Thiết kế tàu chở 9200 tấn gạo, chạy tuyến sài gòn saudi arabia, lắp máy 2800 KW

Mục đích của việc tìm hiểu tàu mẫu là để thông qua các thông số cơ bản của tàu mẫu đánh giá tính năng, của tàu trong quá trình đóng mới và khai thác từ đó rút kinh nghiệm khuyết điểm và

PHẦN I TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG - TÀU MẪU

1.1 TÌM HIỂU TUYẾN ĐƯỜNG, CẢNG ĐẾN, CẢNG ĐI

Mỗi con tàu thiết kế:” phải thỏa mãn những yêu cầu thiết kế đã đưa ra, ngoài ra, nó còn phải đảm bảo an toàn và làm việc có hiệu quả trên tuyến đường quy định Tuyến đường nó cho biết điều kiện sóng gió, đặc điểm khí tượng thủy văn, năng xuất làm hàng tại cảng, độ sâu luồng lạch, … là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tính hành hải của con tàu Vì những lí do trên người thiết kế phải lựa chọn phương án thiết kế phù hợp

và tìm hiểu tuyến đường, cảng đến, cảng đi để lựa chọn kích thước tàu hợp lý và đạt được hiểu quả thiết kế cao”

1.2 CẢNG ĐI (CẢNG SÀI GÒN)

1.2.1.Vị trí địa lý

Cảng Sài Gòn nằm ở 10°50'N -106°45'E

1.2.2 Điều kiện tự nhiên

Cảng nằm ở:” hữu ngạn sông Sài Gòn có vĩ độ 10050’ Bắc và 1060

45’ kinh Đông Cảng nằm ở dọc bờ biển, trên một phạm vi dài hơn 2 km, cách bờ biển 45 hải lý.Khu vực Sài Gòn có chế độ bán nhật triều, biên độ giao động của mực nước triều lớn nhất là 3,98

m, lưu tốc dòng chảy 1 m/s” Từ cảng Sài Gòn đi ra biển theo hai đường sông:

- Theo sông Sài Gòn ra vịnh Rạch Ráy qua sông Lòng Tảo:” sông Nhà Bè và sông Sài Gòn Những tàu có mớn nước 9,0 m và chiều dài 110 m đi lại dễ dàng theo đường

này”

- Theo sông Soài Rạp:” đường này dài hơn 10 hải lý và tàu phải có mớn nước

không quá 6,5 m”

*Cầu tầu và kho bãi:”

Khu nhà Rồng có ba bến với tổng chiều dài 390 m

- Khu kháng Hội gồm 11 bến từ kho k0 đến kho k10 với tổng chiều dài 1264 m Về kho bãi khu Khánh Hội có 18 kho với tổng diện tích 45,396 m2 và diện tích bãi 15781

m2

- Khu nhà Rồng có diện tích 7225 m2 và 3500 m2 bãi Có bãi chứa đằng sau kho

phổ biến là các bãi xen kẽ, ít có bãi liên hoàn”

Ngoài hệ thống bến:” còn có hệ thống phao neo tàu gồm 6 phao ở hữu ngạn sông Sài Gòn và 26 phao ở tả ngạn sông Sài Gòn Cách 10 hải lý về hạ lưu cảng Sài Gòn có

12 phao neo cho tàu chở hàng dễ cháy nổ”

1.3 CẢNG ĐẾN (SAUDI ARABIA)

1.3.1 Điều kiện tự nhiên và vị trí địa lý

Cảng Jeddah nằm ở cửa sông Naktong, Saudi, nằm trên Biển Đỏ

1.3.2 Cơ sở hạ tầng của JEDDAH

-Năng xuất bốc xếp hàng :

Bách hoá : 1000 tấn /ngày :

Hàng rời :1200 tấn/ngày :

Than : 7500 tấn / ngày :

Cảng có đội xà lan cung cấp nhiên liệu, nước ngọt, có hệ thống thông tin liên lạc đầy đủ Cảng có 4 đà sửa chữa được các loại tàu dưới 26000 tấn

Các cảng của Jeddah:” làm việc với thời gian 24/24 giờ trong ngày và các ngày nghỉ trong năm là: từ ngày 1-3 tháng 1, ngày 1, 10 tháng 3, ngày 5 tháng 4, ngày 6 tháng 6, ngày 17 tháng 7, ngày 15 tháng 8, ngày 3,9,24 tháng 10, ngày 24 thang 12”

