ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 8

Mối quan hệ giữa lực cản của tàu và hình dáng thân tàu Việc chọn các kích th ớc chính, xây dựng bản vẽ tuyến hình tàu, và các phần nhô đều phải thực hiện trong quá trình thiết kế theo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra. Các yêu cầu đó là: Đảm bảo dung tích chở hàng, tình hình thị tr ờng (giá chất đốt) những hạn chế về đặt điểm khai thác (chiều chìm, chiều rộng). Các yêu cầu trên chúng luôn mâu thuẫn nhau, cho nên tất cả các yêu cầu không thể đồng thời...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 8 Ch ¬ng 8 Mèi quan hÖ gi÷a lùc c¶n cña tµu vµ h×nh d¸ng th©n tµu ViÖc chän c¸c kÝch th íc chÝnh, x©y dùng b¶n vÏ tuyÕn h×nh tµu, vµ c¸c phÇn nh« ®Òu ph¶i thùc hiÖn trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ theo c¸c yªu cÇu kü thuËt ®Æt ra. C¸c yªu cÇu ®ã lµ: §¶m b¶o dung tÝch chë hµng, t×nh h×nh thÞ tr êng (gi¸ chÊt ®èt) nh÷ng h¹n chÕ vÒ ®Æt ®iÓm khai th¸c (chiÒu ch×m, chiÒu réng). C¸c yªu cÇu trªn chóng lu«n m©u thuÉn nhau, cho nªn tÊt c¶ c¸c yªu cÇu kh«ng thÓ ®ång thêi cïng tèi u. Khi thiÕt kÕ mét vµi kiÓu tµu, nhÊt lµ tµu vËn t¶i, tµu ®¸nh c¸, tµu kÐo lµ ph¶i chän nh÷ng h×nh d¸ng sao cho chóng ®¶m b¶o ® îc vËn tèc cÇn thiÕt cña tµu, ®ång thêi c«ng suÊt ®éng c¬ ph¶i nhá nhÊt. C«ng suÊt cÇn thiÕt cho tµu kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo lùc c¶n, mµ cßn phô thuéc kiÓu thiÕt bÞ ®Èy. Chän h×nh d¸ng th©n tµu còng ph¶i xÐt tíi ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng cña tµu trªn sãng, chßng chµnh, hiÖn t îng h¾t n íc lªn boong, c¸c yªu cÇu vÒ æn ®Þnh, ¨n l¸i, c¸c ®iÒu kiÖn vÒ luång l¹ch h¹n chÕ vµ c¸c yªu cÇu lµm viÖc ®Æt biÖt cña thiÕt bÞ ®Èy ®Òu liªn quan chÆt chÏ ®Õn kÝch th íc vµ h×nh d¸ng th©n tµu. ChÝnh v× lÏ ®ã mµ c¸c sè liÖu thèng kª kh«ng ph¶i lóc nµo còng cho phÐp rót ra nh÷ng kÕt luËn ®óng vÒ kÝch th íc vµ h×nh d¸ng cña nã tèi u nhÊt vÒ ph ¬ng diÖn gi¶m lùc c¶n. C¸c kÝch th íc vµ h×nh d¸ng cña tµu ®Òu ® îc x¸c ®Þnh b»ng ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch c¸c kÕt qu¶ thö kÐo m« h×nh. Ta ph¶i xem xÐt cô thÓ ¶nh h ëng cña kÝch th íc nµo tíi thµnh phÇn lùc c¶n nµo lµ chñ yÕu. Ch¼ng h¹n lùc c¶n ma s¸t hÇu nh kh«ng phô thuéc vµo h×nh d¸ng th©n tµu, ng îc l¹i lùc c¶n sãng vµ trªn c¸c tµu bÐo chÝnh lµ lùc c¶n h×nh d¸ng phô thuéc rÊt nhiÒu vµo h×nh d¸ng th©n tµu. Lùc c¶n sãng phô thuéc vµo c¸c tØ sè kÝch th íc vµ c¸c hÖ sè bÐo th©n tµu