ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 9

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

84
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lực cản chuyển động của tàu nhiều thân Khi các thân tàu chuyển động gần nhau sẽ xuất hiện các quá trình t ơng tác thuỷ động phức tạp dẫn đến thay đổi trị số lực cản chuyển động. Hiện nay ng ời ta đã có một số kiểu tàu mà theo yêu cầu khai thác thể tích ngâm n ớc đ ợc phân ra vài thân nối với nhau bằng một sàn cứng, các tàu đó gọi là tàu nhiều thân.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 9

Ch ¬ng 9 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña tµu nhiÒu th©n Khi c¸c th©n tµu chuyÓn ®éng gÇn nhau sÏ xuÊt hiÖn c¸c qu¸ tr×nh t ¬ng t¸c thuû ®éng phøc t¹p dÉn ®Õn thay ®æi trÞ sè lùc c¶n chuyÓn ®éng. HiÖn nay ng êi ta ®· cã mét sè kiÓu tµu mµ theo yªu cÇu khai th¸c thÓ tÝch ng©m n íc ® îc ph©n ra vµi th©n nèi víi nhau b»ng mét sµn cøng, c¸c tµu ®ã gäi lµ tµu nhiÒu th©n. Trong sè c¸c tµu ®ã ta ph©n ra tµu hai th©n (Catamaran) vµ ba th©n (Trimaran). H×nh d¸ng vµ tû sè kÝch th íc cña c¸c tµu nãi trªn hoµn toµn kh¸c víi tµu mét th©n cã tæng thÓ tÝch ng©m n íc t ¬ng øng, chÝnh v× vËy ®· lµm thay ®æi ®¸ng kÓ trÞ sè vµ vai trß cña c¸c thµnh phÇn lùc c¶n. C¸c biÕn l îng lùc c¶n ®Òu sinh ra bëi c¸c qu¸ tr×nh t ¬ng t¸c thuû ®éng cña c¸c th©n. So víi tµu mét th©n cã cïng thÓ tÝch ng©m n íc V th× diÖn tÝch mÆt ít ®¬n vÞ /V2/3 cña tµu hai vµ ba th©n lín h¬n nªn nã lµm lùc c¶n ma s¸t ®¬n vÞ cña c¸c tµu ®ã t¨ng h¬n. Trong qu¸ tr×nh t ¬ng t¸c thuû ®éng gi÷a c¸c th©n vËn tèc c¶m øng cña dßng bao chóng sÏ t¨ng lªn, lµm ¶nh h ëng ®Õn kÕt cÊu cña líp biªn vµ t¨ng thªm lùc c¶n nhít. Tr êng vËn tèc c¶m øng lµm thay ®æi kÕt cÊu cña sãng b¶n th©n cña tµu nhiÒu th©n. Qu¸ tr×nh t ¬ng t¸c sãng phô thuéc vµo Fr vµ vÞ trÝ t ¬ng quan cña c¸c th©n vµ lµm gi¶m lùc c¶n sãng. Nh vËy cã thÓ ®¸nh gi¸ ® îc l îng t¨ng lùc c¶n nhít còng nh l îng gi¶m lùc c¶n sãng so víi tæng lùc c¶n cña nh÷ng tµu mét th©n. H×nh 9.1. S¬ ®å tµu nhiÒu th©n. a. - tµu hai th©n b. - tµu ba th©n 69
Tæng ¶nh h ëng cña sù t ¬ng t¸c thuû ®éng gi÷a c¸c th©n ®èi víi tæng lùc c¶n kh«ng chØ phô thuéc vµo c¸ch bè trÝ t ¬ng quan cña c¸c th©n vµ sè Fr, mµ cßn phô thuéc vµo h×nh d¸ng cña c¸c th©n, còng nh c¸c th«ng sè L/B,  vµ  = L/ 3 V . H×nh 9.2 tr×nh bµy biÕn l îng t ¬ng ®èi cña tæng lùc c¶n cña tµu hai th©n theo c¸c kho¶ng c¸ch kh¸c nhau gi÷a c¸c th©n. H×nh 9.2. ¶nh h ëng cña Fr vµ 2b/L ®Õn lùc c¶n toµn bé cña tµu hai th©n víi L/B1 = 8. §Ó ®¸nh gi¸ ¶nh h ëng cña sù t ¬ng t¸c thuû ®éng ®èi víi lùc c¶n d ta cã c«ng thøc sau: CR = (CV - CFo)kvo + CVkWo Trong ®ã: kWo vµ kvo t ¬ng øng lµ c¸c hÖ sè ¶nh h ëng t¸c dông cña c¸c th©n tµu kÒ nhau tíi lùc c¶n sãng vµ nhít x¸c ®Þnh theo h×nh 9.3 vµ 9.4.cho tµu hai vµ ba th©n khi Fr  0,15 TrÞ sè (CV - CFo) lÊy b»ng tµu mét th©n. H×nh 9.3. Sù phô thuéc kWo vµo 2 b vµ Fr. H×nh 9.4. Sù phô thuéc kVo vµo 2 b vµ . ViÖc ¸p dông c¸c th©n kh«ng ®èi xøng cho tµu hai th©n sÏ cã ¶nh h ëng tíi kVo vµ o k. W Trªn nh÷ng tuyÕn s«ng ng êi ta ¸p dông réng r·i c¸c sµ lan kh«ng tù hµnh vµ ghÐp chóng l¹i thµnh ®oµn tµu vµ ® îc truyÒn ®éng b»ng c¸ch kÐo hoÆc ®Èy. (§oµn tµu còng cã thÓ b»ng nh÷ng ph©n ®o¹n ®Æc biÖt). Sù t ¬ng t¸c thuû ®éng gi÷a c¸c sµ lan g©y ¶nh h ëng lín tíi lùc c¶n vµ sù lµm viÖc cña thiÕt bÞ ®Èy. Sè Fr cña ®oµn tµu lµ bÐ Fr = 0,06  0,12, v× vËy vai trß chÝnh lµ lùc c¶n nhít, vµ sù thay ®æi lùc c¶n ®ã sinh ra bëi sù t ¬ng t¸c cña c¸c sµ lan víi tµu kÐo. §oµn tµu (b»ng ph ¬ng ph¸p kÐo) gåm nh÷ng sµ lan ® îc nèi ghÐp víi nhau theo c¸c s¬ ®å kh¸c nhau, vÝ dô gåm ba sµ lan ghÐp hµng mét, kÝ hiÖu (1+1+1) 70
