đề tài thiết kế sơ bộ tàu đánh cá lưới rê dài 16 m tốc độ 8 hl h hoạt động ở ngư trường khánh hòa vùng hạn chế ii

Thiết kế tuyến hình tàu đánh cá lưới rê: Trong phạm vi thiết kế của đồ án bày, tôi chọn phương pháp xây dựng đường hình dựa trên tàu mẫu và điều chỉnh cho phù hợp với các thông số kích t

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

LOI NOI DAU

Nước ta là một trong những nước có đường biển tương đối lớn và nguồn nhân

lực đồi dào, phù hợp dé phát triển ngành công nghiệp này Vì vậy, những năm gần đây nước ta đã chọn nghành công nghiệp đóng tàu là ngành ưu tiên hàng đầu và đóng vai

trò tiên phong trong chiến lược phát triển đất nước Bên cạnh đó, nhằm khai thác

nguồn lợi thủy sản, cũng đã tăng cường theo hướng phát triển đội tàu cá

Môn học Thiết kế tàu thuyền là một môn học quan trọng và không thẻ thiếu đối với sinh viên chuyên ngành đóng tàu Nó giúp sinh viên có thêm kiến thức về nhiều

loại tàu, trong đó có tàu vỏ gỗ Trong bài này em tiến hành tính toán thiết kế sơ bộ

tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ

Qua quá trình tìm hiểu tài liệu và tham khảo tàu mẫu, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Huỳnh Văn Nhu, em đã hoàn thành bài thiết kế được giao Do kiến thức

có hạn nên bài làm chắc chắn còn nhiều sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của Thầy

và các bạn dé bài hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Phạm Thanh Chương

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

MUC LUC

Trang LOI NOI DAU Lec ceccecsesssesssessesssessusssvsssecsvsssessuessuessesssssseessesssessecssscsuessecssessetssssetsseese I PHẦN I: XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ THƯ Error! Bookmark not defined PHAN 2: TINH TOAN CAC YEU TO TINH NOL 000 ccceececcececeeeeensseeeeeeeee 7 PHAN 3: THIẾT KÉ BÓ TRÍ CHUNG - - c2 2222222222225 E£++szrss 30 PHAN 4 TÍNH TOÁN ỒN ĐỊNH - L L1 2222221221111 1211555552111 k re 32 PHÁN 5 TÍNH CHỌN KẾT CẤU c2 2221121 11111115115 115111111111 52

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

THIET KE TAU THUYEN

Xây dựng nhiệm vụ thư thiết kế là bước đầu tiên trong trình tự thiết kế Nó là tài liệu

gốc chủ yếu trong công tác thiết kế tàu, có tính chất quyết định đến chất lượng của con tàu thiết kế Đề lập nhiệm vụ thiết kế ta dựa chủ yếu vào các yêu cầu sau:

- Dựa trên cơ sở mục đích công tác thiết kế

- Căn cứ vào các yêu cầu khách hàng

- Căn cứ vào đặc điểm ngư trường, nguồn lợi và đối tượng đánh bắt

- Căn cứ vào công dụng, cỡ loại

- Căn cứ vào yêu cầu quy phạm hiện hành

Ta có thể xây dựng nhiệm vụ thư thiết kế như sau:

1 Loại tàu và công dụng: Tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa bờ, thiết kế theo

mẫu dân gian, thuộc tàu đánh cá loại nhỏ

2 Xác định các kích thước của tàu:

Căn cứ vào tàu thực tế, ta xác định các kích thước cho tàu thiết kế:

- Chiều dài lớn nhất: L„a„ = 16 (m)

Như vậy ta xác định được các thông số tiếp theo của tàu:

- Chiều dài thiết kế: Lụ = 14.93 (m)

- Chiều rộng thiết kế: B„ = 4,045 (m)

Từ đó, ta xác định được các hệ số hình dáng của tàu:

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

Tốc độ hàng hái tự do: V = § (hL/h)

Vùng hoạt động: Ngư trường Khánh Hòa (vùng hạn chế II)

Thời gian hoạt động: Thời gian một chuyến đi biển là 7 ngày

3

4

5

6 Biên chế thuyền viên: 7 người

7 Bố trí buồng máy: Phía đuôi tàu

8 Trang thiết bị khai thác: Phù hợp với nghề đánh cá lưới rê

9 Quy phạm áp dụng: Quy phạm phân cấp và đóng tàu cá biển cỡ nhỏ (TCVN

7111:2002)

