Luận Văn Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng rời 20.000 dwt hoạt động ở vùng biể

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH TÀU CHỞ HÀNG RỜI 20.000 DWT HOẠT ĐỘNG Ở VÙNG BIỂN KHÔNG HẠN CHẾ

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ 2
1.1. Tổng quan đề tài. 2
1.2. Lý do lựa chọn đề tài. .3
1.3. Nội dung nghiên cứu .4
CHƯƠNG 2
YÊU CẦU BỐ TRÍ CHUNG VÀ ỔN ĐỊNH TÀU THỦY 5
2.1. Các yêu cầu về bố trí chung. 5
2.1.1. Phân khoang và bố trí các khoang. .5
2.1.2. Buồng làm việc và buồng sinh hoạt 9
2.1.3. Các buồng công cộng. 10
2.1.4. Lối đi, cầu thang, lan can, cửa ra vào. 11
2.1.5. Bố trí thiết bị trên tàu. .12
2.2. Tính ổn định tàu thủy .14
2.2.1. Đặc điểm về ổn định tàu thủy. 14
2.2.2. Phương pháp tính ổn định tàu thủy .14
2.2.3. Các yêu cầu chung về ổn định [TCVN 6259-10: 2003]. 16
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BỐ TRÍ CHUNG VÀTÍNH ỔN ĐỊNH TÀU
HÀNG RỜI 20.000 DWT 18
3.1. Đặc điểm tàu hàng 20.000 DWT 18
3.2. Đặc điểm thủy tĩnh. 18
3.3. Thiết kế bố trí chung. .19
3.3.1. Phân khoang và bố trí các khoang, két chứa. .19
3.3.2. Bố trí cácbuồng, các phòng. 25
3.3.3. Cầu thang, lan can, lối đi, cửa ra vào, cửa sổ .28
3.3.4. Trang bị các phòng ở, buồng công cộng .28
3.3.5. Bố trí thiết bị, máy móc trên tàu. 29
3.4. Tính ổn định tàu hàng 20.000 DWT. 33
3.4.1. Tính trọng lượng và trọng tâm tàu không. 33
3.4.2. Trọng lượng và trọng tâm ứng với các trường hợp tải trọng. .35
3.4.3. Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng trong các trường hợp tải trọng và kiểm
tra ổn định ban đầu. .38
3.4.4. Xây dựng đường cong ổn định tĩnh và động ứng với các trường hợp thay
đổi tải trọng. .43
3.4.5. Kiểm tra tiêu chuẩn ổn định tĩnh. .84
3.4.6. Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết. .84
3.4.7. Kiểm tra theo khuyến cáo IMO. .87
CHƯƠNG 4
THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 88
4.1. Thảo luận kết quả. 88
4.2. Kiến nghị 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Tính các yếu tố mặt đường nước.
Phụ lục 2. Tính các yếu tố thủy tĩnh và đồ thị thủy tĩnh.
Phụ lục 3. Các bảng tra tiêu chuẩn thời tiết [TCVN 6259-10 : 2003].
Phụ lục 4. Vị trí đường nước nghiêng trên sườn Trêbưsép.
Phụ lục 5. Bản vẽ bố trí chung tàu hàng 20.000 DWT.


MỞ ĐẦU
Thiết kế tàu là bài toán phức tạp. Trong đó có rất nhiều vấn đề liên quan, từ
việc thiết kế tuyến hình, bố trí chung, tính toán lựa chọn kết cấu, kiểm tra các tính
năng Đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững các kiến thức chuyên môn, có kinh
nghiệm thực tế. Ở nước ta, với ngành công nghiệp Tàu thủy còn non trẻ, đang phải
dần tự hoàn thiện chính mình., thì lĩnh vực thiết kế tàu (những tàu cỡ lớn, hoạt động
không hạn chế) đang còn gặp nhiều khó khăn.
Mục đích cuối cùng của những nhà thiết kế tàu là làm sao tàu khi hoạt động
có thể đảm bảo được các chức năng, tính năng đã đặt ra, cũng như thỏa mãn các quy
định, quyphạm liên quan. Tính toán xây dựng bố trí chung, tính ổn định tàu thủy là
hai bài toán thường gặp trong quá trình thiết kế, hoàn thiện con tàu. Thiết kế bố trí
chung không những ảnh hưởng đến các quá trình thao tác, đi lại, thẩm mỹ, kinh tế,
mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến tính ổn định. Cho nên, khi bố trí trang thiết bị máy
móc trên tàu vừa phải có sự hợp lí, nhưng phải tính đến ảnh hưởng tới ổn tính của
toàn tàu.
Tính toán bố trí chung và kiểm tra ổn định là yêu cầu cần thiết. Vì vậy, để có
thể làm rõ những được vấn đề nêu trên, tôi đã nhận và thực hiện đề tài: “Thiết kế
kỹ thuật phần bố trí chung và tính ổn định tàu chở hàng rời 20.000 DWT hoạt
động ở vùng biển không hạn chế”.


CHƯƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tổng quanđề tài.
Trong nhữngnăm gần đây, ngành công nghiệp tàu thủy ở nước ta được đầu
tư và phát triển mạnh. Cơ sở hạ tầng tại các nhà máy được nâng cấp với các trang
thiết bị hiện đại phục vụ nhu cầu đóng mới và sửa chữa tàu thủy, như dự án Đà bán
ụ 70.000 tấn (Đóng tàu Hạ Long); dự án mở rộng tổng mặt bằng nhà xưởng lên trên
120ha, dự án đóng mới ụ nổi 24.000 tấn phục vụ việc sửa chữa và đóng mới tàu đến
70.000 tấn, xây dựng ụ khô 300.000 tấn (lớn nhất miền Bắc) của Đóng tàu Nam
Triệu Bên cạnh đó việc đầu tư xây dựng nhiều nhà máy từ Bắc tới Nam đã và
đang giải quyết việc làm cho nhiều người lao động, góp phần tăng trưởng kinh tế,
ổn định xã hội.
Không những tăng cường, hợp tác, cải tiến công nghệ trong đóng mới, sửa
chữa tàu thủy, Tập đoàn Công nghiệp Tàu thủy Việt Nam -Vinashincòn đang xây
dựng các nhà máy sản xuất máy móc, thiết bị chính phục vụ trên tàu, tăng nội địa
hóa cho sản phẩm. Mặt khác tập đoàn còn chú ý đến công tác thiết kế, giai đoạn này
chiếm phần doanhthu không nhỏ của cả giá thành con tàu (lên tới 5%). Tuy rằng
bước đầu còn gặp nhiều khó khăn về nhân lực, kinh nghiệm, sự tin tưởng đặt hàng
của chủ tàu nhưng những gì mà các công ty tư vấn thiết kế, viện nghiên cứu đã làm
được, đang góp phần phát triển chung của ngành công nghiệp tàu thủy.
Hiện nay, công tác thiếtkế (nhất là các tàu cỡ lớn, hoạt động không hạn chế)
còn phụ thuộc nhiều vào nước ngoài. Trong nước, với đặc điểm ngành còn trẻ, chưa
tích lũy được nhiều kinh nghiệm nên giai đoạn này đang còn gặp nhiều khó khăn,
chưa được sự tin tưởng đặt hàng của các chủ tàu.
Thiết kế bố trí chung là một yêu cầu bắt buộc nhằm đảm bảo về các chức
năng, tính năng của tàu, các yêu cầu khác của chủ tàu. Công việc đòi hỏi kiến thức
tổng quát, có nhiều tài liệu liên quan (nhất là các mẫu máy móc, thiết bị) thuận lợi
cho việc lựa chọn, bố trí hợp lí. Việc bố trí chung phải thỏa mãn được chức năng,
- 3 -công dụng, tính năng đặt ra của tàu thiết kế, bên cạnh đó phải thỏa mãn yêu cầu quy
phạm, các công ước liên quan và còn phải có tính thẩm cao, tổng giá thành cho sản
phẩm là thấp nhất.
Tính toán ổn định là công việc bắt buộc nhằm kiểm tra tàu thiết kế có đảm
bảo được điều kiện ổn định hay không (chủ yếu là kiểm tra theo quy phạm)vìđiều
này ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của người và tài sản trên tàu. Cho nên, sau khi
thiết kế kết cấu, tính toán xây dựng bố trí chung cần phải kiểm tra ổn định cho tàu.
Tàu chở hàng 20.000 DWT là con tàu vận tải cỡ lớn đầu tiên được thiết kế
bởi Viện Khoa học Công nghệ Tàu thủy, đã nói lên năng lực của cán bộ kỹ thuật
của ngành đóng tàu đang dần được hoàn thiện, nâng cao. Trong tương lai không xa
Việt Nam sẽ trở thành nước có nền công nghiệp đóng tàu phát triển của thế giới.
1.2. Lýdo lựa chọn đề tài.
Thiết kế bố trí chung toàn tàu là công việc cần thiết của người thiết kế tàu,
việc bố trí chung đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu của Quy phạm, thỏa
mãn các Công ước quốc tế về An toàn sinh mạng con người trên biển 1974 (SOLAS
74), về Ngăn ngừa ô nhiễm do tàu gây ra 73/78 (MARPOL 73/78), về Mạn khô tàu
biển 1966 (LOAD LINE 66), về Đo dung tích tàu biển 1969 (TONNAGE 69), các
Quy tắc về phòng ngừa về va chạm tàu thuyền trên biển, về Sơn ballast Bên cạnh
đó việc bố trí chung cũng phải thỏa mãn các yêu cầu về cách bố trí, phân chia các
khoang, đảm bảo ổn tính, phù hợp với điều kiện khai thác của từng loại tàu, tính
thẩm mỹ, kinh tế nhất
Ổn định là một trong những tính năng hàng hải quan trọng, nó trực tiếp ảnh
hưởng đến an toàn của người, tài sản trên tàu. Vì vậy, việc tính toán và kiểm tra ổn
định là công việc cần thiết trước khi cấp phép cho tàu hoạt động.
Trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường, tôi đã được tiếp cận với nhiều
kiến thức chuyên môn thuộc chuyên ngành học. Tuy nhiên trong giới hạn chương
trình nên sinh viên chỉ mới được giới thiệu, giảng dạy phần lý thuyết là chủ yếu mà
chưa có nhiều thời gian dành cho thực hành. Thiết kế bố trí chung và tính ổn định
cho tàu là hai bài toán thường gặp đối với người thực hiện công tác thiết kế tàu.
- 4 -Tuy tuyến hình và trọng lượng tàu có ảnh hưởng lớn đến ổn tính của con tàu,
nhưng nếu việc bố trí chung không đảm bảo sự cân bằng, hợp lý thì cũng có thể gây
mất ổn định cho tàu. Bên cạnh kiến thức thực tế, kinh nghiệm thì công việc đặt ra
đối với người thiết kế là phải có tính bao quát, biết cân đối các bước thiết kế sao cho
sản phẩm khi hoàn thành đáp ứng đầy đủ yêu cầu về tính năng, kinh tế, tính sử
dụng, thẩm mỹ
Từ những lý do nêu trên tôi đã lựa chọn đề tài: “Thiết kế kỹ thuật phần bố
trí chung và tính ổn định tàu chở hàng rời 20.000 DWT hoạt động ở vùng biển
không hạn chế”. Với mục đích tổng hợp lại các kiến thức đã được học, để phân
tích và đề xuất phương án bố trí chung, kiểm tra ổn định đối với một loại tàu thủy,
cũng như muốn thử sức trong lĩnh vực thiết kế.
1.3. Nội dung nghiên cứu.
Thiết kế tàu thủy gồm nhiều giai đoạn khác nhau (thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ
thuật, thiết kế thi công .), trong các giai đoạn lại được chia ra nhiều phần nhỏ, nên
khối lượng công việc để hoàn thành một con tàu từ khi nhận nhiệm vụ thư cho đến
khi đóng mới là rất lớn. Việc thiết kế tàu hiện nay là công việc chung của cả tậpthể
và phải có một thời gian nhất định. Vì vậy trong giới hạn nội dung, đề tài chỉ đề cập
một phần của bài toán Thiết kế tàu thủy.
Nội dung đề tài tập trung vào 2 phần chính là:
 Xây dựng phương án Thiết kế kỹ thuật phần bố trí chung.
 Tính toán, kiểm tra ổn định đối với tàu hàng rời hoạt động vùng biển không
hạn chế.
Vì không thực hiện những bước thiết kế ban đầu, nên để thực hiện tốt các nội
dung đã nêu, đề tài xin được kế thừa các phần tính toán đã có trước như là: Nhiệm
vụ thư, bản vẽ tuyến hình, các bảnvẽ kết cấu, phân chia tổng đoạn, thuyết minh
máy móc, thiết bị trên tàu


