24 câu bộ môn xếp dỡ hàng hóa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (246.03 KB, 23 trang ) KHOA HÀNG HẢI xảy ra các trường hợp sau đây: - SF = ω : Khi đó phương án xếp hàng tận dụng hết dung tích và trọng tải. - SF < ω : Khi đó phương án xếp hàng chỉ tận dụng hết trọng tải mà không tận dụng hết dung tích (Hàng xếp lên tàu là hàng nặng). - SF > ω : Khi đó phương án xếp hàng chỉ tận dụng hết dung tích mà không tận dụng hết trọng tải (Hàng xếp lên tàu là hàng nhẹ). Như vậy xét tổng quát thì điều kiện xếp hàng để tận dụng hết dung tích và trọng tải tàu là: - Khi tàu chở một loại hàng thì SF = ω - Khi tàu chở nhiều loại hàng thì hàng hóa phải bao gồm cả hàng nặng và hàng nhẹ, có cả hàng bắt buộc phải chở và hàng tự chọn đồng thời phải thoả mãn hệ phương trình: ∑ Pn + ∑ Pnh = Dc Pn.SFn + Pnh.SFnh = Vh Trong đó: Pn: là trọng lượng hàng nặng; Pnh: là trọng lượng hàng nhẹ. SFn: là hệ số xếp riêng của hàng nặng; SFnh: là hệ số xếp riêng của hàng nhẹ. * Trong thực tế cần phải tính đến hệ số rỗng cho phép của hầm hàng khi xếp hàng. * Giải bài toán xếp hàng tận dụng hết dung tích và trọng tải tàu bằng phương pháp tính toán: Ta đi giải hệ phương trình: Pn + Pnh = Dc Pn.SFn + Pnh.SFnh = Vh Trong hệ phương trình này, ta cần tìm trọng lượng của hàng nặng và hàng nhẹ (P n, Pnh), các thông số khác như SFn, SFnh, Dc, Vh đã biết hoặc có thể tính trước được. Từ hệ phương trình ta có: Pn = Vh − Pnh.SFnh SFn Trong đó: Pnh = Dc − Pn Khi có nhiều loại hàng thì ta phải so sánh SF của chúng với ω của tàu để tìm ra hàng nặng và nhẹ, sau đó lấy trung bình SFtbn và SFtbnh, chuyển sang giải hệ phương trình hai ẩn ta sẽ tìm được Ptbn, Ptbnh. Làm như vậy cho đến khi giải được kết quả cuối cùng. 2. Nêu ảnh hưởng của két chứa chất lỏng không đầy tới thế vững ban đầu của tàu và cách hạn chế ảnh hưởng của nó. Ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng trong các két chứa không đầy đến chiều cao thế vững của tàu: Xét một két chất lỏng chứa không đầy, ban đầu trọng tâm của két nằm tại G 1, trọng tâm của tàu là G. Khi tàu nghiêng môt góc θ, chất lỏng sẽ dồn sang mạn thấp, trọng tâm G1 của két sẽ chuyển thành G’ 1 làm trọng tâm của tàu dịch chuyển đến G’. Điểm G’ gần với tâm lực nổi B hơn G ban đầu và do đó mô men do cặp lực F b và P giảm đi, dẫn đến mô men hồi phục giảm, tình ổn định của tàu giảm. Gọi GG’ là đoạn dịch chuyển trọng tâm tàu do tàu nghiêng khi có két chất lỏng không đầy. Mô men hồi phục của tàu sẽ là : Mhp = D x (GM x Sinθ - GG’) Kéo dài Véc tơ trọng lực P lên trên, gặp mặt phẳng trục dọc tàu tại Go. Khi đó Mhp = D x (GM x Sinθ -GG’) = D x GoM x Sinθ Như vậy mô men hồi phục trong trường hợp này bằng với trường hợp tàu có trọng tâm tại điểm Go Nói cách khác ta coi trọng tâm tàu đã bị nâng lên một đoạn bằng GGo. Do vậy khi có ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng Trong két chứa không đầy chiều cao thế vững của Tàu sẽ được tính như sau : GoM = KM - KG – GG o. Trong đó GG0 là phần hiệu chỉnh bởi ảnh hưởng của mô men mặt thoáng do két chất lỏng không đầy (làm giảm chiều cao thế vững), được tính bằng công thức: GGo = ∑ Ix x γ / D (m) Mhp . M G0 θ G G' G1 K G'1 Fb B P P Hình 3.16: Ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng đến chiều cao thế vững - Ix là mô men quán tính của mặt thoáng chất lỏng trong két đối với trục đi qua trọng tâm két, song song với trục dọc của tàu. Ix = l x b3/ K. (m4) (l, b là chiều dài, chiều rộng của két ; K là hệ số hình dáng của mặt thoáng chất lỏng trong két. K= 12 với két hình chữ nhật, K= 36 với két hình tam giác vuông, K=48 đối với két hình tam giác cân) - γ là tỷ trọng chất lỏng chứa trong két (t/m3). - Ix x γ là Mô men mặt thoáng chất lỏng (Free Surface Moment -M FS) trong két chứa không đầy (t-m). - D là lượng dãn nước của tàu. Trong thực tế, để tiện tính toán, người ta lập thành bảng tra sẵn để tra mô men quán tính mặt thoáng chất lỏng trong két chứa không đầy và cho giá trị bảng là giá trị lớn nhất (Thường cho trong Tank table) và cho giá trị lượng giảm chiều cao thế vững GG 0 do ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng (Loss of GoM by Free Surface Effect 3. Trình bày khái niệm ổn định ban đầu ( góc nghiêng nhỏ), công thức tính chiều cao thế vững GM và cách điều chỉnh bằng phương pháp dịch chuyển hàng. Ổn định tàu tại góc nghiêng nhỏ (θ<150): Điểm M là tâm của quỹ đạo tâm nổi B, ở góc nghiêng nhỏ, quỹ đạo này được coi là cung tròn và do đó điểm M