Đăng ký Đăng nhập

Tài liệu Tài liệu tàu kéo

.PDF
93
144
135

Mô tả:

Tài liệu Tàu kéoTài liệu Tàu kéoTài liệu Tàu kéoTài liệu Tàu kéoTài liệu Tàu kéoTài liệu Tàu kéoTài liệu Tàu kéo
Tàu kéo 1 Ch−¬ng I- Tµu kÐo §1 - Ph©n lo¹i tµu kÐo : Tµu kÐo ho¹t ®éng ë vïng biÓn, vïng néi ®Þa vµ ®−îc khai th¸c ë nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi, dïng lai d¾t c¸c ph−¬ng tiÖn kh«ng tù hµnh, c«ng tr×nh næi, ®−a tµu ra vµo c¸c c¶ng, cÇu tµu, qua vïng n−íc n«ng, vµo ô söa ch÷a, qua kªnh ®µo, cøu hé, cøu ho¶ vµ nhiÒu c«ng dông kh¸c. Chóng ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c dÊu hiÖu : - Theo ph©n cÊp cña quy ph¹m, - Theo vïng ho¹t ®éng, - Theo h×nh th¸i lai d¾t, - Theo lo¹i thiÕt bÞ n¨ng l−îng, - Theo sè ®−êng trôc ch©n vÞt, - Theo lo¹i thiÕt bÞ ®Èy, - Theo thiÕt bÞ dïng lai d¾t, - Theo c«ng dông - Theo c«ng suÊt m¸y. §2- Tµu kÐo biÓn: Phæ biÕn nhÊt lµ c¸c tµu kÐo viÔn d−¬ng, kÐo biÓn, cøu hé, tµu kÐo chuyªn tuyÕn, tµu kÐo c¶ng, tµu kÐo nhiÒu chøc n¨ng. 2.1- Tµu kÐo C¶ng: Dïng ®iÒu ®éng tµu nªn cã kÝch th−íc nhá, chÊt l−îng quay trë cao, cã trÞ sè m¹n kh« tèi thiÓu. §iÓm ®Æc biÖt cña lo¹i tµu nµy lµ kh¶ n¨ng quay trë tù do gi÷a c¸c tµu, gi÷a tµu vµ cÇu cÆp, luån gi÷a d©y ch»ng buéc tµu víi cÇu c¶ng. Tµu cã kÝch th−íc nhá nhê sö dông tèi ®a chiÒu ch×m cho phÐp, gi¶m thiÓu sè phßng ë, phßng sinh ho¹t chung, dù tr÷ nhiªn liÖu vµ n−íc tõ 3 ®Õn 5 ngµy ®ªm . Thuû thñ ®oµn th−êng sèng trªn bê. Víi khu mÆt n−íc h¹n chÕ trong c¶ng, cho phÐp ®¬n gi¶n ho¸ thiÕt bÞ kÐo nªn tµu chØ dïng mãc kÐo, cét kÐo vµ cét bÝt. C¸c tµu kÐo dïng thao t¸c ®¶o chuyÓn c¸c tµu lín ®ç vµ lµm hµng trong c¶ng, cÇn lùc kÐo lín, chÊt l−îng quay trë tèt nhÊt, kÝch th−íc tèi thiÓu. ChiÒu dµi gi÷a hai ®−êng vu«ng gãc tõ 15 – 30 m, tèc ®é tù do tõ 10 – 12 h¶i lý, lùc kÐo trªn mãc tõ 5 – 40 tÊn. Khu vùc ®u«i do cã sù ho¹t ®éng cña d©y c¸p kÐo nªn ®Ó dÔ dµng thao t¸c tµu cÇn cã hµnh lang th«ng m¹n. 2.2 – Tµu kÐo VÞnh: Thùc hiÖn thao t¸c kÐo vïng ven biÓn c¸ch xa C¶ng 20 – 50 h¶i lý. Trªn tµu ®−îc bè trÝ phßng ë, c¸c phßng sinh ho¹t chung. Lo¹i tµu nµy cã chiÒu dµi tõ 13 ®Õn 21 m, c«ng suÊt 400 ®Õn 800 cv, tèc ®é tù do 10 h¶i lÝ /giê. So víi c¸c tµu kÐo C¶ng, lo¹i tµu nµy trang thiÕt bÞ bè trÝ nhiÒu h¬n. Ngoµi mãc kÐo cã lùc kÐo trªn mãc kho¶ng 12 ®Õn 15 tÊn, tµu cã têi kÐo víi lùc kÐo 3 tÊn. LÇu l¸i ®Æt gÇn mòi cã chiÒu dµi (0,15 – 0,25) L. 2.3 – Tµu kÐo biÓn chuyªn tuyÕn : Lo¹i tµu nµy cã c«ng suÊt lín, N = ( 400 – 1200 ) cv vµ chiÒu dµi 25 – 30 m 2.4 – Tµu kÐo biÓn nhiÒu chøc n¨ng : Dïng phôc vô c¸c tµu lín, cøu hé tµu bÞ m¾c c¹n, cøu ho¶, lai d¾t c¸c c«ng tr×nh biÓn, c«ng tr×nh kü thuËt lín. Lo¹i tµu nµy cã c«ng suÊt 1500 – 3000 cv. 2 Tµu cøu ho¶ trang bÞ sóng b¾n d©y, vßi sóng phun n−íc. 2.5 – Tµu kÐo viÔn d−¬ng : Ho¹t ®éng trong vïng kh«ng h¹n chÕ, lµm nhiÖm vô cøu hé, lai d¾t c¸c c«ng tr×nh næi lo¹i lín. C«ng suÊt cña tµu tõ 8000 – 10.000 cv. Tèc ®é tù do ®Õn 22 h¶i lý, tÇm xa ho¹t ®éng ®¹t ®Õn 18.000 h¶i lý. §3 - Tµu kÐo néi ®Þa : Lµ mét trong c¸c lo¹i ph−¬ng tiÖn phæ biÕn nhÊt ho¹t ®éng trªn s«ng, hå vµ vïng ven biÓn. Dïng lai d¾t, kÐo vµ ®Èy c¸c ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn nh− sµ lan, phµ…Chóng ®−îc ®Æc tr−ng bëi c«ng suÊt, chiÒu ch×m, kÝch th−íc vµ tû sè kÝch th−íc, lo¹i kiÕn tróc vµ kÕt cÊu. 3.1 – Tµu kÐo vµ ®Èy vÞnh : Dïng ®iÒu chuyÓn ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ho¹t ®éng t¹i c¸c c¶ng n»m trong vÞnh kÝn. §Ó cã tÝnh quay trë tèt tµu th−êng sö dông ®¹o l−u hoÆc hÖ chong chãng - ®¹o l−u xoay c«ng suÊt tõ 150 – 600 cv, lùc kÐo trªn mãc tõ 4 – 6 tÊn, tèc ®é tù do 15 – 18 km/h. 3.2 – Tµu kÐo-®Èy vµ tµu ®Èy chuyªn tuyÕn: Tuú theo lo¹i kiÕn tróc, c«ng suÊt vµ khu vùc ho¹t ®éng chia ra 2 nhãm : Tµu s«ng cÊp SII cã c«ng suÊt nhá. Tµu cÊp SI c«ng suÊt lín h¬n. Trong nhãm thø nhÊt c¸c tµu kÐo-®Èy cã c«ng suÊt 60 – 500 cv cßn trong nhãm thø hai c«ng suÊt tõ 600 cv trë lªn. §Ó n©ng cao an toµn trong khai th¸c, lÇu l¸i cña tµu cao so víi mÆt n−íc ( khi tµu toµn t¶i ) : C«ng suÊt ( cv ) 150 300 600 800 1300 2000 4000 ChiÒu cao ( m ) 1,4 – 3 3,2 – 3,8 5,5 – 6,0 6,0 – 8,0 6,5 – 8,5 8,5 – 9,0 9,6 Tµu kÐo-®Èy vµ tµu ®Èy cña c¸c n−íc ch©u ¢u c«ng suÊt 4000 cv cã lùc kÐo trªn mãc 35 – 40 tÊn, chiÒu dµi 55 m, tèc ®é tù do 28 