thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa bờ ở khu vực phú yên

BỘ MÔN TÀU THUYỀNađb PHẠM VĂN HẢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRANG BỊ ĐỘNG LỰC TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI RÊ, VỎ GỖ, HOẠT ĐỘNG XA BỜ Ở KHU VỰC PHÚ YÊN CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ TÀU THUYỀN GVHD: Th.S.

BỘ MÔN TÀU THUYỀN

ađb

PHẠM VĂN HẢI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ TRANG BỊ ĐỘNG LỰC TÀU ĐÁNH CÁ

LƯỚI RÊ, VỎ GỖ, HOẠT ĐỘNG XA BỜ

Ở KHU VỰC PHÚ YÊN

CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ TÀU THUYỀN

GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH LONG

NHA TRANG, 06 - 2006

Ngành :Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài :Thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa

bờ ở khu vực Phú Yên

Số trang: 58 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 7

Hiện vật: ………

………

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ………

………

………

………

………

………

………

………

Kết Luận:………

………

Nha trang, ngày , tháng, , năm 2006

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV :PHẠM VĂN HẢI Lớp 43 TT Ngành :Cơ khí tàu thuyền Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài :Thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt

động xa bờ ở khu vực Phú Yên

Số trang: 58 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 7

Hiện vật: ………

………

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ………

………

………

………

………

………

………

Điểm phản biện……… ………

………

Nha trang, ngày , tháng, , năm CÁN BỘ PHẢN BIỆN Nha trang, ngày , tháng, , năm

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

Đề tài tốt nghiệp của tôi được hoàn thành không chỉ là sự cố gắng của chính bản thân mà đó còn là sự giúp đỡ của rất nhiều người Do đó nhân đây tôi muốn gởi lời cám ơn những người đã giúp tôi hoàn thành đề tài này

Trước tiên cho phép tôi gởi lời cám ơn đến các thầy trong bộ môn, các thầy

đã tận tình dạy bảo tôi trong những năm qua Trong suốt quá trình thực hiện đề tài tôi cũng nhận được những tài liệu cũng như những ý kiến nhận xét từ các thầy Tôi xin chân thành cám ơn

Tôi cũng xin được gởi lời cám ơn đến các cán bộ ở chi cục bảo vệ nguồn lợi thủy sản Phú Yên, CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THUỶ SÔNG BA ở Phú Yên

đã cung cấp cho tôi những tài liệu, những thông tin trong quá trình tôi đi thực tế thu thập tư liệu

Tôi xin cám ơn gia đình, đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian qua

Tôi xin cám ơn các bạn đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến thầy:

Th.s Nguyễn Đình Long - thầy đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện

đề tài này Nhờ sự hướng dẫn của thầy tôi đã được cũng cố kiến thức của mình cũng như học hỏi được nhiều kinh nghiệm

Một lần nữa tôi xin chân thành cám ơn

Sinh viên thực hiện Phạm văn Hải

Ngành : Cơ khí tàu thuyền Mã ngành :18.06.10

Cán bộ hướng dẫn: Th.s Nguyễn Đìng Long

II Nội dung nghiên cứu:

Lời nói đầu

Chương 1: Đặt vấn đề

1.1 Tổng quan về nghề cá và tàu đánh cá ở khu vực Phú Yên 1.2 Tình hình đóng mới và trang bị máy móc trên tàu lưới rê 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài

Chương 2: Thiết kế thiết bị năng lượng chính

2.1 Giới thiệu về con tàu thiết kế

2 2 Tính sức cản vỏ tàu 2.2.1 Chọn phương pháp tính sức cản

- Lựa chọn phương pháp tính sức cản hợp lý (giải thích) 2.2.2 Tính sức cản vỏ tàu

2.3 Thiết kế thiết bị năng lượng chính 2.3.1 Yêu cầu đối với thiết bị động lực tàu lưới rê 2.3.2 Thiết kế chân vịt để lựa chọn máy chính 2.2.3 Xây dựng đặc tính thủy động của chân vịt trong nước tự do 2.2.4 Xây dựng đường đặc tính vận hành tàu

2.4 Thiết kế hệ trục tàu

3.1 Yêu cầu đối với các hệ thống tàu ở tàu cá 3.2 Thiết kế_ tính chọn máy mĩc , thiết bị của hệ thống tàu và phương án dẫn động

3.2.1 Hệ thống hút khơ 3.2.2 Vấn đề cứu hỏa 3.3 Tính toán và chọn máy phát cho trạm điện tàu 3.3.1 Các thiết bị dùng điện trên tàu

3.3.2 Xác định cơng suất trạm điện tàu 3.3.3 Chọn máy phát trạm điện tàu (động cơ lai) 3.3.4 Tính tốn dung lượng ắc qui

3.4 Tính tốn lượng dự trữ 3.4.1 Xác định lượng dự trữ nhiên liệu 3.4.2 Xác định lượng dự trữ dầu nhờn

Chương 4: Thiết kế bố trí thiết bị năng lượng trong buồng máy

4.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế bố trí thiết bị năng lượng tàu 4.2 Thiết kế bố trí trang thiết bị năng lượng trong buồng máy 4.3 Hạch tốn tổng chi phí cho phần trang bị động lực và các trang thiết bị khác

