Расчет чистой грузоподъемности
Расчет расстояния на переход
Используя «Таблицы морских расстояний» находим расстояние между портами:
Lп = 4689 морских мили.
Находим ходовое время по формуле
tх = (S-Sуз) / (24 * Vгр) + (Sуз / (24 * Vуз)) (2.1)
где Vгр - скорость судна в грузу
Vгр = 13,5 узлов
Sуз - протяженность узкостей
Vуз - скорость в узкостях
Vуз = 7,0 узлов
tх = (4689 - 417) / (24 * 13,5) + (417 / (24*7,0)) = 4272 / 324 + 417 / 168 = 13,18+ 2,48 = 15,66 = 16 суток.
Рассчитываем запасы на рейс
Исходя из полученного времени, рассчитываем количество топлива, воды и провизии на рейс:
Рт = Кшт qxт tх (2.2)
Pв = Кшт qxв tх
где qxт, qxв - суточный расход топлива и воды на ходу, т/сут;
Кшт - штормовой запас
Кшт = 1,2
qxт = 21,5 т/сут Рт = 1,2 * 21,5 * 16 = 412,8 т
qxв = 6,0 т/сут Pв = 1,2 * 6,0 * 16 = 115,2 т
Мзап = Рт + Pв = 412,8 + 115,2 = 528,0 т
Рассчитываем чистую грузоподъемность
∆ч = ∆w - Мзап (2.3)
где ∆ч - чистая грузоподъемность; ∆w = 7015т - дедвейт
∆ч = 7015 - 528 = 6487,0 т
Принимаем чистую грузоподъемность ∆ч =6487 т.
Расчет крепления палубного груза
Для расчета креплений палубного груза используются гибкие средства крепления: стальные тросы, цепи, проволока, такелажные скобы, талрепы. В нашем случае будем использовать скобы, талрепы, зажимы и стальные тросы.
Гибкие крепления должны удовлетворять условию:
Qн = qFнmax, (3.1)
где Qн - разрывное усилие найтова;
q - коэффициент запаса прочности для стального троса(q = 3, если груз установлен на верхней открытой палубе);
Fнmax - наибольшее растягивающее усилие от бортовой или килевой качки.
Поскольку груз закреплён на палубе и троса натянуты под углом 30º к палубе, Fнmax найдём по формуле:
|
|
Fнmax = Fy/cos30º. (3.2)
Составляющая Fy есть сумма сил, действующих на палубный груз:
Fy = Py + Py' + Py'', (3.3)
где Py - сила, действующая на груз при качке (θ = 30º);
Py' - сила давления на боковую поверхность груза;
Py'' - усилие от удара волн (гидравлические удары волн).
Py найдём по формуле:
Py = 0,5m[9,8 + (39,5(z + r0)/T12)] (3.4)
Z - расстояние от главной поалубы до ц.т. судна:
z = 5+ 0,5hгр (3.5)
Зная, что hгр = 4 м, получим:
z = 5 + 0,5 * 4 = 5 + 2= 7,0 м
r0 - полувысота волны:
r0 = (1/4)hгр (3.6)
r0 = 4/4 = 1,0 м
Период качки T1 выразим из формулы метацентрической высоты судна
h0 = (KB/T1) 2:
T1 = КВ/√ h0 (3.7)
Зная, что B = 19,2 м, К = 0,78 (для нашего судна) и h0 = 1,6 м, получим:
T1 = 0,78*19,2/√1,6 = 11,8 с.
Зная r0 = 1,0 м, z = 7,0 м, T1 = 11,8 с, и m = 35 т, найдём Py:
Py = 0,5*35*[9,8 + (39,5*(7 + 1)/11,82)] = 211,2 кН
Найдём Py' по формуле:
Py' = 1,5 * Sy (3.8)
где Sy = hгр2 - площадь подветренной стороны груза.
Получаем:
Py' = 1,5 * 42 = 24 кН
Py'' найдём по формуле:
Py'' = p * S'y, (3.9)
где S'y - половина площади подветренной стороны груза:
S'y = Sy /2, (3.10)
S'y = 16 /2 = 8 м2
p - сила удара волны, которая зависит от высоты заливания hв:
hв = hгр /2 (3.11)
hв = 4/2 = 2 м
При hв = 2 м, p = 17,6 кН/м. Зная S'y = 8 м2 находим Py''.