được coi là cố định. Ổn định của tàu ở góc nghiêng nhỏ, còn gọi là ổn định ban đầu phụ thuộc vào vị trí tương quan giữa tâm nghiêng M và trọng tâm G. Khi G nằm thấp hơn M, tàu sẽ ổn định. Mô men sinh ra do cặp lực P và F b gọi là mô men hồi phục và có độ lớn được tính như sau: Mhp = P x GM x Sinθ Hay Mhp = D x GM x Sinθ Với D là lượng dãn nước của tàu. Mô men hồi phục càng lớn, tàu có tính ổn định càng cao. Từ công thức trên ta thấy, cùng một lượng dãn nước D, cùng một góc nghiêng θ, độ lớn của mô men hồi phục phụ thuộc vào độ lớn của GM. Tại những góc nghiêng nhỏ, ổn định của tàu được đánh giá bằng độ lớn của GM và GM được gọi là chiều cao thế vững của tàu Từ hình vẽ ta có: GM = KM - KG Trong đó: KM là chiều cao tâm nghiêng, được cho trong bảng thủy tĩnh hoặc thước trọng tải của tàu với đối số là lượng dãn nước D ( Hoặc mớn nước ). KG là chiều cao trọng tâm của tàu được tính theo công thức: Do × KGo + ∑ Pi × KGi KG = D Trong đó : D0 : Là trọng lượng tàu không cho trong hồ sơ tàu. KG0: Là chiều cao trọng tâm tàu không cho trong hồ sơ tàu. Pi: Là các thành phần trọng lượng trên tàu. KGi: Là chiều cao trọng tâm của các thành phần trọng lượng so với ky tàu. D: Là lượng dãn nước của tàu. D0 x KG0: Là mô men tàu không so với ky tàu. Σ Pi x KGi: Là tổng mô men các thành phần trọng lượng so với ky tàu. Một số cách hiệu chỉnh chiều cao thế vững GM : + Dịch chuyển hàng theo chiều thẳng đứng : Khi dịch chuyển một khối lượng hàng "w" đi một đoạn "h" theo chiều thẳng đứng thì chiều cao thế vững thay đổi một lượng là: w× h ∆GM = D ΔGM < 0 khi hàng được dịch chuyển từ thấp lên cao. ΔGM > 0 khi hàng được dịch chuyển từ cao xuống thấp. Trường hợp tàu đã đầy hàng thì có thể áp dụng phương pháp đổi chỗ hai lô hàng có cùng thể tích nhưng trọng lượng khác nhau. Lúc đó w chính là độ chênh lệch trọng lượng giữa hai khối hàng còn h sẽ là khoảng cách giữa trọng tâm của hai khối hàng này. Trường hợp xếp hoặc dỡ một lô hàng có trọng lượng là "w" vào một vị trí nào đó thì chiều cao thế vững sẽ thay đổi một lượng bằng: w× h ∆GM = D±w Trong đó: h là khoảng cách giữa trọng tâm lô hàng với trọng tâm G của tàu. Lấy dấu (+) nếu xếp thêm; Lấy dấu ( - ) nếu dỡ hàng 4. Nêu các bước dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh và các yêu cầu theo tiêu chuẩn ổn định IMO A.749 đối với phần diện tích phía dưới đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh. Dựng đường cong G0Z: Bước 1: Tính chiều cao trọng tâm KG, (xét đến ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng là KG0). Từ lượng dãn nước tra vào Cross Curves ứng với các góc nghiêng để xác định KN. Bước 2: Lập biểu tính với các góc nghiêng: θ Sinθ 1 KN 2 KG0. Sinθ 3 GZ 4= 2-3 10 0.174 15 0.259 20 0.342 25 0.423 30 0.500 35 0.574 40 0.643 45 0.707 50 0.766 60 0.866 75 0.966 90 1.000 Bước 3: Dựng đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh. Bước 4: Đánh giá ổn định thông qua đồ thị (tính diện tích dưới đường cong GZ). Sử dụng quy tắc Simpson số 1: * A(40o) = 1a/3 (GZ1 + GZ2 x 4 + GZ3 x 2 + GZ4 x 4 + GZ5) m-độ . = A(40o) m-độ/ 57o3 (m-rad). Trong đó 1a là khoảng chia theo hình 3.18 là 10o một. GZ1-5 là độ lớn của GZ tại các góc nghiêng 0o,10o,20o,30o,40o. *A(30o – 40o) = 1b/3 (GZ4 + GZ4' x 4 + GZ5) m-độ. = A(30o – 40o) m-độ / 57o3 (m-rad) Trong đó 1b là khoảng chia theo hình 3.18 có giá trị 5o một. GZ4, GZ4', GZ5 là độ lớn của GZ tại các góc nghiêng 30o, 35o, 40o. Các diện tích khác có thể tính tương tự Ta cũng có thể tính diện tích dưới cánh tay đòn GZ một cách gần đúng bằng cách tính các diện tích tam giác và hình thang. (Ví dụ diện tích giữa khoảng 20 o và 40o là hình thang, diện tích còn lại tính theo diện tích tam giác). Tiêu chuẩn ổn định IMO A.167: a. Diện tích dưới cánh tay đòn ổn định (đường cong GZ) không nhỏ hơn 0,055 m-rad tính đến góc nghiêng 300 và không nhỏ hơn 0,090 m-rad khi tính tới góc nghiêng 40 0 hoặc góc ngập nước nếu góc này nhỏ hơn 40o. Ngoài ra, phần diện tích dưới đường cong GZ nằm giữa góc nghiêng 30 o và 40o hoặc góc ngập nước nếu góc này nhỏ hơn 40o không được nhỏ hơn 0,030 m-rad. b. Độ lớn của cánh tay đòn GZ tối thiểu phải bằng 0,20 m tại góc nghiêng bằng hoặc lớn hơn 30o. c. Cánh tay đòn ổn định tĩnh GZ phải đạt giá trị cực đại tại góc nghiêng tốt nhất là vượt quá 30o nhưng không được nhỏ hơn 25o. d. Chiều cao thế vững ban đầu sau khi đã hiệu chỉnh ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng GoM không được nhỏ hơn 0,15 m. 