chương v : tÍnh di ĐỘngdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · web...
TRANSCRIPT
![Page 1: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/1.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1
Chương V : TÍNH DI ĐỘNGPhaàn 1 : SỨC CẢN TÀU THỦY
Bài 1 : Sức cản của nước đối với sự chuyển động của tàu trong mặt nước tĩnh Xét một tàu đang chuyển động
thì trên bề mặt tàu sẽ chịu 1 áp
lực gọi là áp suất thủy tĩnh
Kí hiệu là gọi thành phần
dΩ là vi phân(vân tố) diện tích của
bề mặt
Vì vậy trên phần vi phân đó
có thành phần áp suất thủy động tác động lên, do là thành phần bất kì ta phân tích ra làm 2 thành
phần thành phần vuông góc với diện tích và thành phần tiếp tuyến với diện tích
Ta có
Thành phần là thành phần pháp tuyến đối với diện tích
1
Ω
![Page 2: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/2.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 là thành phần tiếp tuyến hay gọi là thành phần ma sát
Do 2 thành phần trên cũng là bất kì với hệ trục Oxyz lên ta có thể phân tích chúng ra làm các
thành phần theo các trục
Như vậy ta thấy rằng lực thủy động tác dụng lên các trục sẽ là
Thành phần X là thành phần lực kéo
Y là lực dạt
Z là thành phần lực nâng
Như vậy lực cản của nước khi tầu chuyển động là thành phần trục x kí hiệu là R
2
![Page 3: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/3.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Và nó được tính bằng
Và từ biểu thức này theo vật lý ta có thể viết lại
Biểu thức này được gọi là biểu thức giải tích của lực cản tàu
thành phần Rp là thành phần chính
Còn thành phần Rf là thành phần ma sát
Biểu thức trên chỉ có ý nghĩa trong lý thuyết mà không có ý nghĩa trong thực tế
Vì vậy chúng ta cần phải có 1 biểu thức gần đúng để tính sức cản của tàu
3
![Page 4: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/4.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1
Bài 2 : BIỂU THỨC GẦN ĐÚNG TÍNH LỰC CẢN TÀU1. Khái niệm :
Đây là biểu thức tính gần đúng sức cản của tàu dựa trên việc thử mô hình đồng dạng với tàu
2. Mô hình đồng dạng :
Một mô hình được gọi là đồng dạng nếu các tỉ số của các kích thước cơ bản của tàu mô hình
trên tàu thật bàng 1 hệ số λ và tỉ số về diện tích bằng λ2 ,tỉ số về thể tích bằng λ3
Trong đó λ là hệ số đồng dạng
Các chuẩn đồng dạng về động học
4
![Page 5: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/5.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1
Chuẩn Froude trong dó v: là vận tốc của tàu đơn vị là m/s
g: là gia tốc trọng trường(m/s2)
L; là chiều dài của tàu (m)
Chuẩn Raynold trong đố v: là vận tốc đơn vị là m/s
L: chiều dài tàu
(nuy): là hệ số nhớt (m2/s)
Chuẩn Schuthod
Các chuẩn về động lực học :
Chuẩn Euller trong đó được gọi là mật độ nước(KG.s2/m4)
Hệ số lực tiếp tuyến sẽ là
5
![Page 6: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/6.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Từ tất cả những chuẩn trên thì trên bể thử tại Hà Lan thì người ta coi R là hàm của v2 và Ω
R=f(v2,Ω)
Mặt khác ta có bằng cách nhân chia với biểu thức
Ta thu được
R= (KG)
Bài 3: Các thành phần của sức cản tàu thủy 1.Sức cản ma sát
Nguyên nhân :
+ Do vùng nước hoạt động
+Do bề mặt của vỏ bao thân tàu (phần ngâm nước)
Biểu thức tính (KG)
Hệ số sức cản ma sát có 2 thành phần
