tính toán các yếu tố tính nổi và kiểm tra ổn định cho tàu dầu 8000t, vùng hoạt động không hạn chế

THUYẾT MINH-Nhóm IIILê văn Quang Nguyễn Đức Quý Ngô thành Đạt Phần I: tính toán và vẽ đồ thị bonjean - Tỉ lệ Bonjean là tổ hợp của 2 họ đường cong : + Đường cong diện tích sườn ngâm nư

Trang 1

ĐỀ BÀI: TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHO TÀU DẦU 8000T, VÙNG HOẠT ĐỘNG KHÔNG HẠN CHẾ

Các thông số chủ yếu của tàu

Trang 2

THUYẾT MINH-Nhóm III

Lê văn Quang

Nguyễn Đức Quý

Ngô thành Đạt

Phần I: tính toán và vẽ đồ thị bonjean

- Tỉ lệ Bonjean là tổ hợp của 2 họ đường cong :

+ Đường cong diện tích sườn ngâm nước: wi= f(x)

+ Momen tĩnh của diện tích sườn ngâm nước đối với đường cơ bản :

- Công thức lí thuyết có dạng :

- Công thức gần đúng (theo phương pháp hình thang )

yi (m) là tung độ các đường nước

ki là hệ số hình thang (1,2,2, ,2,2,1)

i là chỉ số tay đòn theo chiều cao (0,1,2,3,… tính từ mặt phẳng cơ bản )

Kết quả tính toán được thể hiện trên hình vẽ và được gọi là tỉ lệ Bonjean

Trang 10

Phần II: Tính toán và vẽ đương cong thủy lực

1.Mục đích tính toán

- Dựng các đường cong thuỷ lực để xác định các yếu tố đặc trưng cho tính nổi và

ổn định của tàu , phụ thuộc vào chiều chìm của tàu

2.Các đại lượng tính toán

Đường cong thuỷ lực là tập hợp của họ các đường cong được chia làm 2 nhóm

* Nhóm 1 - các yếu tố các đường nước (tính theo phương pháp Simpson )

- Diện tích các đường nước S(z) :

- Hoành độ trọng tâm đường nước Xf (z) :

- Momen quán tính Ix,Iyf :

Trang 20

* Nhóm 2 - các yếu tố thân tàu (tính theo phương pháp hình thang )

Trang 21

- các hệ số béo - CB,CW,CM

Bảng tính

Trang 23

stt đại lượng đợn vị đường nước

1756.131

1839.031

1947.225

2010.218

7

5465.484

8727.65 12151.8

3

15746.99

19533.25

23490.69

5 4017.13 6414.8221 8931.594 11574.04 14356.94 17265.666

hoàng độ tâm nổi XB =8/4

26350.04

42569.72

63448.23

Trang 25

27 moonen quan tính iy m4 428040.

4 958057.1 1134007 1258422.5 1454120 1657945 1958138 2126631

Trang 26

PHẦN III: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHO TÀU

A Tính toán và vẽ đường cong cánh tay đòn ổn định hình dáng l

1 Các đại lượng cần tính

a Cách xây dựng đường cong l

- Bước 1 Vẽ sườn Trêbưsev:

+ Để vẽ đường cong tay đòn ổn định hình dáng, ta đi xác định các sườn Trêbưsevthường có 9 sườn Trêbưsev với các hoành độ được xác định theo công thức:

(ki là các hệ số Trêbưsev)Với Lpp = 116 (m)

+ Độ cong ngang boong của sườn: hi = Bi/50

+ Từ hình chiếu bằng ta vẽ được hình chiếu cạnh của các sườn

Quy ước: Sườn đuôi vẽ bằng nét đứt, sườn mũi vẽ bằng nét liền

- Bước 2 Xác định chiều chìm tàu

+ Xác định thể tích ngâm nước lớn nhất Vmax tại mép boong

Trang 27

- Bước 3 Vẽ các đường nước tương đương và xác định r0 :

Sử dụng phương pháp vạch đường nước tương đương của Krưlôp – Darnhi :

+ Dựng đường nước phụ đầu tiên đi qua trọng tâm F của đường nước ban đầu

đo các tung độ của đường nước phụ (đường nước phụ này được xác định bằng cách quay đường nước ban đầu 10o), rồi tính toán các yếu tố của đường nước