1.4 TUYẾN ĐƯỜNG GIỮA 2 CẢNG

- Tuyến Sài Gòn – Saudi Arabia dài 5385 hải lý

1.5 THU THẬP TÀU MẪU

- Việc tìm hiểu tàu mẫu:” có vai trò quan trọng ban đầu trong xây dựng phương án

Mục đích của việc tìm hiểu tàu mẫu là để thông qua các thông số cơ bản của tàu mẫu

đánh giá tính năng, của tàu trong quá trình đóng mới và khai thác từ đó rút kinh nghiệm

khuyết điểm và áp dụng ưu điểm vào tàu được thiết kế”

Bảng 1.1 - Tàu mẫu

No Đại lƣợng Đơn vị VINACOMIN

DAI DUONG QUEEN

PHẦN II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

XÁC ĐỊNH SƠ BỘ LƯỢNG CHIẾM NƯỚC,CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU VÀ

HỆ SỐ BÉO

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Tàu chở hàng khô:” là một loại tàu chở hàng có độ ẩm thấp, chúng có những đặc điểm chung của một tàu hàng bình thường nhưng cũng có những điểm riêng của loại hàng mà nó chở Việc lựa chọn kích thước chủ yếu và các hệ số béo cần phải chú ý do tàu hàng khô thường có tốc độ nhanh hơn các loại tàu hàng khác Việc xác định kích thước chủ yếu của tàu hàng khô trên một tuyến đường cụ thể phải xuất phát từ tính kinh tế” ( giá thành chi phí chuyên chở 1 tấn hàng là thấp nhất và cả chi phí đóng mới là nhỏ nhất )

2.2 SƠ BỘ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU VÀ HỆ SỐ BÉO

2.2.1 Khối lượng” thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống”:

nTV - số thuyền viên, nTV = 20 ( người)

a - khối lượng thuyền viên và hành lý, a = 140 (kg/người)

t - thời gian hành trình của tàu, t = 25 (ngày)

m1403 = nTV.c.t (tấn) = 75(tấn) Trong đó:

c- dự trữ nước ngọt cho một người trong một ngày đêm

m1601 = kMt.m’nl.Ne , khối lượng chất đốt

kM- hệ số dự trữ hàng hải để ý đến thời gian đỗ bến hành trình, gặp bão, dòng chảy và rong

rêu hà rỉ: kM = 1,13 - 1,3; kM =1,3

t - thời gian hành trình; t = 600 (giờ)

Ps - công suất tổ hợp TBNL, Ps = 2800(kW) m’nl - suất tiêu hao nhiên liệu với động cơ Diesel m’nl = (0,11÷0.24) kg/kW.h m’nl = 0,2 (kg/kW.h)

2.2.5 Chiều dài tàu

Căn cứ vào số liệu thống kê tàu mẫu, mối quan hệ giữa trọng tải và lượng chiếm nước, ta có

L : chiều dài tàu

=>Kết hợp tàu mẫu chọn chiều dài tàu L = 118 m

0,514 0,514.11,3

0,179,81.118

Đối với những tàu chạy tốc độ chậm ( Fr < 0,28 )

Mối quan hệ giữa CB và CM được tuyến tính hóa như sau:

CVP = CB/CWP = 0,91 Kiểm tra lại” các tỉ số dựa vào số liệu thống kê của tàu hàng khô”:

L/D = 10,5 ÷ 13 (THỎA MÃN) (L/D = 11,24)

L/B = 5,5 ÷ 6,5 (THỎA MÃN) (L/B = 6,2)

B/D = 1.6 ÷ 2,2 (THỎA MÃN) (B/D = 1,8) B/T = 2,28 ÷ 3,1 (THỎA MÃN) (B/T = 2,52) D/T = 1,32 ÷ 1,45 (THỎA MÃN) (D/T = 1,4) Vậy kích thước chủ yếu sơ bộ của tàu như sau:

Chiều dài tàu L = 118 (m) Chiều rộng tàu B = 19 (m) Chiều cao mạn D = 10,5 (m) Chiều chìm T = 7,5 (m)

Hệ số béo thể tích CB = 0,78

Hệ số béo đường nước CW = 0,86

Hệ số béo sườn giữa CM = 0,99

Hệ số béo dọc tàu CP = 0,79

2.3 TÍNH NGHIÊ ̣M CÁC THÔNG SỐ SƠ BỘ

2.3.1 Nghiệm các KTCY theo phương trình sức nổi

Theo phương trình sức nổi: Δ = k.ρCBLBT

* Trong đó: k = 1.007 -“ hệ số để ý tới phần nhô,chiều dày tôn thuộc bề mặt ngâm nước của tàu”

