THIT K I TU CONTAINER 750 TEU

phần I

Tuyến đ-ờng - tÇu mÉu

Page 1


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU

A:Tuyến đ-ờng : Hải Phòng - Singapore
1:Cảng Hải Phòng .
- Gồm cảng chính, cảng Chùa Vẽ và cảng Vật Cách .
1.1: Điều kiện tự nhiên .
- Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông Cửa Cấm ở vĩ độ 2005 Bắc và kinh độ 106041
Đông .
- Chế độ thuỷ triều là nhật triều với mức n-ớc triều cao nhất là +4,0 m, đặc biệt cao
+4,23 m, mùc n-íc triỊu thÊp nhÊt lµ +0,48 m đặc biệt thấp là +0,23 m.
- Cảng chịu hai mùa dõ rõ rệt: Từ tháng 10 đén tháng 3 năm sau là gió Bắc-Đông Bắc,
từ tháng 4 đến tháng 9 là gió Nam - Đông Nam .
- Cảng Hải Phòng cách phao số 0 khoảng 20 hải lý, từ phao số 0 vào cảng phải qua
cửa Nam Triệu, kênh đào Đình Vũ rồi vào sông Cửa Cấm. Cảng Hải Phòng nằm ở vùng
trung tâm sông Hồng. Sông Hồng mang nhiều phù sa nên tình trạng luồng lạch vào cảng
rất không ổn định. Từ nhiều năm nay luồng vào cảng th-ờng xuyên phải nạo vét nh-ng
chỉ sâu khoảng -5 m tại Cửa Cấm và -5,5 m đoạn Nam Triệu. Những năm gần đây luồng
vào cảng bị cạn nhiều, sông Cấm chỉ còn -3.9m đến - 4.0 m, nên tàu ra vào cảng rất hạn
chế về trọng tải. Nếu tính bình quân Nam Triệu vét đến -6 m, sông Cấm vét đến -5.5 m
thì hàng năm phải nạo vét một khối l-ợng kho¶ng 3 triƯu m3 .
- Thủ diƯn cđa c¶ng hĐp, vị trí quay tàu khó khăn, cảng chỉ có một chỗ quay tàu ở
ngang cầu N08 (độ sâu -5.5 m đến -6.0 m, rộng khoảng 200 m ) .

1.2 :Cầu tàu và kho bÃi .
a)Cảng chính .
- Có 11 bến đ-ợc xây dựng từ năm 1967 và kết thúc vào năm 1981, dạng t-ờng cọc
ván thép một neo với tổng chiều dài 1787 m. Trên mặt bến có cần trục cổng (Kirốp và
KAMYHA) có trọng tải từ 5 đến 16 tấn. Các bến đảm bảo cho tàu 10.000 tấn cập cầu.
Từ cầu 1 đến cầu 5 th-ờng xếp dỡ hàng kim khí, bách hoá, thiết bị. Bến 6 và 7 xếp dỡ
hàng nặng. Bến 8 và 9 xếp dỡ hàng tổng hợp. Bến 11 xếp dỡ hàng lạnh .
- Toàn bộ kho của cảng (trừ kho 2a và 9a ) có tổng diện tích là 46.800 m2, các kho
đ-ợc xây dựng chung theo tiêu chuẩn của một cảng hiện đại, có đ-ờng sắt tr-ớc bến, sau
kho thuận lợi cho vịec xuất hàng. Kho mang tính chất chuyên dụng. Ngoài ra còn có các
bÃi chứa hàng với tổng diện tích 183.000 m2 (kể cả diện tích đ-ờng ô tô), trong đó có
25.000 m2 bÃi nằm ở mặt bến 6. Tải trọng trên mặt bến 4 tấn/m2, dải tiếp phía sau rộng 6
m là 6 tấn/ m2 tiếp theo đó bình quân 10 tấn/m2.
- Đ-ờng sắt trong cảng có khổ rộng 1 m với tổng chiều dài 1560 m gồm đ-ờng sắt
tr-ớc bến, bÃi kho sau, ga lập tàu phân loại .
b) C¶ng Chïa VÏ .
- Theo thiÕt kÕ c¶ng cã 5 bến với tổng chiều dài 810 m và sản l-ợng thông qua hàng
năm 1.600.000 tấn. Hiện nay đà xây dựng đ-ợc bến phụ, bến 1 và 2 với chiều dài 330 m
dạng bến cọc bê tông cốt thép, tr-ớc bến có đ-ờng cần trục cổng và hai đ-ờng sắt hoạt
động .
Page 2


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
- Bến đ-ợc thiết kế theo tiêu chuẩn cảng biển cấp một mặt bến có tải trọng 4 tấn/m2.
Khu vực bến ch-a xây dựng đ-ợc kho và các công trình làm việc và sinh hoạt khác .
- Trên mặt bến bố trí 2 cần trơc KAMYHA cã träng t¶i 5 tÊn. C¶ng Chïa VÏ chủ yếu
xếp hàng sắt thép, hàng kiện, gỗ .
c) Cảng Vật Cách .
- Bắt đầu xây dựng từ năm 1965, ban đầu là những dạng mố cầu, có diện tích mặt bến