5. Nêu khái niệm, định nghĩa mớn nước biểu kiến, mớn nước thật của tàu. Trình bày mối quan hệ giữa mớn nước biểu kiến với mớn nước thật trong trường hợp tàu chúi lái. phải hiệu chỉnh số đọc mớn nước: + Do tàu nghiêng, chúi dẫn đến số đọc mớn nước tại hai mạn tàu không bằng nhau. d ' FS + d ' FP d'F = 2 Trong đó: d'FS: Là mớn nước biểu kiến mạn phải d'FP: Là mớn nước biểu kiến mạn trái + Do thước mớn nước của tàu không trùng với các đường vuông góc hoặc mặt phẳng sườn giữa và tàu bị chúi (có hiệu số mớn nước). Từ hình 3.4 ta thấy: dF = d'F ± ΔdF ΔdF = lF x tgφ dF = d'F ± lF x tgφ Trong đó φ là góc chúi của tàu. d'F − d' A d'F − d' A tgϕ = = ld LBP − (lF + lA) Hiệu số mớn nước biểu kiến: t' = d'F - d'A Từ các công thức trên ta có mớn nước thực tại các đường vuông góc và mặt phẳng sườn giữa là: dF = d ' F ± lF × t ' LBP − (lF + lA) dA = d ' A ± lA × t ' LBP − (lF + lA) d ⊗ = d '⊗ ± l ⊗ × t' LBP − (lF + lA) * lF , lA,, l ⊗ : là khoảng cách từ các thước mớn nước mũi, lái tới các đường vuông góc trước, sau và mặt phẳng sườn giữa. Các giá trị này cho trong hồ sơ tàu, phần Hiệu chỉnh số đọc mớn nước. Chú ý: Việc lấy dấu (+) hoặc (-) trong các công thức trên tuỳ thuộc vào vị trí của các thước mớn nước so với các đường vuông góc và tuỳ thuộc vào chiều chúi của tàu. 6. Nêu khái niệm, định nghĩa mớn nước biểu kiến, mớn nước thật của tàu. Trình bày mối quan hệ giữa mớn nước biểu kiến với mớn nước thật trong trường hợp tàu chúi mũi. 7. Nêu cấu tạo vòng tròn đăng kiểm và dấu chuyên chở của tàu biển. Ý nghĩa của các dấu chuyên chở này là gì? Deck line 300mm LT LS LW LWNA LTF LF TF F R V 25mm T S W WNA 540mm 540mm 450mm 240mm Summer Freeboard 8. Nêu cấu tạo, cách sử dụng đồ thị “Lượng thay đổi mớn nước mũi/lái khi nhận/dỡ 100 tấn hàng”. Cho ví dụ cụ thể. bảng điều chỉnh mớn nước mũi lái khi xếp (dỡ) 100 tấn hàng: Cấu tạo của thước: - Trục ngang biểu thị các vị trí xếp hàng theo chiều dài tính toán của tàu. - Trục đứng cho các giá trị lượng biến đổi mớn nước mũi, lái. - Tại một lượng dãn nước nhất định có một cặp mớn nước chuẩn. Với cặp mớn nước chuẩn này, một đường dùng để xác định lượng biến đổi mớn mũi d i(F) và một đường dùng để xác định lượng biến đổi mớn lái di(A). Cách sử dụng : Tại vị trí lô hàng, dóng xuống cặp mớn nước chuẩn. Đường này sẽ cắt cặp mớn nước chuẩn này tại các điểm tương ứng. Dóng các điểm này sang phía trục đứng để tìm lượng thay đổi mớn nước mũi, lái. Khi đó Mớn nước mũi, lái mới sẽ bằng mớn nước mũi, lái ban đầu cộng hoặc trừ lượng lượng biến đổi mớn nước vừa tra được. 9. Trình bày khái niệm và cách xác định mớn nước tương đương từ mớn nước thật của tàu. dF + 6d ⊗ +dA dM = 8 - Mớn nước tương đương deqv (Corresponding Draft hoặc Equivalent Draft): Trong bảng thủy tĩnh, các giá trị lượng dãn nước (Disp.), mớn nước, hoành độ tâm F của mặt phẳng đường nước (LCF) cũng như các thông số khác được cho trong trường hợp tàu ở tư thế cân bằng mũi lái. Tuy nhiên, để xác định được lượng dãn nước của tàu thông qua bảng thủy tĩnh trong điều kiện có hiệu số mớn nước (Trim - t) thì ta phải tiến hành hiệu chỉnh ảnh hưởng của hiệu số mớn nước đến mớn nước trung bình đã tính đến độ uốn võng để xác định được mớn nước tương đương (deqv) với lượng dãn nước cần tìm. deqv = dM + Δd Trong đó : Δd = Δd1 + Δd2. là số hiệu chỉnh mớn nước do ảnh hưởng của hiệu số mớn nước. Δd1 là số hiệu chỉnh để đưa mớn nước trung bình về tâm F của mặt phẳng đường nước. Δd2 là số hiệu chỉnh Nê mô tô (Do hình dáng vỏ bao thân tàu làm tăng giá trị mớn nước khi có hiệu số mớn nước t). deqv = dM + Δd1 + Δd2 (**) Tại một lượng dãn nước nhất định, tâm F của mặt phẳng đường nước là một điểm cố định. Để thay đổi tư thế, tàu sẽ quay quanh tâm F. Khi tàu cân bằng mũi lái, mớn nước tại tâm F bằng với các mớn nước khác của tàu. Khi tàu có hiệu số mớn nước, tuỳ thuộc vào vị trí của tâm F so với mặt phẳng sườn giữa mà mớn nước tại F sẽ khác với mớn nước trung bình tại mặt phẳng sườn giữa một giá trị nào đó. Có thể tính toán Δd1 (Đưa mớn nước trung bình về mớn nước tại F) từ hình 3.6 như sau: Δd1 = EF x tgφ = LCF x tgφ. (Xem hình 3.6) Xét tam giác ABC ta thấy đây là tam giác đồng dạng với tam giác HEF. AB t tgϕ = = BC LBP LCF- Longitudinal Centre of Floatation: Hoành độ trọng tâm mặt phẳng đường nước. Trường hợp này LCF được tính so với mặt phẳng sườn giữa. Khi đó LCF × t (m), ( ft ) LBP Δd1 mang dấu (+) khi F nằm phía sau mặt phẳng sườn giữa và tàu chúi lái. F nằm phía