trong ®ã cã hÖ sè bÐo däc . §èi víi nh÷ng tµu cã trÞ sè Fr thÊp h¬n ® êng cong (Xem H8.1) cÇn ph¶i gi¶m lùc c¶n nhít, c¸c tµu ®ã gäi lµ c¸c tµu ch¹y chËm. H×nh 8.1. C¸c sè Fr mµ t¹i ®ã lùc c¶n sãng t¨ng lªn. 65 Giíi h¹n thay ®æi trung b×nh cña c¸c sè Fr KiÓu tµu Sè Fr KiÓu tµu Sè Fr 0,15  0,22 Tµu nhanh chuyªn tuyÕn 0,28  0,34 Tµu hµng láng 0,19  0,27 Tµu ®¸nh c¸ 0,25  0,37 Tµu hµng kh« 0,22  0,27 Tµu kÐo (kh«ng hµng) 0,30  0,40 Tµu chë kh¸ch Sù thay ®æi cña thÓ tÝch ng©m n íc vµ c¸c kÝch th íc chÝnh cña tµu cã ¶nh h ëng tíi lùc c¶n nhít vµ lùc c¶n sãng. Ta xÐt sù thay ®æi lùc c¶n do thÓ tÝch ng©m n íc vµ c¸c kÝch th íc chÝnh thay ®æi khi gi÷ nguyªn tÝnh ®ång d¹ng h×nh häc. Ta cho Fr = const th× lùc c¶n d ®¬n vÞ RR/D còng sÏ kh«ng thay ®æi, nh ng lùc c¶n ma s¸t ®¬n vÞ RF/D thay ®æi do thay ®æi tèc ®é tµu øng víi tØ sè v1/v2 = L1 / L 2 . Lùc c¶n ma s¸t ®¬n vÞ tr íc vµ sau: (RF/D)1(RF/D)2 = (CFo1 - CA1)/ (CFo2 - CA2) (8.2.1) Trong ®ã: Re1/Re2 = (L1/L2)3/2. chØ sè 1 c¸c th«ng sè cña tµu tr íc khi thay ®æi l îng chiÕm n íc. chØ sè 2 c¸c th«ng sè cña tµu sau khi thay ®æi l îng chiÕm n íc. NÕu CA = const th× (8.2.1) chØ ra r»ng: khi gi¶m kÝch th íc tµu lùc c¶n nhít ®¬n vÞ cña tµu sÏ t¨ng lªn, vµ khi t¨ng th× nã gi¶m xuèng. Sù thay ®æi chiÒu dµi tµu lµm L/B hoÆc  = L/ 3 V thay ®æi, mèi quan hÖ gi÷a nh÷ng thay ®æi cña c¸c ®¹i l îng ®ã cã thÓ viÕt: L/V = 1/BT, nghÜa lµ  = (B/T)1/3(L/B)2/31/3 (8.2.2) C¨n cø vµo (8.2.2) khi B/T = const th× sù thay ®æi cña L/B t ¬ng ® ¬ng víi sù thay ®æi cña 3/2. VËy viÖc t¨ng chiÒu dµi tµu khi gi÷ nguyªn tèc ®é, l îng chiÕm n íc, hÖ sè bÐo  vµ tØ sè B/T th× sÏ lµm t¨ng L/B,  vµ , cßn sè Fr gi¶m cho nªn hÖ sè lùc c¶n d gi¶m xuèng trong giíi h¹n Fr > 0,25. RR/D = CR(Fr2/2)(/V2/3) (8.2.3) VËy viÖc t¨ng tØ sè B/T khi gi÷ nguyªn L vµ D, lóc ®ã chiÒu réng tµu t¨ng vµ thÓ tÝch tËp trung gÇn mÆt n íc, dÉn tíi lùc c¶n sãng t¨ng. Trong c¸c hÖ sè bÐo , , ,  vµ  th× hÖ sè bÐo  vµ  cã ¶nh h ëng nhiÒu nhÊt tíi lùc c¶n. 66 Cµng t¨ng sè Fr th× viÖc t¨ng  mét c¸ch tõ tõ trë nªn hîp lý tõ  = 0,56  0,58 khi Fr  0,3 t¨ng tíi  = 0,63  0,65 khi Fr  0,45. Quan hÖ gi÷a  vµ Fr x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc sau: PP = a - bFr (8.3.1) Trong ®ã: TrÞ sè a vµ b phô thuéc kiÓu tµu vµ sè Fr. a = 0,80  1,21 vµ b = 1,44  2,3 Theo STUMPH:  = 0,967 - 0,495Fr - 3,915Fr2 (8.3.1) §èi víi tµu vËn t¶i ng êi ta ®Òu sö dông ®o¹n th©n èng. Nã lµm t¨ng dung tÝch vµ ®¬n gi¶n c ...