ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 1

Khái niệm chung về lực cản chuyển động của tàuMột trong những tính chất hành hải quan trọng nhất của tàu là tính di động, nghĩa là khả năng phát huy đ ợc vận tốc lớn nhất khi sử dụng hiệu quả công suất đã cho của thiết bị năng l ợng chính. Tính di động phụ thuộc vào kích th ớc, kết cấu, hình dáng thân tàu, trạng thái của vỏ tàu, loại động cơ, công suất và đặc tính của động cơ cũng nh các điều kiện chuyển động. Tính di động không thể đ ợc xem...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 1 PhÇn 1 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu Ch ¬ng 1 Kh¸i niÖm chung vÒ lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu Mét trong nh÷ng tÝnh chÊt hµnh h¶i quan träng nhÊt cña tµu lµ tÝnh di ®éng, nghÜalµ kh¶ n¨ng ph¸t huy ® îc vËn tèc lín nhÊt khi sö dông hiÖu qu¶ c«ng suÊt ®· cho cñathiÕt bÞ n¨ng l îng chÝnh. TÝnh di ®éng phô thuéc vµo kÝch th íc, kÕt cÊu, h×nh d¸ngth©n tµu, tr¹ng th¸i cña vá tµu, lo¹i ®éng c¬, c«ng suÊt vµ ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ còngnh c¸c ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng. TÝnh di ®éng kh«ng thÓ ® îc xem xÐt biÖt lËp víi tÝnhnæi, tÝnh æn ®Þnh, tÝnh chßng chµnh vµ tÝnh ¨n l¸i. §Ó ®¸nh gi¸ tÝnh di ®éng trong c¸c®iÒu kiÖn kh¸c nhau ph¶i cã sè liÖu vÒ lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu, c¸c ®Æc tÝnh cñathiÕt bÞ ®Èy hoÆc cña tµu kÐo t¹o lùc kÐo ®Ó kÐo tµu. Sù lµm viÖc cña bÊt cø lo¹i thiÕt bÞ®Èy nµo tuú møc ®é cã ¶nh h ëng ®Õn cÊu tróc cña dßng ch¶y bao quanh th©n tµu vµlµm thay ®æi lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu. Tuy nhiªn th êng th êng lùc c¶n th©n tµu® îc xem xÐt bá qua ¶nh h ëng cña thiÕt bÞ ®Èy, cßn lùc bæ sung do ¶nh h ëng ®ã vµlùc c¶n cña b¶n th©n thiÕt bÞ ®Èy ® îc xem xÐt riªng biÖt khi tÝnh to¸n hiÖu suÊt cñathiÕt bÞ ®Èy. Trong gi¸o tr×nh ta xem xÐt c¸c nguyªn nh©n g©y ra lùc c¶n chuyÓn ®éng, sù thay®æi c¸c lùc ®ã, c¸c ph ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh, c¸c biÖn ph¸p thay ®æi vµ gi¶m lùc c¶n. DovËy ta ph¶i nghiªn cøu cÊu tróc cña dßng ch¶y ë gÇn th©n tµu, tõ ®ã phô thuéc qu¸tr×nh ph¸t sinh lùc c¶n. Nh÷ng sè liÖu nhËn ® îc tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n lùc c¶n, nh÷ng khuyÕn nghÞ vÒ c¸cph ¬ng ph¸p gi¶m lùc c¶n ® îc dïng trong thiÕt kÕ tµu khi chän c¸c kÝch th íc chÝnh,h×nh d¸ng th©n tµu, tÝnh to¸n thiÕt bÞ ®Èy vµ chän thiÕt bÞ n¨ng l îng chÝnh. HiÖn nay trong nghiªn cøu lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu ng êi