KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

2.1. Xác định sơ bộ lượng chiếm nước:

Trong giai đoạn thiết kế ban đầu với m tbcont = 10,6 t thì giá trị lượng chiếm nước

được tính theo cơng thức:

∆= 71,02.n0,7814cont=71,02.9600,7814 =15196(t)

ncon = 960 – số container mà tàu chở theo yêu cầu thiết kế.



Hình 2.1. Quan hệ giữa lượng chiếm nước với dung tích chở container của tàu

2.2. Xác định các kích thước chủ yếu :

2.2.1.Xác định chiều dài tàu :

Đối với các tàu container có dung tích chở dưới 2000 TEU thì sơ đồ xếp

container theo chiều dài tàu, vị trí buồng máy... có dạng đặc trưng như trên hình 2.2:



Hình 2.2. Sơ đồ tính tốn chiều dài tàu container

Chiều dài tàu container được hợp thành bởi các thành phần sau:

L = L f + Lml + Lkh + Lm + La ,



m

6



Trong đó:

Lf – chiều dài khoang mũi:

Lf = af.L , m.

±



af = 0,054 0,002

La – chiều dài khoang đuôi:

La = aa.L , m

±



aa = 0,06 0,003

Lml – chiều dài buồng mũi lái:

Lml = aml.L , m

±



aml = 0,018 0,005

Lkh – tổng chiều dài vùng khoang hàng:

Lkh = kkh nbay lTeu

lTeu – là chiều dài của một container 20ft tiêu chuẩn (lTeu =6,1 m)

nbay – là số ô container 20ft theo chiều dài trong khoang hàng

±



kkh = 1,163 0,035

Lm – chiều dài buồng máy:

Lm = 0,119 L + 2, 27



,m



⇒ L = а f L + а ml L + k kh .nkh .lTeu + Lm + а a L



(*)

Nếu lấy các giá trị trùng bình của các hệ số

аf = 0,054; аа = 0,06;

аml = 0,018;Lm =0,119L+2,27;

kkh =1,19; lTeu =6,1

thế vào cơng thức (*) thì ta thu được công thức :

L = 9,45nbay + 3,02

Chọn nbay = 14



⇒



L = 9,45.14+3,02 = 135,3 (m)



2.2.2.Xác định chiều rộng tàu :

Chiều rộng tàu container B được hợp thành bởi chiều rộng khoang hàng

chiều rộng mạn kép



Bkh



và



bmk



.

В = Вkh + 2 bmk



Trong đó :

Bkh – chiều rộng khoang hàng:

Bkh = k1nrowbcon

k1 = 1,10 - 0,0048.nrow

nrow = 7 – Số dãy container theo chiều ngang trong khoang hang

bcon = 2,438 ,m – chiều rộng của 1 container

bmk. = 1,75 , m – chiều rộng mạn kép

⇒



B = (1,1 – 0,0048 .7).7.2,438 + 2.1,75 = 21,7 ( m)

7



2.2.3.Xác định chiều cao mạn :



D = hdd + hkh



hkh = ntier .hcon − hmq



+hc - chiều cao khoang hàng

ntier = 4 – số lớp container trong khoang hàng

hcon = 2,591 , m – chiều cao của 1 container

±



hmq = 1,7 0,1 ,m – chiều cao miệng quầy

hc = 0,4 m –khoảng cách giữa lớp cont với đáy tàu và nắp hầm hàng

0,16

hdd = 0, 49.ncon

± 0,15



0,16



- chiều cao đáy đôi của tàu



±0,15



±0,15



= 0,49.600

=1,47

Chọn hdd = 1,6 , m ( chọn theo tàu mẫu)

⇒



D = 1,6 + 4.2,591 – 1,8+0,4 = 10,6 (m)



2.2.4.Xác định các hệ số béo :

2.2.4.1.Hệ số béo thể tích :

Theo tác giả Watson-Gilfillan :

1

 23 − 100 Fr 

C В = 0,7 + arctg 



8

4







Fr =



= 0,69



v

gL



Fr - số Froud,

= 0,24

v - vận tốc tàu, v = 16,5 (knost)=8,49 m/s

g - gia tốc trọng trường, g = 9,81 ,m/s2

L - chiều dài thiết kế, L = 135,3 (m)

2.2.4.2 Hệ số béo đường nước:

Theo Linblad đối với các tàu vận tải có thể xác định CWP theo công thức:



CWL = 0,98.C1/2

B ± 0,06 = (0,748 ÷ 0,868)



(CT 6.28(LTTKTT))