trước mặt phẳng sườn giữa và tàu chúi mũi. Δd1 mang dấu (-) khi F nằm phía sau mặt phẳng sườn giữa và tàu chúi mũi. F nằm phía trước mặt phẳng sườn giữa và tàu chúi lái. Δd2 là số hiệu chỉnh Nê mô tô. Số hiệu chỉnh này luôn dương và được tính như sau: ∆d 1 = Tính Δd2 : 1 LBP t2 MTCdM + a − MTCdM − a ∆d 2 = × × × 2 TPC LBP × LBP 2a Trong đó: dM là mớn nước trung bình có tính đến ảnh hưởng võng ưỡn của tàu. a là số gia mớn nước so với mớn nước trung bình dM MTCdM + a ; MTCdM - a là mô men làm thay đổi 1cm hiệu số mớn nước tại mớn nước dM + a và dM - a. Để tiện tính toán, theo2 hệ mét thường lấy a = 0,5 m. 1 t ×thức ( MTC dM + 0.5 − MTCdM − 0.5) Khi đó có thể viết trên như sau: ∆d 2 =lại công × 2 TPC × LBP 1 LBP t2 MTCdM + 0.5 − MTCdM − 0.5 ∆d 2 = × × × 2 TPC LBP × LBP 2 × 0.5 Trong trường hợp tính theo hệ Feet, giá trị số gia mớn nước a được lấy là 6 inches. Như vậy công thức tính Δd2 sẽ là: 1 t 2 × (MTCdM + 6′′ − MTCdM − 6′′) (ft) ∆d 2 = × 2 TPI × LBP Thay các giá trị Δd1 và Δd2 vào công thức (**) ta sẽ tính được deqv. deqv chính là mớn nước tương đương với lượng dãn nước tra trong bảng thủy tĩnh. Hay nói cách khác, ta dùng d eqv để tra ra lượng dãn nước trong bảng thủy tĩnh. Lượng dãn nước này chỉ còn khác lượng dãn nước thực tế một lượng hiệu chỉnh tỷ trọng nước 10. Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi mớn nước của tàu khi dịch chuyển hàng trên tàu. - Dịch chuyển một lượng hàng có trọng lượng w theo chiều dọc tàu: Khi dịch chuyển hàng theo chiều dọc tàu, sẽ tạo ra mô men gây chúi Mc = w x l. Mô men này sẽ tạo ra một sự thay đổi về hiệu số mớn nước là: Δt = Mc / MCTC; Hay Δt = w x l / MCTC Trong đó w là khối lượng hàng dịch chuyển; l là khoảng cách dịch chuyển. Khi dịch chuyển hàng, tàu sẽ quay quanh tâm F cho đến khi cân bằng tại mớn nước mũi, lái mới. Cũng từ hình vẽ 24 ta có: LBP ∆dA = 2 ∆t 1 LCF = ∆t × ± LBP 2 LBP ± LCF × Lấy dấu (+) nếu F nằm phía trước mặt phẳng sườn giữa; Lấy dấu (-) nếu F nằm phía sau mặt phẳng sườn giữa. ΔdF = Δt - ΔdA Lúc đó mớn nước mũi lái mới sẽ là: dAmới = dAcũ ± ΔdA dF mới = dFcũ ± ΔdF Chú ý: lấy dấu (+) hay (-) đối với ΔdA và ΔdF là tuỳ theo chiều dịch chuyển hàng hóa. 11. Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi mớn nước của tàu khi xếp một lô hàng nhỏ (theo hệ mét). Trình bày cách xếp hàng mà mớn nước lái không thay đổi. - Xếp một lượng hàng có trọng lượng vừa phải: Lô hàng có trọng lượng vừa phải có nghĩa là lô hàng mà khi xếp xuống hoặc dỡ lên sẽ chỉ làm cho mớn nước của tàu thay đổi một vài cm. Trong trường hợp này, các giá trị TPC, MCTC, LCF... chỉ thay đổi một lượng rất nhỏ, có thể coi như vẫn giữ nguyên. Ta có thể tính toán theo hai bước sau: + Bước 1: Giả định xếp lô hàng có trọng lượng w lên tàu tại vị trí tâm mặt phẳng đường nước F. Khi đó không có sự thay đổi hiệu số mớn nước mà tàu chỉ bị tăng đều mớn một lượng bằng: w TPC + Bước 2: Dịch chuyển lô hàng đến vị trí dự định xếp hàng. Khi đó ta tiến hành tính toán như với bài toán dịch chuyển hàng ở trên. Ta có: w×l ∆t = MCTC l: khoảng cách từ vị trí dự định xếp hàng tới tâm F. ∆d = LBP ∆dA = 2 ∆t LBP ± LCF × ∆dF = ∆t − ∆dA Mớn nước mũi lái mới sẽ là: dAmới = dAcũ + Δd ± ΔdA; dFmới = dFcũ + Δd ± ΔdF Chú ý: - Lấy dấu (+) hay (-) là tuỳ thuộc vào vị trí xếp lô hàng. - Trường hợp dỡ hàng cũng làm tương tự, tuy nhiên ta phải trừ đi giá trị Δd. 12. Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi mớn nước của tàu khi xếp một khối hàng lớn (theo hệ mét). 13. Phân tích ảnh hưởng của hàng treo đến ổn định của tàu. 14. Viết công thức tính toán sự thay đổi GM của tàu khi tàu xả nước Ballast ra khỏi két Ballast của tàu. Bơm xả nước Ballast: Khi bơm vào hoặc xả ra một lượng nước Ballast có trọng lượng "w" tấn thì chiều cao thế vững thay đổi một lượng là : ∆GM = w ∆d ×d ± − GM 1 − z1 D±w 2 Xét dấu cho ΔGM: Trường hợp bơm vào: Nếu z1 < KG thì ΔGM > 0; Nếu z1 > KG thì ΔGM < 0. Trường hợp bơm ra: Nếu z1 < KG thì ΔGM < 0; Nếu z1 > KG thì ΔGM > 0. Trong đó : KG là chiều cao trọng tâm tàu trước lúc bơm xả Ballast. GM1 là chiều cao thế vững ban đầu. Z1 là chiều cao trọng tâm khối nước. Δd là lượng thay đổi mớn nước của tàu sau khi bơm xả ballast 15. Thiết lập công thức tính toán sự thay đổi GM của tàu khi tàu bơm thêm nước Ballast từ ngoài vào két Ballast của tàu. 16. Trình bày cấu tạo, cách sử dụng biểu đồ ứng suất để kiểm tra sức bền dọc thân tàu. Kiểm tra sức bền dọc thân tàu bằng biểu đồ ứng suất (Stress