Общесудовые системы
Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 180103.
Северодвинск
ББК
Общесудовые системы: Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 180103. / Сост. А.М. Воронин – Северодвинск: Севмашвтуз, 2011.- 59 с.
Ответственный редактор к.т.н., профессор, зав. кафедрой А.И. Лычаков
| Рецензенты: | Д.т.н., профессор Пшеницын А.А.; Начальник бюро НТУ ОАО «ПО «СЕВМАШ» Дрондель В.Г. |
Пособие предназначено для студентов заочной формы обучения специальности 180103 «Судовые энергетические установки» и содержит краткие описания основных общесудовых систем, принципы проектирования систем, примеры гидравлических расчетов, а также варианты заданий и требования к оформлению контрольных работ. Приведен подробный список основной и справочной литературы для самостоятельного изучения.
Пособие разработано в помощь студентам-заочникам при самостоятельном изучении лекционного материала, выполнении контрольных работ и подготовке к экзамену.
«Севмашвтуз, 2011 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1. Назначение и классификация общесудовых систем. 4
1.1. Мореходные качества и обитаемость судна. 4
1.2. Понятие и классификация общесудовых систем. 6
2. Основы проектирования общесудовых систем. 9
2.1. Общие требования к общесудовым системам. 9
2.2. Состав ОСС и условные графические обозначения элементов. 9
2.3. Принципы трассировки трубопроводов и компоновки механизмов. 10
3. Общие теоретические положения. 13
3.1. Решение прямой задачи аналитическим методом. 15
3.2. Решение обратной задачи аналитическим методом. 20
3.3. Решение прямой задачи методом потерянного напора на единицу длины трубопровода. 23
3.4. Решение прямой задачи методом характеристик. 29
4. Исходные данные для контрольной работы. 32
4.1. Осушительные системы. 32
4.2. Балластные системы. 37
4.3. Креновые системы. 44
4.4. Дифферентные системы. 49
5. Требования к оформлению контрольной работы. 54
6. Список литературы. 55
Приложение I. Образец оформления титульного листа. 56
Приложение II. Образец листа задания на контрольную работу. 57
Приложение III. Характеристики некоторых насосов. 58
ВВЕДЕНИЕ
Цель учебного пособия – закрепление теоретических знаний по устройству, принципу работы общесудовых систем (ОСС), а также овладение практическими навыками выполнения гидравлических расчетов при проектировании систем с учетом их специфических особенностей.
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОБЩЕСУДОВЫХ СИСТЕМ
Мореходные качества и обитаемость судна
Мореходные качества судна – это качества, определяющие способность судна безопасно совершать плавание, сохраняя живучесть в случае повреждения.
К мореходным качествам относятся:
Плавучесть – способность судна плавать при заданной нагрузке в заданном положении относительно поверхности воды.
Положение судна относительно поверхности воды называется посадкой. Посадка характеризуется тремя величинами: средней осадкой Тср, углом крена q и углом дифферента y (рис. 1).
Рис. 1. Посадка судна
Если q = 0, то говорят, что судно сидит прямо, если y = 0 - судно сидит на ровный киль.
Необходимым условием плавания судна в равновесии является равенство силы тяжести и выталкивающей силы (силы Архимеда):
, (1)
где m – масса судна, V – объёмное водоизмещение (объём погружённой части судна). Выражение (1) – уравнение плавучести.
Сила тяжести, как известно, приложена к центру тяжести (ЦТ) судна, а сила Архимеда – к геометрическому центру погружённого объёма, называемому центром величины (ЦВ).
Для плавания прямо и на ровный киль необходимо, чтобы векторы сил Архимеда и тяжести находились на одной вертикали, то есть должны выполняться следующие условия для координат ЦТ и ЦВ:
(2)
(3)
Так как ЦВ лежит в диаметральной плоскости (ДП) судна, (3) принимает вид:
Объём водонепроницаемых отсеков выше ватерлинии называется запасом плавучести.
Остойчивость – способность судна, выведенного из положения равновесия (получившего крен или дифферент) под воздействием внешних сил, возвращаться в исходное положение по окончании этого воздействия.
Остойчивость при крене называется поперечной, при дифференте – продольной.
Рис. 2. Поперечная остойчивость
При крене (рис. 2) ЦВ смещается из положения C0 в положение C1. На пересечении линии действия силы Архимеда с ДП находится так называемый метацентр М. По своему смыслу метацентр – это предельное положение ЦТ, при котором судно ещё сохраняет остойчивость. Таким образом, судно обладает остойчивостью, только если ЦТ G расположен ниже метацентра М.
Непотопляемость – способность судна оставаться на плаву и не опрокидываться в условиях затопления водой одного или нескольких отсеков. Таким образом, требование непотопляемости - сохранение остойчивости до полного исчерпания запаса плавучести.
Ходкость – способность судна двигаться с заданной скоростью при эффективном использовании мощности энергетической установки.
Качка – колебания судна под действием волн и других периодических сил. Характеризуется амплитудой и периодом.
Управляемость – способность судна по мере необходимости изменять или сохранять курс.
Обитаемость судна – это комплексная характеристика судна, показывающая степень приспособленности его к жизнедеятельности человека в условиях плавания.
Элементы обитаемости: размеры помещений, расположение оборудования, микроклимат, обеспечение бытовых нужд, а так же показатели качки, вибрации и шума.
Для обеспечения упомянутых качеств в процессе эксплуатации судов приходится решать следующие задачи:
- обеспечение приёма и перекачивания жидкого балласта для спрямления крена и дифферента и замещения переменных грузов,
- откачивание воды из затопленных помещений в ходе борьбы за непотопляемость,
- поддержание необходимых параметров воздушной среды,
- обеспечение санитарно-бытовых нужд (подача воды и удаление продуктов жизнедеятельности личного состава),
- борьба с пожарами.
Перечисленные задачи решаются посредством общесудовых систем.