Chọn CWL = 0,82

2.2.4.3 Hệ số béo sườn giữa:

Chọn CM = 0,96 –theo tàu mẫu

2.2.4.4. Hệ số béo dọc:

Hệ số béo dọc xác định theo công thức:

CP = CB/CM = 0,71

2.2.4.5. Hệ số béo thẳng đứng:

Hệ số béo dọc xác định theo công thức:

8



CVP = CB/CWP = 0,84

2.2.5.Xác định chiều chìm tàu:

Từ phương trình sức nổi:

∆ msb = k ρ C B LBT

⇒



T=



∆ msb

15196

=

k ρ CB LB 1, 005.1, 025.0, 69.135,3.21, 7



= 7,3 (m)



2.2.6.Kiểm tra các tỉ số kích thước :

L

B



L

D



=6,23

= 12,76

Thỏa mãn các giới hạn:

4,90≤ L/B ≤ 7,90;

2,10≤ B/T ≤3,55;

9,50≤ L/D ≤ 15,50;

1,60≤ B/D ≤2,75;

1,15≤ D/T ≤1,5;

Vậy các kích thước của tàu:

Thơng số

Chiều dài thiết kế

Chiều rộng thiết kế

Chiều cao mạn

Chiều chìm thiết kế

Hệ số béo thể tích

Hệ số béo sườn giữa

Hệ số béo dọc

Hệ số béo đường nước

Hệ số béo thẳng đứng



B

T



=2,97



Kí hiệu

L

B

D

T

CB

CM

CP

CWL

CVP



D

T



=1,45



Đơn vị

m

m

m

m

-



B

D



=2,04



Gái trị

135,3

21,7

10,6

7,3

0,69

0,96

0,71

0,82

0,84



2.3.Xác định số container tối đa tàu chuyên chở.

Dung tích chở container của tàu khơng được nhỏ hơn so với yêu cầu từ nhiệm

ncon ≥ (ncon )nvtk



vụ thiết kế:

Sử dụng phương pháp Holtrop-Menen để tính tốn lực cản

Bảng 2.8. Tính lực cản của tàu thiết kế

Đại lượng

STT

tính tốn

9



1



vS



2



Fr



3



CP



4



lcb



5



LR



6



c12



7



c13



8



1+k1



9



S



10



Re.10-9



11



CF.103



12



RF



13



1+k2



14



RAPP



15



c7



16



iE



17



c1



18



c3



19



c2



20



c5



21



c16



22



m1



23



c15



24



m4



25



λ



26



Rw



27



PB



28



Fri

10



29



RB



30



FrT



31



c6



32



RTR



33



c4



34



CA



35



RA



36



Rtotal



37



PE



Hiệu suất chong chóng:

Hiệu suất đường trục lấy gần đúng:



ηP =



ηT



0,61



= 0,98



Dự trữ cơng suất máy chính:

(kW)



15%NE



Tại vận tốc tàu theo thiết kế:

(Knot)



v = 16,5

Ne =



PE

=

0,85.η p .ηT



Công suất máy cần thiết:

(kW)



8576



Chọn máy chính có cơng suất: chọn động cơ chính 9L42MC :

Hãng máy



: MAN&BW ,số xilanh 6,số kì 4



Pđc



=



8955kW



N



=



176 rpm



Phương trình khối lượng trong mơ hình tốn học thiết kế tàu container có dạng

đặc trưng như sau:





'

''

∆ m −  ∑ mi + ncon

m con  = ncon

m con

 i





11



Trong đó:

mi – là tất cả các khối lượng thành phần trên tàu ngoại trừ khối lượng hàng hóa

m con

n



– khối lượng trung bình của container ,



m con



= 10,6 t



'

con



– số container trong khoang hàng và trên boong tàu, thu được từ quá trình

tiến hành xếp container lên tàu

"

ncon



– số container được thêm vào «+» hoặc phải dỡ ra «-» để có thể sử dụng

được hết khả năng chở hàng của tàu.

∆ m − ∑ mi = ncon mcon

i



Hay:

ncon – số container tối đa sau khi đã hiệu chình

Dung tích chở container của tàu không được nhỏ hơn so với yêu cầu từ nhiệm

ncon ≥ (ncon )nvtk



vụ thiết kế:



∑m



i



= ∆ 0 + mnl + mz



i



∆0



- khối lượng tàu không



∆ 0 = (mvt + mtb + mht + mtbnl )k ∆



0



= 2831,2 ( t)



Trong đó:

k∆0 – hệ số dự trữ lượng chiếm nước tàu không,

mvt - khối lượng thân tàu:



k∆D0 = 1, 03



.