10.Vật liệu đóng tàu: Gỗ nhóm II, loại cứng, hạng A

11 Thiết kế tuyến hình tàu:

- Đường hình lý thuyết tàu là bản vẽ kỹ thuật đầu tiên, nền móng ghi nhận một cách

chính xác từng điềm trên bề mặt con tàu, là cơ sở tính toán nguyên cứu về mặt khoa

học công nghệ tàu thủy Do hình đáng hình học ảnh hưởng lớn đến tính năng của tàu

nên bản vẽ đường hình có vai trò rất quan trọng, là công cụ thông tin chính xác về tính năng của tàu đi trên biển

Bước 2: Sau khi tính toán xong ta tiến hành dựng đường hình tàu như sau:

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

- Dựng sườn đường nước

- Dựng sườn cắt dọc

- Dựng sườn cắt ngang

Bước 3: Ta tiền hành vẽ đường hình phù hợp trên 3 hình chiếu và hiệu chỉnh cho phù hợp

3 Bản vẽ đường hình:

- Xử lý lại bản vẽ đường hình tàu mẫu cho đúng, phù hợp

- Xác định sườn lý thuyết của tàu thiết kế

- Xây dựng bảng tọa độ đường hình

4 Thiết kế tuyến hình tàu đánh cá lưới rê:

Trong phạm vi thiết kế của đồ án bày, tôi chọn phương pháp xây dựng đường hình dựa trên tàu mẫu và điều chỉnh cho phù hợp với các thông số kích thước đã chọn, đồng

thời đáp ứng đúng và đủ các yêu cầu đặt ra trong nhiệm vụ thư Khi đó ta có bản vẽ

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

PHAN 2 TINH TOAN CAC YEU TO TINH NOI:

1 Tính toán xây dựng đồ thị đường cong các yếu tố tính nỗi:

1 Các yếu tô tính nồi mặt đường nước:

- Tính diện tích mặt đường nước S:

- Tinh thể tích chiếm nước V:

- Tính trọng lượng tàu D:

D =yV (tán)

- Tính hoành độ trọng tâm mặt đường nước X;:

0y; +1 = y,)+* 2Á; = vị)+ 3y = yị)+ 4w = 11) + 5-0 - Yo) =

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

- Momen quán tính của diện tích mặt đường nước đối với trục y:

+ Hệ số đầy thé tích chiếm nước:

2 Tính toán, xây dựng đồ thị đường cong các yếu tô tính nồi:

* Cách thực hiện:

- Đồ thị biểu diễn các yêu tố tính nồi theo mớn nước tàu: D, V, S, X;, X,, Z¿, r, R, œ,

B, 6 = ẤT)

* Trình tự xây dựng :

- Tinh các giá trị các yếu tố tĩnh thủy lực ở các mớn nước tàu Ti khác nhau

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

- Trong hệ toạ độ Oxy, với trục Oy biểu diễn các mớn nước Ti và tương ứng với các mớn nước lấy theo trục Ox giá trị các yếu tô tính nồi tính cho mớn nước đó theo các tỷ lệ xích nhất định

- Giá trị các yếu tố tính nổi ở mớn nước bắt kỳ sẽ được xác định bởi giao điểm của mớn

nước tính theo tỷ lệ xích của trục tung với các đường cong tính nổi, tính theo tỷ lệ xích trục

hoành

- Thường chia 3 nhóm đồ thị có cùng gốc tọa độ là nhóm đường V, D, S = f{T), nhóm Xu, X;, Z.,r,R= f{T)., nhóm a, B, 6 = f(T)

3 Tinh toán và xây dựng đồ thi Bonjean:

* Đồ thị bonjean là tập hợp các đồ thị thay đối của:

- Đường cong diện tích mặt cắt ngang, biểu diễn bằng đường thực trên hình vẽ Đường cong diện tích mặt cắt ngang biểu diễn diện tích của mặt cắt ngang ở các mớn nước khác nhau

- Đường cong mômen diện tích mặt cắt ngang, biểu diễn mômen của diện tích mặt cắt

ngang ở các mớn nước khác nhau đối với đường chuẩn đáy, biểu diễn bằng đường khuất

- Dùng đường Bonjean có thé tính được thể tích chiếm nước V, vị trí tâm nồi x„„ z¿ của tàu ở

- Lần lượt tính giá trị diện tích của các mặt cắt ngang của tàu œ,(I=0+n) tương ứng với sự

thay đổi của mớn nước Tj (j=0+k)