Py'' = 17,6 * 8 = 140,8 кН
Найдём Fy по формуле (9.3):
Fy = Py + Py' + Py'' = 211,2 + 24 + 140,8 = 376,0 кН
Найдём Fнmax по формуле (3.2):
Fнmax = 376,0/cos30º = 434,2 кН
Для подбора тросов, скоб, зажимов и талрепов найдём Qн по формуле (3.1):
Qн = qFнmax = 3*434,2 = 1302,6 кН
Исходя из полученных данных о разрывных усилиях найтова подходящие гибкие крепления по правилам 4-М.
Талрепы
Берём 8 талрепа. Тогда каждый из выбранных талрепов должен иметь допустимую нагрузку не менее полученного разрывного усилия.
|
|
Qн тал = 1302,6/8 = 162,83 кН
По таблице 13.3 выбираем талрепы:
Талреп 200-ОС-ВВ. Допустимая нагрузка 200 кН(20 тс). Основные размеры:
B = 150 мм, b = 68 мм, d = 60 мм, Lmax = 1247 мм, Lmin = 939 мм, L2 = 1239 мм,
l = 120,0 мм.
Канаты
Берём 8 канатов. Тогда каждый из выбранных канатов должен иметь разрывное усилие не менее полученного разрывного усилия.
Qн трос = 1302,6/8 = 162,83 кН
По таблице 13.1 выбираем канаты:
Канат типа ТЛК-О. Маркировочная группа 1666 МПа (170 кгс/мм2). Разрывное усилие не менее 376500 Н. Основные параметры: диаметр каната dk = 27 мм.
Скобы
Берём 16 скоб для 8 канатов. Тогда каждая выбранная скоба должна иметь допустимую нагрузку не менее полученной допустимой нагрузки.
Qн скоба = 1302,6/16 = 81,4 кН
По таблице 13.2 выбираем скобы:
Скоба СА-100. Допускаемая нагрузка 100 кН(10 тс). Основные размеры:
L = 268 мм, D = 130 мм, Hl = 362 мм, B = 90 мм, dl = 72 мм.
Зажимы тросовые
Берём 16 зажима для 8 канатов. Тогда каждый зажим должен соответствовать диаметру каната dk.
По таблице 13.4 выбираем зажимы:
Зажим марки 28. Диаметр каната dk = 25-28 мм. Основные размеры: А = 50 мм,
В = 42 мм, L = 86 мм, H = 110 мм, В = 30 мм, dl = М20, h = 35 мм.
Расчет факультативного груза
Определяем количество факультативного груза
Рф = ∆ч - Роб (4.1)
где Роб - вес обязательного груза
Роб = Ролифа + Ролово + Рз + Pпалуб. (4.2)
где Ролифа - вес перевозимой олифы;
Ролово - вес перевозимого олова;
Рз - вес перевозимого зерна;
Роб = 700 + 600 + 1200 + 1000 + 35 = 3535 т
Рф = 6487 - 3535 = 2952 т
Определяем объем обязательного груза
Vоб = μ * Роб (4.3)
V1об = μолифа * Роб1 = 1,75 * 700 = 1225 м³
|
|
V2об = μолово * Роб2 = 0,25 * 600 = 150 м³
Vоб = V1об + V2об (4.4)
Vоб = 1225 + 150 = 1375 м³
Определяем объем трюмов для факультативного груза
Vф = V - Vоб (4.5)
где V - суммарный объем трюмов №1, №2, №5
V = V1 + V2 + V5
Где V1 - объем трюма №1 V1 = 1600 м³;
V2 - объем трюма №2 V2 = 2400 м³;
V5 - объем трюма №5 V5 = 2560 м³;
V = 1600 + 2400 + 2560 = 6560 м³;
VФ = 6560 - 1375 = 5185 м³;
Определяем вес факультативного груза
Рф = Рткань + Рпров (4.6)
Vф = μткань * Рткань + μпров * Рпров (4.7)
Для полного и рационального использования грузоподъемности и грузовместимости судна решаем данную систему уравнений:
= Рткань + Рпров
5185 = 3,03* Рткань + 0,70 * Рпров
Получаем:
Вес ткани - Рткань = 1338,5 т;
Вес проволоки - Рпров = 1613,5 т;
Vткань = 4055,6 м³;
Vпров = 1129,4 м³.
