TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN
II. TÍNH BONJEAN- THUỶ LỰC
Biên soạn T.S. Nguyễn Đức Quý
TP Hồ Chí Minh năm 2007
1
Giới thiệu đầu Tính toán tính năng tàu trong giai đoạn thiết kế ban đầu là cần thiết trước khi thiết kế tàu. Các tính năng chính của tàu bao gồm : Tính nổi, tính ổn định, chống chìm, lắc và ăn lái của tàu. Các tính toán trên cần thiết phải biết kích thước và hình dáng tàu, đặc biệt cần thiết khi tính toán các lực thuỷ động tác động lên tàu. Tài liệu hướng dẫn tính toán tính nổi dành cho sinh viên năm thứ 3 chuyên ngành vỏ tàu thuỷ.và tài liệu tham khảo cho sinh viên làm luận án tốt nghiệp.
Nội dung tính toán
Nội dung chính bao gồm :
1. Tỷ lệ Bonjean 2. Đường cong thuỷ lực
Các thông số cơ bản
maxL
, m
1. Chiều dài lớn nhất:
ppL
2. Chiều dài thiết kế: , m 3. Chiều rộng tàu B , m 4. Chiều cao mạn tàu D , m 5. Chiều chìm tàu d , m
Tỷ lệ Bonjean Tỷ lệ Bonjean là đồ thị biểu diễn phụ thuộc của họ đường cong diện tích sườn và mô men diện tích sườn đối đáy tàu vào cao độ đường nước. Tỷ lệ Bonjean dùng để tích thể tích ngâm nước và tâm nổi của tàu khi tàu ở tư thế chúi nhưng không nghiêng. Công thức tính Đồ thị biểu diễn họ đường cong gồm:
z
S
ydz
Diện tích sườn
z )(
∫= 2
0
2
Đường cong momen tĩnh diện tích sườn đối với đáy
z
M
yzdz
z )(
∫= 2
0 Cách biểu diễn Tại mỗi vị trí sườn lý thuyết ở cao độ đường nước trị số diện tích sườn và mô men diện tích sườn đối với trục oy đựơc đặt theo cùng một hướng song song với trục ox theo một tỷ lệ nhất định. Bảng tính tỷ lệ Bonjean Bảng 1 Sườn số No...
iy
∑
∑
tp
WL (1)
tp (3)
S(z) = D d.(3) (4)
i(z) (5)
i iy . Ms = D d2.(7) (8)
(7)
yi (2)
Yi.i = (2).(5) (6)
Dn0 Dn1 Dn2
0
S0 S1 S2
0 1 2
0
Ms0 Ms1 Ms2
S3 S4 ... Sn
Ms3 Ms4 ... Msn
Dn3 Dn4 ... MB
3 4 ... imb
i(z)- là tỷ số giữa độ cao đường nuớc hoặc mép boong với khoảng cách giữa 2 đường nước.. S0, S1...Sn- là diện tích sườn tính đến đường nước n Ms0, Ms1...Msn - là mô men tĩnh sườn đối với đáy.
Tỷ lệ Bonjean là đồ thị biểu diễn S0. S1...Sn và Ms0, Ms1...Msn tại đường nước của các vị trí sườn lý thuyết của tàu.
Ví dụ 1 :
3
Sườn số No : 4
iy
∑
∑
tp
yi (2)
WL (1)
tp (3)
S(z) = D d.(3) (4)
i(z) (5)
Yi.i = (2).(5) (6)
i iy . Ms = D d2.(7) (8)
(7)
1.25
DN0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2.83
DN300
4.08
1.22
1.00
2.83
2.83
0.25
3.19
DN600
10.10
3.03
2.00
6.38
12.04
1.08
3.32
DN900
16.61
4.98
3.00
9.95
28.38
2.55
3.38
DN1200
23.31
6.99
4.00
13.51
51.84
4.67
3.39
DN1500
30.07
9.02
5.00
16.93
82.28
7.41
45.92
8.67
12.47
13.78
108.04
207.25
18.65
M.B.C
Hình 1 Tỷ lệ Bonjean
4
Đường cong thuỷ lực: Đường cong thuỷ lực là đồ thị biểu thị mối quan hệ của các yếu tố tĩnh học của tàu vào cao độ đường nước khi tàu ở tư thế thẳng không nghiêng không chúi. Các yếu tố tĩnh học bao gồm :
• Các yếu tố đường nước • Các đường tính từ các yếu tố đường nước bao
gồm :
o Các yếu tố thể tích o Các hệ số béo o Các yếu tố liên quan đến tư thế và ổn
định tàu
Bảng 2- Tính các yếu tố đường nuớc Ký hiệu đường nuớc số....