Trang 28

Momen tĩnh của diện tích đường nước phụ lấy đối với trục song song với Ox

và đi qua tâm của đường nước ban đầu (đường nước phụ):

Momen quán tính của diện tích đường nước phụ lấy đối với trục nói trên:

Tìm tọa độ trọng tâm của đường nước phụ, sau đó định ra trọng tâm F1' của

đường nước phụ (đặt F1' sang phải nếu > 0 và ngược lại):

Tìm chiều dày của lớp nước:

Tính momen quán tính diện tích của đường nước phụ đối với điểm đi qua tâm của đường nước đó:

Trang 29

nước phụ một đoạn (đương nước tương đương sẽ nằm trên của đường nước

phụ nếu  > 0 và ngược lại) Sau đó xác định tâm đường nước tương đương bằngcách kẻ đường vuông góc đi qua tâm F1' cắt đường nước tương đương tại F1

đó chính là tâm của đường nước vừa kẻ

+ Lần lượt cho tàu nghiêng ở các góc 00, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800

900 Quá trình lặp lại như trên với các đường nước nói trên để tính ra rtại các

góc nghiêng khác nhau

- Bước 4 Tính tọa độ tâm nổi y z;  và tính l

Bước 3 và bước 4 sẽ được lặp lại lần lượt với các đường nước khác nhau, ta sẽtìm được các giá trị l tại các góc nghiêng khác nhau của tàu ứng với các chiều chìmtàu khác nhau, từ đó vẽ được đường cong cánh đòn ổn định hình dáng l phụ

thuộc vào thể tích ngâm nước V của tàu

- Phương pháp tính:

Dùng phương pháp tính tích phân gần đúng hình thang để tính

(với a, b là tung độ phải và tung độ trái)

Trang 32

I0' = I' - 2S' = 41548.250

Bán kính r = I0'/Vi = 7.180

Trang 33

- Bảng tính các yếu tố đường nước khi tàu nghiêng ở 200

Trang 34

Trang 35

Trang 36

Trang 39

Trang 40

Trang 43

- Bảng tính xác định toạ độ tâm nổi yθ ,zθ ,lΦ tại trạng thái V0

 r r c os r c os y r.sin r.sin z  z B y c os (z  z B).sin l

Trang 45

Momen quán tính Ix' = 44312.55

Trang 48

Trang 49

Momen quán tính Ix' = 50145.183

Trang 51

Trang 52

Trang 53

Trang 54

Trang 55

Trang 56

2.429 13.02

6

1.136

1.625 18.17

9

1.585

1.353 24.04

9

2.097

0.654 2.065 2.719

90 1.216 0.000 43.42

6

3.787

1.216 26.61

8

2.321

0.000 2.321 2.321

Trang 59

Trang 60

Trang 61

Trang 62

Trang 63

Trang 64

Trang 65

Trang 66

Trang 67

Trang 68

Trang 70

Trang 71

Trang 72

Trang 73

Trang 74

Trang 75

Trang 76

Trang 77

Trang 78

Trang 79

- Bảng tính xác định toạ độ tâm nổi yθ ,zθ ,lΦ tại trạng thái Vmax

Trang 80

B Kiểm tra ổn định theo quy phạm

1 Quy phạm sử dụng để kiểm tra tàu

- Quy phạm sử dụng: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Quy Phạm phân cấp và đóngtàu biển vỏ thép (QCVN 21: 2010/BGTVT)

- Tàu hoạt động ở vùng biển không hạn chế

2 Giới thiệu thông số tàu

- Chiều dài giữa hai đường vuông góc: Lpp = 116 (m)

4 Các hạng mục tính toán theo quy phạm

- Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn chiều cao tâm nghiêng ban đầu:

h0 = r + zB +zG

Nếu h0> 0.15, kiểm tra bước tiếp theo

- Kiểm tra ổn định theo đồ thị ổn định

Diện tích đồ thị ổn định tĩnh không được nhỏ hơn 0.055(m.rad) khi góc nghiêngđến 30 độ và không được nhỏ hơn 0.09 (m.rad) khi nghiêng đến 40 độ Ngoài

ra diện tích của cánh tay đòn ổn định tĩnh trong phạm vi góc nghiêng 30 độ và

40 độ không được nhỏ hơn 0.03 (m.rad)