Расчет аппликаты центра тяжести разнородного груза
Трюм №1
Олово Олифа Ткань
μолово = 0,25 м³/т; μолифа = 1,75 м³/т; μткань = 3,03 м³/т;
Ролово = 600 т; Ролифа = 700 т; Рткань = 74,2 т;
Vолово = 150 м³; Vолифа = 1225 м³; Vткань = 225 м³;
Zолово = 1,8 м; Zолифа = 4,5 м; Zткань = 8,3 м.
Объем трюма №1 = 1600 м³;
Аппликата ЦТ разнородного груза в трюме №1 находится по формуле:
Z1 = (Ролово *Zолово + Ролифа* Zолифа + Рткань* Zткань) / (Ролово + Ролифа + Рткань) (5.1)
Z1 = (600 * 1,8 + 700 * 4,5 + 74,2 * 8,3) / (600 + 700 + 74,2) = 3,53 м.
Трюм №2
Ткань
μткань = 3,03 м³/т;
Рткань = 792,1 т;
Vткань = 2400 м³;
Zткань = 4,5 м;
Объем трюма №2 = 2400 м³.
Аппликата ЦТ ткани в трюме №2 Z2 = 4,5 м;
Трюм №5
Проволока Ткань
μпров = 0,70 м³/т; μткань = 3,03 м³/т;
Рпров = 1613,5 т; Рткань = 472,2 т;
Vпров = 1129,4 м³; Vткань = 1430,6 м³;
Zпров = 3,2 м; Zткань = 5,1 м;
Объем трюма №5 = 2560 м³.
Аппликата ЦТ разнородного груза в трюме №5 находится по формуле:
5 = (Рпров * Zпров + Рткань * Zткань) / (Рпров + Рткань) (5.2)
5 = (1613,5 * 3,2 + 472,2 * 5,1) / (1129,4 + 472,2) = 4,73 м.
6. Расчет посадки, остойчивости к составлению грузового плана
Судно в полном грузу со 100% запасов.
Распределяем генеральный груз по трюмам с таким расчетом, чтобы обеспечить продольную прочность судна и дифферент наиболее близкий к оптимальному d= -0,5 -1,0 м на корму. Объем, занимаемый принятым грузом, в каждом трюме определяется по формуле:
= μ P (6.1)
где μ - удельный погрузочный объем груза, м³/т, Р - вес груза, т
Распределение груза показано в табл.№1
Таблица 1 - Распределение грузов
| № п/п | Принятый груз | P,т | μ,м³/т | V = μ P |
| Олифа | 0,34 | |||
| Олово | 1,98 | |||
| Ткань | 1338,5 | 1,27 | ||
| Проволока | 1613,5 | 2,55 | ||
| Трюм №3 (зерно) | 1,25 | |||
| Трюм №4 (зерно) | 1,35 | |||
| Палубный груз | - | |||
| Всего |
Координаты центра тяжести (ЦТ) генерального груза в трюмах №1,2,5 определяем по чертежу размещения грузов (Приложение 2) в зависимости от объема груза в каждом трюме
Трюм № 1 при V = 1600 м³ Z = 3,53 м, X = 44,0 м;
Трюм № 2 при V = 2400 м³ Z = 4,5 м, X = 26 м;
Трюм № 5 при V = 2560 м³ Z = 4,73 м, X = -16м;
Палубный груз: V=64 м³; Z = 12,5 м; Х = -10 м.
Абсцисса Х ЦТ зерна в трюмах даны на стр 5 М9, а аппликата Z находится по графику Приложение 1 в зависимости от объема зерна в каждом трюме:
Трюм №3 при V = 1200 м³ Z = 3,70 м Х = 12м;
Трюм №4 при V = 1000 м³ Z = 3,20 м X = -2м;
Найденные координаты (X, Z) ЦТ груза в трюмах заносим в таблицу 2.
Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Z0 = 6,0м)
∆Мz =11570,00 * 6 = 69420,00 тм;
Исправленный момент М0z = ∑ Мz - ∆ Мz = 66044,72- 69420,00 = -3375,28 тм;
Таблица 2 - Суда в полном грузу с 100% запасов
| Статья нагрузки | Р, т | Х, м | Z,м | Мх, тм | Мz, тм |
| 1. Судно порожнем | -10,10 | 8,23 | -45248,00 | 36870,40 | |
| 2. Команда, снабжение, провизия | -51,50 | 9,25 | -2832,50 | 508,75 | |
| 3. Трюм №1 | 1374,2 | 44,0 | 3,53 | 60464,80 | 4850,90 |
| Трюм №2 | 792,1 | 26,00 | 4,5 | 20594,60 | 3564,45 |
| Трюм №3 (зерно) | 12,00 | 3,70 | 14400,00 | 4440,00 | |
| Трюм №4 (зерно) | -2,00 | 3,20 | -2000,00 | 3200,00 | |
| Трюм №5 | 2085,7 | -16,00 | 4,73 | -33371,20 | 9865,36 |
| Палубный груз | -10,0 | 12,5 | -350,00 | 437,5 | |
| Итого п.3 | 9,21 | 4,06 | 59745,27 | 26337,22 | |
| 4. Судовые запасы | -29,40 | 4,37 | -15523,2 | 2307,36 | |
| 5.Судно без балласта | 0,58 | 6,20 | -3866,10 | 66044,72 |
По данным табл.2 рассчитываем координаты ЦТ судна без балласта
= ∑ Мхi / ∑Pi = -3866,10 / 11570,00 = -0,33 м;
Zg = ∑ Мzi / ∑Pi = 66044,72/ 11570,00= 5,71 м;
Проверяем дифферент судна по формуле
= (∆* (Xg - Xс)) / М (6.2)
где ∆ - весовое водоизмещение судна, т;
Xg - абсцисса ЦТ судна, м
Xс - абсцисса центра величины судна, м;
М - момент, дифферентующий судно на 1м, тм/м;
Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при ∆ = 11570,00 имеем: Xс = 0,66 м, М = 12750 тм/м
Дифферент судна в полном грузу со 100% запасов без балласта:
d = (11570,00* (-0,33 - 0,66)) / 12750 = -0,90 м
Знак «минус» означает, что дифферент на корму. Так как -0,5 < d = -0,9 < -1,0 м, то дифферент судна находится в допустимых пределах, т.е. судно дифферентовано без балласта.
груз крепление прочность палубный
6.3 Определяем среднюю осадку и начальную остойчивость
Для весового водоизмещения судна ∆ = 11570,00 т с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) снимаем: среднюю осадку судна Т = 7,5 м и аппликату метацентра Zм = 7,30 м.
Так как критерием остойчивости является метацентрическая высота hо > 0, то определяем метацентрическую высоту по формуле:
о = Zм - Zg = 7,30 - 5,71 = 1,59 м.
Проверяем остойчивость судна по предельному моменту (без учета смещения зерна)
Предельный момент (Мºz)пред при определении по диаграмме предельных моментов (Приложение 4) при ∆ = 11570,00: (Мº)пред = 20000 тм.
Момент относительно плоскости отсчета Мºz = -3375,28 тм.
Так как Мºz = -3375,28 тм < (Мºz) пред = 20000 тм, то судно остойчиво.