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

- Dựng hệ trục OTø, trong đó truc tung OT biểu diễn mớn nước tàu T và trục hoành

O ø biểu diễn chiều dài tàu L theo tỷ lệ xích nhất định

- Tại vị trí mặt cắt ngang thw i, lần lượt đặt theo các mớn nước Tj (E0+k) các đoạn biểu diễn cho gía trị điện tích cho các mặt cắt ngang œ,theo một tỷ lệ xích nhất định và nối đỉnh

các đoạn thắng lại với nhau đề hình thành các đồ thị ø =f(T)

- Tương tự ta cũng tính toán xây dựng được đường cong mômen

- Chú ý tỷ lệ theo chiều dài và chiều cao tàu phải khác nhau và phải ghi đầy đủ tỷ lệ xích

của các đại lượng trên đồ thị

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

2 Đồ thi bonjean, thúy tĩnh:

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

PHAN 3 THIET KE BO TRI CHUNG:

Dựa vào tau thực tế KH 94959 TS ta tiến hành xây dựng bản vẽ bồ trí chung cho tàu

+ Dung tích các khoang có đủ hay không

+ Ảnh hưởng bố trí các khoang đối với nghiêng ngang, nghiêng dọc và chiều cao trọng tâm của tàu

+ Đảm bảo điều kiện thuận lợi trong thao tác đánh bắt và sinh hoạt trên tàu

+ Lắp đặt thiết bị hợp lý, thao tác dễ dàng, an toàn

+ Khi bồ trí cần phải tuân thủ đúng yêu cầu của Qui phạm

Đặc điểm bố trí của tau:

Do tàu thường xuyên làm việc trong điều kiện sóng gió hết sức phức tạp nên việc thiết

kế bố trí chung toàn tàu, trước hết phải xét tới yêu cầu về an toàn trong đánh bắt và

điều kiện sinh hoạt của thuỷ thủ đoàn trên tàu

Trong khi lựa chọn kích thước và hình dáng thân tàu cũng như việc bồ trí phải chú ý

đặc biệt đến tính ồn định và tính năng hàng hải của tàu

Tàu thiết kế với khoảng cách sườn không được lớn hơn trị SỐ Sau:

a=L+20= 14,93 + 20 = 34,93 (cm)

'Vậy khoảng cách sườn ta chọn a = 34 (cm)

3.1.1 Bố trí phía trên boong

+ Từ sườn số 2 + 12: là boong sinh hoạt, bố trí hầm lên xuống khoang lái

+ Từ sườn số 12 + 18: là thượng tầng

3.1.2 Bồ trí dưới boong

Tính từ phía lái về phía mũi tàu được chia như sau:

- Từ sườn số -3 + 4: là khoang lái

- Từ sườn 4 + I§: khoang máy

- Từ sườn 18 + 33: là các khoang chứa cá, bố trí 3 khoang cá :

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU + Suon 18 + 23: khoang ca 1

+Suon 23 +28 : khoang cá 2

+ Sườn 28 + 33 : khoang cá 3

- Từ sườn 33 + 39 : hầm lưới

-Từ sườn 39 đến mũi : khoang mũi

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

1 Tính phân bố trọng lượng tàu:

DE=PE=P¿+P„ạ+ P¿+ Pụ#‡ Pạy# Payớc + Pại È Piớingy cụ + Pạ = 70 (tấn)

- Trọng lượng đá: Pạ; = 5 (tan)

- Trọng lượng máy: P„= 4 (tan)

- Trọng lượng cá: P.= 12 (tấn)

- Trọng lượng lương thực: P= 0,002.7.7 = 0,1 (tan)

Định mức tiêu dùng về lương thực thực phẩm cho mỗi thủy thủ trong một ngày là

2(kg), với 7 thủy thủ tiêu dùng trong một chuyến biển 7 ngày

- Trọng lượng thuyền viên, hành lý: P„= 0,058.7 = 0,4 (tan)

Dinh mức mỗi người có trọng lượng 58 (kg)

- Trọng lượng dự trữ nước ngọt: P„= 0,003.7.7 = 0,15 (tấn)

Định mức mỗi người tiêu thụ 1 ngày 3 lít nước

- Trọng lượng nhiên liệu, dầu nhờn:

- Trong do:

+ |: la khoảng cách giữa ngư trường và bến, l = 50 (hl)

+ g: lượng tiêu hao nhiên liệu của máy chính (kg/mI.h), q = 170 (kg/mI.h)