gåm hai sµ lan ghÐp hµng hai, kÝ hiÖu 2 gåm mét sµ lan ®i tr íc, tiÕp theo hai sµ lan vµ cuèi cïng lµ mét sµ lan, kÝ hiÖu (1+2+1). Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña ®oµn tµu lµ R kh«ng b»ng tæng lùc c¶n cña c¸c sµ lan trong ®oµn Ro khi chóng ch¹y mét m×nh. Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña ®oµn tµu ® îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè ghÐp kghÐp. Theo D«v«ncèp: n  R oi kghÐp = R/ (9.2.1) i 1 §Ó so s¸nh hiÖu qu¶ cña c¸c ®oµn tµu, ta dïng: n n n R/  D oi = kghÐp  R oi /  D oi (9.2.2) i 1 i 1 i 1 Giíi h¹n thay ®æi cña kghÐp §oµn kÐo §oµn ®Èy §oµn kghÐp §oµn kghÐp 0,78  0,90 0,75  0,95 1+1 1+T 0,75  0,85 0,75  0,85 1+1+1 1+1+T 0,95  1,10 0,67  0,82 2 1+1+1+T 0,80  0,96 0,74  0,85 2+2 2+2+T 0,70  0,87 0,64  0,80 2+2+2 2+2+2+T Qua kÕt qu¶ trªn tµu thùc vµ m« h×nh cho thÊy: Ch¼ng h¹n s¬ ®å ghÐp (1+1+1) lùc c¶n cña chóng gåm lùc c¶n cña tõng chiÕc 49%, 100% vµ 125% t ¬ng øng. Nh vËy sµ lan ®i ®Çu cã lùc c¶n nhá nhÊt vµ lín nhÊt lµ sµ lan cuèi ®oµn. HÖ sè ghÐp ® îc ghÐp ® îc x¸c ®Þnh qua c¸c ®ît thö ®oµn tµu trong bÓ thö, v× Re rÊt bÐ nªn chiÒu dµi m« h×nh sµ lan kh«ng nhá h¬n 5 m. HÖ sè kghÐp kh«ng phô thuéc vµo tèc ®é chuyÓn ®éng, sù h¹n chÕ cña chiÒu s©u luång l¹ch cã ¶nh h ëng tíi kghÐp kh«ng ®¸ng kÓ. Khi H/T > 2 th× ¶nh h ëng ®ã cã thÓ bá qua. Trong qu¸ tr×nh kÐo, th× chiÒu dµi d©y c¸p kÐo cã ¶nh h ëng tíi lùc c¶n do dßng n íc mµ chong chãng cña tµu kÐo ®¹p vµo ®oµn sµ lan. ChiÒu dµi d©y kÐo tèi u ®Ó ®¶m b¶o c¶ hai yÕu tè lµ lùc c¶n vµ tÝnh quay vßng n»m trong kho¶ng lc = (2  2,5)L1. Trong ®ã: L1 lµ chiÒu dµi sµ lan ®i ®Çu ®oµn. ViÖc dïng ph ¬ng ¸n ®Èy ®· lµm cho tèc ®é chyÓn ®éng t¨ng thªm (5  20)% so víi ®oµn kÐo. Lùc c¶n ®oµn ®Èy nhá h¬n lµ do tr¸nh ® îc dßng n íc cña chong chãng tµu ®Èy. Lùc c¶n ®oµn tµu ®Èy còng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (9.2.1). HÖ sè ghÐp kghÐp phô thuéc h×nh d¹ng cña sµ lan, khe hë gi÷a chóng, ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm (m« h×nh hay tµu thùc). Ch÷ T kÝ hiÖu cho tµu ®Èy n»m cuèi ®oµn tµu khi thö m« h×nh ®oµn tµu nÕu FrM = FrH th× CRM = CRH. §Ó xÐt ¶nh h ëng t ¬ng t¸c thuû ®éng cña c¸c sµ lan ®èi víi lùc c¶n ma s¸t cña tÊm t ¬ng ® ¬ng, hÖ sè ma s¸t trung b×nh cña tÊm ® îc tÝnh theo c«ng thøc: n  ki o C Foi  i i 1 C Fo  (9.2.3) n  i i 1 71
Trong ®ã: n - sè sµ lan kio - hÖ sè phô thuéc sè thø tù sµ lan tÝnh tõ mòi i =1, 2, 3, 4 kio =1; 0,94; 0,92; 0,90. Lùc c¶n thùc tÕ cña ®oµn tµu ® îc tÝnh theo c«ng thøc:   n  k i C FoHi  C Ai  Hi  v 2 n o  R   C R  i 1 H  2  Hi  (9.2.4)  n   Hi i 1     i 1 Trong ®ã: CR = CM - C FoM ; CA = (0,8  1,0).10-3; ®èi víi b¶n th©n tµu kÐo hoÆc ®Èy CA = (0,6  0,8).10-3; hÖ sè c¶n CFo = 0,455/lgRe2,58 72