Судно в полном грузу с 10% запасов
Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов представлена в табл.3
Таблица 3 - Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов
| Статьи нагрузки | Р,т | Х,м | Z,м | Мх,тм | Мz,тм |
| 1. Судно порожнем | -10,10 | 8,23 | -45248,00 | 36870,40 | |
| 2. Команда, снабжение, | -51,50 | 9,25 | -2832,50 | 508,75 | |
| Итого п.3 | 9,21 | 4,06 | 59745,27 | 26337,22 | |
| 4. Судовые запасы 10% | 52,8 | -29,40 | 4,37 | -1552,32 | 230,74 |
| 5.Судно без балласта | 11094,8 | 0,91 | 5,76 | 10112,45 | 63947,11 |
| 6. Балласт | - | - | - | - | - |
| 7. Судно с балластом | 11094,8 | 0,91 | 5,76 | 10112,45 | 63947,11 |
Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Zo = 6,0м)
∆Мz = 11094,8 * 6 = 66568,8тм
Исправленный момент Мºz = ∑ Мz - ∆ Мz = 63947,11 - 66568,8 = -2621,69 тм
Координаты ЦТ судна без балласта
= ∑Мхi / ∑Pi = 10112,45 / 11094,8= 0,91 м
Zg = ∑Мzi / ∑Pi = 63947,11 / 11094,8 = 5,76 м
Дифферент судна в полном грузу с 10% запасов без балласта
d = (∆*(Xg - Xc)) / М
Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при ∆ = 11094,8 т имеем: Xc = 0,8, М = 12550 тм/м
d = (11094,8 * (0,91 - 0,9)) / 12550 = 0,01 м;
Судно не имеет оптимального дифферента и нуждается в приеме дополнительного балласта.
Расчет принятого балласта
Для изменения дифферента судна принимаем балласт в цистерну ахтерпик
№ 46: М = 11320 тм; Х= - 56,6 м.
Мх бал= М*(d- d0) = 11320*(0,01-0,7) = - 7810,8 тм
Весовая нагрузка судна в полном грузу с использованием балласта представлена в табл.4
Таблица 4- Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов с балластом
| Статьи нагрузки | Р,т | Х,м | Z,м | Мх,тм | Мz,тм |
| 1. Судно порожнем | -10,10 | 8,23 | -45248,00 | 36870,40 | |
| 2. Команда, снабжение, | -51,50 | 9,25 | -2832,50 | 508,75 | |
| Итого п.3 | 9,21 | 4,06 | 59745,27 | 26337,22 | |
| 4. Судовые запасы 10% | 52,8 | -29,40 | 4,37 | -1552,32 | 230,74 |
| 5.Судно без балласта | 11094,8 | 0,91 | 5,76 | 10112,45 | 63947,11 |
| 6. Балласт | 138,0 | -56,6 | 7,64 | -7810,80 | 1054,32 |
| 7. Судно с балластом | 11144,8 | 0,21 | 5,83 | 2301,65 | 65001,42 |
Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Zo = 6,0м)
∆Мz = 11144,8* 6 = 66868,8тм
Исправленный момент Мºz = ∑ Мz - ∆ Мz = 65001,42 - 66868,8 = -1867,4 тм
Координаты ЦТ судна с балластом
= ∑Мхi / ∑Pi = 2301,65/ 11144,8= 0,21 м
Zg = ∑Мzi / ∑Pi = 65001,42/ 11144,8= 5,83м
6.8 Дифферент судна в полном грузу с 10% запасов без балласта
d = (∆*(Xg - Xc)) / М
Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при ∆ = 11144,8 т имеем: Xc = 1,0, М = 11480 тм/м
d = (11144,8 * (0,21- 1,0)) / 11480 = -0,77 м;
Проверяем остойчивость судна по предельному моменту (без учета смещения зерна). Предельный момент (Мº)пред при определении по диаграмме предельных моментов (Приложение 4) при ∆ = 11144,8 т: (Мº)пред = 18500 тм.
Момент относительно плоскости отсчета Мºz = -1393,7 тм
Так как Мºz = -1867,4 тм < (Мº)пред = 18500 тм, то судно остойчиво.
7. Построение ДСО, ДДО и графика плеч кренящего момента
Диаграмму статической остойчивости судна в полном грузу с 10% запасов с учетом вертикальной составляющей момента Mgz от смещения зерна строим с использованием универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5). При этом начальную метацентрическую высоту h судна находим по формуле:
= Zм - Zg - (1/∆) * [∆Mж + Mgz * (1/μ3 + 1/μ4)] (7.1)
где ∆Mж = 350 - поправка на влияние свободных поверхностей жидких грузов, тм
μ3, μ4 - удельный погрузочный объем зерна в трюмах №3 и №4.