1,691



 Lmax

 

.(1 + 0, 49532.CB ). 1 + 0, 000928. 

− 8,3 ÷ 

 D

 





1,003



 L BD 

mvt = 5905,98.  max 5 ÷

 10 



mvt = 1753,504 t

Рtb - khối lượng các trang thiết bị:

0,724



 L BT 

mtb = 1727, 20.  max 5 ÷

 10 



= 388,46 t

Рht -khối lượng các hệ thống:

0,724



 L BT 

mht = 856, 44.  max 5 ÷

 10 



mtbnl

mtbnl



= 161,83 t



- khối lượng trang thiết bị năng lượng:

N 

= 93,448. e 

 736 



0, 7 7 5



= 444,936 t

12



Trong đó:

Lmax – chiều dài lớn nhất của tàu; Lmax =142,7 m

L – chiều dài thiết kế của tàu

В – chiều rộng tàu;

D – chiều cao mạn;

CB– hệ số béo thể tích;

Ne – cơng suất của máy chính, kW.

mnl - khối lượng dự trữ nhiên liệu, dầu mỡ và nước cấp:

mnl'



mnl = knl.kM. .t.Ne = 180 t

Trong đó:

knl - hệ số, knl = 1,09 ± 0,03; chọn knl = 1,09

kM - hệ số dự trữ đi biển, kM = (1,105 ÷ 1,2); chọn kM = 1,2

mnl'



- suất tiêu hao nhiên liệu đối với động cơ diesel



mnl'



÷



= 0,11 0,14 ,



kg/kW.h

t - thời gian hành trình:

t=



s 1822

=

= 110, 4

v 16,5



,h

Ne - Cơng suất của máy, Ne = 8955 , kW

mz – Khối lượng thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống.

mz = mtv + mlttp + mnn



mz = ptv ntv + plttp ntv t + pnn ntv t



= 16,1 , t

Thành phần khối lượng này được tính tốn theo biên chế thuyền viên:

Thành phần

Số lượng

Thành phần

Số lượng

Thuyền trưởng



1



Thuỷ thủ boong



8



Máy trưởng



1



Thợ máy



2



Đại phó



1



Đầu bếp



1



Phó II



1



Thợ điện



1



Phó III



1



Phục vụ



1



Tổng số



18 người



ptv -khối lượng của 1 người kể cả hành lý là 120(kg)

pnn - nước ngọt cần thiết cho 1 người một ngày đêm là 150(l) = 150(kg).

plttp - lương thực và thực phẩm là 3(kg) cho 1 người trong 1 ngày

ntv - số thuyền viên

13



t - thời gian hành trình và lưu bến , t = 6 ngày

Từ phương trình khối lượng:

∆ m − ∑ mi = ncon mcon

i



⇒



ncon =



∆ m − ∑ mi

i



mcon



ncon



= 1148 > (

)nvtk = 960 TEU

Như vậy tàu đảm bảo dung tích chở container



14



PHẦN III: XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH



15



3.1. Lựa chọn phương pháp.

Ta xây dựng tuyến hình lý thuyết theo phương pháp I. A. Iacovlev.

3.2. Lựa chọn hình dáng mũi và đi tàu.

3.2.1. Hình dáng mũi tàu.

Chọn hình dáng mũi là mũi quả lê.Việc chọn mũi quả lê tuy làm tăng lực cản ma

sát nhưng lại làm giảm lực cản sóng, đồng thời để bù lực nổi 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 như sau:

• lB = LBL/L

lB = 0,102 – 0,3.Fr ± 0,006 = (0,027 ÷ 0,039)

chọn lB = 0,03 → LBL = 0,03.L = 4,126 m

• bBT = BBT/B

bBT = 0,145 ± 0,025

chọn bBT = 0,17 → BBT = 0,17.B = 3,690 m

• HB = T = 7,3 m

• ψB = 34 – 105.Fr = 9,85 ˚

• hB = HBO/T ; chọn hB = 0,72 → HBO = 0,72.T = 5,256 m

• Tỷ số fopt = ABTx/Ax

trong đó : ABTx – mặt cắt có diện tích lớn nhất của mũi quả lê, m2

Ax – Sườn có diện tích lớn nhất của tàu, Ax = CM.B.T = 153,7 m2

fopt = 0,4.(Fr – 0,1) = 0,052

→ ABTx = fopt.Ax = 8,0 m2

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



16