khoảng 8x8m.Cảng có 5 mố cầu trên bố trí cần trục ôtô để bốc than và một số loại hàng
khác từ sà lan có trọng tải 100 đến 200 tấn .
2): Cảng Singapore
Cảng nằm ở vĩ độ1016 Bắc và103050 độ kinh Đông. Singapor án ngữ oe biển Malaca,
là nơi giao l-u các đ-ờng biển đi từ Thái Bình D-ớng sang Ân Độ D-ơng và ng-ợc lại,
vì vậy nó trở thành th-ơng cảng lớn thứ 2trên thế giới.
Cảng Singapo có 25 cầu tàu, 5 bến liền bờ với độ sâu từ -8m đến-12m; bến lớn nhất là
Keppel với chiều dài 5 km. Mực n-ớc ở càu tầu lớn. Cảng có đầy đủ trang thiết bị hiện
đại đảm bảo xếp dỡ tất cả các loại hàng, trong đó có bến Tanjonpagar là bến trung
chuyển container lớn nhất thế giới.
Cảng có110.000 m2 kho. Có 26 hải lý đ-ờng sắt với khả năng thông qua hơn 22 triệu
tấn/năm và 230.000 m2 bÃi. cảng nằm ngay bờ biển nên luồng vào cảng không bị hạn
chế, độ sâu luồng từ -8m đến -16m. Khả năng thông qua cảng trên 100 triệu tấn/năm.
3) Tuyến đ-ờng .
3.1) Khí hậu .
Vùng biển Đông Nam A nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, đặc biệt là m-a rất
nhiều, chịu ảnh h-ởng lớn của gió mùa và khu vực này nằm trong vùng nhiệt đới và xích
đạo.
Khí hậu vùng biến này mang đặc điểm t-ơng tự nh- vùng biển Việt Nam. Cụ thể là:
- Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, ảnh h-ởng của gió mùa Đông Bắc. Càng về Nam
c-ờng độ càng giảm dần, không ảnh h-ởng đến sự đi lại của tàu thuyền.
- Từ tháng 6 đến tháng 9, gió mùa Đông Nam thổi mạnh ảnh h-ởng đến tốc độ tàu.
Mùa này có l-ợng m-a khá lớn đặc biệt có bÃo nhất là vùng quần đảo Philippin
3.2) Thuỷ văn .
- Tuyến đ-ờng này có ảnh h-ởng của nhật triều dao động, mực n-ớc t-ơng đối lớn,
dòng hải l-u trên tuyến chịu ảnh h-ởng của dòng hải l-u Sumio, dòng hải l-u này chảy
từ bờ biển châu á lên phía Bắc rồi theo bờ biển về Châu Mỹ quay về xích đạo toạ thành
một vòng kín và dòng hải l-u lạnh chảy ng-ợc từ Bắc Mỹ về phía Nam theo bờ biển
Châu A .
3.3) Hải l-u .


Page 3


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
- Trên tuyến này chịu ảnh h-ởng của hai dòng hải l-u: một dòng từ phía Bắc chảy
xuống và một dòng từ vịnh Thái Lan theo s¸t bê biĨn Malayxia qua bê biĨn Campuchia,
tèc độ dòng chảy nhỏ nên không ảnh h-ởng đến hoạt động của tàu thuyền .
3.4) Thuỷ triều .
- Hầu hết vùng biển đều có ảnh h-ởng của chế độ nhật triều, biên độ dao động t-ơng
đối lớn từ 2m đến 5 m .
3.5) S-ơng mù .
- Vào buổi sáng và buổi tối vùng biển này th-ờng có s-ơng mù, trung bình một năm
có tới 115 ngày có s-ơng mù .
3.6) Độ sâu .
- Tuyến đ-ờng này có độ sâu không hạn chế .
3.7) Gío .
- Gío đông nam thổi từ tháng 6 đến tháng 10. Gío Bắc thổi từ tháng 11 đến thang 3
năm sau. Giữa hai mùa th-ờng là thời gian chuyển tiếp lên gió nhẹ (cấp 2 đến cÊp 3),
nh-ng cã thêi gian giã tíi cÊp 7 nªn ảnh h-ởng đến sự ổn định và chòng chành của tàu .
3.8) BÃo .
- Có ảnh h-ởng tới hoạt động của tàu và sự an toàn của hàng hoá. Khu vực này th-ờng
có bÃo với c-ờng độ lớn th-ờng từ cấp 6,7 đôi khi gió giật mạnh cấp 12 trên cấp 12. BÃo
th-ờng xuất hiện từ tháng 6 đến háng 9. Vị trí xuất hiện bÃo th-ờng từ quần dảo
Philippin hay tõ bê biĨn phÝa nam Trung Qc. Trªn tun đ-ờng này xuất hiện sóng
hồi hay sóng dừng, biên độ dao động từ 2,5-3,2m, chiều dài sóng từ 15-80 m.
3.9) QuÃng đ-ờng .
- QuÃng đ-ờng giữa hai cảng Hải Phòng và Singapor là: 1295 hải lý.
Thời gian hành trình là: 4 ngày
B) Bảng tàu mẫu .