km/h. Mét sè tµu ®Èy ho¹t ®«ng trªn s«ng Missisipi (USA) cã c«ng suÊt 9000 – 15.000 cv §4 - §Æc ®iÓm cña c«ng t¸c kÐo tµu : C«ng t¸c kÐo lµ tæ hîp c¸c thao t¸c thùc hiÖn trong qu¸ tr×nh kÐo tµu vµ c¸c c«ng tr×nh næi nhê ®©y c¸p kÐo hoÆc c¸c d¹ng liªn kÕt kh¸c. Do ®ã tµu kÐo ph¶i cã c«ng suÊt lín vµ trang bÞ c¸c thiÕt bÞ sö dông cho môc ®Ých kÐo. §Ó ®¶m b¶o an toµn hµnh tr×nh, tµu kÐo cÇn ®−îc trang bÞ c¸c nghi khÝ hµng h¶i, ph−¬ng tiÖn th«ng tin liªn l¹c phï hîp víi tÇm ho¹t ®éng. C¸c tµu kÐo viÔn d−¬ng, kÐo biÓn cã tÇm xa ho¹t ®éng lín ®ßi hái chÊt l−îng hµng h¶i cao, dù tr÷ nhiªn liÖu vµ c¸c chñng lo¹i vËt t− söa ch÷a, c¸p, con l¨n… kh¸ nhiÒu. ThiÕt bÞ liªn l¹c còng yªu cÇu cao do c¸c ph−¬ng tiÖn ®−îc kÐo cã rÊt Ýt hoÆc kh«ng cã thuyÒn viªn nªn cÇn cã thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn c¸c m¸y mãc cña chóng qua v« tuyÕn ( nh− ®Ìn, cßi, têi neo, van kÐt c©n b»ng tµu). 3 Khi c¸c ph−¬ng tiÖn ®−îc kÐo lÖch gãc víi ph−¬ng tiÕn cña tµu kÐo th× kh¶ n¨ng mÊt æn ®Þnh ngang vµ æn ®Þnh h−íng ®i cña tµu kÐo sÏ t¨ng lªn. §Æc biÖt khi kÐo c¸c ô næi, viÖc ®iÒu ®éng ô ®Òu nhê d©y c¸p nèi víi cét mòi cña tµu kÐo. Do hiÖu sè gi÷a träng l−îng tµu vµ sãng ®iÒu hoµ lµm xuÊt hiÖn lùc giËt ®øt d©y kÐo vµ truyÒn ®Õn c¸c liªn kÕt g©y ph¸ huû. §Ó tr¸nh ®iÒu ®ã, c¸c tµu kÐo cÇn cã têi kÐo tù ®éng, d©y c¸p kÐo cã d− ®é dµi ( 750 – 800 ) m . C¸c tµu kÐo biÓn phôc vô gi÷a c¸c c¶ng cïng mét biÓn hoÆc c¸c c¶ng ë c¸c biÓn c¹nh nhau, cÇn cã c¸c chØ tiªu kü thuËt khai th¸c, tÝnh ®i biÓn tèt cho phÐp ho¹t ®éng trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt bÊt kú. C¸c tµu kÐo biÓn cì nhá ho¹t ®éng gÇn bê, tÝnh ®i biÓn phô thuéc giíi h¹n cÊp sãng. C¸c tµu kÐo vÞnh ho¹t ®éng vïng biÓn hë cÇn cã tÝnh quay trë tèt, ®¶m b¶o d¾t sµ lan an toµn khi cã giã lín, sãng to vµ cã kh¶ n¨ng dõng tµu ë tr¹ng th¸i neo. §Ó kÐo tµu vËn t¶i, c«ng tr×nh næi, sµ lan…tµu kÐo c¶ng biÓn cÇn ®−îc bè trÝ c¸c trang thiÕt bÞ vµ cã tÝnh quay trë cÇn thiÕt. Tµu cÇn ®−îc thiÕt kÕ cã ky nghiªng ®Ó cho phÐp thiÕt kÕ chong chãng ®−êng kÝnh lín, b¸nh l¸i cã diÖn tÝch lín gi¶m b¸n kÝnh l−în vßng. §Ó dÔ quay trë vµ thay ®æi quü ®¹o chuyÓn ®éng vÞ trÝ mãc kÐo hoÆc cét kÐo ®−îc ®Æt sau mÆt ph¼ng s−ên gi÷a trong mÆt ph¼ng ®èi xøng mét kho¶ng kh«ng lín h¬n 600 mm. §5 - §Æc ®iÓm cña c«ng t¸c ®Èy vµ kÐo - ®Èy : H×nh th¸i ®Èy lµ sù ph¸t triÓn cña ph−¬ng ph¸p lai tµu kh«ng tù hµnh, nã kh«ng chØ t¹o ra lo¹i tµu míi mµ cßn c¶ kiÓu kÕt cÊu vµ trang thiÕt bÞ. §Ó ®Èy hoÆc kÐo sµ lan ph©n ®o¹n, tµu kÐo - ®Èy cÇn cã chÊt l−îng kü thuËt - khai th¸c phï hîp víi tèc ®é chuyÓn ®éng, t¶i träng tèi −u trªn mét ®¬n vÞ c«ng suÊt ®Èy, tÝnh ®iÒu khiÓn, kh¶ n¨ng quan s¸t vµ tÇm nh×n tèt. Khi ho¹t ®éng ®Èy c¸c sµ lan ph©n ®o¹n cã chë hµng hoÆc kh«ng cã hµng ®−îc ghÐp ®éi h×nh nªn ®iÒu kiÖn vµ ®Æc ®iÓm cña thao t¸c ®Èy hoÆc kÐo - ®Èy phô thuéc vµo thµnh phÇn sµ lan ®Èy, vµo h×nh d¸ng ph−¬ng tiÖn ®−îc ®Èy, lo¹i hµng vµ møc chÊt t¶i cña ph−¬ng tiÖn ®−îc ®Èy. Träng t¶i cña c¶ ®oµn phô thuéc vµo c«ng suÊt ®Èy cã thÓ ®¸nh gi¸ s¬ bé theo b¶ng sau : C«ng suÊt ®Èy N (cv) Sè sµ lan ghÐp ®éi ChiÒu dµi ®oµn LC (m) 480 700 980 1260 1800 2400 3200 3500 4800 5400 8500 8500 4 6 2 4 9 4 11 8 8 3 40 12 100 201 146 164 170 320 366 320 320 260 600 320 ChiÒu réng ®oµn BC (m) 11,4 x 2 16 15,2 18,4 22,5 15,9 16,5 15,9 x 2 15,9 x 2 15,2 10 x 4 15,9 x 3 Tæng träng t¶i QC ( tÊn) T¶i träng QC/N (tÊn/cv) 2800 4800 5700 5240 4300 13.100 12.000 20.000 24.000 11.700 40.000 39.300 5,83 6,85 5,85 4,15 2,39 4,10 3,75 5,70 5,0 2,16 4,7 4,62 4 Tæ hîp l¸i – thiÕt bÞ ®Èy cña tÇu ®Èy cÇn ph¶i ®¶m b¶o ®−êng kÝnh l−în vßng kh«ng lín h¬n 2 – 2,5 chiÒu dµi ®oµn ®Èy vµ cho phÐp ph¸t huy c«ng suÊt lín nhÊt khi ch¹y lïi gÇn b»ng c«ng suÊt khi ch¹y tiÕn. ChiÒu dµi ®oµn lín nªn viÖc quan s¸t, ®iÒu ®éng sÏ khã kh¨n, lÇu l¸i cÇn cã 3 ÷ 4 tÇng ®Ó tho¶ mwn tÇm nh×n, cho phÐp quan s¸t phÝa tr−íc tõ (1 ÷ 1,5) km ( ®«i khi trang bÞ c¶ ra ®a quan tr¾c ). KÕt cÊu v¸ch vµ cöa sæ lÇu l¸i ph¶i lo¹i trõ sù lo¸ ¸nh s¸ng ®Æc biÖt vÒ ban ®ªm. H×nh th¸i ®Èy cã nh÷ng −u viÖt so víi h×nh th¸i kÐo : - Tèc ®é t¨ng 15 – 20% v× lo¹i trõ ®−îc søc c¶n phô do dßng n−íc cña thiÕt bÞ ®Èy cña tµu ®¹p ra t¸c ®éng lªn ®oµn nªn søc c¶n gi¶m, t¨ng lùc ®Èy cña thiÕt bÞ ®Èy do ho¹t ®éng trong dßng