Giáo trình: Thiết kế tàu chuyên dụng

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

267
lượt xem 87
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tàu kéo hoạt động ở vùng biển, vùng nội địa và được khai thác ở nhiều nước trên thế giới, dùng lai dắt các phương tiện không tự h nh, công trình nổi, đưa t u ra v o các cảng, cầu t u, qua vùng nước nông, v o ụ sửa chữa, qua kênh đ o, cứu hộ, cứu hoả v nhiều công dụng khác. Chúng đ−ợc phân loại theo các dấu hiệu : - Theo phân cấp của quy phạm, - Theo vùng hoạt động, - Theo hình thái lai dắt, - Theo loại thiết bị năng l−ợng,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình: Thiết kế tàu chuyên dụng

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