- Tham khảo một số tàu mẫu sau :
hông số/Tên

Đơn vị

Orient

Tàu B

Tà C

Trọng tải

Tấn

-

12000

Sức chở hàng

Tấn

564 TEU

610 TEU

Chiều dài Lmax

m


115

124,80

144,9

Chiều dài LTK

m

109

115,50

135

Chiều rộng B

m

20,8

19,00

22

Chiều chìm T

m


6,5

6,70

8
Page 4


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
ChiỊu cao m¹n H

m

9,2

9,00

14

VËn tèc v

H¶i lÝ /giê

16

16

16


HƯ sè bÐo 

-

0,68

0,725

0,725

HƯ sè D

-

-

0,68

0,68

HƯ sè h

-

0,678

-

-


Công suất máy

CV

7885

7200

8500

Page 5


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU

phÇn II

kÝch th-íc chđ yếu

I: xác định số TEU tàu chở.
1: Xác định sơ bộ l-ợng chiếm n-ớc.
Dựa vào điều kiện bốc xếp của các cảng nơi tàu đi và đến cũng nh- sự thông dụng
của loại
container, ta chọn loại container là IC có kÝch th-íc nh- sau:
ChiỊu dµi: 6058 ,mm
ChiỊu réng: 2438 ,mm
ChiỊu cao: 2438 ,mm
Trọng l-ợng tối đa: 20,32 ,T
Trọng l-ợng TEU lựa chọn để tính toán là: PT =14,2 ,T
Trọng l-ợng hàng chọn sơ bộ theo thống kê:

Ph=0,97%.Pn =10670 ,T
Pn = 11000 Tấn (trọng tải)
Vậy số TEU tàu chở đ-ợc:
Nc = Ph/PT
Nc = 10670/ 14,2= 751 ,TEU
Chän sè container tµu chë lµ: 750 ,TEU
VËy ta chän :
Sè Container xÕp trong khoang hàng: 422 ,TEU (57%)
Số Container xếp trên boong: 328 ,TEU (43%)
Hệ số lợi dụng LCN theo trọng tải: D =0, 68
L-ợng chiếm n-ớc của tàu: DsB=

Pn
= 16176 ,T
D

Page 6


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
2: Xác định kích th-ớc chủ yếu .
2.1: xác định khe hở của container
Kích th-ớc tàu đ-ợc tính sơ bộ dựa vào cách xếp container theo chiỊu dµi, chiỊu
réng vµ chiỊu cao tµu, cã để ý đến khe hở giữa các container và giữa các container
với các vách, mạn của tàu. Các khe hở đó đ-ợc lựa chọn theo tàu mẫu nh- sau:
Theo chiều dài tàu thì cứ hai container đ-ợc ghép vào một nhóm
Theo chiều rộng tàu không phân nhóm
Khe hở giữa hai container theo chiều dài tàu là: 76 ,mm
Khe hở giữa hai nhãm container theo chiỊu dµi tµu lµ: 1216 ,mm
Khe hở giữa container với vách ngang là:150 ,mm

Khe hở giữa hai container theo chiỊu réng tµu lµ: 71 ,mm
Khe hë giữa container với mạn kép là: 81 ,mm
Khe hở giữa hai container theo chiều cao là: 12 ,mm
Khe hở giữa container với đáy tàu là :12 ,mm
2.2: Xác định sơ bộ chiều dài tàu .
Chiều dài giữa hai đ-ờng vuông góc đ-ợc xác định:
L pp l.3 DSB / = 138 ,m

Trong ®ã :
l=(2,15  0,09)v s 1/3=(5,08  5,52) m (chiều dài t-ơng đối giữa các khoang)
Với: VS = 15 h¶i lÝ/giê. Chän l = 5,5 ,m
Chän: Lpp= 138 ,m
Lpp = (0,94  0,98)L  L=(140,8  146,8) ,m . Chọn L = 141 ,m
2.3: Xác định sơ bé chiỊu réng tµu.

Page 7


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU

76

1216

76

150

M¹n kÐp


81

71

71

150

81

M¹n kÐp

Lùa chän sè hµng container xÕp theo chiỊu réng tµu lµ: 7
Nh- vËy chiỊu réng khoang hµng lµ: 17,65 ,m
ChiỊu réng tµu xác định nh- sau: B = BKH + 2Bmk = 21,65 ,m
Trong đó:
Chiều rộng khoang hàng: BKH = 17,65 ,m
Chiều rộng mạn kép chọn: Bmk = 2 ,m
2.4: Xác định chiều cao mạn .

1216

76

150

12

76


12

150

1000

1000

Lựa chọn số hàng container xếp theo chiều cao tàu là: 5

đáy đôi
Page 8


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU

Lựa chọn khoảng cách từ mép boong đến mép container trên cùng là: 1 ,m
Nh- vËy chiỊu cao khoang hµng lµ: HKH =11,25 ,m
ChiỊu cao mạn xác định nh- sau: H = HKH + Hđđ = 12,65 ,m

Trong đó:
Chiều cao khoang hàng: HKH = 11,25 ,m
Chiều cao đáy đôi: Hđđ B/16 = 1,35 ,m
Chọn: Hđđ = 1,4 ,m
2.5: Xác định hệ số béo thĨ tÝch
HƯ sè bÐo cđa tµu lùa chän phơ thc vµo sè Fr
Sè Froud: Fr = v/ gL pp = 0,21
=

0,16 0,015

= (0,69 0,833)
Fr

Trong đó:
Vận tốc tàu: v = 7,72 ,m/s
Gia tèc träng tr-êng: g = 9,81 ,m/s2
Lpp = 138 ,m
Chọn = 0,7
2.6: Xác định chiều chìm thiết kế.
Chiều chìm thiết kế xác định theo công thức:
T=