Sn
y
k
k.y
y3
ix
k.y.ix
2 k.y.ix
k.ixy3
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
0
1
2
……
8
0
10
)4(∑
)6(∑
)9(∑
∑
d
. yk
∑d
)4(
)6(
S =
=
My =
4 3
)7(∑ 2 2 ∑d 3
3
∑
∑
d
∑d
)9(
d
)7(
=
=
Ix =
Iy =
3 . xiyk
2 . yik x
4 3
4 3
4 3 ∑d 3
Tổng 4 3 4 3
5
Y
=
=
X
LCF
F
M S
Bảng 3. Các yếu tố tính từ các yếu tố đường nước
STT
ĐẠI LƯỢNG CẦN TÍNH CÔNG THỨC CÁC GIÁ TRỊ ỨNG VỚI TỪNG ĐƯỜNG NƯỚC 0 1 I 1 2 3 4 5 THỨ TỰ ĐƯỜNG NƯỚC
0 2 Zi 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 CHIỀU CHÌM, M
0 3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 KHOẢNG CÁCH 2 ĐN D D
4 42.87 114.94 148.55 172.45 191.97 204.76 SI
- 5 157.82 421.31 742.31 1106.73 1503.47 DIỆN TÍCH ĐƯỜNG NƯỚC S SI S SI
- 6 23.67 63.20 111.35 166.01 225.52 THỂ TÍCH NGÂM NƯỚC VI = (4). D D/2
7 -0.1260 -0.0360 -0.0695 -0.2288 -0.4295 -0.7012 HOÀNH ĐỘ XF XF = MY/S
8 -5.40 -4.14 -10.33 -39.46 -82.45 -143.58 TÍCH XF.S XF.S
- 9 -9.54 -24.01 -73.80 -195.71 -421.74 S S.XF S S.XF
- 10 -0.0604 -0.0570 -0.0994 -0.1768 -0.2805 HOÀNH ĐỘ XC XC = (8)/(4)
11 TÍCH I.S I.S 0.00 114.94 297.10 517.34 767.89 1023.81
S S - 12 114.94 526.99 1341.44 2626.68 4418.38 I.S
13 - 0.219 0.375 0.542 0.712 0.882 CAO ĐỘ TÂM NỔI I.S ZC = D D.(11) / (4) 17.31 214.85 376.56 496.54 593.30 669.45 14 MOMENT QUÁN TÍNH IX IX
2.S
- 15 9.08 5.96 4.46 3.57 2.97 R = IX/VI BÁN KÍNH TÂM NGHIÊNG R 372 1362 2106 2855 3675 4257 16 MOMENT QUÁN TÍNH IF IF = IY – XF
- 9.29 6.33 5.00 4.29 3.85 17 CAO ĐỘ TÂM NGHIÊNG ZM = R + ZC
- 18 BÁN KÍNH TÂM CHÚI R 57.55 33.33 25.64 22.14 18.88 R = IF/V
- 19 57.77 33.71 26.18 22.85 19.76 CAO ĐỘ TÂM CHÚI ZM = R + ZC
(Xem hướng dẫn tại bài ví dụ )
6
- 20 23.67 63.20 111.35 166.01 225.52 LƯỢNG CHIẾM NƯỚC D = g .V
Hình 2 Đường cong thuỷ lực Hết phần 2
7
