu: B TK  42 (m) Chiều chìm của tàu: T  16,8 (m) Chiều cao mạn tàu: H  22 (m) 2.2 KIỂM TRA KÍCH THƯỚC 2.2.1 Kiểm tra tính ổn đinh ban đầu Đối với tàu dầu, chiều cao tâm nghiêng ban đầu được yêu cầu để đảm bảo ổn định cho tàu GM  0.15 m. Kiểm tra GM: GM  KB  BM  KG SVTH: Nguyễn Xuân Thế -16- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện Trong đó: - KB là chiều cao tâm nổi, KB = 8,988 m - BM là bán kính tâm nghiêng ngang, BM = 9,249 m - KG là chiều cao trọng tâm tàu, KG có giá trị nằm trong khoảng từ 0,56H đến 0,65H, tức là từ 12,32 m đến 14,30 m. Ta chọn KG = 12,5 m Suy ra GM = 8,988 + 9,249  12,5 = 5,737 m Như vậy là chiều cao tâm nghiêng ban đầu của tàu được thỏa mãn. 2.2.2 Kiểm tra biên độ lắc ngang Đối với tàu biển, biên độ lắc ngang của tàu dao động từ 9  14 giây. Biên độ lắc ngang được xác đinh: tb  CB  (12,27s  14,37s) h Với C là hệ số, C = (0,7  0,82). Như vậy biên độ lắc ngang của tàu đảm bảo tính lắc ngang. 2.3 ĐIỀU CHỈNH MẠN KHÔ 2.3.1 Kích thước tính toán Chiều chìm d1  0,85.H  0,85.22  18,7 m, chiều dài L1 tại đường nước d1 là 254,3 m. Chiều dài tính toán: Ltt = 96% L1 = 0,96.254,3 = 244,13 m; B = 42 m 2.3.2 Tính toán mạn khô theo quy phạm mạn khô - Mạn khô tối thiểu được cho ở bảng trị số mạn khô tối thiểu loại tàu A phụ thuộc vào chiều dài tàu TCVN6259 – 11: 2010 - Chiều dài tàu L tt  254,3 m ta được mạn khô tối thiểu Fb = 3036 mm 2.3.3 Hiệu chỉnh theo hệ số béo Hệ số đầy thể tích: C B  D 142160   0,71 > 0,68, nên mạn khô được L tt Bd1 254,3.42.18,7 bổ sung thêm 1 lượng: F1  C B  0,68 0,71  0,68 Fb  .3036  67 mm 1,36 1,36 2.3.4 Hiệu chỉnh theo chiều cao mạn - Ltt /H = 11,6 < 15 thì trị số mạn khô được tăng thêm 1 lượng: F2  (H  L tt 254,3 )R  (22  ).250  1262 mm 15 15 Với R = 250 cho tàu có chiều dài L > 120 m. SVTH: Nguyễn Xuân Thế -17- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện 2.3.5 Hiệu chỉnh theo thượng tầng - Hiệu chỉnh theo thượng tầng thì mạn khô cần giảm đi 1 lượng F3 + + Xét E/ Ltt = 0,16, với E là chiều dài thựct tế của thượng tầng, E = 39,7 m Theo quy định 37 công ước quốc tế về mạn khô thì: Với E/L = 0,1 thì mạn khô giảm 7% Với E/L = 0,2 thì mạn khô giảm 14% Do đó với tàu ta thiết kế thì cần giảm 1 lượng: F3  11,2%Fb  340 mm 2.3.6 Hiệu chỉnh theo độ cong dọc boong Bảng 2.1 Tọa độ Vị trí Công thức (1) (2) Trụ lái AP L 25(  10) 3 L 11,1(  10) 3 L 2,8(  10) 3 0 1/6 từ AP 1/3 từ AP Giữa tàu Giữa tàu 1/3 từ FP 1/6 từ FP Trụ mũi FP 0 L 5,6(  10) 3 L 22,2(  10) 3 L 50(  10) 3 Giá trị (mm) (3) Hệ số (3)x(4) (4) (5) PHẦN LÁI 2369,17 1,00 2369,17 1051,91 3,00 3155,73 265,35 3,00 0 0  (5) (6) (7) 6320,94 790,12 (8) 1185,18 796,04 1 0 PHẦN MŨI 1 0 530,69 3,00 1592,08 2103,82 3,00 6311,46 12641,87 1580,23 4738,33 1,00 4738,33 - Trị số mạn khô được điều chỉnh: F4  (0,75  S )A 2L tt - Với S là chiều dài hữu ích của thượng tầng, S = 39,7 m - A là độ thiếu hụt mức cong dọc, A = 1185,18 mm - F4  796 mm SVTH: Nguyễn Xuân Thế  (5) /8  (5) /2 -18- 1185,18 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện Suy ra trị số mạn khô tối thiểu của tàu: Fsb  Fb  F1  F2  F3  F4  4821 mm Trị số mạn khô của tàu thiết kế: F  H  T  5200 mm Vậy F > Fsb : tàu thiết kế đảm bảo mạn khô. 2.3.7 Chiều cao tối thiểu vùng mũi tàu Tàu ta đang thiết kế có chiều dài lớn hơn 250 m nên chiều cao tối thiểu của mũi tàu được xác định theo công thức: h m  7000 1,36  6850 mm C B  0,68 Chiều cao thực tế ta thiết kế là h m  14 m. SVTH: Nguyễn Xuân Thế -19- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH 3.