Dsb
=7,5 ,m
kL pp B

Trong đó:
L-ợng chiếm n-ớc của tàu: Dsb = 16176 ,T
Page 9


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
HƯ sè ®Ĩ ý đến phần nhô: k = 1,005
Tỉ trọng của n-ớc biển:  = 1,025 ,T/m3
HƯ sè bÐo thĨ tÝch: 
ChiỊu dµi tµu: L= 138 ,m
ChiỊu réng tµu: B = 21,65 ,m
Chän: T = 7,5 ,m
2.7: HƯ sè bÐo ®-êng n-íc.
Theo Linblad đối với các tàu vận tải có thể xác định  theo c«ng thøc:

 = 0,981/2  0,06 = (0,76  0,88)
Chän:  = 0,84
2.8: HƯ sè bÐo s-ên gi÷a.
 = 1,0141/12 0,004= ( 0,980,989)
Chän:
2.9: HÖ sè bÐo däc.
HÖ sè béo dọc xác định theo công thức:
= = 0,733
2.10: Hệ số béo thẳng đứng:
Hệ số béo dọc xác định theo công thức:
= 0,833
Nh- vậy các thông số của tàu tính toán đ-ợc nh- sau:
Thông số

Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

Chiều dài thiết kế

L

141

m

Chiều dài vuông góc


LPP

138

m

Chiều rộng thiết kế

B

21,65

m

Chiều cao mạn

H

12,65

m

Chiều chìm thiết kế

T

7,5

m


Hệ số béo thể tích



0,7
Page 10


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
HƯ sè bÐo ®-êng n-íc



0,84

HƯ sè bÐo s-ên gi÷a



0,955

HƯ sè bÐo däc



0,733

HƯ sè bÐo thẳng đứng




0,833

Tỉ số

L/B

6,374

Tỉ số

L/H

10,91

Tỉ số



1,686

Tỉ số



2,89

3: Kiểm tra các điều kiện.
3.1: Kiểm tra lại các tỉ số kích th-ớc.
Đối với tàu container thì các tỉ số kích th-ớc phải nằm trong giới hạn xác định bằng

các công thức sau:
L/B = (1,04.10-3nc + 5,4)  0,45 = (5,73  6,63)
H/T = (2,91.10-4nc + 1,33)  0,15 = (1,398  1,698)
B/T = (2,47  3,47)
L/H = (9,43  12,65)
Trong ®ã:
L, B, H, T (chiều dài tính toán, chiều rộng, chiều cao, chiều chìm tàu)
Số container tàu chở đ-ợc: nc = 750 ,TEU
Nh- vậy các tỉ số kích th-ớc của tàu thiết kế nằm trong giới hạn cho phép
3.2: Kiểm tra lại l-ợng chiếm n-ớc.
L-ợng chiếm n-ớc của tàu theo kích th-ớc thực nh- sau:
Trong ®ã: D = k. . .L.B.T = 16158 ,T
Hệ số kể đến phần nhô của thân tàu lấy: k = 1,005
Trọng l-ợng riêng của n-ớc, với n-ớc biển:  = 1,025 ,T/m3
Page 11


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
So sánh: D và Dsb

D sb  D
16176  16158
.100 
.100  1,11%  2,5%
D sb
16176
L-ợng chiếm n-ớc nh- vậy là hợp lí.
3.3: Kiểm tra ổn định:
Điều kiện ổn định:
h0 = r + ZC - ZG = 0,73 ,m

Trong đó:
Chiều cao ổn định ban đầu tối thiểu, tra bảng ta có:
h0min = (0,3 1) ,m
Chiều cao trọng tâm tàu, đối với tàu hàng:
Theo b¶ng 2.62 (tr118[2] ) ta cã :
ZG
 (0,62  0,65)  ZG = (7,843  8,223) ,m
H

Chän ZG=7,843 ,m
Cao ®é t©m nỉi theo Nogid ta cã: ( CT 6.36 [1])



Z C 0,833 0,333. .T =4,166


Bán kính tâm nghiªng ngang: ( CT 6.40 [1])
r = kp.

1  2 B2
. .
= 5,345 ,m
12  T

k (hƯ sè ®iỊu chØnh khi để ý đến hình dáng thực của đ-ờng n-ớc)
tra hình 6.13[1] có k = 1,023
Thay vào ho ta có :
h0 = 5,345 + 4,166 - 7,843 = 1,668 ,m
Ta cã ho  homin


Page 12


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
Vậy tàu đảm bảo điều kiện ổn định
3.4: Kiểm tra về tính lắc :
Chu kì lắc tính theo công thức: (7.12[1])
T = c.

B
h0

= 12 ,s

Trong ®ã :
c = (0,72  0,8) (hƯ sè) chän: c=0,72để tính toán.
Nh- vậy chu kì lắc nh- trên là thỏa mÃn yêu cầu .
4: Tính nghiệm trọng l-ợng .
4.1: Trọng l-ợng vỏ tàu P01 .
Trọng l-ợng vỏ tàu tham gia vào thanh t-ơng đ-ơng:
P0101 = (1, 04 0, 01)102

1/ 3 L5/ 2T
H

= 1224,8 ,T

Trọng l-ợng các vách ngang:
P0102 = (4,6  0,63) nVN.10 2. . B. H 2/3 = 34,1 ,T

Với nVN = 6 vách
Trọng l-ợng th-ợng tầng và ống khói:
P0103 = (0,12L 7, 6)nTV = 179 ,T
với nTV = 19 Thuyền viên
Trọng l-ợng các khoang mịi, l¸i:
P0104 = (4,98  0,99) L. B. H.10 3 = 188,2 ,T
Trọng l-ợng boong nâng mũi, lái:
P0105 = (0,428 0,66) L. B.10 2 = 12,8 ,T
Trọng l-ợng các kÕt cÊu côc bé:
P0106 = (1, 28  0, 26).L.B.H .102 = 483,8 ,T
Trọng l-ợng các tấm gia c-ờng và bƯ m¸y:
P0107 = (3, 25  1,14).103.LBH = 128,8 ,T
Page 13