Cánh tay đòn ổn định lớn nhất lmax không được nhỏ hơn 0.25 (m) đối với tàu

có chiều dài L nhỏ hơn hoặc bằng 80 (m) và 0.2 đối với tàu có chiều dài lớn hơnhoặc bằng 105 (m) tại góc nghiêng lớn hơn hoặc bằng 30 độ Đối với các giá  lớn hơn hoặc bằng 30 độ Đối với các giá

trị chiều dài L trung gian thì cánh tay đòn lớn nhất yêu cầu xác định theo phươngpháp nội suy tuyến tính

- Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết

Trang 81

Trạng thái 1

5 Tiến hành tính toán ổn định cho tàu ở trạng thái

5.1 Xác định trọng lượng và toạ độ trọng tâm tàu tại trạng thái 1:

- Trạng thái N01

Trạng thái tải trọng 100% hàng 100% dự trữ

STT

Tên khối lượng

thành phần

Khối lượng (t)

Tay đòn Momen tĩnh khối lượng

5.2 Tính toán ảnh hưởng của mặt thoáng hàng lỏng tới tải trọng tính toán:

Momen nghiêng bổ xung đo hàng lỏng ở các trạng thái tải

trọng

Trang 83

phải sn82

:sn42-10 Két dằn trái :sn82-sn127

3

13 Két dằn trái sn127-sn167

424 3.2 6 26.4 1,0 0.84 2 777.2 1 129.6

4

14 Két dằn phải sn127-sn167

424 3.2 6 26.4 1,0 0.84 2 777.2 1 129.6

4

15 Két dằn sn 167-sn173

372 9.4 13.2 3.3 1,0 0.91 1.4 496.8 1 58.01

16 Két dằn mũi sn173-

Trang 84

5.4.Tính toán cân bằng dọc tàu:

Cân bằng dọc tàu ở trạng thái 1

Trang 85

7 Hoành độ tâm nổi xb (ĐCTL) 1.473

12 Momen nghiêng dọc trên 1cm chiều chìm Mcm=(DH0)/(100L) 146.59

15 Số gia mướn nước mũi δdf=(L/2+xf)∆d/Ldf=(L/2+xf)∆d/L 1.868

16 Số gia mướn nước đuôi δdf=(L/2+xf)∆d/Lda=-(L/2-xf)∆d/L -1.960

21 Hiệu chỉnh mặt thoáng δdf=(L/2+xf)∆d/Lh0=∑Mh/D 0.129

23 Chiều cao tâm nghiêng sau hiệu chỉnh h0=zM-zG-δdf=(L/2+xf)∆d/Lh0 7.731Kết Luận:Do ho>0,15m nên trạng thái tải trọng thỏa mãn ổn định ban đầu

5.5 Xây dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh,động tại trạng thái 1

Trang 86

2 Góc nghiên ứng với lmax Độ 54.4o

3 Diện tích đồ thị tai 30o m.rad 0.171> 0.055

4 Diện tích đồ thị tai 40o m.rad 0.275 > 0.09

5 Diện tích đồ thị từ 30o-40o m.rad 0.079> 0.03

dịnh

5.6.Xác định góc vào nước theo bố trí thực tế trên tàu:

STT Trạng thái tải trọng Góc vào nước Đơn vị

5.7 Xác định diện tích hứng gió và cao độ trọng tâm diện tích hứng gió theo bố trí thực tế của tàu tính toán:

Trạng thái 100% hàng và 100%dự trữDiện tích và cao độ tâm diện tích hứng gió

Trang 87

Tổng cộng 575.94 5078.092Tổng diện tích hứng gió Av= 575.94 m2

5.8 Tính tay đòn gây nghiêng do áp suất gió

Xác định momen nghiêng tác dụng lên tàu

vị P.A N01

7 Cánh tay đòn gây nghiêng do áp suất gió lw1 m 0.012

Trang 88

3 Cao độ tâm mặt hướng gió Zv m 8.817

6 Diện tích mặt hướng gió Av m2 575.94

7 Moomen nghiên do gió động t.m 13540.269

5.11 Kiểm tra ổn định theo Quy phạm( tiêu chuẩn thời tiết )

Kiểm tra ổn định của tàu theo các tiêu chuẩn cơ bản

Trang 89

9 Tay đòn lw2 m 0.018

Nhận xét: Các kết quả trong bảng tính đều thỏa mãn yêu cầu của Quy phạm 2010

Kết luận: Tàu đảm bảo ổn định theo yêu cầu của Quy phạm 2010 ở trạng thái 1

Trạng thái 2

5 Tiến hành tính toán ổn định cho tàu ở trạng thái

5.1 Xác định trọng lượng và toạ độ trọng tâm tàu tại trạng thái 2:

- Trạng thái N02

STT

thành phần

Khối lượng (t)