theo cña c¶ ®oµn. - T¶i träng cã Ých trªn mét ®¬n vÞ c«ng suÊt khi ®Èy cao h¬n khi kÐo - T¨ng tèc ®é vµ khèi l−îng vËn chuyÓn do tèc ®é khai th¸c t¨ng. - Gi¶m tiªu hao nhiªn liÖu, dÇu b«i tr¬n do chi phÝ c«ng suÊt gi¶m tõ 6 ÷ 7% so víi khi kÐo. - §¶m b¶o tin cËy trong ®iÒu ®éng ®oµn ph−¬ng tiÖn ®Æc biÖt lµ khi qua s«ng hoÆc kªnh hÑp, qua gÇm cÇu. - Gi¶m chi phÝ chuyªn chë, t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng, c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn sèng vµ lao ®éng cña thuû thñ trªn sµ lan do sinh ho¹t tËp trung vµ dÔ b¶o qu¶n hµng. - H×nh thµnh sµ lan ®Èy kiÓu míi. §6 – KiÕn tróc tµu kÐo : KiÕn tróc cña tµu h×nh thµnh trªn c¬ së c¸c yªu cÇu vÒ chøc n¨ng, c«ng dông cña tµu, møc ®é thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh ®iÒu ®éng tµu vµ sö dông c¸c thiÕt bÞ kÐo vµ ch»ng buéc, cho ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ nghØ ng¬i cña thuyÒn viªn. 5 ChiÒu dµi khoang m¸y lM tõ 21% ÷ 53 % chiÒu dµi tµu ( tµu kÐo C¶ng cã lM kho¶ng 43% L, tµu kÐo biÓn lM = 28% ÷ 32% L, tµu kÐo vÞnh vµ tµu kÐo - ®Èy lM = 29% ÷ 36% L, tµu kÐo - ®Èy chuyªn tuyÕn lM = 30% ÷ 40% L ). Khoang m¸y ph¶i ®ñ diÖn tÝch bè trÝ m¸y mãc vµ c¸c trang thiÕt bÞ, diÖn tÝch thao t¸c vµ söa ch÷a. Phßng ë cña thuyÒn viªn bè trÝ vÒ phÝa mòi, n¬i cã tiÕng ån nhá cña m¸y chÝnh vµ ch©n vÞt. Giòa khoang ë vµ khoang m¸y bè trÝ kÐt nhiªn liÖu vµ khoang c¸ch ly. HiÖn nay møc ®é tù ®éng ho¸ cao lµm sè l−îng thuyÒn viªn gi¶m nªn phßng ë ®−îc bè trÝ hÕt trªn boong chÝnh. Ph¶i l−u ý hiÖn t−îng chói tµu khi nhiªn liÖu tiªu hao. C¸c tµu kÐo biÓn ph¶i bè trÝ lèi ®i th«ng m¹n, tr¸nh ®i vßng qua phÝa mòi vµ l¸i. Buång l¸i ®−îc ®Æt ë vÞ trÝ cao nhÊt ®Ó cã kh¶ n¨ng quan s¸t xung quanh tèt, buång l¸i tµu kÐo biÓn ®−îc më ra ë hai m¹n. Khi èng khãi vµ xuång cøu sinh c¶n trë tÇm nh×n vÒ phÝa sau ph¶i bè trÝ m¸y l¸i, chu«ng truyÒn lÖnh…trªn nãc lÇu l¸i ®¶m b¶o ®øng thao t¸c an toµn. §7 – Lùa chän c«ng suÊt vµ tæ h¬p l¸i – thiÕt bÞ ®Èy : Muèn kÐo ®oµn sµ lan víi tèc ®é ®Þnh tr−íc, tµu kÐo ph¶i cã c«ng suÊt m¹nh th¾ng ®−îc lùc c¶n cña ®oµn sµ lan, b¶n th©n tµu kÐo vµ d©y c¸p kÐo. §Ó s¬ bé ®¸nh gi¸ søc c¶n cña tµu kÐo cã thÓ sö dông ®å thÞ x©y dùng theo sè liÖu thö m« h×nh vµ tµu thùc cã L/B = 4,2 – 6,0 vµ δ = 0,52 – 0,58 cña N.K Kena H×nh 1- §å thÞ N.K.Kena §å thÞ m« t¶ quan hÖ gi÷a søc c¶n d− vµ søc c¶n ma s¸t trªn mét tÊn l−îng chiÕm n−íc víi tèc ®é t−¬ng ®èi F = v L víi v ( h¶i lý ) – tèc ®é tµu kÐo Søc c¶n toµn phÇn khi kÓ ®Õn phÇn nh« t¨ng 6%. Víi c¸c trÞ sè L < 4,5 B h×nh d¸ng vá bao ¶nh h−ëng kh«ng ®¸ng kÓ ®Õn sù t¹o sãng, A.N. Gurovic vµ A.A. Rodionov kiÕn nghÞ c«ng thøc : 6 lg R DU = 6,67 Fr – 1,37 D Søc c¶n cña d©y c¸p kÐo tÝnh theo c«ng thøc : RK = 0,5 ∆C.k.c.2l.d.v2ρ (KG) Trong ®ã : ∆C lµ hÖ sè tÝnh ®Õn ®é gi¶m søc c¶n cña d©y c¸p kÐo do nghiªng gãc α víi ®−êng n»m ngang vµ lÊy theo b¶ng sau: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 α 0,03 0,076 0,173 0,309 0,492 0,686 0,854 0,963 1,0 ∆C Khi α0 < 100 hÖ sè ∆C gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ k - hÖ sè tÝnh ®Õn ®é nh¸m cña d©y c¸p ( c¸p thÐp k = 1,25 ; c¸p thùc vËt k = 1,5 – 2 ) c - hÖ sè lùc c¶n cña h×nh trô ®Æt vu«ng gãc víi dßng. Khi Re = 104 – 2.105 lÊy c = 1,2 2l - chiÒu dµi toµn bé cña d©y c¸p kÐo ( m ) d - ®−êng kÝnh d©y c¸p (m) v - tèc ®é kÐo ( m/s ) ρ = 104,5 KG.s2/m4 – mËt ®é cña n−íc biÓn ChiÒu dµi tèi −u cña d©y c¸p kÐo : C«ng suÊt Ne ( KW) ChiÒu dµi d©y c¸p kÐo (m ) 80 – 150 ≤ 75 75 – 220 150 – 200 220 – 370 200 – 250 370 – 600 250 – 300 C¸c tµu kÐo c¶ng lµm nhiÖm vô ®¶o chç cña tµu, lùc kÐo yªu cÇu cÇn thiÕt ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua c¸c thao t¸c kÐo ®iÓn h×nh : H×nh 2 – C¸c thao t¸c kÐo ®iÓn h×nh Theo “Quy ®Þnh vÒ an toµn trong c«ng t¸c kÐo tµu t¹i c¸c c¶ng “, tèc ®é tµu trong c¸c thao t¸c kÐo yªu cÇu kh«ng lín h¬n 5 h¶i lý khi di chuyÓn däc vµ 0,5 h¶i lý khi chuyÓn ®éng quay. Lùc kÐo cña tµu cßn phô thuéc vµo tèc ®é giã vµ dßng ch¶y n¬i tµu kÐo ho¹t ®éng. Mét sè c¶ng kh«ng cã dßng ch¶y tù nhiªn nh−ng vÉn tån t¹i dßng ch¶y do giã g©y ra cã tèc ®é tÝnh theo c«ng thøc : ∆v = 0,1. v GIO sin ϕ 7 trong ®ã vGIO (m/s) – tèc ®é giã ϕ - vÜ ®é cña c¶ng trªn b¶n ®å . Tèc ®é dßng ch¶y t¹i c¸c c¶ng cña n−íc ta khi tÝnh theo c«ng thøc trªn víi lùc giã lÊy theo cÊp 6 cña b¶ng Bofor cho ∆v = 0,3 h¶i lý. Theo sè liÖu thèng kª cña nhiÒu c¶ng n−íc ngoµi, trong tÝnh to¸n nhËn gi¸ trÞ tèc ®é trung b×nh cña dßng ch¶y vDC = 0,6 h¶i lý. a) Tµu di chuyÓn däc : Gi¶ thiÕt kÐo tµu di chuyÓn däc víi tèc ®é v = 5 h¶i lý bëi mét tµu kÐo phÝa tr−íc, gãc gi÷a ph−¬ng cña lùc giã vµ mÆt ph¼ng ®èi xøng tµu b»ng 300. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng chuyÓn ®éng cã d¹ng : Z1 – RX – RDC – RGIO cos300 = 0 ⇒ Z1 = RX + RDC + RGIO cos300 b) Tµu di chuyÓn däc víi ®iÒu chØnh : ViÖc kÐo ®¶m b¶o cho tµu chuyÓn ®éng theo ph−¬ng th¼ng víi tèc ®é v b»ng 5 h¶i lý, theo s¬ ®å lùc cã hÖ ph−¬ng tr×nh c©n b»ng : Z1 cos α1 – Z2 cos α2 – RX =0 RGIO + RDC - Z1 sin α1 – Z2 sin α2 = 0 Z1 sin α1 L L - Z2 sin α2 2 2 =0 Gi¶ thiÕt gãc α2 ®w biÕt, tõ hÖ ph−¬ng tr×nh tÝnh ®−îc : Z2 = R DC + RGIO 2 sin α 2 ; tg α1 = Z 2 sin α 2 Z 2 cos α 2 + R X ; Z1 = Z2 sin α 2 sin α 1 Lùc kÐo cña tµu kÐo phÝa ®u«i dïng ng¨n c¶n sù d¹t cña tµu ®−îc kÐo d−íi t¸c dông cña giã vµ dßng ch¶y nh−ng l¹i t¹o ra lùc c¶n phô trong chuyÓn ®éng däc cña tµu ®−îc kÐo. Lùc kÐo cña tµu kÐo phÝa ®u«i sÏ ®−îc sö dông hîp lý nÕu tho¶ mwn bÊt ®¼ng thøc : Z2 sin α2 ≥ Z2 cos α2 Z2 cos α2 ≤ Z1 cos α1 §Ó x¸c ®Þnh lùc kÐo cña tµu kÐo phÝa tr−íc, tr−êng hîp tèi −u lµ α2 = 450 , tøc lµ : 8 Z2 sin α2 = Z2 cos α2 Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh khi α2 = 450 cho kÕt qu¶ : Z2 = 0,71 ( RDC + RGIO ) ; tg α1 = 0,71Z 2 0,71Z 2 + R X ; Z1 = 0,71Z 2 sin α 1 c) Di chuyÓn tµu ngang m¹n : Khi tÝnh lùc kÐo cÇn thiÕt, gi¶ thiÕt lùc kÐo cña 2 tµu lµ nh− nhau ®Æt t¹i c¸c ®Çu mót cña tµu vµ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng ®èi xøng. ChiÒu t¸c dông cña giã vµ dßng ch¶y ng−îc víi ph−¬ng di chuyÓn cña tµu vµ còng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng ®èi xøng. HÖ ph−¬ng tr×nh c©n b»ng : Z = RS + RGIO Trong ®ã : Z = Z1 + Z2 = 2 Z1 ⇒ Z1 = Z / 2 RS = RY + R DC Søc c¶n cña n−íc khi tµu chuyÓn dÞch ngang m¹n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : RY = ξ Y Trong ®ã : ρv 2 2 .L.T - Kh«ng phô thuéc vµo h×nh d¹ng vá bao ξY = 1 (Theo sè liÖu cña bÓ thö LKI H¨m buèc) - ρ lµ mËt ®é cña n−íc - v (m/s) tèc ®é di chuyÓn cña tµu - L (m) ChiÒu dµi gi÷a 2 ®−êng vu«ng gãc - T (m) chiÒu ch×m cña tµu. - v = vTµU + vDC = ( 0,5 + 0,6 ) x 0,514 = 0,565 (m/s) Lùc c¶n giã tÝnh theo c«ng thøc : RGIO = ξGIO 2 ρ GIO v GIO 2 .A - HÖ sè ξGIO lÊy theo thùc nghiÖm cña ViÖn thÝ nghiÖm vËt lý Anh Tr¹ng th¸i t¶i träng Tµu dµu Lo¹i tµu Tµu hµng Tµu kh¸ch Khi ch¹y cã hµng 0,65 0,70 0,8 Khi ch¹y víi n−íc d»n 0,75 0,78 2 4 0 - ρGIO = 0,125 KG s /m lµ mËt ®é kh«ng khÝ ë 15 C vµ cét ¸p H = 760 milimÐt cét n−íc. - vGIO = 12,4 (m/s) tèc ®é giã cÊp 6 B«for. - A (m2) diÖn tÝch h×nh chiÕu phÇn høng giã lªn mÆt ph¼ng ®èi xøng. Thay c¸c trÞ sè trªn vµo ph−¬ng tr×nh cã : 9 Z = 16,6 LT + 9,6 ξGIO.A Suy ra lùc kÐo cña mçi tµu : Z1 = 8,3 LT + 4,8 ξGIO.A d) Tµu di chuyÓn quay : 1- Quay quanh träng t©m tµu : Momen quay do cÆp Z1Z2 g©y ra : MZ = Z1 L L + Z2 2 2 do Z1 ≅ Z2 ⇒ MZ = Z1. L §Ó quay tµu, momen quay Ýt nhÊt b»ng momen c¶n cña n−íc khi tµu quay quanh träng t©m : MZ = CM ρ ω2 L3 S§X 2 Víi : - CM = 0,065 lµ hÖ sè momen lùc c¶n cña n−íc khi tµu quay quanh träng t©m. - ω (vg/ph) – tèc ®é quay cña tµu ω= 2v v = 2L L - S§X (m2) = L.T diÖn tÝch h×nh chiÕu phÇn ng©m n−íc lªn mÆt ph¼ng ®èi xøng. Thay c¸c trÞ sè vµo ph−¬ng tr×nh cã : Z1 = 4,3 L.T 2- Khi tµu quay quanh mót ®u«i : Gi¶ thiÕt lùc giã cã ph−¬ng ng−îc víi ph−¬ng chuyÓn ®éng cña mòi tµu, chuyÓn ®éng quay quanh mót ®u«i cña tµu ®−îc kh¶o s¸t nh− chuyÓn ®éng cña nöa chiÒu dµi quay quanh träng t©m tµu. Momen quay do tµu kÐo sinh ra: MZ = Z1 .2 L Momen c¶n cña n−íc MY = CM ρ 2 ω2 L4 T.16 §−a vµo c¸c trÞ sè cÇn thiÕt ®Ó tÝnh lùc kÐo khi ch−a tÝnh ®Õn lùc c¶n cña giã : Z1 = 8,7 LT. ¸p lùc giã t¹o ra momen bæ sung khi tµu quay quanh mót ®u«i : MGIO = RGIO 2L . 2 Momen cña lùc c¶n do giã vµ vµ n−íc ®−îc tÝnh : M = MY + MGIO = CM ρ 2 ω2 L4 T.16 + ξGIO 2 ρ GIO v GIO 2 .A . 