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
Trọng l-ợng các chi tiÕt riªng:
P0108= (3,38  0,1).101 (LBH )2/ 3 = 380,7 ,T
Trọng l-ợng phần phi kim loại của thân tàu:
P0109 = (2, 00  1, 2).102 .(LBH )2/ 3 = 22,5 ,T
Trọng l-ợng phần sơn và thiết bị bảo vệ:
P01010 = (4,25  0,99).10 2.( LBH) 2/3 = 47,9 ,T
Träng l-ỵng phần cách điện, cách nhiệt và lớp lót trong:
P01011 = (1,36  0,35).10 1.( LBH) 2/3 = 153,2 ,T
Träng l-ỵng lớp trám ximăng:
P01012 = (2,75 0,71).10 2. LB = 82,2 ,T
Trọng l-ợng lớp không khí trong thân tàu:
P01013 = 1,1.10 3.D = 17,8 ,T
Trọng l-ợng thiết bị khoang phòng:
P01014 = (3,92  0,55). nTV = 86,2 ,T

VËy

P01=3060 ,T

4.2: Träng l-ợng thiết bị tàu P02.
Trang thiết bị khoang chứa Container:
P0201 = 0, 713.nC0,92 = 314,9 (T), víi nC = 750 ,TEU
Trọng l-ợng thiết bị lái:
P0202 = (1, 29 0,38).104.LT .vS2 = 30 ,T
Trọng l-ợng thiết bị neo và chằng bc:
P0203 = (8,75 1,6).10 3. D = 141,5 ,T
Träng l-ỵng xuồng và thiết bị cứu sinh:
P0204 = (5,29 0,92).10 1. nTV = 11,6 ,T
VËy P02= 498 ,T
4.3: Träng l-ỵng hệ thống tàu P03.
Trọng l-ợng các hệ thống khoang và hƯ thèng cøu ho¶:
P0301 = (1,84  0, 21).103.LBH = 69,5 ,T
Page 14


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
Träng l-ỵng hƯ thèng n-íc sinh ho¹t:
P0302 = (2, 43  1, 25).nTV = 53,5 ,T
Trọng l-ợng các hệ thống khác:
P0302 = (1, 64  0,83).104 .LBH = 6,2 ,T
VËy P03= 129,2 ,T
4.4: Träng l-ợng thiết bị năng l-ợng P04
P04 = (1,85 0, 22).PZg =1049 ,T
Trong đó Pzg = 90 (T) (là trọng l-ợng máy chính)
4.5:Trọng l-ợng hệ thống liên lạc và điều khiĨn.

P05 = (5,16  1,54).10-3.LBH =195 ,T
4.6 : Träng l-ỵng dự trữ chiếm n-ớc và ổn định.
P11 = 0,05.D = 809 ,T
4.7:Trọng l-ợng thuyền viên, l-ơng thực, thực phẩm.
P14 = 12 ,T
Thành phần trọng l-ợng này đ-ợc tính toán theo biên chế thuyền viên:
Thành phần
Thuyền tr-ởng
Đại phó
Phó 2
Phó 3
Thuỷ thủ tr-ởng
Thuỷ thủ
Cấp d-ỡng
Tổng số

Số l-ợng
1
1
1
1
1
4
1

Thành phần Số l-ợng
Máy tr-ởng
1
Máy nhất
1

Máy hai
1
Máy ba
1
Thợ cả
1
Thợ máy
3
Phục phụ
1
19ng-ời

Trung bình trọng l-ợng của 1 ng-ời kể cả hành lý là: 130 ,kg
N-ớc uống và tắm rửa cho 1 ng-ời một ngày đêm là: 100 l = 100 ,kg
L-ơng thực và thực phẩm là 3 kg cho 1 ng-ời trong 1 ngày đêm.
Tàu thiết kế chạy tuyến Hải Phòng-Singapor có chiều dài hành trình là: 1295 hl
với thời gian hành trình là:4 ngày
Page 15


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
VËy ta cã:

P14 = 19.(130 + 100.4 + 3.4) = 10840 ,kg

Chän:

P14 = 11 ,T

4.8. Trọng l-ợng hàng hoá:

P15 = Ph = 10670 ,T
4.9: Trọng l-ợng nhiên liệu,dầu mỡ, n-ớc cấp
P16 = 126 ,T
Trọng l-ợng nhiên liệu, dầu mỡ và n-ớc cấp đ-ợc xác định theo công thức:
Pnl = knl.kM.pnl.t.N/1000 = 126 ,T
Trong đó:
knl = 1,09  0,03 (hÖ sè) chän: knl = 1,09
kM = (1,105 1,2) (hệ số dự trữ đi biển) chän: kM = 1,11
pnl = 0,175 kg/kW.h (SuÊt tiªu hao nhiên liệu)
t = 96 h (thời gian hành trình 4 ngày đêm)
N = 6230 kW (công suất của máy)
Chọn l-ợng nhiên liệu cho tàu Pnl = 126 ,T
4.10: Nghiệm lại L-ợng chiếm n-ớc.
Tổng các trọng l-ợng thành phần:
16

D =

P
i 1

i

= 16548 ,T

So sánh với l-ợng chiếm n-ớc tính toán:


D' D
.100%   2,5 0 0 

D'

VËy l-ỵng chiÕm n-íc nh- vËy lµ tháa m·n.
5: KiĨm tra dung tÝch.
Dung tÝch chë hàng cần thiết:
Wh = Ph = (14831,3 17285,4) ,m3
Hệ sè dung tÝch, víi tµu chë hµng thïng (1,39  1,62) ,m3/T
Page 16


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
Dung tÝch khoang hµng của tàu:
Theo công thức Nogid thì tổng dung tích của khoang hàng trong khoảng từ boong
trên trở xuống tôn đáy trong đ-ợc xác định theo công thức:
V = (K1K2Lpp - K3lm).BH1 = 23541,7(m3) > Wh
Trong đó:
Chiều dài hai đ-ờng vuông gãc: Lpp = 138 ,m
ChiỊu réng tµu: B = 21,65 ,m
Chiều cao khoang hàng: H1 = H - Hđđ = 11,25 ,m
Chiều cao đáy đôi: H đđ B/16 = 1,35(m). Chọn H đđ = 1,4 ,m
Chiều dài khoang máy: lm = 16,8 ,m
HƯ sè víi tµu boong che: K1 = (0,96  + 0,05) = 0,8756
hÖ sè: K2 = 0,96
Hệ số: K3 = 1,00
Kết luận:
Dung tích khoang hàng đủ để chở hàng

6: Hiệu chỉnh mạn khô.
Tàu có Lf = max(L0,85H ; 0,96LWL0,85H) =max(139,4 ;136,56) =139,4 ,m
C¸c tham sè tÝnh toán mạn khô:

STT

Tham số tính toán

Đơn
vị

Trị số

1

Chiều dài tính toán mạn khô Lf

m

139,4

2

Chiều cao tính mạn khô: Hmin+ tmb

m

12,664

3

Chiều rộng tàu B

m


21,65

4

Hệ số béo

5

Chiều cao th-ợng tầng tiêu chuẩn

m

2,3

6

Chiều cao th-ợng tầng thực

m

2,7

0,7

Page 17


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
7


ChiỊu dµi thiÕt thùc th-ợng tầng E

m

26,5

8

Chiều cao mạn khô tiêu chuẩn Fb

mm

2109

6.1: Hiệu chØnh theo hÖ sè bÐo :
HÖ sè bÐo 0,7 0,68
 Trị số mạn khô tính toán là : F , b 

 0  0,68
1,36

 Fb  2140 ,mm

Víi Fb = 2109 mm là trị số mạn khô tối thiểu lấy theo bảng của qui phạm mạn
khô,

phụ thuộc vào chiều dài tàu.

6.2: Hiệu chỉnh theo chiều cao mạn H.

Theo kích th-ớc tàu thiết kế thì ta có: H = 12,65 ,m


L 139,4

10,09 15
H 12,65


L





Trị số mạn khô tối thiểu tăng thêm một l-ợng: F2 H  f  R
15
Víi L >120 (m) th× R = 250 ,mm
139,4 

 F2  12,65 
  250  879 ,mm
15


6.3: Hiệu chỉnh theo th-ợng tầng.
Ta có: Fb = 2109 ,mm
Chọn sơ bộ chiều dài th-ợng tầng là: E = 26,45 ,m
=> E/Lf=17/139,4 = 0,123 ,m
mạn khô giảm ®i mét l-ỵng: 7,58%Fb

F3  0,0758  2109  160 ,mm

6.4: Hiệu chỉnh theo độ cong dọc boong
Độ chênh lệch giữa chiều cao thực tế và chiều cao tiêu chuẩn của th-ợngtầng:
Z = 2,7 - 2,3 = 0,4 ,m

Page 18


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
Vì vậy độ cong dọc boong đ-ợc cộng vào mỗi tung độ cuối một l-ợng Z, những
tung độ trung gian ở khoảng cách Lf/6 và Lf/3 tính từ đ-ờng vuông góc mũi và đuôi sẽ
đ-ợc cộng thêm 0,444Z và 0,111Z
25(Lf /3+10)

50(Lf /3+10)

11,1(Lf /3+10)
2,8(Lf/3+10)

Lf /6

đuôi

5,6(Lf /3+10)

Lf /3

Lf /3


Lf /2

22,2(Lf /3+10)

mũi

Lf /6
Lf /2

Ta có bảng:
1

2

3

4

5

6

Tung độ

Nửa
đuôi

Cs (4x5)
Tiêu chuẩn


Lđ

L
25( f 10)
3

Lf/6

11,1(

Lf/3
0

8

Mm

độ

tăng

thực

tung

TC

độ

10


(7+8) (9xCs)

1400

1

1400

0

400

400

400

622

3

1866

0

178

178

534


L
2,8( f 10)
3

157

3

471

0

44

44

132

0

0

3

0

0

0


0

0

Lf
3

10)

3 =1066

1 =3727
Nửa

9

Tung L-ợng

vị
trí

7

0

0

0


3

0

0

0

0

0

Lf/3

L
5,6( f 10)
3

314

3

942

0

44

44


132

Lf/6

22,2(

10)