4.4 Nhận xét Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục

Chương I: ĐẶT VẤN ĐỀ 2

1.1 Tổng quan về nghề cá và tàu đánh cá ở khu vực tỉnh Phú Yên 2

1.2 Tình hình đóng mới và trang thiết bị máy móc trên tàu lưới rê 9

1.3.Mục tiêu đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 10

Chương II: THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG CHÍNH 11

2.1 Giới thiệu về con tàu thiết kế 11

2.2 T ính sức cản vỏ tàu 14

2.2.1 Chọn phương pháp tính sức cản 14

2.2.2 Tính sức cản vỏ tàu 14

2.3 Thiết kế thiết bị năng lượng chính 16

2.3.1 Yêu cầu đốI vớI thiết bị tàu lướI rê 16

2.3.2 Thiết kế chân vịt để lựa chọn máy chính 17

2.2.3 Xây dựng đặc tính thuỷ động của chân vịt trong nước tự do 28

2.2.4 Xây dựng đặc tính vận hành tàu 30

2.4 Thiết kế hệ trục tàu 36

2.4.1 Phương án bố trí hệ trục 36

2.4.2 Xác định kích thước hệ trục và kiểm tra sức bền tĩnh 37

Chương 3: THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG PHỤ 45

3.1 Yêu cầu đối với các hệ thống tàu cá 45

3.2 Thiết kế tính chọn máy móc, thiết bị của hệ thống tàu và phương án dẫn động 45

3.2.1 Hệ thống hút khô 45

3.2.2 Vấn đề cứu hỏa 46

3.3 Tính toán và chọn máy phát cho trạm điện tàu 46

3.3.1 Các thiết bị dùng điện trên tàu 47

3.3.2 Xác định công suất trạm điện tàu 48

3.3.4 Tính toán dung lượng ac qui 49

3.4 Tính toán lượng dự trữ 50

3.4.1 Xác định lượng dự trữ nhiên liệu 50

3.4.2 Xác định lượng dự trữ dầu nhờn 52

4.3 Khối lượng và trọng tâm khối lượng thiết bị năng lượng 56

- Khối lượng thiết bị năng lượng tàu là một trong các phần hợp thành lượng chiếm nước của tàu việc xác định khối lượng và trọng tâm khối lượng tàu thiết kế nhằm kiểm tra về mất cân bằng và ổn định tàu Các tính toán ở đây chỉ là tính gần đúng vì một số thiết bị chưa có khối lượng chính xác chỉ là mang tính chất gần đúng 56 4.4 Hạch toán giá thành thiết bị năng lượng tàu 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Ampe Centimét Giờ Giây Hải lý Kilôgam Kilôgam lực Kilô wat

Mã lực Mét Milimét Tấn Vôn Vòng trên giây Vòng trên phút Wat

W

1853m (1,853km)

0,736 kW

1000kg

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay ngành khai thác thuỷ sản ở nước ta mang lại lợi ích kinh tế rất lớn trong tổng thu nhập quốc dân Tuy nhiên tình hình khai thác hiện nay là không hợp

lý, khai thác tập trung ven bờ quá mức dẫn đến nguồn lợi thuỷ sản ven bờ ngày càng cạn kiệt Trước thực tế đó việc đánh bắt xa bờ ngày một gia tăng, một mặt vì nguồn lợi thuỷ sản ở ngoài khơi phong phú và đa dạng, đồng thời góp phần bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản ven bờ Đánh bắt xa bờ là công việc nguy hiểm đến tính mạng của con người, do đó đòi hỏi phải có sự phù hợp giữa Máy - Vỏ - Chân vịt Để đạt được điều này cần phải được tính toán thiết kế hợp lý

Với tình hình công tác thiết kế ở nước ta cho đến nay vẫn còn bị hạn chế, bởi điều kiện trang thiết bị còn thô sơ, Do đó việc tính chọn theo kinh nghiệm dân gian vẫn là phổ biến, cũng chính điều này mà khó đảm bảo sự phù hợp giữa Máy - vỏ - Chân vịt

Trước yêu cầu đó mà công tác thiết kế ngày càng phải được chú trọng, quan tâm hơn nữa Việc thiết kế phần máy hoàn toàn có thể thực hiện được sau khi đã có các thông số, kích thước của phần vỏ tàu

Với mục đích giúp sinh viên tổng hợp kiến thức đã học, giải quyết cụ thể những đòi hỏi mà thực tế đặt ra, Đồng thời là cơ sở để đánh giá kết quả học tập, tôi

đã được nhà trường giao thực hiện đề tài: “Thiết kế trang bị động lực tàu đánh cá lưới rê, vỏ gỗ, hoạt động xa bờ ở khu vực phú yên"