6
![Page 7: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/7.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 là hệ số cản của bản phẳng tương đương với thân tàu
là gia số phụ thuộc vào vật liệu làm tàu
Để giảm ma sát :
Thiết kế sao cho chế độ dòng chảy là nhỏ
Trong quá trình công nghệ độ nhám là nhỏ nhất
Trong vận hành tăng thời gian hành trình giảm thời gian đỗ bến
-Định kì: Cạo hà, Sơn Vỏ , Tăng độ nhẵn bề mặt
2.Sức cản hình dáng
Nguyên nhân xuất hiện : do khi tàu di chuyển và độ cong của bề mặt tàu khác nhau nên khi đó
vận tốc tại những điểm trên tàu là khác nhau do đó áp suất tác dụng lên bề mặt là khác nhau
7
![Page 8: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/8.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1
Biểu thức tính
Biện pháp giảm
3.Sức cản sóng
Nguyên nhât xuất hiện khi tàu di chuyển tại mũi tầu là nguốn sóng phát ra ra sóng 2 thành phần
sóng phân kỳ và sóng ngang
8
![Page 9: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/9.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Khi tạo ra các nguồn sóng này nếu sóng phần do mũi tạo ra và phần đuôi tạo ra giao thoa nhau
thì sức cản là lớn nhất để chúng không giao thoa nhau và là 2 nguồn sóng độc lập
Ta phải có các biện pháp giảm
Thiết kế tầu thân ngầm
Tàu nhiều thân
Biểu thức tính :
(KG)
4.Sức cản phần nhô
Nguyên nhân : Là do tác dụng của phần nhô ra khỏi tàu , rong rêu bám vào
Nó được tính bằng phần trăm của sức cản toàn phần
5.Sức cản của không khí
Là sự tác dụng của không khí lên phần nổi của thân tàu
(KG)
9
![Page 10: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/10.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1
Bài 4 : Công suất kéo - Công thức hải quân 1. Cống suất kéo
Khái niêm: là công suất cần thiết để tàu thắng được sức cản kí hiệu là N0,EPS
Biểu thức tính
N0=EPS=R.v(W)Hay N0=EPS= (cv)(mã lực)
2. Công thức hải quân tính công suất kéo
EPS=f( ,vs3)
D: T trọng lượng tàu
Vs(hl/s) tốc độ tàu
1hl=1852m
Bằng cách nhân và chia cho
10
![Page 11: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/11.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Và thay v=vs.0.515
Ta thu được biểu thức HQ
3. Sức cản của đoàn tàu kéo
Như chúng ta biết RDSL=k
Trong đó k được gọi là hệ số đội hình k
K>1
K=1
K<1
Phụ thuộc vào cách xếp từ đây ta có
Sức cản đoàn tầu đẩy
Như đã biết khi tầu đẩy ta có công thức tính như sau :
Mặt khác lại có
11
![Page 12: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/12.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1
Nên k>1
K=1
K<1
Do ta luôn chọn k <1 nên ta thấy rằng tàu đẩy sẽ có lợi hơn
PHẦN II : Thiết bị đẩy tàu
Bài 1 : Khái niệm thiết bị đẩy tàu1 Khái niệm : Thiết bị dẩy là thiết bị biến đổi năng lượng này thành năng lượng khác tạo thành
lực đẩy làm cho tàu chuyển động
2 Các loại thiết bị đẩy tàu đã sử dụng trên tàu hiện đại
+ Guồng :
- Cấu tạo : bao gồm vành guồng , may ơ , cánh guồng
(hình vẽ )
12
![Page 13: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/13.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 - Lắp đặt : thường đặt ở vị trí giữa tàu
Hình vẽ
Ưu điểm : Có cấu tạo đơn giản dễ khai thác, sửa chữa , bảo dưỡng
Nhược điểm : Hiệu suất vô cùng bé 0,18 - 0,23 %
Dễ va quệt vào các vật trôi nổi trên nước