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Ân, Hồ Quang Long, Dương Đình Nguyên (1978), Sổ tay kỹ thuật
đóng tàu thủy, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
2. TS.Lê Hồng Bang (Chủ biên), Võ Hoàng Oanh (2007), Bố trí chung và Kiến
trúc tàu thủy, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội.
3. Nguyễn Hoàng Chân, Hoàng Hữu Chung (2002), Hướng dẫn thiết kế Trang bị
động lực, NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.
4. Nguyễn Thị Hiệp Đoàn (1993). Lý Thuyết Tàu, Trường Đại học Hàng Hải, Hải
Phòng.
5. Phạn Văn Hội (1987), Sổ tay Thiết bị tàu thủy –tập 1, NXBGiao thông vận tải,
Hà Nội.
6. Phạm Văn Hội (1987),Sổ tay Thiết bị tàu thủy –tập 2, NXBGiao thông vận tải,
Hà Nội.
7. Nguyễn Đình Long(1995), Trang bị động lực, Trường Đại học Nha Trang, Lưu
hành nội bộ.
8. PGS.TS Trần Công Nghị (2008), Lý thuyết Thiết kế tàu, NXB Đại học Quốc gia
TP.Hồ Chí Minh.
9. PGS.TS Trần Công Nghị (2008), Sổ tay Thiết kế tàu thủy, NXB Xây dựng, Hà
Nội.
10. Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259: 2003.
11. TS. Trần Gia Thái, Bài giảng Lý thuyết tàu, Trường Đại học Nha Trang, Lưu
hành nội bộ.
12. Ths.Nguyễn Thái Vũ, Nguyễn Chí Thanh, Bàigiảng Thiết bị mặt boong, Đại
học Nha Trang., Lưu hành nội bộ.