Nội dung thực hiện đề tài bao gồm

Chương 1: Đặt vấn đề Chương 2: Thiết kế thiết bị năng lượng chính Chương 3: Thiết kế thiết bị năng lượng phụ Chương 4: Thiết kế bố trí thiết bị năng lượng trong buồng máy

Do thời gian có hạn, sự hiểu biết còn hạn chế nên trong nội dung thực hiện

đề tài chắc chắn không thể tránh khỏi được thiếu sót Em rất mong sự góp ý của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn chỉnh hơn

Sinh viên thực hiện Phạm Văn Hải

Chương I: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Tổng quan về nghề cá và tàu đánh cá ở khu vực tỉnh Phú Yên

- Đặc điểm vị trí vùng biển (khí hậu, thủy văn)

* Về địa hình:

+Bờ biển: Chiều dài bờ biển Phú Yên kéo dài từ Bắc (Mũi Bàn Thang) đến Nam (Chân Hòn Nưa) dài khoảng 190 Km, khuỷu có nhiều dải núi ăn ra biển hình thành các eo vịnh, đầm phá Cùng với các vùng bãi triều nước lợ, cửa sông nhiều dinh dưỡng đã tạo nên vùng nước lợ ven biển khoảng 21.000 ha là các bãi đẻ và sinh trưởng tốt của các loài tôm, cá con, chúng là nguồn bổ sung trữ lượng hải sản vùng biển, vùng nước mặn, nước lợ ven biển rất thuận lợi cho sự phát triển nuôi trồng thủy sản xuất khẩu

+Cửa sông, lạch: Dọc bờ biển Phú Yên có 7 cửa sông, lạch là nơi ra vào trú đậu tàu thuyền đánh cá, là nơi nuôi trồng thủy sản nước lợ Do đó từ lâu đời xung quanh vùng cửa lạch đã hình thành các cụm cư dân ngư nghiệp Từ Bắc xuống Nam có các cửa sông, lạch sau:

· Cửa đầm Cù Mông

· Cửa vịnh Xuân Đài

· Cửa Tiên Châu (Sông Kỳ Lộ)

· Cửa Tân Quy (Đầm Ô Loan)

· Cửa Đà Rằng ( Sông Đà Rằng)

· Cửa Đà Nông (Sông Bàn Thạch)

· Cửa Vịnh Vũng Rô Hai Vịnh Vũng Rô và Xuân Đài là những vùng nước rộng, sâu, kín gió thích hợp cho các loại tàu lớn hơn 1000 tấn ra vào trú đậu Hai cửa Đà Rằng và Tiên Châu có độ sâu trung bình dưới 3 (m) phù hợp cho các loại tàu thuyền dưới 90 CV

ra vào và trú đậu trong sông Các cửa lạch còn lại nhỏ, nông chỉ thích hợp cho các loại tàu thuyền nhỏ hơn 60 CV ra vào khi có thuỷ triều dâng

Hệ thống sông ngòi Phú Yên hàng năm đổ ra biển khoảng (12÷13) tỷ m3 nước, mang theo lượng phù sa, bùn cát gần 2,3 triệu tấn và các chất hoà tan khoảng 0,55 triệu tấn, tạo nên vùng sinh thái nước lợ giàu dinh dưỡng cho các lọai thuỷ sinh vật phát triển phong phú ở các cửa sông, lạch ven biển (xem bảng 1.1)

Bảng 1.1 Các yếu tố thuỷ văn của 4 con sông chính như sau:

Diện tích lưu vực(Km2) Dài (Km) Dốc (%) Tên

sông

Tên cửa Toàn bộ Trong tỉnh Toàn bộ Trong tỉnh Thượng lưu Hạ lưu

Lưu lượng bình quân (m3/s)

Tổng lượng dòng chảy (triệu

m3)

Tổng lượng bùn cát (nghìn m3

Sông Cầu

Vũng Chao

13220 2420 360 90 20 1 319,5 9700 2188

Bàn Thạch

Đà Nông

590 590 68 68 75 2 39,4 800 42,2

+Vùng biển:

Tính đến kinh độ 1100 biển có diện tích khoảng 6900 Km2, phân bố độ sâu như sau:

· Độ sâu từ (0÷50) m diện tích 810 Km2 chiếm 11,57 %

· Độ sâu từ > (50÷100) m diện tích 370 Km2 chiếm 5,36 %

· Độ sâu từ > (100÷200) m diện tích 2020 Km2 chiếm 29,27%

· Độ sâu trên 200 m diện tích 3700 Km2 chiếm 53,62%

Diện tích biển có độ sâu 200m trở vào chỉ chiếm 46,38%, biển sâu nên nghề khai thác cá nổi là chủ yếu Khai thác cá tầng đáy chỉ thích hợp ở vùng thềm ven biển có độ sâu <100m trở vào

* Một số nét thuỷ văn vùng biển +Hải lưu:

Hoạt động của hải lưu: Hải lưu hoạt động quanh năm ở bờ biển theo theo chế

độ chi phối gió mùa

· Thời kỳ gió mùa đông bắc: Hải lưu chảy theo hướng Bắc – Nam, tốc độ dòng chảy đạt tới (50÷60) m/s (từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau), nhỏ nhất là 25m/s vào tháng 4