1243

3

3729

16

178

194

582

Lm

L
56( f 10)
3

3136


3

9408

300

400

700

2100

mòi

Lf
3

Page 19


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU

 2 =14079
Ta cã

 4 =2814

 3  1066 x100%  29%  50
1 3727


Độ cong dọc phần sau nhỏ hơn quy phạm:
L-ơng ®iỊu chØnh t¹i nưa mịi: F4 , 

2  4
s
(0,75
) x0,29 356 ,mm
8
2L f

L-ơng điều chỉnh tại nửa ®u«i: F4 ,, 

1   3
s
(0,75 
) x0,29  66 ,mm
8
2L f

Vậy l-ơng điều chỉnh:F4 = 422 ,mm
Mạn khô sau khi hiƯu chØnh:
F®c = Fb ,  F2 + F3F4
=2140+879-160+422=3281 ,mm
Ta có mạn khô vùng giữa tàu:
Fgiữa = H - T = 12664 - 7500 = 5164 > F®c
6.5: Mạn khô vùng mũi tàu:
Mạn khô vùng mũi tàu đo tại đ-ờng vuông góc mũi là:
Ftt = 7,9 ,m
Mạn tối thiểu vùng mũi đ-ợc tính theo công thức:
Fmmin = 0,056Lf 1 



Lf  1,36
= 5,51 ,m

500    0,68

Fmmin < Ftt =7,9 ,m
Kết luận: Mạn khô vùng mũi thoả mÃn quy phạm
7: Xác định lực cản và công suất kéo của tàu.
Trong tính toán sơ bộ coi lực cản tàu gồm hai thành phần chính là:
Lực cản ma sát: Rms
Lùc c¶n d-: Rd
Page 20


THIT K I TU CONTAINER 750 TEU
Vậy lực cản tàu: R = Rms + Rd
Các thành phần khác của lực cản trong tính toán sơ bộ ch-a tính đến
7.1: Tính lực cản ma sát.
Lực cản ma sát tính theo công thức:
Rms = 0,5.ms..v2. ,KG
Trong đó:
Hệ số lực cản ma sát, có thể đ-ợc xác định theo công thức:
ms =

0, 075

lg Re 2


2

Số Reynold, đ-ợc xác định theo công thức:
Re =

v .L


Hệ số nhớt động học, trong tính toán lÊy:  = 1,57.10-6 ,m2/s
MËt ®é cđa n-íc biĨn:  = 1045 ,KG.s2/m4
Diện tích mặt -ớt của tàu, xác định theo c«ng thøc C.P.Muragin:
 = L(1,1B + 1,36T) = 3770,87 ,m2
7.2: Tính lực cản d-.
Dùng ph-ơng pháp Taylor để tính sức cản d-:
Rd = rj.D ,KG
Trong đó:
L-ợng chiếm n-ớc của tàu: D = 16176 ,T
Hệ số lực cản d-, tra đồ thị phụ thuộc vào Fr, B/T và D/(0,01L)3
7.3: Tính công suất kéo.
Công suất kéo của tàu tính theo công thức:
EPS = R.v/75 ,cv
Ta có bảng tính lực cản và công suất kéo:
TT

Đại l-ợng tính

ĐV

1


vs

hl/h

Giá trị tính toán
13

14

15

16

17
Page 21


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
2

v

m/s

3

v2

m2/s2 44,7748 51,9264


4

Re = v.L/

5,92.108 6,37.108 6,82.108 7,29.108 7,74.108

5

ms

1,635.10-3 1,619.10-3 1,606.10-3 1,592.10-31,58.10-3

6

Rms

7

KG

6,6914

7,206

7,7208

8,2355

8,75


59,61

67,8235 76,5625

14424

16564

18862

21274

23834

D/(0,01L)3

6155

6155

6155

6155

6155

8

Fr


0,21

0,21

0,21

0,21

0,261

9

rj theo B/T = 2,25

0,496

0,694

0,957

1,355

2,134

10 rj theo B/T = 3,75

0,892

0,954


1,289

1,783

2,529

11 rj theo B/T = 2,89

0,672

0,869

1,181

1,543

2,400

12

Rd

KG

10870

14057

19104


24959

38822

13

R

KG

25294

30621

37966

46233

62656

14

R

KN

252,94

306,21


379,66

462,33

626,56

15

EPS

CV

2256,7

2942,06 3908,37 5076,69 7309,87

16

EPS

Kw 1659,34 2163,28

2873,8

3732,86 5374,9

Tõ ®-êng cong lực cản và công suất kéo của tàu với tốc độ yêu cầu v = 15 hl/h, ta
nhận đ-ợc sức cản R và công suất kéo cần thiết EPS:
EPS =2873,8 ,Kw
R =379,66 ,KN

8: ThiÕt kÕ s¬ bé chong chãng.
8.1: Xác định các yếu tố hình học chính của chong chóng.
Chong chóng thiết kế theo mô hình Sêri B
Chọn số chong chóng là: 1
Chọn chiều quay chong chóng: quay phải
Vật liệu chế tạo chong chóng là hợp kim đồng
Chọn góc nghiêng chong chóng là: 10o
Tính hệ số dòng theo: (công thøc Taylo víi tµu 1 chong chãng):
WT = 0,5 - 0,05 = 0,3
Page 22


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
TÝnh hƯ sè hót: (công thức Taylo): t = KTWT = 0,3
(với bánh lái tÊm: KT = (0,9  1,05); chän KT = 1)
TÝnh hệ số ảnh h-ởng của tr-ờng tốc độ không đồng ®Ịu tíi momen quay:
i Q = 1/[1 + 0,125(WT - 0,1)] = 0,9756

(tàu 1 chong chóng)