Значение аппликаты метацентра Zм снимаем с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) для найденного водоизмещения судна в полном грузу с 10% запасов, а значение аппликаты ЦТ судна Zg берем из таблицы весовой нагрузки (табл. 3). Для ∆=11094,8 т, Zм = 7,73 м, Zg = 5,76 м. При Mgz = 224 (из методических указаний), μ3 = 1,25, μ4 = 1,30, метацентрическая высота судна:
h = 7,73 - 5,76 - (1/11094,8) * [350 + 224*(1/1,25 + 1/1,30)] = 1,5 м
На универсальной диаграмме (Приложение 5) через точку на правой вертикальной шкале соответствующей h=1,5 м из начала координат проводим прямую линию. Расстояние по вертикали между этой прямой и кривой соответствующего водоизмещению судна равно плечам статической остойчивости для данного состояния нагрузки. Плечо статической остойчивости снимаем с универсальной диаграммы для водоизмещений ∆1=11000 т и ∆2=12000 т. Расчет плеча остойчивости с использованием универсальной диаграммы остойчивости производим в табличной форме (табл.4)
Таблица 4 - Расчет плеч остойчивости
| θº | L,м |
| 0,29 | |
| 0,59 | |
| 0,95 | |
| 1,25 | |
| 1,36 | |
| 1,26 | |
| 1,02 | |
| 0,41 |
По найденному плечу L строим диаграмму статической остойчивости (рис.1)
Рисунок 1 - Диаграмма статической остойчивости с 10% запасов
Диаграмму статической остойчивости судна в полном грузу со 100% запасов с учетом вертикальной составляющей момента Mgz от смещения зерна строим с использованием универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5).
Значение аппликаты метацентра Zм снимаем с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) для найденного водоизмещения судна в полном грузу с 100% запасов, а значение аппликаты ЦТ судна Zg берем из таблицы весовой нагрузки (табл.2).
Для ∆ = 11570,00 т, Zм = 7,90 м, Zg = 6,20 м. При Mgz = 224 (из методических указаний), μ3 = 1,25, μ4 = 1,30, метацентрическая высота судна:
h = 7,90 - 6,20 - (1/11570,00) * [350+224*(1/1,25 + 1/1,30)] = 1,63 м
На универсальной диаграмме (Приложение 5) через точку на правой вертикальной шкале соответствующей h=1,63 м из начала координат проводим прямую линию.
Расстояние по вертикали между этой прямой и кривой соответствующего водоизмещению судна равно плечам статической остойчивости для данного состояния нагрузки. Плечо статической остойчивости снимаем с универсальной диаграммы для водоизмещений ∆1=11000т и ∆2=12000т. Расчет плеча остойчивости с использованием универсальной диаграммы остойчивости производим в табличной форме (табл.5)
Таблица 5 - Расчет плеч остойчивости
| θºL,м | |
| 0,31 | |
| 0,62 | |
| 0,99 | |
| 1,28 | |
| 1,38 | |
| 1,29 | |
| 1,04 | |
| 0,53 |
По найденному плечу L строим диаграмму статической остойчивости (рис.2)
Рисунок 2 - Диаграмма статической остойчивости со 100% запасов
8 Проверка общей продольной прочности
Судно в полном грузу со 100% запасов
Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз от грузов, входящих в дедвейт выполнен в таблице 6.
Моменты |РХ| для трюма №4 рассчитаны по формуле:
|РХ| = (Р4 / 2L) * (L²н + L²к) = [1000 /(2 * 14)]*(5² + 9²) = 3785,7 тм (8.1)
Таблица 6 - Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз
| Веса, входящие в дедвейт | Р, т | |X|, м | |Px|, тм |
| Команда, снабжение, провизия | 51,5 | 2832,50 | |
| Балласт | - | - | - |
| Судовые запасы 100% | 29,40 | 15523,20 | |
| Трюм №1 | 1374,2 | 44,0 | 60464,80 |
| Трюм №2 | 792,1 | 26,00 | 20594,60 |
| Трюм №3 (зерно) | 12,00 | 14400,00 | |
| Трюм №4 (зерно) | 2,00 | 2000,00 | |
| Трюм №5 | 2085,7 | 16,00 | 33371,20 |
| Палубный груз | 10,0 | 350,00 | |
| Итого | 147536,10 | ||
| Мз = 0,5 ∑ |PX| | 73768,05 |
В результате расчета получено: Dw = 7070 т, Мз = 20691,3 тм
Нанесение соответствующей точки А на диаграмму контроля общей прочности (Приложение 6) показывает, что существует опасность при разгрузке судна на рейде.