Diagram): Biểu đồ này dùng để kiểm tra mô men uốn của tàu . Trục tung biểu thị một nửa tổng số học mô men của các tải trọng thay đổi ( Mx /2) đối với mặt phẳng sườn giữa. Trục hoành biểu thị trọng tải của tàu. Đường 1-1 biểu diễn các giá trị mô men uốn trên mặt nước yên lặng. Đường 2-2 biểu diễn các giá trị của mô men uốn ở đỉnh sóng. Đường 3-3 biểu diễn các giá trị mô men uốn ở bụng sóng. Các đường 4-4 và 5-5 là giới hạn trên và dưới của mô men uốn cho phép. Từ giá trị DWT và Mx /2 ta tra vào biểu đồ sẽ được một điểm (A). - Nếu điểm A nằm trên đường 1-1 thì phương án tải trọng của ta là tối ưu, tàu không võng không ưỡn. - Khi điểm A nằm phía trên đường 1-1 thì tàu bị ưỡn (Hogging), còn khi điểm A nằm phía dưới đường 1-1 thì tàu bị võng (Sagging). - Nếu điểm A nằm trong vùng xanh (Green Band) thì phương án tải trọng là cho phép tuy nhiên cần phải đảm bảo việc tiêu thụ nhiên liệu, nước ngọt trong khi hành trình sẽ không làm cho điểm A di chuyển ra khỏi vùng xanh. - Nếu điểm A nằm tại vùng vàng (Yellow Band) thì phương án tải trọng của tàu không tốt. Tàu sẽ bị ưỡn nhiều (Hogging) nếu điểm A nằm giữa đường 2-2 và 4-4. Nguyên nhân là do hàng được phân bố nhiều ở hai đầu mũi và lái . Khi đó cần điều chỉnh hàng từ hai đầu về gần mặt phẳng sườn giữa để đưa điểm A vào vùng xanh. Tàu sẽ bị võng nhiều (Sagging) nếu điểm A nằm giữa đường 3-3 và 5-5. Nguyên nhân do hàng được phân bố nhiều ở giữa tàu. Khi đó cần phải điều chỉnh hàng từ giữa tàu ra hai đầu để đưa điểm A vào vùng xanh. - Vùng đỏ (Red Band) là các vùng nguy hiểm. Giá trị mô men uốn đã vượt quá giới hạn cho phép, khi đó phải tiến hành xắp xếp lại sơ đồ hàng hóa. Mx 2 4 Red Band Hogging 2 Y.B 1 A Mx 2 3 Green Band 4 Y.B 5 2 1 3 Red Band Sagging 5 Dwt Dwt H ình 3.29: Biểu đồ ứng suất. 17. Trình bày cách kiểm tra sức bền dọc thân tàu bằng phương pháp tính toán. Kiểm tra sức bền dọc thân tàu là tiến hành kiểm lực cắt (Shearing Force) và mô men uốn (Bending Moment) tại các mặt cắt ngang của tàu tại các trạng thái sóng biển khác nhau. Still Water Hogging Wave Sagging Wave Tàu nằm trên mặt nước yên lặng (Still Water) - Tàu nằm trên đỉnh sóng (Hogging) - Tàu nằm trên bụng sóng (Sagging) Để kiểm tra sức bền dọc thân tàu (Longitudinal Strength) người ta sẽ tính toán lực cắt và mô men uốn trên mặt nước yên lặng, sau đó vẽ đồ thị lực cắt, mô men uốn và so sánh các giá trị này với giá trị cho phép theo thiết kế của tàu. Nếu giá trị tính được nằm trong khoảng cho phép thì phương án tải trọng là đạt yêu cầu. Với mỗi con tàu, người ta sẽ chọn một số mặt cắt quan trọng (tại các sườn tàu - Frame No.???) và tính sẵn các giá trị cho phép đối với lực cắt (SF) và mô men uốn (BM) ở các điều kiện "Ocean going" và "In Harbour", đồng thời lập các biểu tính mẫu cho trong hồ sơ tàu để tiện tính toán. Cách tính lực cắt (SF- Shearing Force) và Mô men uốn (BM-Bending Moment) tại mỗi mặt cắt như sau: SF = W - B BM = Mw - Mb Trong đó : W : là trọng lượng tại mặt cắt B : là lực nổi tại mặt cắt Mw: là mô men uốn gây ra bởi trọng lượng (đối với mặt cắt). Mb: là mô men uốn gây ra bởi lực nổi (đối với mặt cắt). W = Wl + Wd Mw = Mwl + Mwd Trong đó: Wl : là trọng lượng tại mặt cắt trong điều kiện tàu không. Wd : là trọng lượng của các tải trọng thay đổi (không bao gồm trọng lượng tàu không). Mwl: là mô men uốn bởi trọng lượng trong điều kiện tàu không. Mwd: là mô men uốn bởi các tải trọng thay đổi (không bao gồm trọng lượng tàu không). * Đường vuông góc mũi (FP) hoặc đường vuông góc lái (AP) là đường cơ sở cho việc tính mô men. Khi đó : SF = Wd + (Wl - B) BM = Mwd + (Mwl - Mb) Người ta đặt Sn = (Wl - B) Bn = (Mwl - Mb) Các giá trị Sn, Bn được tính sẵn và lập thành bảng đối với từng mặt cắt (Frame No) đã chọn sẵn để kiểm tra và cho trong hồ sơ tàu dựa trên cơ sở là lượng dãn nước. Các giá trị Wd và Mwd sẽ được tính bởi Sĩ quan của tàu theo biểu tính trong hồ sơ tàu với các giá trị tải trọng thực tế tại các mặt cắt (Frame No) chọn sẵn. Sau khi tính được SF và BM với mỗi mặt cắt, so sánh với các giá trị lực cắt và mô men uốn cho phép đồng thời tiến hành vẽ đồ thị SF và BM. Giá trị mô men uốn và lực cắt cho phép được cho trong hồ sơ tàu (Allowable Value). Nếu SF và BM nằm trong khoảng cho phép thì phương án tải trọng là đạt yêu cầu 18. Đường cong hoành giao là gì? Nêu cấu tạo, cách sử dụng bảng và đồ thị đường cong hoành giao 19. Mô tả hiện tượng đổ mồ hôi thân tàu và mồ hôi hàng hoá. Nêu nguyên nhân và cách khắc phục. Mồ hôi thân tàu (ship's sweat): là hiện tượng có những hạt nước bám vào các thành, vách, trần hầm hàng, các khoang chứa hàng. - Hiện tượng mồ hôi thân tàu xảy ra khi điểm sương của không khí trong hầm hàng vượt quá nhiệt độ của các phần cấu trúc của tàu. - Hiện tượng mồ hôi thân tàu thường xảy ra khi tàu hành trình từ vùng nóng tới các vùng lạnh hơn. Nguyên nhân: Khi tàu chạy từ một cảng ở vùng nóng đến vùng có nhiệt độ lạnh hơn, thì nhiệt độ bên ngoài tàu dần dần giảm xuống làm cho nhiệt độ của thành, vách hầm hàng cũng giảm dần cho đến khi thấp hơn nhiệt độ điểm sương của không khí trong hầm hàng thì sẽ làm phát sinh các giọt nước bám trên thành, vách hầm hàng gọi là mồ hôi thân tàu hay mồ hôi hầm hàng. Nếu nhiệt độ bên ngoài giảm xuống đột ngột trong khi nhiệt độ không khí bên trong hầm vẫn còn giữ ở một mức khá cao thì sẽ tạo một lượng mồ hôi rất lớn làm ẩm ướt, ảnh hưởng chất lượng hàng hóa. 1.5.2.2. Mồ hôi hàng hóa (Cargo sweat) Là hiện tượng có những hạt nước bám trên bề mặt hàng hóa. Hiện tượng mồ hôi hàng hóa có thể xảy ra khi tàu hành trình từ vùng lạnh sang những vùng có khí hậu nóng hơn. * Nguyên nhân: Khi tàu chạy từ một cảng vùng lạnh đến vùng có nhiệt độ cao hơn, độ ẩm không khí lớn hơn thì nhiệt độ và độ ẩm không khí trong hầm hàng cũng sẽ tăng lên tương ứng. Tuy nhiên vì nhiệt độ của bản thân hàng hóa tăng chậm hơn so với nhiệt độ không khí trong hầm hàng nên sẽ xuất hiện tình huống nhiệt độ điểm sương không khí trong hầm cao hơn nhiệt độ của bản thân hàng hóa dẫn đến kết quả làm phát sinh mồ hôi trên bề mặt hàng hóa (gọi là mồ hôi hàng hóa). * Sự lưu thông không khí & nhiệt độ trong hầm: Hầm tàu có cấu trúc kín, toàn bằng sắt thép, nó luôn bị tác động bởi điều kiện môi trường bên ngoài. + Khi hành trình từ vùng lạnh sang vùng nóng thì vỏ tàu dần dần bị nung nóng lên dưới tác động của môi trường và trong hầm sẽ xuất hiện luồng không khí nóng có xu hướng di chuyển từ vỏ tàu vào trong hầm tức không khí nóng hơn sẽ đưa độ ẩm vào trong hầm. + Khi từ vùng nóng sang vùng lạnh hơn thì hiện tượng xảy ra ngược với trường hợp trên. (trường hợp này hay xảy ra hiện tượng mồi hôi thân tàu) 20. Trình bày các nguyên tắc thông gió hầm hàng trong quá trình vận chuyển. Các phương pháp thông gió thông gió. Nguyên tắc thông gió Hàng hóa xếp trong hầm có thể bị hư hỏng bởi các hiện tượng mồ hôi thân tàu và mồ hôi hàng hóa và các tác động xấu khác của nhiệt độ và độ ẩm không khí trong hầm trong quá trình hành trình của tàu qua các vùng có các đặc trưng khí hậu khác nhau. Trong điều kiện cho phép việc thông gió hầm hàng đúng lúc kịp thời và phù hợp đối với tính chất mỗi loại hàng giúp ra có thể ngăn ngừa hoặc hạn chế được hư hỏng hàng có thể xảy ra. Để tiến hành thông gió hay không thông gió cần dựa trên hai nguyên tắc cơ bản sau: - Có thể tiến hành thông gió hầm hàng bằng không khí bên ngoài nếu điểm sương không khí ngoài hầm nhỏ hơn hoặc bằng điểm sương không khí trong hầm. - Không được thông gió hầm hàng bằng không khí ngoài trời nếu điểm sương không khí bên ngoài lớn hơn điểm sương không khí trong hầm. * Ngoài hai nguyên tắc cơ bản trên cùng với sự theo dõi không khí trong và ngoài hầm ta còn phải xét đến tính chất của loại hàng hóa trong hầm mà đề ra biện pháp thông gió hữu hiệu. Xét về mặt ảnh hưởng của môi trường xung quanh thì hàng hóa được chia làm hai loại chính như sau: - Hàng có tính hút ẩm (Hygroscopic Cargo): chủ yếu là các loại hàng gốc thực vật như các loại ngũ cốc, các loại bột ngũ cốc, bông, gỗ, thuốc sợi...các loại hàng này dễ bị sự tác động của độ ẩm, chúng có thể hút ẩm, giữ ẩm và tỏa hơi ẩm. Hàng hút ẩm gây ra hiện tượng mồ hôi thân tàu khi nhiệt độ thay đổi, nhất là khi chở hàng từ vùng nóng sang vùng lạnh hơn. Đặc biệt hiện tượng này xảy ra mạnh khi nhiệt độ bên ngoài giảm đột ngột. - Hàng không hút ẩm (Non - hygroscopic cargo): là các loại hàng gốc từ các vật liệu cứng như các sản phẩm sắt thép, máy móc, các đồ bằng đất nung, các hàng hóa đóng thùng, đóng hộp... + Các loại hàng này dễ bị tác động bởi hiện tượng mồ hôi hàng hóa gây han gỉ, bẩn, làm biến màu...dẫn đến hư hỏng đặc biệt khi chở hàng từ vùng lạnh sang vùng nóng hơn. * Từ hai nguyên tắc thông gió và hai loại nhóm hàng cơ bản trên có 4 trường hợp đặc trưng sau cần đặc biệt lưu ý khi tiến hành thông gió hầm hàng. a. Đối với hàng hút ẩm: - Hành trình từ vùng lạnh sang vùng nóng (Cold to warm voyage): lúc đầu điểm sương không khí trong hầm