· Thời kỳ gió mùa Tây nam: Hải lưu chảy theo hướng Nam - Bắc, tốc độ dòng chảy đạt tới 30÷50 m/s và chảy rất sát bờ biển miền Trung

Ở vùng biển phía nam Phú Yên, hoạt động của hải lưu tạo nên vùng “nước trồi” từ tháng 4 đến tháng 8 Vùng “nước trồi” đã ảnh hưởng đến vùng biển này, cùng với dòng hải lưu mùa hè mang dòng nước ấm từ phía Nam lên tạo thành vùng tập trung cá nổi rộng lớn

· Ngoài khơi Phú Yên còn có những hoàn lưu kín tạo nên nhứng dải “giáp nước” là nơi tập trung các đàn cá Ngừ và cá đại dương khác

+ Thuỷ triều, độ mặn và nhiệt độ nước biển

· Thuỷ triều vùng biển Phú Yên thuộc chế độ nhật triều không đều, hàng tháng

có khoảng 20 ngày nhật triều Biên độ thuỷ triều kì nước cường từ (1,2÷2,2) m, kì nước kém từ (0,5 ÷1) m Biên độ thuỷ triều bị giảm mạnh khi truyền vào trong sông, trong đầm

· Độ mặn: Nồng độ muối ngoài khơi ổn định cao từ (33,6÷34) ‰, vùng ven bờ khoảng (31÷32) ‰ Càng vào sâu cửa sông, cửa đầm nồng độ muối càng giảm

· Nhiệt độ: Nhiệt độ nước biển tầng mặt vào mùa hè khoảng (28÷29) 0C, mùa đông từ (24,2÷25,5)0C

* Một số hiện tượng thời tiết ở Phú Yên:

+ Mùa bão ở Phú Yên thường xuất hiện vào tháng 9 đến tháng 12, trùng với mùa mưa Hàng năm có trung bình 8 cơn bão đổ bộ vào Phú Yên Khả năng xuất hiện vào tháng 10 (4 cơn bão) và tháng 11 (2 cơn bão) Tuy vậy cũng có năm không

có bão

+ Gió mùa Đông Bắc gây biển động cũng ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất thuỷ sản trên biển, nhất là đối với các thuyền cỡ nhỏ Hàng năm có tới 5 hoặc 6 đợt gió mùa đông bắc cấp (4-6) ở Phú Yên

+ Gió khô nóng: Phú Yên bị ảnh hưởng của gió khô nóng từ tháng 5 đến tháng

8, đặc biệt trong thời kỳ gió Tây nam Đặc trưng thời tiết là nhiệt độ rất cao, nhiệt

độ ban ngày có thể lớn hơn 350C, kết hợp độ ẩm giảm dưới 55%; số ngày gió khô nóng ở vùng ven biển Phú Yên có khoảng (35- 36) ngày vào tháng 4 đến tháng 6 + Giông: Trong cơn giông có gió mạnh đôi khi hình thành lốc có gió cực mạnh quét đổ nhà cửa, cây cối, làm đắm tàu thuyền Giông kèm theo mưa to, làm thay đổi đột ngột môi trường bất lợi cho các đầm nuôi tôm Vùng ven biển Phú Yên thời kỳ

có giông bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10 và tháng có nhiều ngày giông nhất là tháng 5 (7,5 ngày) và tháng 9 (7,9 ngày) Vùng phía Tây nam và miền núi số ngày giông trong năm từ (93 ¸111) ngày, nhiều hơn vùng đồng bằng ven biển (41 ngày)

- Đặc điểm nghề cá ở khu vực Phú Yên

* Giới thiệu một số nghề điển hình + Nghề đánh cá bằng lưới kéo Đánh cá bằng lưới kéo là một trong những phương thức đánh bắt công nghiệp có tính chủ động cao Đánh bắt theo nguyên tắc lọc nước lấy cá Lưới kéo kết cấu như một bao hở miệng Năng suất đánh bắt được quyết định bởi lượng nước lọc qua lưới nhiều hay ít và mật độ cá trong nước cao hay thấp

+ Nghề đánh cá bằng lưới vây

Đánh cá bằng lưới vây là hình thức đánh bắt công nghiệp cho năng suất và sản lượng cao Đã có những mẻ lưới đến 30 tấn cá, tôm Lưới vây có kết cấu như một tấm phẳng mà chiều dài gấp rất nhiều lần chiều rộng Thực chất của đánh bắt cá lưới vây là dùng hàng rào lưới bao bọc lấy đàn cá, sau đó dồn chúng lại một chỗ rồi đưa lên tàu

Có hai loại lưới vây: lưới vây một cánh lưới và lưới vây hai cánh lưới Loại lưới vây hai cánh lưới ít được sử dụng và loại này chỉ dùng cho hình thức vây hai tàu nhỏ Loại lưới vây một cánh lưới được sử dụng rộng rãi hơn và chủ yếu dùng cho hình thức vây một tàu