Судно после выгрузки зерна с трюмов №3, №4 и с 10% запасов
Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз от грузов, входящих в дедвейт выполнен в таблице 7.
Таблица 7 - Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз
| , | Р,т | |X|,м | |Px|,тм |
| Команда, снабжение, провизия | 51,5 | 2832,50 | |
| Балласт | - | - | - |
| Судовые запасы 10% | 52,8 | 29,40 | 1552,32 |
| Трюм №1 | 1374,2 | 44,0 | 60464,80 |
| Трюм №2 | 792,1 | 26,00 | 20594,60 |
| Трюм №5 | 2085,7 | 16,00 | 33371,20 |
| Палубный груз | 10,0 | 350,00 | |
| Итого | 4394,8 | 118865,42 | |
| Мз = 0,5∑|PX| | 59432,71 |
В результате расчета получено: Dw = 4394,8 т, Мз = 21476,69 тм
Нанесение соответствующий точки В на диаграмму контроля общей прочности (Приложение 6) показывает, что в рассматриваемом случае имеется опасность - перегиб на волне.
9. Построение ДДО и проверка судна на критерий погоды и критерий ускорения
Судно в полном грузу со 100% запасов
∆ = 11570,00 т, Т = 7,6 м, Zм = 7,90 м,
Zg = 6,20 м, ho = 1,63 м.
Проверка удовлетворения критерию погоды
Судно удовлетворяет критерию погоды, если:
= a/b ≥ 1
Для этого необходимо найти амплитуду качки Q, которая определяется:
= 109 * K * X1 * X2 * √r * S (9.1)
= 0,88.
Множитель X1 определяется по таблице 2.1.5.1-2 РМРС. Аргументом входа в таблицу является значение B/d = 19,2/7,6 = 2,53;
X1 = 1.
Множитель X2 определяется по таблице 2.1.5.1-3 РМРС. Аргументом входа в таблицу является значение коэффициента общей полноты, который определяется по формуле:
Св=(∑D/1,025) / (L * B * T) (9.2)
Св = 0,67
X2 = 0,97
Величина r определяется по формуле:
= 0,73 + 0,6(Zg - d)/d (9.3)
= 0, 619
Коэффициент S определяется в зависимости от величины
T= 2*B * (0,373 + 0,023*B/d - 0,043*L/100)/ √h
= 9,71
Следовательно, S = 0,1
Находим Q1r = 23,1º
Q2r = 50º
Определяем значение плеча кренящего момента от давления ветра
1 = (pv * Av * Zv) / (100 * g * ∆) (9.4)
= 504 по таблице РМРС
Av= 985 м²
Zv = 5 м - аппликата центра парусности
Lw1= 0,22
Lw1= 1,5 * Lw2
Lw2= 0, 33
По ДСО для судна со 100% запасов строим график, по которому будем рассчитывать площади a и b.
Таблица 8.
| θ | |||||||||
| Lg | 0,31 | 0,62 | 0,99 | 1,28 | 1,38 | 1,29 | 1,04 | 0,53 |
По найденным плечам строим график и откладываем на нем найденные данные.
Т.к. площадь b>a, то К=b/a > 1, следовательно, судно удовлетворяет критерию погоды.
9.3 Необходимо проверить критерий ускорения
Судно удовлетворяет критерию ускорения, если:
К* = 0,3/Арасч ≥ 1
Арасч = 0,0105*(h0/c*c*B)*K* Q1r (9.5)
= 1,02
с = 0,373 + 0,023*B/d - 0,043*L/100 (9.6)
с = 0,381
Арасч =0,1
К*=0,3/0,1 = 3, что удовлетворяет критерию ускорения.
Выполнение проверки остойчивости при смещении зерна
Необходимо проверить, удовлетворяет ли остойчивость определённым критериям при смещении зерна в трюмах № 3 и № 4
Начальная остойчивсть судна при смещении зерна будет:
испр = h - (Mgz / (Dn + Dw))*(1/μ3 + 1/μ4) (9.7)
Принимая значения h = 0,9 м (порт отхода), Mgz = 224 тм (из методических указаний), μ3 = 1,25, μ4 = 1,30, Dn = 4500, Dw = 11570 метацентрическая высота судна:
hиспр = 1,63 - (224 / (4500 + 11570))*(1/1,25 + 1/1,30) = 1,62 м.
