XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG NEO

 

 

 

Trọng lượng của neo cũng như các thông số cơ bản của nó có thể được xác định theo Qui phạm cho những tàu được đóng dưới sự giám sát của Đăng kiểm thông qua đặc trưng cung cấp của thiết bị: EN (NC) hoặc được tính toán theo phương pháp lý thuyết cho những tàu được đóng ngoài Qui phạm.

 

 

 

Xác định trọng lượng neo theo lý thuyết
Phương pháp này dùng để tính toán thiết bị cho các tàu không nằm dưới sự giám sát của Đăng kiểm, hoặc những tàu có chiều sâu thả neo h >= 150 m.
Khi tính toán trọng lượng neo theo lý thuyết, người ta coi tàu như một bức tường chắn sóng: chịu tác dụng của sóng, gió, dòng nước chảy đến thành tàu mà vẫn giữ cho tàu đứng yên bởi các neo.
Khi tàu được neo bằng một neo, dưới tác dụng của ngoại lực, tàu sẽ tự quay sao cho tổng mô men của những ngoại lực đó với điểm O (hình 3.7) bằng không và thành phần hợp lực của chúng trong mặt phẳng nằm ngang trùng với thành phần T0 của lực căng cáp neo tàu, phương của hợp lực này tạo với mặt phẳng đối xứng tàu một góc γ.

 

Nếu gọi lực bám của neo là T0, thì điều kiện để tàu đứng yên khi chỉ có một neo là:
T0 >= R, kG.
trong đó: R – ngoại lực tác động lên thân tàu.
R = Rgió + Rsóng + Rd.nước, kG.
T0 = k.GN + a.f.q, kG.
với: k – hệ số bám của neo.
a – đoạn xích neo nằm trên mặt bùn ở đáy nền.
f – hệ số ma sát của xích neo với mặt bùn.
q – tải trọng rải (phân bố) của xích neo.
Để xác định từng thành phần ngoại lực này người ta cần phải biết hướng của gió và dòng chảy so vơí mặt phẳng đối xứng của tàu, tức cần biết các góc: α , ψ.

 

a. Sức cản gió RGIÓ
Giả sử hướng gió tác dụng hợp với mặt phẳng dọc tâm tàu góc α. Khi đó lực cản gió tính theo công thức:
RGIÓ = q.( S1.sinα + S2.cosα).CK , kG.
trong đó: CK = 0,8 – hệ số hứng gió.
S1, S2 – tương ứng là diện tích hình chiếu phần khô của vỏ tàu lên mặt phẳng đối xứng và mặt phẳng sườn giữa của tàu, m2.
q – áp lực gió tính toán trung bình tác dụng lên phần khô của thân tàu xác định theo bảng cấp gió Beaufor, kG/m2.

 

 

b. Sức cản nước RNƯỚC
Khi tàu đứng yên, dòng nước do thuỷ triều lên xuống cũng như dòng nước chảy đến từ thượng nguồn bao quanh thân tàu, ta coi như dòng nước đứng yên và tàu chuyển động với vận tốc bằng vận tốc dòng nước chảy đến đó.
Như vậy sức cản của nước tính theo công thức:
RNƯỚC = R1 + R2 , kG.
trong đó: R1 – sức cản của nước được tính như phần Động học tàu thuỷ.
R1 = RMS + RD, kG.
RMS, RD – là sức cản ma sát và sức cản dư của tàu, kG.
R2- sức cản của các phần nhô, kG, tính theo công thức:
R2 = 50.θ.DB2.vP
trong đó: θ = z.FZ /(Π.DB^2/4) – tỷ số đĩa của chong chóng.
DB – đường kính của chong chóng, m.
vP – tốc độ dòng nước chảy đến chong chóng, vP = 0,515.vN (1-w), m/s.

 

 

c. Sức cản của sóng RSÓNG
Sức cản của sóng được tính theo công thức:
RSÓNG = k.m.PN.cosΨ, kG.
trong đó: k = 0,25 – hệ số giảm chấn động dây neo.
m – số thân tàu.
PN – lực va đập của sóng, kG.
Ψ – góc giữa phương truyền sóng và mặt phẳng dọc tâm tàu, độ.
Lực va đập của sóng được xác định theo công thức:
PN = PZtb.SN.sinβ.sinβ.sinδ.sinδ , kG.
trong đó: SN – diện tích phần mũi tàu bị sóng phủ, m2.
β – góc nghiêng của sống mũi so với mặt phẳng nằm ngang.
δ – góc giữa phương truyền sóng và hướng diện tích vùng mũi bị phủ sóng (β, δ – xác định như hình 3.7).
PZtb- lực va đập sóng trung bình phụ thuộc vào chiều sóng (hS), bước sóng (λ), chiều sâu lớp nước quan sát được (h0)
Chú ý: h0 – được xác định khi lớp nước lặng, m.
Từ điều kiện đứng yên: To >= R với: T0 = (k.GN + a.f.q).n, ta có:
(k.GN + a.f.q). n >= R
trong đó: n – là số neo tàu.
q – trọng lượng đơn vị của xích neo được biểu diễn qua trọng lượng neo:
q = GN/k1 = 49 tới 50 cho tàu cấp C, D.
35 – 44 cho tàu cấp A, B.
40 – 48 cho tàu biển có GN <= 2000 kg.
48 – 50 cho tàu biển có Gr > 2000 kg.
Từ trên ta có: (k.GN + a.f.Gr/k1) >= R/ n hay GN = (k1. R)/ n.(k.k1 + a.f)
Vậy trọng lượng neo GN, kg xác định theo lí thuyết được tính theo công thức.

Xem thêm