Bảng 1.2.Tổng Hợp Nghề Khai Thác Thuỷ Sản Tỉnh Phú Yên

Tỷ trọng các nghề (%)

xa bờ

- Đặc điểm tàu cá khu vực Phú Yên Tàu đánh cá ở khu vực này đều là tàu vỏ gỗ Về hình dáng, kết cấu tàu theo kinh nghiệm dân gian ở vùng biển Phú Yên 1/3 thân tàu phần mũi có dạng thuỷ động học, chuyển dần sang thân trụ rồi đến dạng xà lan ở phần đuôi, tàu có một boong chính phía trước bố trí boong khai thác và hầm cá Cabin và hầm máy được

bố trí về phía đuôi tàu

Bảng 1.3.Cơ cấu tàu cá tỉnh Phú Yên

Loại tàu (theo công suất) Số lượng (chiếc) Tổng công suất

(CV)

Tỷ trọng % (chiếc)

20CV ≤ loại ≤ 45CV 1168 36743 32,883 45CV < loại ≤ 89CV 459 26803 12,922 90CV ≤ loại ≤ 140CV 309 29003 8,700

Tổng số tàu trên tỉnh Phú Yên là: 3.552 chiếc, với tổng công suất 157.961CV trong đó loại tàu có công suất ≥ 20 CV có 2.221 chiếc, tổng công suất 143.233 CV

- Ngư trường và mùa vụ khai thác nghề cá ở tỉnh Phú Yên Chỉ có tàu công suất từ 90CV trở lên mới có khả năng đi biển dài ngày (hiện nay có khoảng 594 chiếc chiếm (16,72%) hoạt động vùng ven biển Việt Nam ứng với vùng hạn chế cấp III

Còn lại khoảng 2958 chiếc chiếm tỷ lệ 83,28% tập trung khai thác ở vùng ven

bờ, làm cho nguồn lợi thuỷ sản bị suy kiệt dần Về mùa vụ khai thác chủ yếu từ tháng 2 đến tháng 9 hàng năm, số ngày hoạt động trên biển với cỡ tàu (23 ÷ 33) CV

là (200 ¸ 240) ngày/năm, với cỡ tàu (35¸60) CV là (280 ¸ 300) ngày/năm, cỡ tàu lớn trên 100CV là trên 300 ngày/năm

1.2 Tình hình đóng mới và trang thiết bị máy móc trên tàu lưới rê

- Yêu cầu kỹ thuật, kinh tế đối với tàu đánh mới + Tàu đóng mới phải đảm bảo được tính năng hàng hải như tính nổi, ổn định, lắc, chống chìm, điều khiển, tốc độ…

+ Đầu tư ban đầu thấp

+ Hiệu suất cao + Chi phí khai thác ít (hiệu suất cao)

+ Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa thấp, (ít hư hỏng dễ sửa chữa)

Để đạt được điều này cần hoàn thiện hồ sơ thiết kế tàu, đảm bảo tốt quan hệ giữa Máy - Vỏ - Chân vịt

+Yêu cầu về an toàn: Về yêu cầu này công việc đóng mới phải đảm bảo trang bị

an toàn tàu cá (TCN91-90)

· Trang bị phương tiện cứu sinh

· Hút khô, chống thủng: tàu cá phải có hệ thống dẫn nước từ các khoang hầm (trừ khoang chứa nước ngọt hoặc dầu) về buồng máy để hút khô Định mức về chống thủng phải có đệm chống và cố định, đệm chống và di động, nêm gỗ, cột chống, bộ đồ mộc…

· Phòng cháy và chữa cháy: Có thể trang bị bơm và bình chữa cháy

· Trang bị phương tiện thông tin

· Trang bị phương tiện tín hiệu

· Âm hiệu: Tàu cá phải trang bị các âm hiệu sau: Còi, chuông hoặc kẻng

- Tình hình đóng mới và trang bị máy móc trên tàu + Tàu được đóng mới không qua thiết kế, đóng theo kinh nghiệm dân gian Phú Yên, Khung xương được kết cấu theo hệ thống ngang (đà ngang đáy, cong giang, xà ngang vách ngang…) Ngoài ra còn có các kết cấu hệ thống dọc ( Ky chính, ky phụ,

bổ viền, bổ chụp…) + Trang bị máy móc trên tàu Máy chính và chân vịt trên tàu đóng mới ở khu vực Phú Yên bằng cách lựa chọn áng chừng Máy chính chủ yếu được trang bị máy cũ (máy bãi), bởi lý do ngư dân ở đây còn nghèo và mức vốn đầu tư ở tỉnh Phú Yên cho tàu đánh cá còn thấp

Chính vì vậy không thể đảm bảo sự phù hợp giữa các phần tử trong tổ hợp Máy chính – thân tàu – Chân vịt Điều này ảnh hưởng không ít đến hiệu quả khai thác tàu

1.3.Mục tiêu đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng: Tàu đánh cá bằng nghề lưới rê vỏ gỗ hoạt động xa bờ thuộc khu vực vùng biển Phú Yên

- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế phần trang bị động lực cho tàu hoạt động xa

bờ

- Mục tiêu: Thiết kế phần trang bị động lực cho tàu đánh cá ,đóng theo kinh nghiệm dân gian nhằm đảm bảo sự phù hợp giữa Máy-Vỏ-Chân vịt, đạt được yêu cầu về kỹ thuật và hiệu quả kinh tế đặt ra

- Chọn tàu thiết kế: Ở đây ta chọn tàu đóng theo mẫu dân gian MDG- 153 -6D22, là loại tàu đánh cá vỏ gỗ hoạt động khu vực hạn chế cấp III

Chương II: THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG CHÍNH

2.1 Giới thiệu về con tàu thiết kế

Tàu thiết kế được chọn là tàu đóng theo mẫu dân gian có số hiệu MDG-153-6D22, vỏ gỗ làm nghề đánh cá bằng lưới rê ở Phú Yên do Công ty

“Công Nghiệp Tàu Thuỷ Sông Ba” lập hồ sơ hoàn công

Tàu hoạt động ở vùng ven biển Việt Nam ứng với vùng hạn chế cấp III (TCVN711:2002) Tàu hoạt động trong điều kiện gió cấp 6 có khả năng ra vào các cửa, luồng lạch có độ sâu lớn hơn 2,00 m

Biên chế thuyền viên: Theo điều kiện khai thác và công dụng của tàu, số lượng thuyền viên của tàu là 12 người, gồm 01 thuyền trưởng, 01 máy trưởng, và 10 thuyền viên

Thời gian chuyến biển: Tàu hoạt động một chuyến biển kéo dài (18 ¸20)

ngày đêm

Các thông số chính của tàu (nhận được từ hồ sơ hoàn công)

+ Chiều dài lớn nhất L max = 15,30 m

+ Chiều dài thiết kế L tk = 13,62 m

+ Chiều rộng lớn nhất B max = 4,50 m + Chiều rộng thiết kế B tk = 4,41 m + Chiều cao mạn tàu H = 2,00 m + Chiều chìm trung bình T tb = 1,60 m + Chiều chìm mũi T m = 1,55 m + Chiều chìm đuôi T ñ = 1,65 m + Hệ số thể tích chiếm nước d = 0,64

+ Hệ số mặt đường nước a = 0,89

· Từ sườn số 25 đến sườn số 29 là hầm lưới

· Từ sườn số 29 đến mũi là hầm tạp vật mũi

Phần trên boong

· Từ vách đuôi đến sườn số 1/2 là boong lái và vị trí lái dự phòng

· Từ sườn số 0 đến sườn số 3 bố trí bếp nấu

· Từ sườn số 3 đến sườn số 13 là cabin, trong đó từ sườn 1 đến sườn số

7 bố trí sạp ngủ và từ sườn số 7 đến sườn số 1012là cabin lái

· Từ sườn số 13 đến sườn số 29 là mặt boong khai thác

· Từ sườn số 29 đến mũi là boong mũi bố trí trụ neo

+ Đặc điểm kết cấu

Tàu được đóng theo kiểu dân gian Phú yên, khung xương được kết cấu theo

hệ thống ngang (đà ngang đáy,cong giang, xà ngang vách, ngang,…) Ngoài ra còn

có các kết cấu thuộc hệ thống dọc (ky chính, ky lái, bổ viền, bổ chụp,…)

Đà và giang được liên kết với nhau bằng bulông, liên kết ván vỏ với khung xương chủ yếu bằng chốt gỗ và đinh tráng kẽm

Khung xưong chủ yếu làm bằng gỗ nhóm 2 như: sao, bìn lin, chò,…

2.2.1 Chọn phương pháp tính sức cản

Để tàu thuỷ chạy được và có những tính năng hàng hải, năng lượng cấp cho tàu phải thắng được các lực cản tác động đến tàu từ sức cản tính được công suất cần thiết của máy chính và thiết bị đẩy phù hợp với máy chính, vỏ tàu trong mọi chế

độ hoạt động, đặc biệt là đối với tàu cá còn chịu nhiều ảnh hưởng của nhiều yếu tố như quá trình thả lưới, thu lưới, trong khi khai thác tại ngư trường

Ở đây ta chọn phương pháp của viện thiết kế Lêningrat nhân với hệ số 1,15 bởi lý do sau:

+ Khu vực hoạt động của tàu đang thiết kế thuộc vùng ven biển

+ kết quả khảo sát việc áp dụng công thức tính sức cản của viện thiết kế Lêningrat đối với tàu cá ven biển cỡ nhỏ của trung tâm thử tàu với thiết bị trường ĐHTS nhận thấy khi nhân thêm hệ số hiệu chỉnh 1,15 đạt được kết quả khá tốt

D: lượng chiếm nước của tàu (T) Ω: diện tích mặt tiếp nước (m2) V: vận tốc của tàu

ξ: hệ số lực cản ma sát đối với tàu gỗ ξ = (0,17)

δ: hệ số béo (δ=0,64)

L: chiều dài thiết kế L = (13,62 m ) B: chiều rộng đường nước thiết kế (B = 4,41 m) Tính diện tích mặt tiếp nước (Ω):

Ω =L.[2.T+1,37.(δ-0,274).B]

Với T là chiều chìm trung bình (T=1,6 m)

Ta có : Ω = 13,62[ 2.1,6 + 1,37.(0,64 – 0,274).4,41] = 73,70 m2 Thế tất cả các đại lượng vào (1) ta có:

R = 0,17.73,70.V1,825 +1,45.(24 -

41 , 4

62 , 13

).0,645/2 2

62 , 13

4 , 63

.V4 (kG)

Û R = 10,89.V1,825 + 3,15.V4 (kG) Kết quả trên áp dụng với tàu biển (có kể đến hệ số 1,15)

2.3 Thiết kế thiết bị năng lượng chính

Đây là nội dung cơ bản của quá trình thiết kế thiết bị năng lượng tàu, tiến hành tính toán thuỷ động chân vịt để chọn máy trên cơ sở sức cản thân tàu và tốc độ chạy tàu Việc tính toán chân vịt dựa theo phương pháp đồ thị Papmen với xu hướng “thiết kế chân vịt theo chế độ hàng hải tự do”

2.3.1 Yêu cầu đốI vớI thiết bị tàu lướI rê

Tàu đánh cá lưới rê có chế độ hoạt động thay đổi khi đánh bắt: thả lưới, thả trôi tàu cùng với lưới và thu lưới Ngoài ra còn phải kể đến chế độ hàng hải tự do đi

về cảng

Máy chính của tàu Chủ yếu làm việc khi chạy hành trình, di chuyển ngư trường (tìm cá), khi thả lưới và thu lưới Đôi khi máy chính cũng làm việc trong giai đoạn trôi tàu để điều chỉnh hướng và độ căng của lưới

Do vậy thiết bị động lực tàu lưới rê phải đảm bảo các yêu cầu kinh tế kỹ thuật và vận hành cơ bản sau:

+ Hiệu quả kinh tế cao, trong phạm vi tải rộng, nghĩa là có hiệu suất cao ở nhiều chế độ hoạt động; chi phí cho đóng mới và các chi phí nó phải tối ưu

+ Có hiệu quả cao trong quá trình biến nhiệt năng thành cơ năng

+ TBNL tàu phải tin cậy nghĩa là có xác suất làm việc không hỏng hóc, đòi hỏi thời gian khắc phục trục trặc là ít nhất, đảm bảo khả năng làm việc trong các trường hợp sự cố

+ TBNL tàu khi làm việc không gây độc hại đến người vận hành và không gây ô nhiễm môi trường

+ Tổ hợp Máy - Chân Vịt cần có tính cơ động cao nhằm bảo đảm sự hoạt động an toàn của tàu với công cụ đánh bắt Đặc biệt máy chính có khả năng tăng tốc cao Hệ thống khởi động đảo chiều có thể tạo ra mômen hãm lớn, còn bộ phận đảo chiều của tổ hợp Máy - Chân vịt phải có mômen quán tính nhỏ, để tạo cho tàu có khả năng chạy ở tốc độ thấp phù hợp với yêu cầu thu lưới và thả lưới

+ Máy chính, máy phát điện tàu và công suất của chúng phải được chọn sao cho hệ số sử dụng công suất của chúng cao nhất ở tất cả các chế độ hoạt động của tàu

2.3.2 Thiết kế chân vịt để lựa chọn máy chính

- Tính toán chân vịt để chọn máy + Tính chọn các thông số ban đầu:

Căn cứ vào kết cấu vòm đuôi tàu thiết kế ta xác định đường kính cực đại chân vịt Dmax = 1,2 m

· Hệ số dòng theo:

Hệ số dòng theo chủ yếu phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu và để xác định chính xác nó là rất khó Trị số gần đúng của hệ số dòng theo áp dụng với tàu biển một chân vịt theo công thức Taylor

ω = 0,50.δ – 0,05

Û ω = 0,50.0,64 – 0,05 = 0,27

· Hệ số dòng hút:

Giá trị hệ số dòng hút trước hết phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu

Công thức gần đúng của Taylor

t = Kt.ω ( đối với tàu một chân vịt) Thông thường Kt = (0,9¸1,05) Khi bánh lái không có dạng khí động học chọn Kt = 0,9

572 , 1204

- = 1591 (kG)

(R : Sức cản tương ứng với tốc độ tàu V = 8 (Hl/h)

· Tốc độ tiến của tàu:

1591

20 = 3,27 (m)

Vậy Dtư > Dmax nên ta chọn D = Dmax = 1,2 (m) để tính

· Số cánh chân vịt

Để chọn số lượng cánh chân vịt ta cần phải chú ý đến các yếu tố sau:

+ Hiệu suất công tác + Hiện tượng xâm thực bọt khí + Sự gây nên chấn động Đối với tàu cá số cánh chân vịt nằm trong khoảng (3¸4) cánh