2L 2 10 Thay M = 2 Z1.L = MZ ⇒ Z1 = CM ρ 2 ω2 8 L3 T + ξGIO 2 ρ GIO v GIO 4 .A . Thay trÞ sè cña c¸c ®¹i l−îng ®w biÕt vµo biÓu thøc cho kÕt qu¶ : Z1 = 8,7 LT + 4,8 ξGIO A So s¸nh trÞ sè Z1 cña c¸c thao t¸c kÐo ®iÓn h×nh, nhËn gi¸ trÞ lín nhÊt ®Ó x¸c ®Þnh c«ng suÊt yªu cÇu cña tµu kÐo. §Ó x¸c ®Þnh c«ng suÊt cña tµu cã thÓ dïng c¸c c«ng thøc thèng kª sau : Tµu kÐo dïng ®¶o chuyÓn tµu hµng kh«, tµu dµu cã D ®Õn 10.000 tÊn N = 0,06D + 200 (cv) Tµu kÐo trang bÞ thiÕt bÞ ®Èy lµ ch©n vÞt : N = 0,09D + 260 (cv) C«ng suÊt cña tµu kÐo dïng ®¶o chuyÓn c¸c tµu cã 10.000 t < D < 63.000 t : D D 2 - 0,005 ( ) ( cv) 100 100 D D 2 N = 224 + 8,85 - 0,007 ( ) ( cv) 100 100 ThiÕt bÞ ®Èy lµ chong chãng : N = 140 + 6,17 ThiÕt bÞ ®Èy lµ ch©n vÞt : C«ng suÊt cña tµu kÐo ho¹t ®éng vïng cã b¨ng lÊy t¨ng tõ 1,2 ÷ 1,4 lÇn c«ng suÊt tÝnh theo c¸c c«ng thøc trªn. Lo¹i thiÕt bÞ ®Èy chñ yÕu dïng cho tµu kÐo lµ chong chãng cã b−íc cè ®Þnh tõ 3 ÷ 6 c¸nh nh−ng phæ biÕn lµ lo¹i 4 c¸nh. HiÖn nay ®a sè tµu kÐo sö dông hÖ chong chãng - ®¹o l−u do hÖ nµy t¨ng lùc kÐo trªn mãc ®Õn 40% ë chÕ ®é buéc bÕn vµ t¨ng 20% ÷ 30% khi kÐo ph−¬ng tiÖn víi vËn tèc 5 ÷ 6 h¶i lý( 9 ÷ 11 km ). §¹o l−u b¶o vÖ chong chãng kh«ng bÞ quÊn c¸p kÐo, gi¶m va ®Ëp cña chong chãng do lät khÝ khi tµu ho¹t ®éng trªn sãng. §¹o l−u xoay cßn t¨ng c−êng kh¶ n¨ng ®iÒu ®éng cña tµu. Ch©n vÞt biÕn b−íc cho ®Æc tr−ng kÐo tèt khi tµu kÐo ho¹t ®éng víi chÕ ®é lùc c¶n kh¸c nhau cña ®oµn kÐo nh−ng do gi¸ thµnh cao, c¬ cÊu ®iÒu chØnh phøc t¹p vµ dÔ h− h¹i khi ho¹t ®éng trong s«ng cã nhiÒu vËt tr«i næi nªn ch−a ®−îc sö dông réng rwi. ThiÕt bÞ phôt chñ yÕu sö dông trªn c¸c tµu kÐo, ®Èy cã chiÒu ch×m T < 0,9 m ho¹t ®éng trong vïng n−íc n«ng. Ch©n vÞt sö dông chñ yÕu cho tµu kÐo c¶ng cã yªu cÇu ®Æc biÖt cao vÒ tÝnh quay trë. Thùc tÕ khai th¸c cho thÊy c¸c tµu kÐo biÓn, kÐo vÞnh chuyªn tuyÕn sö dông tæ hîp thiÕt bÞ l¸i - ®Èy lµ chong chãng - ®¹o l−u. Tµu kÐo ®¶o chuyÓn t¹i c¶ng vµ trong vÞnh sö dông chong chãng trong ®¹o l−u xoay hoÆc ch©n vÞt. ThiÕt bÞ phôt sö dông cho c¸c tµu kÐo, ®Èy ho¹t ®éng víi chiÒu ch×m 0,3 – 0,9 m trªn tuyÕn s«ng n«ng. §8 – §Æc tr−ng kÐo : Lùc kÐo cña tµu kÐo lµ chØ tiªu ®Æc tr−ng cho hiÖu qu¶ sö dông c«ng suÊt khi lùa chän c¸c yÕu tè c¬ b¶n cña th©n tµu vµ thiÕt bÞ ®Èy. §Ó ®¸nh gi¸ ®Æc tÝnh kÐo cña tµu ë c¸c tèc ®é ho¹t ®éng kh¸c nhau ( tõ buéc bÕn ®Õn tèc ®é ch¹y tù do ) ph¶i tÝnh to¸n x©y dùng ®å thÞ ®Æc tÝnh vËn hµnh gåm c¸c ®−êng cong lµ hµm cña tèc ®é tµu : 1- Tæng c«ng suÊt ΣN cña m¸y chÝnh 2- Tæng lùc kÐo cã Ých ΣPe. 3- Søc c¶n cña tµu ®Èy R§ hoÆc cña tµu kÐo RK vµ søc c¶n cña c¶ tµu ®Èy hoÆc tµu kÐo víi ®oµn ph−¬ng tiÖn RC khi toµn t¶i. 11 4- Lùc kÐo Z trªn mãc nhËn ®−îc b»ng c¸ch lÊy tung ®é ®−êng cong ΣPe trõ ®i tung ®é ®−êng cong R§ hoÆc RK ë tèc ®é chuyÓn ®éng v 5- HiÖu suÊt kÐo x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ηK = Z .v 75.N H×nh3 : §å thÞ ®Æc tÝnh kÐo cña tµu ®Èy Plevna c«ng suÊt 1340 cv Trªn ®å thÞ nµy cã 3 ®iÓm ®Æc tr−ng : §iÓm A- t−¬ng øng víi lùc ®Èy lín nhÊt cña thiÕt bÞ ®Èy khi v = 0 lµ lùc kÐo khi buéc bÕn §iÓm B - t−¬ng øng víi tèc ®é lín nhÊt cña tµu khi ch¹y tù do kh«ng cã ®oµn ph−¬ng tiÖn. §iÓm C- T−¬ng øng víi trÞ sè tèc ®é chuyÓn ®éng cña tµu kÐo hoÆc tµu ®Èy cïng víi ®oµn ph−¬ng tiÖn §èi víi tµu kÐo sù thay ®æi ®iÒu kiÖn khai th¸c x¸c ®Þnh trªn c¬ së sù thay ®æi lùc c¶n cña ®oµn ph−¬ng tiÖn tøc lµ sù thay ®æi cña trÞ sè lùc kÐo trªn mãc kÐo. Do vËy ®Æc tÝnh kÐo cña tµu kÐo ®−îc ®¸nh gi¸ chñ yÕu b»ng c¸c ®−êng cong Z = f(v) vµ ηK = f (v). Trªn h×nh 3 cho thÊy tµu trang bÞ chong chãng b−íc cè ®Þnh, lùc kÐo lín nhÊt Z0 ®¹t t¹i chÕ ®é buéc bÕn cßn ë chÕ ®é kÐo ZK vµ ch¹y tù do vTD lùc kÐo kh«ng ph¶i lµ lín nhÊt. Tµu kÐo ®−îc ph©n cÊp theo c«ng dông nªn khi gi¶i quyÕt c¸c nhiÖm vô thiÕt kÕ cÇn ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®Æt ra cho tõng lo¹i tµu v× c¸c bµi to¸n thiÕt kÕ th−êng tiÕn hµnh lùa chän trong tæ hîp c¸c ph−¬ng ¸n mét vµi ®¹i l−îng cã trÞ sè cÇn ®¹t ®−îc. Ch¼ng h¹n tµu kÐo lµm nhiÖm vô ®¶o chuyÓn lu«n ho¹t ®éng ë chÕ ®é gÇn víi chÕ ®é buéc bÕn nªn khi thiÕt kÕ cÇn ®¶m b¶o cho tµu cã trÞ sè lín nhÊt ë chÕ ®é buéc bÕn. ViÖc gi¶m tèc ®é khi ch¹y tù do kh«ng lµ vÊn ®Ò quan träng v× tèc ®é th−êng ®−îc giíi h¹n bëi ®iÒu kiÖn vµ quy t¾c ho¹t ®éng cña lo¹i tµu nµy trong c¶ng. Sù quay trë ®èi víi tµu kÐo hoÆc ®Èy chuyªn tuyÕn kh«ng cÇn thiÕt b»ng viÖc ®¶m b¶o lùc kÐo lín khi tèc ®é kÐo t¨ng. §Ó cã chØ tiªu kÐo tho¶ mwn yªu cÇu, tµu kÐo ph¶i cã ®−êng cong kÐo ®¹t hiÖu suÊt lín nhÊt b»ng c¸ch lùa chän hîp lý nhÊt tæ hîp thiÕt bÞ l¸i - ®Èy (khi ¸p dông chong chãng biÕn b−íc sÏ cho kh¶ n¨ng sö dông hÕt c«ng 12 suÊt cña m¸y chÝnh vµ cho lùc kÐo trªn mãc ë tÊt c¶ c¸c chÕ ®é ho¹t ®éng cao h¬n khi tµu sö dông chong chãng b−íc cè ®Þnh) vµ c¸c yÕu tè cña nã. Quan hÖ gi÷a ®−êng kÝnh chong chãng, c«ng suÊt cña m¸y chÝnh vµ sè vßng quay trªn trôc cña tµu kÐo vµ tµu ®Èy cã thÓ biÓu diÔn qua c«ng thøc: DB = k. 4 N n2 Trong ®ã : k = 0,72 – 0,85 §9– X¸c ®Þnh kÝch th−íc chÝnh : Gièng nh− c¸c lo¹i tµu kh¸c, viÖc lùa chän kÝch th−íc chñ yÕu cña tµu kÐo, tµu ®Èy lµ mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng cña c«ng t¸c thiÕt kÕ. Trong chõng mùc nµo ®ã viÖc lùa chän kÝch th−íc chñ yÕu quan hÖ ®Õn møc ®é thuËn tiÖn bè trÝ chung, tÝnh quay trë vµ tÝnh di ®éng, lùc kÐo, gi¸ thµnh ®ãng vµ c¸c chØ tiªu kinh tÕ – khai th¸c cña tµu. Trong thiÕt kÕ s¬ bé cã thÓ sö dông c¸c c«ng thøc thèng kª sau : ChiÒu dµi cho phÐp lín nhÊt cña tµu kÐo: (m) Theo Munro-Smit : L = 0,233N − 28 + 13,7 Theo Per Gring : L = 40 ft + 2,5 N − 300 ft ( ft ) Tuy nhiªn c¸c c«ng thøc trªn ch−a hoµn toµn chó ý ®Õn ®Æc ®iÓm kiÕn tróc – kÕt cÊu vµ c¸c ®Æc tÝnh cña tµu kÐo c¸c cÊp kh¸c nhau. Ch¼ng h¹n, c«ng thøc Munro-Smit chØ ¸p dông cho tµu kÐo ®¶o chuyÓn VÞnh. ChiÒu dµi gi÷a hai ®−êng vu«ng gãc : Cã thÓ sö dông ®−êng cong trªn c¸c ®å thÞ sau : §å thÞ 1 – Sù quan hÖ gi÷a chiÒu dµi víi c«ng suÊt cña tµu kÐo C¶ng. Tµu kÐo ®¶o chuyÓn vµ tµu kÐo c¶ng vÞnh sö dông chong chãng (x) Tµu kÐo c¶ng biÓn vµ tµu kÐo ®¶o chuyÓn cã thiÕt bÞ ®Èy lµ ch©n vÞt () Tµu kÐo ®¶o chuyÓn vÞnh, biÓn sö dông ch©n vÞt (). 13 §å thÞ 2 – Quan hÖ gi÷a chiÒu dµi tµu kÐo biÓn chuyªn tuyÕn (1) vµ tµu kÐo vÞnh (2) víi c«ng suÊt. §å thÞ 3 – Quan hÖ gi÷a chiÒu dµi tµu kÐo viÔn d−¬ng (1 ) vµ tµu kÐo biÓn nhiÒu chøc n¨ng (2) víi c«ng suÊt §å thÞ 4 : Quan hÖ gi÷a chiÒu dµi L vµ chiÒu dµi B cña tµu kÐo néi ®Þa víi c«ng suÊt  – Tµu ®Èy ( cña Liªn X« ). X – tµu kÐo ( cña Liªn X« ), + – cña n−íc ngoµi 14 §å thÞ 5 : Quan hÖ gi÷a chiÒu réng tµu kÐo c¶ng, kÐo vÞnh, kÐo biÓn víi c«ng suÊt. §å thÞ 6 : Quan hÖ gi÷a chiÒu réng cña tµu kÐo viÔn d−¬ng víi c«ng suÊt Ngoµi ra cã thÓ sö dông c¸c c«ng thøc sau ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu dµi gi÷a hai ®−êng vu«ng gãc : Tµu kÐo c¶ng vµ tµu kÐo ®¶o chuyÓn thiÕt bÞ ®Èy lµ chong chãng : N N 2 ) – 0,022 ( ) 100 100 m N N 2 ) – 0,003 ( ) 100 100 m L = 11,50 + 1,36 ( Tµu kÐo ®¶o chuyÓn c¶ng biÓn sö dông thiÕt bÞ ®Èy lµ ch©n vÞt : L = 16,50 + 0,8 ( ChiÒu dµi tµu kÐo C¶ng ( N ≤ 400 cv ) sö dông thiÕt bÞ ®Èy lµ ch©n vÞt lÊy t−¬ng tù chiÒu dµi tµu kÐo c¶ng sö dông chong chãng. Tµu kÐo vÞnh mét chong chãng khi N ≤ 750 cv L = 11,0 + 3,45 ( N N 2 ) – 0,20 ( ) 100 100 m Tµu kÐo biÓn chuyªn tuyÕn vµ tµu kÐo nhiÒu chøc n¨ng khi N ≥ 750 cv N N 2 ) – 0,20 ( ) 100 100 N N 2 L = 12,75 + 1,29 ( ) – 0,007 ( ) 100 100 L = 15,7 + 3,45 ( m m ChiÒu dµi tµu kÐo - ®Èy vµ tµu ®Èy : L=A + N N ( 200 − ) 100 50 m 15 Víi hÖ sè: A = 9 – 15 cho ®éng c¬ nhÑ A = 18 – 24 cho ®éng c¬ trung b×nh cã t¨ng ¸p ( 275 – 350 vg/ph) A = 25 – 28 cho ®éng c¬ kh«ng t¨ng ¸p. Dù tr÷ cña tµu 20 ngµy ®ªm ChiÒu réng cña tµu ®Èy vµ tµu kÐo ®Èy : B=C+ N N (50 − ) 17000 200 m Víi hÖ sè : C = 4 – 5,7 cho ®éng c¬ nhÑ C = 5 – 6 cho ®éng c¬ trung b×nh cã t¨ng ¸p ( 275 – 350 vg/ph) C = 6 – 7 cho ®éng c¬ kh«ng t¨ng ¸p vµ m¸y diezel - ®iÖn TrÞ sè lín cho tµu kÐo ®Èy. Dù tr÷ cña tµu 20 ngµy ®ªm. ChiÒu réng tµu kÐo c¶ng biÓn, kÐo ®¶o chuyÓn, kÐo c¶ng vïng cã b¨ng : tµu 2 chong chãng B = 0,235 L + 1,67 m tµu 1 chong chãng B = 0,268 L + 0,66 m tµu cã thiÕt bÞ ®Èy lµ ch©n vÞt B = 0,285 L + 0,60 m Tµu kÐo vÞnh vµ kÐo biÓn chuyªn tuyÕn 1 chong chãng : B = 0,270 L m Tµu kÐo ®¶o chuyÓn vÞnh L ≤ 30 m : B = 0,270 L + 0,3 m Tµu kÐo biÓn nhiÒu chøc n¨ng : B = 0,1 L + 5,7 m ChiÒu ch×m cña tµu kÐo c¶ng biÓn vµ tµu kÐo vÞnh trong ®a sè tr−êng hîp kh«ng bÞ giíi h¹n trong nhiÖm vô thiÕt kÕ v× ®é s©u n−íc vïng tµu ho¹t ®éng t−¬ng ®èi lín. Trong thùc tiÔn thiÕt kÕ chiÒu ch×m cña tµu kÐo biÓn ®−îc x¸c ®Þnh qua viÖc tèi −u ho¸ c¸c tØ sè kÝch th−íc chÝnh, qua kinh nghiÖm khai th¸c hoÆc tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o ®é ngËp s©u cña chong chãng cã ®−êng kÝnh tèi −u. ChiÒu ch×m trung b×nh cña