thấp hơn điểm sương không khí ngoài hầm. Trong quá trình chuyển dần về vùng nóng điểm sương không khí trong hầm cao dần lên nhưng chưa đạt đến hoặc lớn hơn điểm sương không khí ngoài hầm thì không cần thiết thông gió. Tại thời điểm mở hầm hàng tại cảng dỡ sự ngưng tụ có thể xuất hiện trên bề mặt hàng (mồ hôi hàng hóa) nhưng sẽ mất đi khi hàng hóa được dỡ khỏi hầm hàng. - Hành trình từ vùng nóng sang vùng lạnh: Theo mức độ chuyển dần tới vùng lạnh nhiệt độ và điểm sương không khí bên ngoài thấp dần và làm lạnh các mạn và boong tàu dẫn đến sự ngưng đọng hơi nước tại các mặt trong thân tàu. Hàng hút ẩm trong điều kiện này sẽ tỏa ẩm mạnh. Trường hợp này cần thông gió hầm hàng liên tục với cường độ càng mạnh càng tốt ngay từ khi chớm vào vùng lạnh. Đây là trường hợp khó khăn để tạo được sự thông gió thoả mãn nhất là khi điểm sương bên ngoài quá thấp. b. Đối với hàng không hút ẩm -Hành trình từ vùng lạnh sang vùng nóng (Cold to warm voyage). Trường hợp này nhiệt độ của hàng thấp hơn điểm sương không khí bên ngoài nhiều nên không được thông gió. Nếu thông gió không khí nóng ẩm từ bên ngoài vào sẽ gây ngưng tụ hơi nước làm hư hỏng hàng. - Hành trình từ vùng nóng tới vùng lạnh: Trường hợp này mồ hôi thân tàu chắc chắn xảy ra nhưng hàng hóa không bị ảnh hưởng trừ khi sự ngưng đọng ở các thành vách, trần (chảy) nhỏ giọt vào hàng. Việc thông gió ở mức độ bình thường. 1.6.2. Mục đích và phương pháp thông gió: 1.6.2.1. Mục đích thông gió hầm hàng: - Làm giảm nhiệt độ hầm hàng, giữ cho hàng hóa không bị hỏng vì nóng. - Làm nhiệt độ điểm sương không khí trong hầm hàng thấp hơn nhiệt độ thành, vách hầm và nhiệt độ trên bề mặt của hàng hóa để tránh mồ hôi hầm hàng gây ẩm ướt hàng hóa. - Làm lưu thông không khí để giảm hư hỏng đối với những loại hàng dễ bị biến chất hoặc thối rữa do thiếu không khí. - Đề phòng hàng tự cháy. - Thải khí độc, hôi, ô nhiễm trong hầm hàng ra ngoài. 1.6.2.2.Phương pháp thông gió: *Thông gió tự nhiên: - Muốn cho không khí trong hầm thoát ra mà (hạn chế) không cho không khí bên ngoài vào hầm ta quay các miệng ống thông gió xuôi theo chiều gió để không khí trong hầm thoát ra. - Muốn cho không khí trong và ngoài hầm lưu thông tuần hoàn, ta quay một miệng ống ngược chiều gió còn miệng ống kia xuôi theo chiều gió. Lưu ý rằng thông gió không đúng còn hại hơn là không thông gió. Cũng phải thấy rằng thay đổi hướng thông gió so với hướng gió sẽ làm thay đổi rất nhiều lượng gió vào trong hầm. Hướng chạy của tàu so với hướng gió cũng ảnh hưởng đến dòng không khí. * Thông gió cơ học: - Trên một số tàu tại các ống thông gió có lắp các quạt gió 2 chiều, ta có thể tiến hành cho đẩy không khí ra hoặc hút không khí từ ngoài vào theo ý muốn và cường độ hay lưu lượng gió vào, ra cũng có thể thực hiện được đối các chế độ tốc độ của quạt. * Thông gió nhân tạo có thể chủ động trong mọi tình huống không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết bên ngoài mà có hiệu quả cao so với các phương pháp khác. Hệ thống thông gió nhân tạo cho phép tạo được nhiệt độ và độ ẩm không khí đưa vào hầm theo ý muốn. Hệ thống này thường được lắp đặt cố định trên các tầu chuyên dụng 21. Trình bày cách xác định lượng dãn nước của tàu bằng phương pháp giám định mớn nước. d + d⊗ dA + dF d + d⊗ , d M /M = M , d Final − mean = d Q / M = M / M 2 2 2 4.3.1.5. Tra lượng giãn nước từ mớn trung bình cuối (D1) dM = Lấy giá trị mớn nước trung bình cuối cùng đưa vào bảng thủy tĩnh ta sẽ tra được giá trị lượng giãn nước tương ứng với nước trung bình cuối cùng (Cần tính thêm một lượng giãn nước nội suy nếu như giá trị mớn nước trung bình cuối cùng có thêm phần lẻ) . Tính các số hiệu chỉnh do tàu chúi (Trim Correction): có hai số hiệu chỉnh + Số hiệu chỉnh thứ nhất: (Trim Corr. 1) ∆D1 = LCF × t ×100 × TPC LBP LBP: chiều dài tính toán của tàu t (trim) : hiệu số mớn nước của tàu Dấu của số hiệu chỉnh thứ nhất được xét theo bảng sau: dM dZ Tâm F trước ⊗ Tâm F ở sau ⊗ Tàu chúi lái - + Tàu chúi mũi + - + Số hiệu chỉnh thứ hai (NEMOTO) (Trim Corr. 2) ∆D2 = 50 × dM t2 × dZ LBP dM đó dZ Trong là sự thay đổi mô men chênh mớn nước. Thông thường người ta lấy dZ = 1m và dM được tính như sau: dM = MCTC1 - MCTC2 trong đó MCTC1 là giá trị mô men làm thay đổi 1cm hiệu số mớn nước của tàu được tra từ bảng thuỷ tĩnh tại mớn nước lớn hơn mớn nước hiện tại (dTB) của tàu 0.50m và MCTC2 được tra tại mớn nước nhỏ hơn mớn nước hiện tại (d TB) 0.50m (dTB + 0,5 → tra bảng thuỷ tĩnh