Dải công suất nhỏ không dùng được trên các tàu lớn
+ Thiết bị đẩy kiểu đĩa cánh :
Cấu tạo :
Lắp đặt :
Ưu điểm : Hiệu suất cao hơn so với guồng
Có thể tạo ra hướng đẩy bất kì nên không cần thiết bị lái
Nhược điểm : Có cấu tạo phức tạp , khó sửa chữa bảo dưỡng
Làm chiều chìm tàu lớn
Dễ va quệt vào các thứ dưới đáy tàu nên dễ bị hỏng
+Chong chóng tàu thủy (Chân vit)
13
![Page 14: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/14.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Cấu tạo : gồm 2 phần
Cánh tạo lực đẩy
Củ
Lắp đặt : phía sau của tàu có gắn thiết bị lái
Ưu điểm : Dễ chế tạo , sủa chữa lắp đặt ,
Độ tin cậy cao
Hiệu suất lớn đáp ứng được nhu cầu công suất lớn của các tàu lớn
+Thiết bị phụt
Cấu tạo :
Lắp đặt
Ưu điểm : dễ chế tạo , dễ khai thác sửa chữa
Tránh hiện tượng xâm thực bề mặt
Nhược điểm :
Cồng kềnh chiếm 1 lượng dự trữ nước lớn
14
![Page 15: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/15.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Tăng không gian tàu
Bài 2 : Các thông số cơ bản của chong chóng tàu thủy1 Đường kính chong chóng kí hiệu là D =2R
Trong đó R là khoảng cách từ trục tới vị trí xa nhất của cánh
2 Bước chong chóng kí hiệu là H
Là bước xoắn của mặt đạp chong chóng
3 Tỷ số bước là tỉ số giữa bước chong chóng và đường kính
4 Tỷ số đĩa số trong đó AE là diện tích thủy lực của chong chóng
trong đó FC là điện tích mặt cánh
z là số cánh
Số cánh đối với tàu trọng tải thì z= 3->5
15
![Page 16: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/16.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 5 Dạng profil cánh
Dạng chữ nhật
Dạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm
Dạng hình thang
3 dạng nữa dùng cho tàu lớn và công nghệ cao
6 chiều quay
Ta có chiều quay thuận và quay trái
Bài 3 : Kết cấu chong chóng tàu thủy
16
![Page 17: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/17.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1
LK là chiều dài củ
LO chiều dài lỗ khoét công nghệ
Lo =0.3 ->0.45 LK
Do Đường kính trung bình của củ
Do =0,16 -> 0,22 D
D1 Dường kính lớn của củ
D2 Đường kính nhỏ của củ
Độ cân của củ
17
![Page 18: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/18.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Dg đường kính gioong kín nước
Dt đường kính trục chong chóng
Emax bề dày của cánh
góc nghiêng của cánh 0 - 150
Bài 4 : Đặc điểm làm việc của chong chóng tàu thủyChong chóng tàu thủy tham gia 2 chuyển động chuyển động tịnh tiến và chuyển dộng quay
Gọi là vận tốc tịnh tiến theo tàu (m/s)
Và tóc dộ quay của chong chóng là n (vòng/s)
Xét 1 vân tố diện tích cánh trên đó sẽ xuất hiện lực thủy động
Trong đó là thành phần tác dụng để tàu chuyển động tịnh tiến
là thành phần tác dụng theo hướng vuông góc
Từ đó xuất hiện mô mên cản quay
18
![Page 19: Chương V : TÍNH DI ĐỘNGdaokhanh.weebly.com/uploads/7/2/2/7/7227583/l_thuyt_tu.doc · Web viewDạng tam giác Dùng cho tàu nhỏ công nghệ kếm Dạng hình thang 3 dạng](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070620/5e2bd47ec301f202373f7ab1/html5/thumbnails/19.jpg)
ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 -ĐH1 Như vậy trên 1 cánh sẽ có
+ Lực đẩy
+ Lực cản quay
+ Mô men cản quay
Từ đây ta suy ra trên toàn trong chóng
P=z.Pc
T=z.Tc
M=z.Mc
Bài 5
19