Tính lực đẩy chong chóng:
T = TE/(1 - t) = 542,37 KN (víi TE = R =379,66 KN, tại vs = 15 ,hl/h
Tính sơ bộ ®-êng kÝnh chong chãng dùa vµo tÝch sè tèi -u:
D nm = 11,8 4 T
Sơ bộ chọn đ-ờng kính chong chãng: nm=180 ,v/ph
VËy ta cã: D = 4,2 ,m
Chän sè cánh chong chóng dựa vào KDT:
KDT = DvA = 1,009 < 2
T


Trong đó:
Đ-ờng kính sơ bộ của chong chóng: D = 4,2 ,m
Vận tốc dòng chảy đến chong chóng: vA = v(1 - WT) = 5,4 ,m/s
Khôí l-ợng riêng cđa n-íc biĨn = 1,025 ,kg / m3
Lùc ®Èy cđa chong chãng: T = 542,37 ,KN
VËy ta chän sè c¸nh chong chãng: Z = 4
8.2: Chän tû sè ®Üa chong chóng.
Tỷ số đĩa phải thoả mÃn điều kiện bền và điều kiện chống xâm thực. Chọn sơ bộ theo
điều kiện bÒn:
'

 C' Z
AE  AE 
 = 0,375
 
A0  A0  min
 D  max





2/3
3

m' T
= 0,48
105

Trong ®ã:

HƯ sè phơ thc vËt liƯu chong chãng: C’ = 0,055 cho hợp kim đồng
Hệ số phụ thuộc vào loại tàu: m = 1,15 cho tµu hµng
Page 23


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
Sè c¸nh chong chãng: Z = 4
Chiều dày t-ơng đối của cánh: max = (0,08  0,1). LÊy max = 0,09
Lùc ®Èy cđa chong chãng: T = 542370 ,N
VËy chän tØ sè ®Üa: AE/Ao = 0,55
Quá trình tính toán theo bảng:
TT

Đại l-ợng tính

ĐV

Vòng quay giả thiết

1

Vòng quay nm

v/ph

160

170

180


190

200

2

Vòng quay n = nm/60

v/s

2,666

2,833

3,000

3,166

3,333

3

v = 0,5144vs

m/s

7,716

7,716


7,716

7,716

7,716

4

R = f(vs)

N

466098

466098

466098

466098

466098

5

TE = R/Zp = R

N

466098


466098

466098

466098

466098

6

D

m

4,5

4,367

4,244

4,131

4,026

7

KDT

2,612


2,535

2,463

2,397

2,336

8

WT

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

9

t

0,3

0,3


0,3

0,3

0,3

10

1/iQ

1,025

1,025

1,025

1,025

1,025

11

vA = v(1-WT)

m/s

5,4

5,4


5,4

5,4

5,4

12

T = TE/(1-t)

N

542370

542370

542370

542370

542370

13

KNT

0,700

0,669


0,650

0,633

0,617

14

Jo = f(KNT)




0.454

0.431

0.417

0.405

0.393

15

Dopt = vAa/Jon

m


3,845

3,705

3,685

3,620

3,400

16

KT = T/n2D4opt

0,340

0,349

0,318

0,307

17

J = vA/nDopt

0,526

0,514


0,488

0,471

0,455

18

P/D = f(J,KT)

0.86

0.845

0.84

0.83

0.810

19
20
21

o = f(J,KT)
D
Ne'

Kw


0.568
0,582
5316

0.561
0,575
5198

0.554
0,567
5272

0.547
0,560
5337

0.540
0,553
5608

22

Ne = Ne'/0,85

Kw

6254

6115


6202

6279

6598

0,356

Page 24


THIẾT KẾ ĐỘI TÀU CONTAINER 750 TEU
CV
23
Ne
8505
8316
8435
8539
8973
Tõ b¶ng tÝnh ta vẽ đ-ợc đồ thị tính chọn đ-ờng kính chong chóng, tỉ số b-ớc, công
suất máy cần thiết để tàu đạt vận tốc 15 hl/h có tính cả dự trữ 15%
Vẽ và tra đồ thị ta có:
Đ-ờng kính chong chóng: D = 4,2 ,m
Tỉ số b-ớc: P/DB = 0,84
Công suất máy cần thiết: Ne = 8435 ,CV
=6202 ,KW
Chọn sơ bộ máy có các thông số nh- sau:
Kí hiệu máy: 6L48/60
Công suất máy: Ne = 6300 ,KW

Vòng quay: nm = 180 ,v/ph
Kiểm tra tỉ số đĩa theo điều kiện xâm thực:

AE
A
( E )"min
AO
AO
K
AE
)"min  1301 c (nD) 2
A0
P1
Trong ®ã:
chong chãng võa t¶i:
Kc = f(P/D ; z ; J ) = 0,26 (Tra đồ thị với P/DB, J và Z =4 )
Số vòng quay chong chóng: n =3 ,v / s
Đ-ờng kính chong chãng: DB = 4,2 ,m
¸p st thđy tÜnh tut ®èi: P1 = P0 - Pd = 10330 +.hB - Pd
 = 1025 ,kG / m2
Pd = 238 ,kG / m2
Độ ngập sâu của trục chong chóng: hB = 0,7DB = 2,94 ,m
P1 = 13105,5 ,kG / m2
(

AE
)" min  0,409
A0
AE
Vậy tỉ số đĩa:

0,55 đà chọn là đảm bảo
AO
P
Chong chãng thiÕt kÕ cã: TØ sè b-íc:
 0,84
DB
(

Page 25