được MCTC1 dTB - 0,5 → tra bảng thuỷ tĩnh được MCTC2) Lượng dãn nước của tàu sau khi đã hiệu chỉnh tàu chúi là D2 = D1 ± ∆D1 + ∆D2 22. Trình bày cách tính toán chiều cao khoảng trống thực, chiều cao lớp dầu thực. Cách xác định khối lượng chất lỏng trong két bằng các TANK TABLE cho trong hồ sơ tàu. Phía mũi Ống đo h tr đo Phía lái htr thực Δh hn đo h dầu h nước thực (hn thực) hn đo l L/2 Hình 4.8: Vị trí ống đo và cách tính toàn chiều cao khoảng trống thực Gọi chiều dài của két là L . Khoảng cách từ ống đo đến một vách két là l. Chiều cao khoảng trống đo được là htr đo. Chiều cao khoảng trống thực là htr thực. Hiệu số mớn nước của tàu là t. Chiều dài tính toán của tàu là LBP. Δh là số hiệu chỉnh chiều cao khoảng trống do ảnh hưởng của hiệu số mớn nước. Khi đó Δh được tính như sau: ( L/2 - l ) x t Δh = LBP htr thực = htr đo ± Δh Dấu của Δh được xét như sau: Lấy dấu (+) cho Δh khi ống đo nằm cùng chiều với chiều chúi của tàu. Lấy dấu (-) cho Δh khi ống đo nằm ngược chiều với chiều chúi của tàu. Trường hợp xác định lượng nước lẫn trong dầu: hn thực = hn đo ± Δh Tuy nhiên dấu của Δh sẽ là: Lấy dấu (+) cho Δh khi ống đo nằm ngược với chiều chúi của tàu. Lấy dấu (-) cho Δh khi ống đo nằm cùng chiều với chiều chúi của tàu. Trên thực tế, để tiện tính toán, trên tàu người ta lập các bảng hiệu chỉnh cho từng két hàng do ảnh hưởng của hiệu số mớn nước (Trim Correction Table). 23. Phân loại hàng nguy hiểm và những chú ý khi xếp, dỡ, vận chuyển? Theo Công ước quốc tế về bảo vệ sinh mạng con người trên biển SOLAS 74 và Bộ luật vận chuyển hàng nguy hiểm ( IMDG - CODE ), người ta phân hàng nguy hiểm làm 9 loại và có hướng dẫn cụ thể về cách vận chuyển, bốc dỡ bảo quản ... - Loại 1: Chất nổ (Explosive Substances or Articles) - Loại 2: Các chất khí (Gases) 2.1 Các chất khí dễ cháy (Flammable Gases) 2.2 Các chất khí không cháy, không độc (Non-Flammable, Non-Toxic Gases) 2.3 Các chất khí độc (Toxic Gases) - Loại 3: Chất lỏng dễ cháy (Flammable Liquids) - Loại 4: Chất rắn nguy hiểm (Dangerous Solid) 4.1 Các chất rắn dễ cháy (Flammable Solids) 4.2 Các chất rắn dễ cháy và tự cháy (Substances liable to spontaneous Combustion) 4.3 Các chất rắn tiếp xúc với nước thì sinh ra khí dễ cháy (Substances which, in contact with water, emit flammable gases) - Loại 5: Các chất ôxít và peroxit hữu cơ: (Oxidizing Substances and Organic Peroxides). 5.1 Các chất ôxít dễ cháy 5.2 Các peroxit hữu cơ dễ cháy. Loại 6: Các chất độc hoặc gây nhiễm độc(Toxic Substances or Infectious). - Loại 7: Các chất phóng xạ (Radio active Materials) - Loại 8: Các chất ăn mòn (Corrosive Substances) - Loại 9: Các chất và vật phẩm nguy hiểm khác (Miscellenious Dangerous Substances and Article) - Các chất gây ô nhiễm biển (Marine Pollutant) 24. Nêu các loại container và các kích thước tiêu chuẩn thường gặp trong vận tải biển. Mô tả và cho ví dụ về sơ đồ tổng quát (General plan); sơ đồ “bay” (Bay Plan) của tàu container chuyên dụng. Phân loại Container: - Container thông thường. - Container lạnh (Reefer Container). - Container hàng lỏng ( Liquid tank Container). - Container hở mạn, hở đỉnh... ( Open side, open top Container...) - Các loại Container đặc biệt khác. * Kích thước Container: Kích thước Container được tiêu chuẩn hóa theo ISO như sau Ký hiệu Kích thước -Feet, (met) L 1A 1B 1C 1D 40' 30' 20' 10' B (12,192) (9,144) (6,096) (3,408) 8' 8' 8' 8' H (2,438) (2,438) (2,438) (2,438) 8' 8' 8' 8' (2,438) (2,438) (2,438) (2,438) Trọng lượng cả bì (Tấn) 30,5 25,4 20,3 10,2 Sơ đồ hàng hóa tàu Container bao gồm một sơ đồ tổng quát (General Plan) và các Sơ đồ Bay (Bay Plan). Người ta thường dùng màu sắc để thể hiện các Container xếp (dỡ) tại các cảng khác nhau, trên đó có ghi ký hiệu tên cảng. Trên sơ đồ Bay, thường thể hiện chi tiết hơn thông tin về hàng hóa như: số hiệu các container trong Bay, trọng lượng cả bì, trọng lượng tịnh, tên cảng xếp cảng dỡ.... Để xác định được vị trí của một Container trên tàu, người ta dùng ba thông số Bay, Row, Tier để xác định: - Bay: là hàng Container theo chiều ngang của tàu. Bay được đánh số là các số lẻ từ mũi về lái (01,03,05,07,09....). Tuỳ theo thiết kế của tàu, tuy nhiên, với các Bay đánh số lẻ thì thường chỉ phục vụ cho việc xếp các Container 20'. Còn nếu đánh số cả lẻ và chẵn thì Bay đó có thể xếp cả Container 20' và 40'. Ví dụ: Bay 05 06 07 thì có thể xếp một Container 40' hoặc hai Container 20'. Hải Phòng, ngày 27 tháng 8 năm 2012 TRƯỞNG BỘ MÔN |