ρ = 1.025 (t)/m3) - khối lượng riêng của nước

=>Vậy các kích thước đã chọn thỏa mãn

2.3.2 Nghiệm lại các KTCY theo phương trình khối lượng

2.3.2.1 Chọn động cơ chính

Chọn sơ bộ động cơ chính, ta có Ps = 2800 kW

Trong “giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lượng tàu không được chia ra thành ba

mvt–“ khối lượng thân tàu”

Khối lượng” phần thượng tầng có thể được xác định sơ bộ dựa vào khối lượng

Đối với tàu hàng khô: mtt = (6÷7)%mv = 135 (tấn)

Trong đó:

Ps – công suất của tổ hợp thiết bị năng lượng, Ps = 2800 (kW)

k1 và k2: phụ thuộc vào loại máy chính và được xác định dựa vào bảng sau:

2.3.2.3.5 Khối lượng thuyền viên, dự trữ lương thực, thực phẩm và nước ngọt

Khối lượng thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống:

m14 = m1401 + m1402 + m1403

Trong đó:

a - khối lượng thuyền viên và hành lý, a = 140 (kg/người)

t - thời gian hành trình của tàu, t = 25 (ngày)

kM- hệ số dự trữ hàng hải để ý đến thời gian đỗ bến hành trình, gặp bão, dòng chảy và rong rêu hà rỉ: kM = 1,13 - 1,3; kM = 1,3

2.3.3 Kiểm tra sơ bộ dung tích khoang hàng

- Chọn chiều dài sơ bộ các khoang như sau :

+ Chiều dài khoang mũi Lf = (5-8)%L = 118.5% = 7,8 m

+ Chiều dài khoang đuôi La = 5% L = 118.5% = 4,8 m

+ Chiều dài buồng máy Lbm = (11-13)%L = 118.12% =14,4 m

+ Chiều dài khoang hàng Lkh =L-Lf-La-Lbm=118 –7,8 – 4,8 – 14,4 = 91 m

+ Chiều cao đáy đôi không nhỏ hơn trị số hđđ=B/20 = 0,95(m)

Lấy chiều cao đáy đôi bằng hđđ = 1,2 (m)

Vtt = (1-k).Lkh.Bh(D – Hđđ)CBkh = 1.91.19.(10,5– 1,2).0,93= 14954 (m3)

* Trong đó :

Lh: “ Tổng chiều dài khoang hàng” Lkh = 91 m

kng:” Hệ số hiệu chỉnh tính đến sự chiếm chỗ của két hông và két đỉnh mạn” k=0

Tên loại hàng Ghi chú μ P (m 3 /t)

V

Kết luận: Tàu đủ dung tích

2.3.5 Nghiệm lại ổn định ban đầu

Tính ổn định” là một đặc tính hàng hải của tàu, nó cho biết khả năng trở về vị trí cân bằng của tàu sau khi ngoại lực gây nghiêng ngừng tác dụng

Chiều cao tâm nghiêng ngang h được coi là một đặc trưng ổn định của tàu khi

nghiêng góc nhỏ”, do đó ta kiểm tra ổn định của tàu thông qua chiều cao tâm nghiêng ban đầu

Chiều cao ổn định ban đầu, h0 là : h0 = zB + r0 - zG - Δh ≥ hmin

* Trong đó :

zB – Cao độ tâm nổi,” tính theo công thức của Normand (T84/LTTK)”

r0 – Bán kính tâm nghiêng ngang,” theo Normand(T408/STKTĐT)”

3,99 m

kr : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc hình dáng đường nước.” Đối với đường nước có dạng lồi (không có điểm uốn)”: kr = 1.03 ± 0.05

Chọn kr = 1.05

zG - cao độ trọng tâm tàu: zG = kg.D = 6,51 m

Δh - trị số giảm chiều cao ổn định ban đầu do ảnh hưởng của mặt nước tự do.” Với

3,93

WP B

C B

r k

C T

Kết luận : Thông số của tàu thoả mãn điều kiện ổn định

2.3.6 Sơ bộ kiểm tra tính lắc

Trong giai đoạn lựa chọn kích thước của tàu, chu kì lắc ngang của tàu

được xác định bằng công thức sau:

Kết luận: Thông số của tàu thoả mãn điều kiện chòng chành

Thông số của tàu thể hiện qua bảng 2.5

Bảng 2.5 - Các thông số chủ yếu

PHẦN III XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH LÝ THUYẾT

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hình dáng thân tàu” do đường hình dáng hay tuyến hình của tàu quyết định Tuyến hình của tàu ảnh hưởng trực tiếp đến các tính năng cơ bản của con tàu như tính di động, tính ổn định, tính ăn lái, đảm bảo sự thuận lợi để bố trí các trang thiết bị trên tàu cũng như đầy đủ dung tích để chở hàng Ngoài ra tuyến hình còn đảm bảo cho khả năng công nghệ đóng tàu và tính thẩm mỹ của con tàu Mỗi một loại tàu lại có những yêu cầu về tính năng riêng do đó tuyến hình từng loại tàu cũng khác nhau.Trong khi thiết kế phải chú

ý đến đặc điểm của con tàu mà thiết kế đường hình dáng cho thích hợp Tuy vậy cũng có thể đưa ra một số yêu cầu chung chung” khi thiết kế tuyến hình.” Đó là :

- Tối ưu hóa về mặt sức cản

- Đảm bảo cho tàu vận hành tốt trên sóng

- Phối hợp tốt với sự làm việc của thiết bị lái và thiết bị đẩy

- Thuận lợi cho quá trình công nghệ

Thiết kế tuyến hình cũng có nhiều phương pháp như tính chuyển từ tàu mẫu , thiết

kế theo mô hình, thiết kế mới”, phương pháp tính chuyển cục bộ

3.2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH

Ta lựa chọn phương pháp biến cải đường hình dáng theo phương pháp Á phin

3.3 XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH

3.3.1 Lựa chọn tàu mẫu

3.3.2 Nội dung của phương pháp Áphin

Phương pháp” á phin chỉ được áp dụng trong trường hợp khi có sự thay đổi các kích thước chủ yếu của tàu L, B, T còn hệ số béo CB và các hệ số béo khác không thay đổi Khi đó lượng chiếm nước, vị trí tâm nổi, bán kính tâm nghiêng và các yếu tố khác của tuyến hình lý thuyết sẽ được xác định một cách đơn giản theo các công thức được xây dựng trên cơ sở đồng dạng cục bộ” về hình dáng tàu mẫu với tàu thiết kế

3.3.3 Thực hiện tính chuyển tuyến hình

B b B

T t T

L l L

3.4 NGHIỆM LẠI TUYẾN HÌNH

Bảng 3.4 Bảng nghiệm lại lượng chiếm nước của tàu

Bảng: Các thông số cơ bản của tàu

PHẦN IV: BỐ TRÍ CHUNG

4.1 NHƢ̃NG YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ BỐ TRÍ CHUNG

Thiết kế bố trí chung toàn tàu” ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu sử dụng, tính hàng hải, tính kinh tế và tính thẩm mĩ Do đó nó là 1 khâu quan trọng trong quá trình thiết kế Bản vẽ bố trí chung toàn tàu thường có các mặt chiếu cạnh toàn tàu, mặt chiếu bằng các tầng boong, sàn boong và đáy tàu Bản vẽ bố trí chung toàn tàu thể hiện sự phân bố của các khoang, các buồng, vị trí các lối đi lại các cửa ra vào”, cầu thang và thiết bị lắp đặt trên tàu

“Nguyên tắc bố trí phải xét tới:

1) Đủ dung tích

2) Ảnh hưởng tới nghiên ngang, nghiêng dọc và chiều cao trọng tâm tàu 3) Đảm bảo điều kiện làm việc thuận lợi

4) Thuận lợi cho việc dằn tàu và điều chỉnh trạng thái cân bằng

5) Lối đi lại dễ dàng và an toàn

6) Thiết bị lắp đặt hợp lý, thao tác dễ dàng và an toàn

7) Sinh hoạt thoải mái”

“Mỗi loại tàu có một hình thức bố trí riêng Nhưng nhìn chung, bố trí của tàu để phải tuân theo các yêu cầu của các quy phạm sau:

1) Quy phạm phân cấp tàu

2) Quy phạm đóng tàu

3) Quy phạm định mức khách và thiết bị các buồng

4) Quy phạm thiết bị cứu sinh

5) Quy phạm thiết bị phòng hỏa

Thông số cơ bản của tàu thiết kế:

Bảng 4.1 - Các thông số chủ yếu

* Phân khoang theo chiều dài tàu;

Với L = 118 (m) –“ tra bảng 2A-B/2.2.1 QCVN 2010 tìm được số vách kín nước tối thiểu là 6 với trường hợp buồng máy đặt ở đuôi”