Построим диаграмму статической остойчивости (см. Рис. 3) с помощью интерполяционных кривых универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5).
| θº | L,м |
| 0,31 | |
| 0,62 | |
| 0,99 | |
| 1,28 | |
| 1,38 | |
| 1,29 | |
| 1,04 | |
| 0,53 |
Плечи кренящего момента определяются согласно формулам (9.8) и (9.9):
= (Mgy / (Dn + Dw))*(1/μ3 + 1/μ4) (9.8)=0,8* lg0 (9.9)
Принимая значения Mgy = 963 тм (из методических указаний), μ3 = 1,25,
μ4 = 1,30, Dn = 4500, Dw = 11570 получим:
0 = (963 / (4500 + 11570))*(1/1,25 + 1/1,30) = 0,09 м.
lg40 =0,8* 0,09 = 0,07 м.
Угол крена от смещения зерна вычисляется по диаграмме остойчивости:
θgs = 4º < 12º
Минимальная остаточная площадь ДСО определяется углом крена 40º.
Расчет остаточной площади ДСО по правилу трапеций определяется согласно таблице 8.
Таблица 8 - Интегрирование остаточной площади ДСО
| Ординаты диаграммы | Сумма | Поправка | Исправленная сумма | |||||||
| 0,3 | 0,16 | 0,22 | 0,39 | 0,50 | 0,62 | 2,19 | -0,32 | 1,87 |
Интервал интегрирования:
Δθ = (40º - 4,0º) / 6 =6 º = 0,1 рад.
Остаточная площадь диаграммы:
Lgr = 1,87 * 0,1 = 0,187 > 0,075 м ∙ рад,
что удовлетворяет критериям при смещении зерна в трюмах.
10. Вывод
Произведя все необходимые расчёты по расчётам критерия остойчивости, продольной прочности и запаса плавучести на весь период рейса, а также, выполнив все необходимые операции по креплению груза, делаем вывод, что наше судно готово к эксплуатации.
В ходе выполнения работы произведен:
- расчет количество факультативных грузов
- выполнено распределение грузов по трюмам с учетом физико-химических свойств и с учетом оптимального дифферента судна D = - 0,59.
- выполнен расчет критерий погоды с учетом амплитуды качки (к = 11,74).
- сделаны выводы о соответствии остойчивости судна для данной загрузки судна с требованиями Регистра.
- произведен расчет количество необходимого балласта для получения оптимального дифферента судна.
- произведен расчет остойчивости судна с учетом смещения зерна.
- выполнен расчет прочности корпуса судна с учетом загрузки судна.
- составлен предварительный грузовой план судна.
Вывод: В результате выполнения курсового проекта установлено:
1. при 100% загрузки остойчивость удовлетворяет требованиям Регистра;
2. при 10% загрузки необходимо принять балласт для получения оптимального дифферента судна;
. остойчивость судна при смещении зерна удовлетворяет требованиям Регистра;
. выгрузка зерна из 3, 4 трюмов не допустима в виду опасного перегиба корпуса судна.
Список литературы
1. Снопков В.И. Технология перевозки грузов морем: Учебник для вузов. - [3-е изд.,перераб. и доп.]. - СПб.: Мир и Семья, 2001. - 560с.: ил. - ISBN 5-94365-005-9: 607-00; 519-00: 300-00. - 382-00.
2. Российский морской регистр судоходства: Правила классификации и постройки морских судов. - [том 1-й, НД № 2-020101-047]. - СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2007. - 309-311с.
. Общие и специальные правила перевозки грузов: Учебник Для вузов. - [том 2-й, специальные правила]. - М.: в/о “МОРТЕХИНФОРМРЕКЛАМА”, 1988. - 17с.: прил. 1., 17с., табл. 1.
. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1: Морской Регистр Судоходства РФ. - Л.: Транспорт, 1995.- 428 с.
. Конспект лекций по дисциплине ТОМПГ.