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ Tuyến hình tàu thể hiện được hình dáng hình học bên ngoài vỏ tàu. Do hình dáng phần vỏ dưới nước ảnh hưởng lớn đến tính năng hàng hải của tàu, nên việc thiết kế tuyến hình có vai trò và ý nghĩa rất quan trọng trong việc mô tả chính xác những thông tin về các tính năng của tàu đi trên biển. Về thiết kế tuyến hình thì có nhiều phương pháp, có thể thiết kế theo tỉ lệ tương ứng với một số tàu mẫu có tính năng hoạt động tốt, có thể thiết kế theo một số Seri mẫu đã được thử nghiệm hoặc cũng có thể sử dụng công cụ phần mềm chuyên nghành tàu thủy để hỗ trợ cho việc xây dựng tuyến hình tốt nhất, chính xác và nhanh nhất. Ở đây ta sử dụng phần mềm và Seri mẫu, cụ thể đó là phần mềm MaxSurf và Seri 60 3.2 XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH 3.2.1 Các thông số chính để xây dựng tuyến hình của tàu - Chiều dài thiết kế: L = 252 m Chiều rộng tàu : B = 42 m Chiều chìm tàu: T = 16,8 m Chiều cao mạn tàu: H = 22 m Hệ số béo thể tích: C b  0,78 - Lượng chiếm nước: D  C b LBT  1,025.0,78.252.42.16,8  142160 T Tuyến hình tàu được thể hiện ở sự thay đổi diện tích mặt sườn tại từng vị trí sườn theo chiều dài tàu và sự thay đổi của diện tích mặt đường nước ứng với từng mớn nước của tàu theo chiều cao. Sự thay đổi diện tích mặt sườn được phân thành 3 đoạn rõ rệch theo chiều dài tàu: - Đoạn 1: Đoạn thon mũi, có chiều dài L M  0,39L  0,255.252  64,26 m - Đoạn 2: Đoạn thân ống, có chiều dài L P  0,39L  0,39.252  98,28 m - Đoạn 3: Đoạn thon lái, có chiều dài là L L  0,355L  0,355.252  89,46 m 3.2.2 Xây dựng tuyến hình trên phần mềm MaxSurf Cơ sở sử dụng phần mềm là dựa vào kích thước chính của tàu, Seri 60 ta thay đổi diện tích sườn tại từng sườn và thay đổi diện tích mặt đường nước tại từng mớn nước sao cho phù hợp với hệ số béo thể tích và lượng chiếm nước đã được xác định và lựa chọn như ban đầu. a. Trình tự thiết kế tuyến hình: Chọn đơn vị: Data  Units. Chọn loại mặt: Surfaces  Add surface  Default SVTH: Nguyễn Xuân Thế -20- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện Hình 3.1 Chọn mặt. Định kích thước: Surfaces  Size surfaces Hình 3.2: Định kích thước. Định điểm gốc: Data  Zero point SVTH: Nguyễn Xuân Thế -21- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: ThS. Đoàn Minh Thiện Hình 3.3: Đinh tọa độ gốc Định mớn nước thiết kế: Data  Frame of reference Hình 3.4: Định mớn nước thiết kế Chia lưới: Data  Grid spacing Chia tàu thành 20 khoảng sườn lý thuyết, khoảng cách mỗi khoảng sườn là 12 m; 10 đường nước, khoảng cách đường nước là 1,68 m và 10 đường cắt dọc, khoảng cách cắt dọc là 2,1 m. SVTH: Nguyễn Xuân Thế -22-