tµu trong thiÕt kÕ s¬ bé cã thÓ tÝnh b»ng c¸c c«ng thøc sau : Tµu kÐo ®¶o chuyÓn 2 chong chãng : T = 0,454 B – 0,86 m Tµu kÐo c¶ng 1 chong chãng, tµu kÐo ®¶o chuyÓn c¶ng vµ vÞnh : T = 0,530 B – 0,8 m Tµu kÐo c¶ng vµ tµu kÐo ®¶o chuyÓn thiÕt bÞ dÈy lµ ch©n vÞt : T = 0,326 B + 0,13 m Tµu kÐo biÓn vµ kÐo vÞnh chuyªn tuyÕn 1 ®−êng trôc : T = 0,304 B + 0,33 m Tµu kÐo biÓn nhiÒu chøc n¨ng vµ tµu kÐo viÔn d−¬ng : T = 0,477 B – 0,67 m C¸c tµu kÐo vµ tµu ®Èy néi ®Þa cã ph¹m vi biÕn ®æi cña tØ sè B/T kh¸ réng, trÞ sè cña T ®−îc chän lùa theo c«ng suÊt trªn trôc vµ tÝnh ®Õn viÖc l¾p ®Æt chong chãng cã ®−êng kÝnh tèi −u. Sau khi tÝnh chiÒu ch×m cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ ®é s©u cña luång l¹ch. §å thÞ d−íi ®©y cho vïng c¸c ®iÓm t−¬ng øng víi chiÒu ch×m cña c¸c tµu cã c«ng suÊt kh¸c nhau. ChiÒu ch×m cÇn lÊy gi¸ trÞ lín nhÊt theo ®iÒu kiÖn cho 16 phÐp trªn tuyÕn ®−êng v× chØ tiªu kÐo vµ kÝch th−íc chung cña tµu phô thuéc vµo trÞ sè nµy. §å thÞ 7 : Sù phô thuéc chiÒu ch×m cña tµu ®Èy vµ tµu kÐo-®Èy vµo c«ng suÊt cña chóng vµ ®é s©u c¸c s«ng V«n ga (X) vµ Missisipi (O) Tuú thuéc vµo chiÒu ch×m, chiÒu réng ghÐp ®éi ph−¬ng tiÖn ®−îc kÐo vµ c¸c ®Æc tr−ng cña tµu thiÕt kÕ, cã thÓ sö dông c¸c c«ng thøc cña S.P.Arsenhiep khi x¸c ®Þnh s¬ bé kÝch th−íc chñ yÕu cña tµu kÐo ho¹t ®éng vïng néi ®Þa : + ChiÒu ch×m cña tµu ®Èy hoÆc tµu kÐo khi cã ®ñ dù tr÷ vµ thuyÒn viªn : T ≤ ( hmin - ∆hmin ) kT Trong ®ã ∆hmin - trÞ sè dù tr÷ chiÒu ch×m ®−íi ®¸y tµu chän theo quy ®Þnh cña Quy ph¹m ph©n cÊp vµ ®ãng tµu s«ng. kT – hÖ sè t−¬ng quan gi÷a chiÒu ch×m cña tµu ®Èy, tµu kÐo vµ tµu kh«ng tù hµnh víi ®é s©u ®Þnh møc hmin. Tµu ®Èy kT = 0,85 – 0,90 ; Tµu kÐo kT = 0,90 – 0,95 ChiÒu ch×m tµu cã thuyÒn viªn vµ dù tr÷ tèi thiÓu cÇn ph¶i ®¶m b¶o ho¹t ®éng b×nh th−êng cña chong chãng( khi ®ã chiÒu ch×m ®u«i T® ≈ 0,9T ) v× ®−êng kÝnh cña chong chãng khi thiÕt kÕ phô thuéc vµo T®, c«ng suÊt trªn trôc thiÕt bÞ ®Èy N0 vµ sè vßng quay n cña trôc. TrÞ sè chiÒu ch×m cÇn tho¶ mwn ®iÒu kiÖn nµy :  N 1,9  X CV  T≥ 3/ 4 n     1/ 4 Víi : N (kw) – C«ng suÊt cña m¸y chÝnh XCV – Sè chong chãng N (vg/s) – sè vßng quay cña trôc chong chãng. ChiÒu dµi tµu ®Èy vµ tµu kÐo x¸c ®Þnh theo c¸c ®iÒu kiÖn : a) §¶m b¶o dßng ch¶y tèt tíi ch©n vÞt : L min = 8 BT (m) 17 Víi : hK ≥ 4,1 β BT b) Cã ®−îc chØ tiªu kÐo cao vµ tÝnh æn ®Þnh cÇn thiÕt: Trªn c¬ së ph©n tÝch c¸c tµu cã chØ tiªu tèt, tû sè L/B = ( 1,4 ÷ 1,55 ) 3 L (m) nªn chiÒu dµi L ≈ 1,8 B3/2 c) Bè trÝ khoang m¸y víi chiÒu dµi nhá nhÊt : L≈ am N 4 / 9 B2/3 (m) Trong ®ã : am lµ hÖ sè phô thuéc vµo lo¹i ®éng c¬ chÝnh am = 7,0 - §èi víi ®éng c¬ Diesel kh«ng t¨ng ¸p am = 6,1 - §èi víi ®éng c¬ Diesel cã t¨ng ¸p am = 3,6 - §èi víi c¸c tµu nhá cã ®éng c¬ cao tèc. Trªn c¬ së c¸c sè liÖu kÓ trªn, S.P. Arsenhiep kiÕn nghÞ sö dông c¸c c«ng thøc sau dïng x¸c ®Þnh chiÒu dµi, chiÒu réng cña tµu kÐo-®Èy vµ tµu kÐo thiÕt bÞ ®Èy lµ ch©n vÞt : L = aLT N 0,19 T 0,29 B = aBT N 0,308 T -0,43 Víi : aLT = 7,5 cho ®éng c¬ Diesel vßng quay trung b×nh kh«ng t¨ng ¸p, aLT = 7,1 cho ®éng c¬ cã t¨ng ¸p , aLT = 5,7 cho ®éng c¬ cao tèc. HÖ sè aBT t−¬ng øng b»ng 0,89 ; 0,79 vµ 0,51. Tµu kÐo chuyªn tuyÕn vµ tµu kÐo-®Èy ho¹t ®éng vïng n−íc s©u, c¸c tµu kÐo-®Èy trùc bÕn ( thuyÒn viªn sèng trªn bê) L = aL N0,308 B = aB N0,205 Víi : aL = 4,58 cho ®éng c¬ Diesel vßng quay trung b×nh kh«ng t¨ng ¸p, aL = 4,18 cho ®éng c¬ cã t¨ng ¸p , aL = 3,0 cho ®éng c¬ cao tèc. HÖ sè aB t−¬ng øng b»ng 1,85 ; 1,75 vµ 1,4. Tµu kÐo chuyªn tuyÕn vµ tµu kÐo-®Èy ho¹t ®éng trªn s«ng nhá, thuyÒn viªn sèng trªn tµu(trong th©n tµu vµ th−îng tÇng) : L = 3,2 ( STV.nTV + amN2/3)0,46 B = 1,5 ( STV.nTV + amN2/3)0,308 Víi : STV lµ diÖn tÝch nhá nhÊt cÇn thiÕt dïng bè trÝ phßng ë cho thuyÒn viªn. nTV sè thuyÒn viªn . am =1,3 cho ®éng c¬ Diesel vßng quay trung b×nh kh«ng t¨ng ¸p. am = 1,05 cho ®éng c¬ cã t¨ng ¸p ; am = 0,48 cho ®éng c¬ cao tèc. Tõ yªu cÇu bè trÝ thiÕt bÞ n¨ng l−îng trªn c¸c tµu kÐo-®Èy lo¹i nhá : L = 2,9 3 N X ; B = 1,38 N1/16X1/2 Víi : X – sè ®éng c¬. §10- C¸c hÖ sè bÐo : Trong thêi gian ho¹t ®éng, tµu kÐo cã thÓ ch¹y tù do hoÆc kÐo ph−¬ng tiÖn. Mçi chÕ ®é chuyÓn ®éng sÏ cã tèc ®é t−¬ng ®èi Fr kh¸c nhau ( Fr = 0,29 – 0,36 khi ch¹y tù do, Fr = 0,22 – 0,26 khi kÐo ph−¬ng tiÖn kh«ng hµng vµ Fr = 0,14 – 0,19 khi kÐo ph−¬ng tiÖn ®Çy hµng). Do sù biÕn ®æi réng cña tèc ®é t−¬ng ®èi, tµu di chuyÓn ë c¸c ®é s©u n−íc kh¸c nhau bao gåm c¶ s«ng nhá (tµu s«ng) vµ trªn sãng( tµu biÓn) nªn tµu kÐo cÇn cã c¸c hÖ sè bÐo vµ h×nh d¸ng th©n tµu thÝch hîp. 18 B¶ng c¸c hÖ sè bÐo ®Æc tr−ng cña tµu kÐo vµ tµu ®Èy : Giíi h¹n gi¸ trÞ cña c¸c hÖ sè bÐo Lo¹i tµu δ α β ϕ Tµu kÐo biÓn nhiÒu chøc n¨ng ho¹t ®éng vïng kh«ng h¹n chÕ Tµu kÐo biÓn ho¹t ®éng ven biÓn Tµu kÐo c¶ng Tµu kÐo c¶ng dïng ®¶o chuyÓn tµu Tµu ®Èy chuyªn tuyÕn s«ng cÊp SII Tµu kÐo - ®Èy s«ng cÊp SII Tµu kÐo ®Èy vÞnh Tµu kÐo ho¹t ®éng vïng cÊp SI Tµu kÐo s«ng cÊp SII 0,46 – 0,58 0,70– 0,78 0,80– 0,88 0,52 – 0,66 0,50– 0,6 0,52 – 0,6 0,50– 0,6 0,55 – 0,65 0,51 – 0,65 0,54 – 0,60 0,56 – 0,65 0,58 – 0,69 0,70 – 0,8 0,75 – 0,85 0,76 – 0,90 0,78 – 0,88 0,77 – 0,95 0,86 – 0,90 0,73 – 0,82 0,79 – 0,83 0,84 – 0,90 0,84 – 0,94 0,85 – 0,94 0,99 – 0,995 0,89 – 0,995 0,85 – 0,99 0,70 – 0,90 0,93 – 1,0 0,55 – 0,70 0,55 –0,72 0,53 – 0,70 0,55 – 0,72 0,56 – 0,72 0,55 – 0,70 0,59 – 0,68 0,61 – 0,69 Khi lùa chän hÖ sè bÐo thÓ tÝch cã thÓ sö dông c¸c c«ng thøc cña Alexander ¸p dông cho tµu kÐo biÓn vµ tµu kÐo viÔn d−¬ng vïng kh«ng h¹n chÕ, c¸c tµu kÐo c¶ng cã Fr = 0,30 – 0,36 : δ = 1,08 – 1,68Fr c¸c tµu ®Èy vµ tµu kÐo s«ng cÊp SII thay gi¸ trÞ cña sè h¹ng ®Çu b»ng trÞ sè 1,13 Cã thÓ sö dông c«ng thøc cña Caldvell ¸p dông cho tµu kÐo biÓn vµ tµu kÐo viÔn d−¬ng: δ = 0,2 + 0,1066/ Fr Tµu ®Èy vµ tµu kÐo ho¹t ®éng vïng hå thay gi¸ trÞ sè h¹ng ®Çu b»ng trÞ sè 0,3. C¸c tµu ch¹y s«ng thay b»ng 0,33 – 0,35. HoÆc cã thÓ sö dông c«ng thøc Alexander viÕt d−íi d¹ng : δ=1-k v L Trong ®ã : k = 0,20 – 0,24 cho tµu kÐo ven biÓn ; k = 0,24 cho tµu kÐo biÓn vµ viÔn d−¬ng ; k = 0,17 – 0,23 cho tµu kÐo VÞnh ; k = 0,17 – 0,20 cho tµu kÐo vµ tµu ®Èy ch¹y vïng hå ; k = 0,15 – 0,20 cho tµu ®Èy vµ tµu kÐo ch¹y s«ng. C¸c tµu kÐo biÓn cã hÖ sè bÐo s−ên gi÷a β = 0,80 – 0,88. Tµu kÐo vµ tµu ®Èy chuyªn tuyÕn β = 0,84 – 0,94 , c¸c tµu kÐo vµ ®Èy tuyÕn s«ng nhá β = 0,93 – 1,0. Tµu kÐo cã tû sè L/B nhá nÕu β lín hai mót tµu sÏ nhän rÊt khã thùc hiÖn ®é tr¬n cña th©n tµu. Mét sè nhµ ®ãng tµu n−íc ngoµi kiÕn nghÞ ®èi víi tµu kÐo biÓn nªn nhËn β = 0,75 – 0,85 HÖ sè bÐo ®−êng n−íc α cña tµu kÐo thay ®æi trong giíi h¹n 0,70 – 0,80 ®èi víi tµu biÓn vµ 0,77 – 0,95 ®èi víi tµu kÐo vµ tµu ®Èy s«ng. §Ó gi¶m søc c¶n nªn chän ϕ = δ/β = 0,58 – 0,60. Tuy nhiªn viÖc gi¶m nhá ϕ h¬n n÷a sÏ lµm t¨ng diÖn tÝch s−ên gi÷a, lµm nhän c¸c ®Çu mót. T−¬ng øng víi c«ng dông vµ vïng ho¹t ®éng, tµu kÐo cã d¹ng vá bao kh¸c nhau. C¸c tµu kÐo s«ng nhá hoÆc kÐo C¶ng s«ng cã thÓ ¸p dông d¹ng s−ên gwy gãc ®Ó gi¶m gi¸ thµnh ®ãng tµu. Tµu kÐo ven biÓn, kÐo vÞnh vµ tµu kÐo ho¹t ®éng vïng hå th−êng ¸p dông d¹ng vá d−a. B¸n kÝnh l−în h«ng cña tµu kÐo biÓn R = 0,8 – 1,5 m cßn ë tµu s«ng R ≈ 0,8 m. S−ên mòi tµu kÐo th−êng ¸p dông d¹ng V ®Ó gi¶m l¾c däc, lo¹i trõ hiÖn t−îng Slemin, cho kh¶ n¨ng lªn sãng tèt cßn s−ên 19 ®u«i d¹ng U. §èi víi tµu ho¹t ®éng vïng cã b¨ng phÇn d−íi sèng mòi nghiªng tõ 270 – 350 so víi mÆt n−íc chän phô thuéc vµo tÝnh æn ®Þnh h−íng cña tµu. Sù phô thuéc cña ϕ vµo sè Fr chØ ra trªn ®å thÞ sau : D¹ng ®u«i vßm th−êng ¸p dông cho tµu kÐo, tµu ®Èy ho¹t ®éng vïng n−íc n«ng. Cã vßm lo¹i kÝn vµ vßm lo¹i hë. C¸c yÕu tè cña vßm kÝn : l1/L = 0,33 – 0,45 ; l2/L = 0,10 – 0,12 ; l1/hT = 6 – 7 ; ∆1/T = 0,10 – 0,20 ∆2/T = 0,05 – 0,07 ; ε = 120 - 150 §é lín cña ∆1, ∆2 phô thuéc vµo c«ng suÊt m¸y chÝnh. C«ng suÊt t¨ng c¸c trÞ sè nµy còng t¨ng nh−ng ∆2 kh«ng v−ît qu¸ 0,1 chiÒu ch×m nhá nhÊt khi tµu ho¹t ®éng. C¸c tµu kÐo biÓn th−êng kh«ng cã ®o¹n th©n èng. Tµu kÐo s«ng ®o¹n th©n èng chiÕm tõ 5% - 35% chiÒu dµi tÝnh to¸n. §11- Träng l−îng ®¬n vÞ cña tµu kÐo vµ tµu ®Èy : Tµu kÐo biÓn Tµu kÐo C¶ng tµu kÐo VÞnh Tµu ®Èy ThuyÒn viªn, l−¬ng thùc kg/m3 PK LBH PK LBH PK LBH Nhiªn liÖu, dÇu, n−íc kg/m3 L−îng chiÕm n−íc kg/m3 HÖ thèng kg/m3 M¸y mãc kg/m3 PK LBH PK LBH 195 - 205 170 -230 8 - 11 12 - 16 70 – 85 20 – 40 8 - 14 6 - 13 20 - 23 6 - 10 100- 150 23 - 33 270 - 320 230 - 300 350 - 420 280 - 340 200 - 220 5 - 12 30 – 60 5 - 13 4-9 40 - 70 260 - 310 320 - 380 Th©n tµu kg/m3 Lo¹i tµu §iÖn, liªn l¹c vµ ®iÒu khiÓn kg/m3 PK LBH DTK L.B.H D L.B.H
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan