Nếu hệ số lớn, bán kính ổn định ngang ban đầu r0 sẽ lớn, lúc này tính ổn định của canô sẽ tăng lên.. Lúc này tính ổn định của canô tăng lên, đồng thời sức cản giảm nên tốc độ của canô
Trang 1Chương 9: Xác định các hệ số hình
dáng 3.2.2.1 Lựa chọn hệ số diện tích mặt đường nước (Cw).
Hệ số được xác định: = S/LB
Trong đó:
S: Diện tích mặt đường nước (m2)
L: Chiều dài canô (m)
B: Chiều rộng canô (m)
Hệ số có ảnh hưởng nhiều đến một số tính năng của canô Nếu hệ số lớn, bán kính ổn định ngang ban đầu r0 sẽ lớn, lúc này tính ổn định của canô sẽ tăng lên
Nếu lớn diện tích mặt đường nước sẽ lớn, lúc này mặt boong
sẽ được mở rộng, thuận tiện cho việc bố trí
Nếu qua bé thì tính ổn định giảm, điều này không phù hợp
Hệ số của canô mẫu nằm trong khoảng : 0,7 0,75
Ta chọn diện tích mặt đường nước = 0,72
3.2.2.2 Lựa chọn hệ số thể tích chiếm nước (C B ).
Hệ số được xác định: = V/LBT
Trong đó:
V: Thể tích chiếm nước của canô (m3)
L, B, T: Chiều dài, chiều rộng, mớn nước của canô (m)
Trang 2 ảnh hưởng lớn đến tính năng của canô, đặc biệt là tốc độ Nếu
hệ số lớn thì sức cản của canô lớn, công suất có ích của canô giảm nhưng bù lại sức chở canô tăng
Nếu hệ số lớn thì cũng làm giảm bán kính ổn định ngang của canô, làm giảm cao độ tâm nổi ban đầu ZC0 Điều này làm cho chiều cao tâm ổn định ban đầu h0 giảm dẫn đến tính ổn định ban đầu giảm
Ngược lại nếu hệ số nhỏ Lúc này tính ổn định của canô tăng lên, đồng thời sức cản giảm nên tốc độ của canô được cải thiện, đáp ứng được yêu cầu thiết kế
Hệ số của canô mẫu trong khoảng 0,50,55
Ta chọn hệ số thể tích chiếm nước = 0,52
3.2.2.3 Lựa chọn hệ số diện tích mặt cắt ngang (C M ).
Hệ số diện tích mặt cắt ngang được xác định: = /BT
Trong đó:
: Diện tích mặt cắt ngang (m2)
B, T: Chiều rộng, mớn nước của canô (m)
hệ số ảnh hưởng đến tính ổn định cũng như tính lắc của canô, vì vậy để đáp ứng yêu cầu thiết kế được lựa chọn nằm trong khoảng
9
,
0
8
,
0
,chọn 0 , 85
3.2.2.4 Xác định các kích thước cơ bản cho canô thiết kế.
Trang 3Từ các công thức thống kê nêu trên cùng với chiều dài L = 6
m chọn trước, ta tiến hành tính chọn các thông số kích thước cho canô thiết kế như sau:
Lmax = 6 m d = 0,5 m
Ltk = 5,1 m NK = 6 (người)
Bmax = 2,2 m t = 2 (người)
Btk = 1,9 m W = 1,05 (tấn)
H = 1.1 m
3.2.2.5.Kiểm tra phương trình trọng lượng.
Trọng lượng canô được hiểu W = D tại trạng thái canô chưa chạy, trong giai đoạn thiết kế ban đầu được tính theo cách thường dùng như đã quen trong lý thuyết thiết kế canô:
D = W = WH + WM + WFO + WPass + WLttp + WEqui + WR Trong đó:
WH : Trọng lượng vỏ canô (hull)
WM : Trọng lượng máy
WFO : Trọng lượng nhiên liệu và dầu bôi trơn dùng cho các máy trên tàu (fuel oil and lub oil)
WPass : Trọng lượng toàn bộ thuyền viên và hành khách
kể cả hành lý
WLttp : Trọng lượng lương thực, thực phẩm(có thể bỏ qua )
WEqui : Trọng lượng trang thiết bị của canô
Trang 4WR : Trọng lượng dự trữ toàn canô.
Tính trọng lượng vỏ canô W H
Theo Herner Verhosek thì trọng lượng của vỏ tàu WH được tính theo công thức gần đúng như sau:
WH = PH (L x B x H) Trong đó:
L, B, H: là các kích thước cơ bản của tàu, m
PH :là khối lượng riêng của vật liệu, kg/m3 Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ các giá trị của PH =
LxBxH
W H , tính bằng Kg/m3, có thể nhận giá trị:
+ Đối với xuồng đua, du lịch làm từ gỗ hoặc vật liệu Composite
PH = 25 45 (Kg/m3)
Ta chọn PH = 45 (Kg/m3) = 0,045 (T/m3)
Vậy ta có thể xác định trọng lượng vỏ canô WH:
WH = 0,045 x (6 x 2,2 x 1,1 ) = 0,65 (Tấn)
Tính trọng lượng máy W M
Theo đề nghị của Simpson đối với tàu loại nhỏ thì khối lượng máy có thể được lấy gần đúng như sau:
WM = 2.MNe (Tấn) Với MNe: là khối lượng của máy chính
Công suất cần thiết để đạt vận tốc tính toán: Để đạt vận tốc yêu cầu trước, trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khi đã có kích thước chính của canô, người thiết kế phải xác định ở mức độ chính xác mong
Trang 5muốn công suất máy chính của canô Cho đến nay kết quả thống kê các canô đang hoạt động đưa lại những số liệu đáng tin hơn cả trong lĩnh vực hẹp này Hình 3.4 dưới đây trình bày quan hệ giữa vận tốc canô như là hàm của sức tải canô, được hiểu theo dạng P =
/BHP, tính bằng KG/KW
Hình 3.4:Biểu diễn quan hệ giữa vận tốc và sức tải
Đồ thị tại hình có thể giúp người ta xác định giá trị mà vận tốc canô có thể đạt được khi biết trước lượng chiếm nước canô và công suất máy chính lắp trên đó Ngược lại để canô có lượng chiếm nước cho trước đạt vận tốc v đòi hỏi có thể từ đồ thị xác định tỷ lệ /BHP theo trục hoành và sau đó tính chọn BHP Trên hình 3.4 đường 1 dùng cho các canô thông dụng, đường 2 dành cho canô có tính năng hàng hải vượt trội
Trang 6Từ đồ thị ứng với v = 35 (hl/h) = 19,57 (m/s) ta xác định được tỷ lệ /BHP = 14 (/KW)
Với = D = 1,75(tấn) = 1750 (KG)
Ta xác định được BHP = 1750/14 = 125 KW = 168 HP.chọn BHP
= 250 HP
Ta chọn động cơ chính cho canô thiết kế là động cơ xăng của hãng YAMHA:
Kiểu: OUTBOARD
Công suất: Ne = 250 HP
Vòng quay máy chính:5000 - 6000 v/ph
Lượng tiêu hao nhiên liệu: q = 135 (g/Kw.h) = 100 (g/ML.h)
Khối lượng: MNe = 125 Kg
Vậy ta xác định được WM = 2.MNe = 2 x 125 = 250 (Kg) = 0,25 (Tấn)
Tính trọng lượng nhiên liệu và dầu bôi trơn W FO
a. Trọng lượng nhiên liệu Wnl được tính theo công thức như sau:
V
l x xN
q
e e
1000 1000
Trong đó:
Ne: Công suất máy chính (ML)
t: Thời gian làm việc trên biển (h) t = 8 (h)
Trang 7q: Lượng tiêu hao nhiên liệu riêng của máy chính (Kg/ML.h)
q = 0,1 (Kg/ML.h)
l: Khoảng cách từ bến đến nơi khai thác (hl), l = 25 (hl) V: Tốc độ tàu (hl/h), V = 35 (hl/h)
1000
1 , 0 38
25 200 1000
1 , 0 2
x x x
x
b. Tính trọng lượng dầu bôi trơn Wbt:
Lượng dầu bôi trơn được tính gần đúng theo lượng nhiên liệu của động cơ:
Wbt = (0,02 – 0,06) Wnl (Tấn)
Wbt = 0,03 x 0,1 = 0,003 (Tấn)
Tính trọng lượng thuyền viên và hành khách W Pass
Trọng lượng toàn bộ thủy thủ đoàn và hành khách (kể cả hành lý mang theo) được tính:
WPass = 0,75 x (i + n) (Tấn)
Với i: là số lượng hành khách trên canô, i = 6 người
n: số lượng thuyền viên trên canô, n = 2 người
0,075 (T): là trọng lượng trung bình của mỗi người kể cả hành lý mang theo
WPass = 0,075 x (6 + 2) = 0,6 (Tấn)
Tính trọng lượng lương thực thực phẩm W lttp
Trang 8Khối lượng lương thực thực phẩm (kể cả nước ngọt) được tính dựa vào biên chế thời gian chuyến biển và biên chế cho từng người
Tuy nhiên, đối với canô hoạt động trong cung đường hẹp và thời gian chuyến đi biển ngắn nên khối lượng lương thực thực phẩm và nước ngọt không đáng kể
Tính trọng lượng trang thiết bị W Equi
Với canô nói chung, trọng lượng thiết bị trên canô tùy thuộc
vào kích thước của canô, mức độ trang bị, ở đây ta sẽ tính WEqui dựa vào canô mẫu
WEqui = 0,12 (Tấn)
Tính trọng lượng dự trữ toàn canô W R :
Canô chở khách là canô mà hệ số sử dụng trọng tải không lớn, lượng dự trữ này vào khoảng 1 – 2,5% WH WR = 2% WH = 0,02 x 0,65 = 0,013 (Tấn)
Hiệu chỉnh lại lượng chiếm nước D:
D = WH + WM + WFO + WPass + WLttp + WEqui + WR
= 0,65 + 0,25 + (0,1 + 0,003) + 0,6 + 0 + 0,12 + 0,013 = 1,736 (Tấn)
So với lượng chiếm nước tính toán sơ bộ, trọng lượng dự trữ giảm đi 0,8% tương ứng với 0,014(Tấn), điều này có thể chấp nhận được
Trang 9Vậy ta xác định được các thông số cơ bản cho canô thiết kế là:
Chiều dài lớn nhất: Lmax = 6 m
Chiều dài thiết kế Ltk = 5,1 m
Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 2,2 m
Chiều rộng thiết kế Btk = 1.9 m Chiều cao mạn: H = 1,1 m
Mớn nước: T = d = 0,5 m
Lượng chiếm nước D = 1,75 (tấn);
Hệ số thể tích chiếm nước: = 0,52
Vận tốc đạt được V = 30 - 35 (hl/h)
Hệ số diện tích mặt đường nước: = 0,72
Hệ số diện tích mặt cắt ngang: = 0,85
Công suất máy Ne = 250 (Hp)