Theo lý luận thiết kế chân vịt của Papmel xét trên quan điểm chân vịt làm việc tốt khi hệ số:

S0: diện tích mặt duỗi của cánh

S: diện tích đường tròn có đường kính bằng đường kính chân vịtchân vịt thông thường q = (0,3 ¸ 1,2)

Khi thiết kế chân vịt để đảm đủ bền, không xảy ra hiện tượng sinh bọt khí trên mặt cánh chân vịt đồng thời phải có hiệu suất công tác cao

Để đảm bảo điều kiện bền thì q ≥ q’

ë

é

x

'

ma

Z D

· m’: Hệ số khả năng quá tải của chân vịt m’=1,15

· D: Đường kính chân vịt D=1,2 m

· Z: số cánh chân vịt Z=4

4 2 , 1

055 , 0

ú û

ù ê

ë

é .3

10000

1591 15 , 1

01 , 3 = =

cv cv

p

D n V

chọn H/D = 0,7 với Z = 4 , λp = 0,36

Þ kc = 0,23

Þ q’’min =130.1,6 .( 7 1 , 2 ) 0 , 31

11119

23 ,

243 , 0 1 1

-= -

-w

t

* Hiệu suất xoáy ηR:

Do sự thay đổi mômen chân vịt tạo ra trong điều kiện thực tế so với khi làm việc trong nước tự do, đối với nước biển, ηR = 1,025

· Hiệu suất thân tàu: ηk = 1,036

· Hiệu suất xoáy: ηR = 1,025

· Hiệu suất đường trục: ηt= 0,98

· Số cánh chân vịt: Z = 4

· Tỷ số mặt đĩa: q = 0,4

· Hệ số ảnh hưởng thân tàu:

Đối với tàu một chân vịt: a = 1,05

v k

cv

p n

p

n

v D

' l

= m 1,26 1,19 1,15 1,13 1,11 1,09

7 1 n2 D4

p K

h h

h 75

d eycdc

N N

h

h .

Trong đó: Kdt - hệ số dự trữ công suất chọn Kdt = 1,11

Từ các giá trị D, ηp, Ne tính được ở bảng trên ta xây dựng đồ thị biểu thị sự phụ thuộc của chúng vào tốc độ quay chân vịt

Từ đồ thị ta tiến hành xác định vùng đường kính chân vịt có thể chọn cho tàu thiết kế từ giá trị D < Dmax

Công suất cần chọn của động cơ khi kể đến phần dự trữ công suất

Ne = Kdt.Neycđc

Tàu thiết kế là tàu đánh cá lưới rê nên ta không tính phần dự trữ công suất trích cho máy thu lưới vì máy tời chỉ hoạt động khi ta thu lưới, lúc đó tốc độ tàu rất thấp nên phần công suất dư ra đủ để lai máy thu lưới

Dựa vào bảng danh mục động cơ ta có thể chọn các động cơ sau đây làm động cơ chính cho tàu thiết kế

* Máy YANMAR- 4KDGGGE

· Công suất định mức Neđm = 110 HP

* Máy YANMAR - 6CHE:

· Công suất định mức Neđm = 105 HP

· Kích thước LxBxH = 1496x690x1018

· Tỷ số truyền hộp số ihs = 2,03; 2,55; 2,96; 3,48

· Tốc độ quay chân vịt tương ứng với tỷ số truyền:

ncv = 1133; 902; 777; 661(v/ph)

* Máy hiệu UM6BD1 do hãng ISUZU sản xuất

· Công suất định mức Neđm = 119 HP

Ncv

(v/ph)

G (kg)

ge

MLh

Hãng sản xuất

I 4KDGGGE 110 1450 3,29 441 1430 190 YANMAR

II 6CHE 105 2300 3,48 661 630 170 YANMAR

III UM6BD1 119 2600 4,48 580 723 188 USUZU

Ta tiến hành đối chiếu các phương án

· Suất tiêu hao nhiên liệu (ge): Ta thấy trong ba động cơ trên thì máy 6CHE có ge nhỏ hơn máy 4KDGGGE và máy UM6BD1 Như vậy chi phí nhiên liệu cho máy là thấp nhất 6CHE

· Về khối lượng: Máy 6CHE lại có khối lượng nhỏ nhất (630 kg) so với hai máy còn lại, điều này tạo thuận lợi cho việc bố trí các thiết bị trong buồng máy

Xét các điều kiện trên thì máy 6CHE có giá trị thấp nhất

Vậy qua việc phân tích lựa chọn đối chiếu các phương án để chọn động cơ chính trang bị cho tàu, ta chọn động cơ 6CHE làm động cơ chính cho tàu

* Ứng với tỷ số truyền ihs = 3,48 tốc độ quay chân vịt ncv = 661 (v/ph) ta có các thông số sau:

' 3 / 2

max

' min

'

10000

.

375 ,

ù ê

4 09 , 1

055 , 0 375 ,

3 / 2 min

' = êëé úûù =

q

q ’’min = 130 ξ 2

1

) (n D P

Vậy q thoả mãn điều kiện q³ max(q’

min; q’’

min)