Trang 90

5 Hàng hóa 8000 4.455 6.303 35640 50424

Trang 92

12 Momen nghiêng dọc trên 1cm chiều chìm Mcm=(DH0)/(100L) 145.465

15 Số gia mướn nước mũi δdf=(L/2+xf)∆d/Ldf=(L/2+xf)∆d/L 0.683

16 Số gia mướn nước đuôi δdf=(L/2+xf)∆d/Lda=-(L/2-xf)∆d/L -0.653

Trang 93

18 Mớn nước đuôi da=d+δdf=(L/2+xf)∆d/Lda 6.237

21 Hiệu chỉnh mặt thoáng δdf=(L/2+xf)∆d/Lh0=∑Mh/D 0.13

23 Chiều cao tâm nghiêng sau hiệu chỉnh h0=zM-zG-δdf=(L/2+xf)∆d/Lh0 1.608

Kết Luận:Do ho>0,15m nên trạng thái tải trọng thỏa mãn ổn định ban đầu

5.4 Xây dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh,động

dịnh

Trang 94

5.6Xác định diện tích hứng gió và cao độ trọng tâm diện tích hứng gió tho bố trí thực tế của tàu tính toán:

Tổng diện tích hứng gió Av= 637.274 m2

vị P.A N02

Trang 95

3 Cao độ tâm mặt hứng gió zgi m 8.751

Trang 96

5.10 Kiểm tra ổn định theo Quy phạm ( tiêu chuẩn thời tiết )

Trang 97

Trạng thái 3

5 Tiến hành tính toán ổn định cho tàu ở các trạng thái

5.1 Xác định trọng lượng và toạ độ trọng tâm tàu tại trạng thái 3:

- Trạng thái N03

STT

trọng

Trang 98

3 Két nước

thải :sn12-sn18

17 1.7 3.9 3.5 1,0 0.7

32.3 33.4 1 6.41

1.9 625

3

1 99.09

1.9 625

3

1 99.09

Trang 99

1 129.64

2

1 129.64

12 Momen nghiêng dọc trên 1cm Mcm=(DH0)/(100L) 98.411

Trang 100

chiều chìm

15 Số gia mướn nước mũi δdf=(L/2+xf)∆d/Ldf=(L/2+xf)∆d/L -0.624

16 Số gia mướn nước đuôi δdf=(L/2+xf)∆d/Lda=-(L/2-xf)∆d/L 0.572

5.4 Xây dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh,động tại trạng thái 3:

Trang 101

Tổng diện tích hứng gió Av= 1090.136 m2

vị P.A N03STT Trạng thái tải trọng Góc vào nước Đơn vị

Trang 102

1 Lượng chiếm nước  Tấn 4173,1

Trang 103

1 Lượng chiếm nước  t 4173,1

5.10 Kiểm tra ổn định theo Quy phạm ( tiêu chuẩn thời tiết )

Trạng thái 4

5 Tiến hành tính toán ổn định cho tàu ở trạng thái 4

5.1 Xác định trọng lượng và toạ độ trọng tâm tàu tại trạng thái 4:

- Trạng thái N04

Trang 104

thành phần

Khối lượng (t)

trọng

-Trạng thái N0 4

Trang 106

Trang 107

5 Hoành độ trọng tâm xG 0,481

15 Số gia mướn nước mũi δdf=(L/2+xf)∆d/Ldf=(L/2+xf)∆d/L -0.456

16 Số gia mướn nước đuôi δdf=(L/2+xf)∆d/Lda=-(L/2-xf)∆d/L 0.417

5.4 Xây dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh,động tại trạng thái 4:

Trang 108

dịnh

5.6 Xác định diện tích hứng gió và cao độ trọng tâm diện tích hứng gió tho bố trí thực tế của tàu tính toán:

1 Phần thân tầu trên đường nước 1023.564 1 7.685 1023.564 7866.089

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	3,5 MB