+ t: là thời gian đánh bắt (giờ), t = 7.24 = 168 (gid)

+ V: tốc độ tàu, V = 8 (hl⁄h)

+N‹: Công suất máy chính (ml), chon N, = 350 (ma luc)

- Trọng lượng lưới, ngư cu: P, = 4 (tan)

- Trong lượng vỏ tàu không:

=70 - (4+12 + 0,1 + 0,42 + 0,15 + 10,06 + 4 + 5) = 34,30 (tan)

2 Các trường hợp tải trọng của tàu:

Dé dam bao cho tàu hoạt động an toàn ở mọi tình huống, ta tiến hành tính toán ồn định cho tàu ở các trường hợp tải trọng có thể mà ở đó tính ồn định của tàu đáng lo ngại

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU nhất Với các trường hợp này mà tàu van dam bao ồn định thì tàu được xem là đảm

bảo ôn định trong mọi trường hợp và được phép hoạt động

Ta tính toán ồn định ở 4 trường hợp tải trọng:

- Trường hợp I: Tàu ra ngư trường với 100% nhiên liệu và 100% các dữ trữ

- Trường hợp 2: Tàu từ ngư trường trở về với toàn bộ cá trong hầm và 10% dữ trữ,

000

000 0L0

Sugyy ney

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

3 Tính toán tay đòn 6n định cho tàu thiết kế

- Tay đòn ồn định tĩnh được tinh theo công thức gần đúng của Giáo sư Vlaxôv

Uy = ¥.s0:fi(8)+ (Zo ~ Ze) S2()+ nà./,(6)+ nọ./,(6)= (Z, ~ Zo sin 8

ø? B°

NaS 12.6 T

- ¥eo0, Zego: toa d6 tam nổi của tàu tại góc nghiêng 9 = 900, được tính theo công thức

của PGS.TS Nguyễn Quang Minh

+ Z¿: cao độ trọng tâm tàu: Z,=É.H

- Tay đòn ồn định động được tính toán theo công thức sau:

l„ = y,.sin Ø, —(Z, — Z,s}cos Ø, —a(cos 6, -1)

4 Tính cân bằng dọc và chiều cao tâm ổn định ban đầu:

- Phần này sẽ xác định góc nghiêng dọc ở các trường hợp tải trọng đã nêu ở trên và

tính các thông số đặc trưng cho ổn định ban đầu Từ đó để có số liệu để kiểm tra ôn

tính cho tàu ở góc nghiêng khác nhau

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

Từ các giá trị của hàm f(0) ứng với các góc nghiêng cua Ø của tàu theo Giáo sư

Vlaxép

Bảng giá trị của hàm f;(9)

Từ đó tính được các thông số hình học quy đồi của tàu như trong bảng sau:

Bảng các thông số hình học quy đổi của tàu

- Từ các thông số hình học quy đồi trên ta đi xác định tay đòn ôn định tĩnh lạ và tay

đòn ôn định động lạ cho tàu ở các góc nghiêng ở từng trường hợp

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

Đồ thị tay đòn ồn định của tàu ở trường hợp I

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

Đồ thị tay đòn ồn định của tàu ở trường hợp 2

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

Đồ thị tay đòn ồn định của tàu ở trường hợp 3

THIET KE TAU THUYEN HUYNH VAN NHU

Đồ thị tay đòn ồn định của tàu ở trường hợp 4

THIET KE TAU THUYEN

5 Tính diện tích và chiều cao tâm hứng gió:

HUỲNH VĂN NHU

- Trường hợp 1: Tàu ra ngư trường với 100% nhiên liệu và 100% các dự trữ

Bảng tính diện tích và chiều cao tâm hứng gió trường hợp I

- Trường hợp 2: Tàu từ ngư trường trở về với hầm và 10% dữ trữ, nhiên liệu

Bảng tính diện tích và chiều cao tâm hứng gió trường hợp 2

THIET KE TAU THUYEN

6 Kiếm tra 6n dinh khi gió tác động:

Bảng kiểm tra ôn định khi gió tác động

HUỲNH VĂN NHU

7 Kiểm tra và kết luận về ốn định cúa tàu

- Qua kết quả ở bảng trên, ta tiến hành kiểm tra ồn định tàu theo tiêu chuẩn thời tiết

Ta thấy, ở trường hợp tải trọng thì mômen do áp suất gió My nhỏ hơn mômen nghiêng cho phép (mômen hồi phục M,)

- Như vây, tàu thiết kế dam bao ồn định