Theo quy phạm” phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép quy định khoảng cách của sườn thực dựa trên kích thước chủ yếu của tàu Khoảng cách sườn thực thay thay đổi trên chiều dài tàu Khoảng cách nhỏ nhất giữa các sườn thực thuộc vùng koang mũi và khoang lái hoặc từ vách ngang kín nước” mũi đến 0.2L không vượt quá 610mm

Khoảng sườn vùng giữa hàng:

Khoảng cách cơ cấu ngang:

L = 118 (m) ChiÒu dµi hai ®-êng vu«ng gãc

Kho¶ng s-ên vïng mòi vµ vïng ®u«i:

a = min(610; a0) = 610 (mm) Chän kho¶ng c¸ch c¬ cÊu:

Khoảng sườn khoang hàng: 650 (mm)

Kho¶ng c¸ch xµ däc trong vïng khoang hµng: 750 (mm)

Kho¶ng s-ên trong vïng khoang m¸y: 600 (mm)

Kho¶ng s-ên vïng mót: 600 (mm)

Tiến hành phân khoang theo chiều dài tàu:

+) Vị trí của” vách chống va phải đặt cách đường vuông góc mũi 1 khoảng không nhỏ hơn 5%LPP hoặc 10m, lấy trị số nhỏ hơn và không vượt quá 8%LPP” đối với sống mũi thẳng

Vậy khoảng cách từ vách chống va tới đường vuông góc mũi là:

* Phân khoang theo chiều cao tàu

Theo chiều cao” tàu được phân chia bởi các tầng boong, sàn Đối với tàu biến có chiều dài lớn hơn 50m phải có kết cấu đáy đôi Ngoài nhiệm vụ chứa nhiên liệu, nước dằn thì đáy đôi còn bảo vệ tàu trong trường hợp đâm va, mắc cạn.Nếu có thể, đáy đôi phải chạy liên tục suốt chiều dài tàu từ vách mũi đến vách đuôi và liên tục ra tới mạn tàu Chiều cao đáy đôi được xác định theo QCVN 21 : 2012, tập 2A-B mục 3.6.6/trang 73” với tàu hàng khô không được nhỏ hơn B/20 và 2 m lấy giá trị nào nhỏ hơn

h ≥ min(B/20;2000) = 950 (mm)

→ chọn h = 1200 (mm)

* Phân khoang theo chiều rộng tàu

Chiều rộng tàu được phân chia bởi các vách dọc để giảm ảnh hưởng của mặt thoáng tới chòng chành ngang của tàu Nhưng với tàu hàng khô thì không cần thiết

4.2.1 Bố trí khoang, két trên tàu

4.2.1.1 Bố trí các két dằn

Tàu thiết kế chở hàng khô” tuyến Hải Phòng -Singapore Khi đi tàu chở hàng khô, khi về tàu có thể chở máy móc, thiết bị hoặc chạy dằn Tuy nhiên, nhu cầu nhập máy móc, thiết bị không thường xuyên cho mọi hành trình chạy về của tàu Vì vậy, hành trình chạy không hàng hay chạy dằn của tàu là không thể tránh khỏi So với trạng thái toàn tải, trạng thái tàu chạy dằn có sự thay đổi lượng chiếm nước lớn Vì vậy, ở trạng thái này, lượng nước dằn cần lấy sao cho đảm bảo được chiềm chìm mũi (tránh hiện tượng

sleming)” đảm bảo chiều chìm đuôi (đảm bảo điều kiện làm việc cho chong chóng)

- Chiều chìm mũi đảm bảo tránh hiện tượng sleming: Tm = tm.T (m)

=> Sự thay đổi chiều chìm so với trạng thái toàn tải:    T T Tdan = 3,15 m

Mặt khác, do tàu có kết cấu mạn thẳng nên 1 cách gần đúng, ta lập được công thức sau:

- Tìm hoành độ trọng tâm của khối nước dằn: xd , m

Góc chúi của tàu ở trạng thái dằn:

nước ở trạng thái dằn) so với sườn giữa

- Chiều cao tâm chúi:

W

132, 46812

Ta đi tính hoành độ trọng tâm đường nước dằn (d = 5,7 m) so với sườn giữa: xfh

Diện tích đường nước trung bình: d = 5,7 m ở trạng thái dằn là:

4.2.1.2.1.Két nhiên liệu FO, DO

Lượng nhiên liệu dầu FO, DO cần thiết cho hành trình 25 ngày ( tính cả nhiên liệu dự trữ): m16 = 525 t

3

6180,85