ta dïng ph ¬ngph¸p nghiªn cøu lý thuyÕt vµ ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu thùc nghiÖm. TÝnh to¸n lùc c¶nchuyÓn ®éng cña tµu lµ mét trong c¸c vÊn ®Ò cña bµi to¸n ngoµi cña c¬ chÊt láng ®Óx¸c ®Þnh lùc thuû ®éng cña chÊt láng ch¶y bao vËt thÓ. C¸c ký hiÖu quy íc B - ChiÒu réng tµu b - ChiÒu réng kªnh, d©y cung cña profin C, Cx - HÖ sè lùc c¶n toµn phÇn CA - HÖ sè lùc c¶n do ®é nh¸m CAA - HÖ sè lùc c¶n kh«ng khÝ CAP - HÖ sè lùc c¶n phÇn nh« CE - HÖ sè h¶i qu©n CF - HÖ sè c¶n ma s¸t CFo - HÖ sè c¶n ma s¸t cña tÊm nh½n t ¬ng ® ¬ng Cf - HÖ sè c¶n ma s¸t côc bé 9 Ci - HÖ sè c¶n c¶m øng CH - HÖ sè c¶n lç, hèc CP - HÖ sè c¶n ¸p lùc CR - HÖ sè c¶n d CS - HÖ sè c¶n toÐ n íc CV - HÖ sè c¶n nhít CVP - HÖ sè c¶n h×nh d¸ng CW - HÖ sè c¶n sãng CWB - HÖ sè c¶n ph¸ sãng mòi Cy - HÖ sè lùc n©ng D - Träng lùc (Träng l îng tµu) Fr, FrV, FrH, FrB - Sè Frót vµ c¸c biÕn thÓ cña nã H - ChiÒu s©u luång l¹ch K -TØ lÖ xÝch cña m« h×nh K - HÖ sè h×nh d¸ng cña lùc c¶n nhít KS - ChiÒu cao m« nh¸m L - ChiÒu dµi tµu PE - C«ng suÊt kÐo P - HÖ sè ¸p lùc R, Rx - Lùc c¶n toµn phÇn Ry - Lùc n©ng Re, Re*, Re** - Sè R©ynol vµ c¸c biÕn thÓ cña nã S - DiÖn tÝch c¸nh T - ChiÒu ch×m tµu V - ThÓ tÝch l îng chiÕm n íc v, vx, vy, vz - Tèc ®é vµ c¸c thµnh phÇn cña nã  - Gãc vµo n íc (gãc tíi) cña c¸nh  - ChiÒu dµy líp biªn * - ChiÒu dµy nÐn cña líp biªn ** - ChiÒu dµy tæn thÊt xung cña líp biªn  - HÖ sè nhít ®éng häc cña chÊt láng  - Khèi l îng riªng cña chÊt láng  - Sè x©m thùc ,  - ThÕ vËn tèc  - DiÖn tÝch mÆt ít cña tµu Khi tµu chuyÓn ®éng trong chÊt láng sÏ xuÊt hiÖn lùc thuû ®éng, mµ trÞ sè cña nãphô thuéc vµo khèi l îng riªng vµ ®é nhít cña chÊt láng. Khèi l îng riªng - kÝ hiÖu , ®¬n vÞ kg/m3. Khèi l îng riªng cña n íc Ýt thay ®æikhi thay ®æi ¸p lùc, vËy n íc coi nh kh«ng nÐn ® îc vµ ®ång nhÊt, song khèi l îngriªng cña n íc l¹i thay ®æi nhiÒu theo nhiÖt ®é. Trong ngµnh ®ãng tµu ta sö dông sè liÖu cña Liªn Bang Nga. nhiÖt ®é t = 4oC: 10 - §èi víi n íc ngät  = 1000 kg/m3 - §èi víi n íc mÆn  = 1025 kg/m3 * nhiÖt ®é t = 15oC vµ ¸p suÊt 760 mmHg - Khèi l îng riªng cña kh«ng khÝ A = 1,226 kg/m3 Träng l îng riªng cña chÊt láng - kÝ hiÖu , ®¬n vÞ N/ m3 = .g (1.2.1) §èi víi n íc ngät  = 9810 N/ m3 g - gia tèc r¬i tù do g = 9,81 m/s2 HÖ sè nhít ®éng lùc - kÝ hiÖu , ®¬n vÞ kg/m.s. Lµ ®¹i l îng ®Æc tr ng cho tÝnhchÊt tõng lo¹i chÊt láng  Ýt thay ®æi theo ¸p suÊt, nh ng l¹i thay ®æi nhiÒu theo nhiÖt®é. HÖ sè nhít ®éng häc - kÝ hiÖu , ®¬n vÞ m2/s lµ gia tèc cña lùc nhít xuÊt hiÖn trongchÊt láng   (1.2.2)  ...