Referat.me

Название: Основные теории судна ОТС

Вид работы: курсовая работа

Рубрика: Транспорт

Размер файла: 661,74 Kb

Скачать файл: referat.me-338506.docx

Краткое описание работы: Содержание. 1. Технико-эксплуатационные характеристики судна. Класс Регистра судоходства России, присвоенный судну 2. Определение водоизмещения и координат центра тяжести судна. Контроль плавучести и остойчивости

Основные теории судна ОТС

Содержание.

1. Технико-эксплуатационные характеристики судна. Класс Регистра судоходства России, присвоенный судну

2. Определение водоизмещения и координат центра тяжести судна. Контроль плавучести и остойчивости

3. Расчёт и построение диаграмм статической и динамической остойчивости

4. Определение посадки и остойчивости судна в эксплуатационных условиях

5. Определение резонансных зон бортовой, килевой и вертикальной качки по диаграмме Ю. В. Ремеза

Список использованной литературы


Часть 1.

Технико-эксплуатационные характеристики судна. Класс Регистра судоходства России, присвоенный судну.

1.1 Технико-эксплуатационные характеристики судна

«АМУР-2526».

Тип судна – стальное, однопалубное, двухвинтовое грузовое судно, без оседловатости, с двойным дном, с двойными бортами, восемью поперечными переборками, с баком и ютом, машинным отделением, надстройками и рубками, расположенными в корме, с тремя грузовыми трюмами.

Назначение судна – перевозка генеральных и насыпных грузов, включая зерно, уголь и контейнеры. Максимальное количество контейнеров 102 TEU.

Страна приписки – Россия.

Порт приписки – Архангельск.

Судовладелец – АО «Северное речное судоходство».

Построен в августе 1988г. в Чехословакии.

Класс – КМ ê ЛЗ III СП

Дедвейт – 3148 т. включая 157 т. топлива и 1905 т. водяного балласта.

Скорость судна в полном грузу – 10,0 узлов.

Наибольшая длина – 116,03 м.

Длина между перпендикулярами – 111,2 м.

Ширина – 13,43 м.

Высота борта – 6 м.

Осадка по ЛГВЛ – 4 м.

Водоизмещение по ЛГВЛ – 5025 т.

Класс регистра судоходства, присвоенный судну: КМ ê ЛЗ III СП

КМ ê - основной символ класса судна, построено под надзором другого, признанного Морским регистром судоходства, классификационного органа, по правилам классификации, а затем судну присвоен класс Морского регистра судоходства.

К - корпус построен по правилам и под надзором Морского Регистра Судоходства

М – механические установки судна построены по правилам и под надзором Морского Регистра Судоходства

Л3 – знак категории ледового усиления. Означает что судну разрешено самостоятельное плавание по мелко битому льду или же под проводкой ледокола в круглогодично замерзающих морях, в легких ледовых условиях.

III СП – знак ограничения района плавания. СП - смешанное плавание (река-море). Разрешено плавание в морских районах с максимально допустимой высотой волны 3-х процентной обеспеченности 3,5 м, с учетом конкретных ограничений по району плавания, обусловленными ветроволновыми режимами бассейнов с установлением при этом максимально допустимого удаления от места убежища, которое не должно превышать 50 миль.


Схематический продольный разрез и вид на верхняя палубу судна приведены на Рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схематический продольный разрез и вид на верхнюю палубу судна

Часть 2.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ И КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ СУДНА. КОНТРОЛЬ ПЛАВУЧЕСТИ И ОСТОЙЧИВОСТИ.

2.1 Исходные данные:

Характеристики судна порожнем:

М0 =1873,1 т. (М0 – водоизмещение судна)

ХG 0 = -9,34 м. (ХG 0 – абсцисса центра тяжести)

ZG 0 =5,14 м. (ZG 0 – аппликата центра тяжести)

m =0,8 м3

2.2 Определение массы груза в трюмах:

Количество груза в каждом трюме судна определяется по формуле:

(2.4)

где uтр i - объем i-го трюма, м3

m - удельный погрузочный объем груза, м3

m = 0,80 м³/т - удельный погрузочный объем перевозимого в трюмах груза.

Таблица 2.1 - Характеристики грузовых трюмов судна.

Наименование

Расположение

Допускаемое давление, q доп , т/м2

Площадь

S тр i ,

м2

Объем

V тр i ,

м3

Координаты ЦТ, м

X тр

Z тр

Трюм1

Трюм2

Трюм3

шп. 26-52

шп. 52-98

шп. 98-144

6,20

6,20

6,20

145

256

256

874

1595

1595

34,16

14,63

-10,67

3,98

4,03

4,03

Всего

657

4064

Крышки люков

1,75

Т. к удельный погрузочный объем груза мал, то вычисляем по следующей формуле:

(2.5)

- соответственно длина, ширина i -го трюма и высота штабеля груза в нем, м; Максимально допустимая высота штабеля для груза с малым удельным погрузочным объемом вычисляется по формуле

(2.6)

где - максимально допустимая нагрузка на судовое перекрытие, т/м2 . Значения приведены в таблице 2.1

mтр1 = 899 т

mтр2,3 = 1587,2 т


Таблица 2.2 - Расчет водоизмещения и координат центра тяжести судна в эксплуатационном случае нагрузки.

Cтатьи нагрузки

mi,т

xi ,м

zi,м

mi*xi, тм

mi*zi, тм

δmh, тм

1. Балласт т. №1

0,04

50,47

0,01

2,0188

0,0004

-

2. Балласт т. №2

1,50

38,92

0,04

58,38

0,06

-

3. Балласт т. №3

0,70

34,38

0,03

24,066

0,021

-

4. Балласт т. №4

-

34,38

-

-

-

6. Балласт т. №6

2,50

14,63

0,05

36,575

0,125

-

7. Балласт т. №7

1,10

14,63

0,025

16,093

0,0275

-

8. Балласт т. №8

1,60

14,63

0,04

23,408

0,064

-

9. Балласт т. №9

0,90

-10,67

0,01

-9,603

0,009

-

10. Балласт т. №10

1,50

-10,67

0,02

-16,005

0,03

-

11. Балласт т. №11

1,30

-7,65

0,02

-9,945

0,026

-

17. Балласт т. №17

0,20

-24,54

0,01

-4,908

0,002

-

18. Балласт т. №18

0,90

-25,04

0,02

-22,536

0,018

-

19. Пресная вода

15,0

-20,23

0,25

-303,45

3,75

65,6

20. Пресная вода

15,0

-20,23

0,25

-303,45

3,75

65,6

21. Дизельное топливо

5,00

-27,45

1,2

-137,25

6

-

22. Дизельное топливо

80,0

-25,94

2,55

-2075,2

204

8,67

22а. Дизельное топливо

20,0

-25,80

3,40

-516

68

140,505

23. Масло

3,00

-36,24

3,80

-108,72

11,4

0,54

24. Подсланевые воды

2.24

-

-

-

-

0,206

25. Подсланевые воды

-

-

-

-

-

0,206

26. Подсланевые воды

-

-

-

-

-

0,206

27. Мытьевая вода

-

-

-

-

-

1,545

28. Мытьевая вода

10,0

-26,62

0,42

-266,2

4,2

36,874

29. Фекальная цистерна

174

-32,42

-

-

-

0,721

30. Расходная цистерна

3,0

-54,07

5,0

-162,21

15

0,6

31. Пресные воды

-

-

-

-

-

32.Трюм 1

899

34,16

3.98

30709.84

3578.02

-

33. Трюм 2

1587,2

14,63

4,03

23220.8

6396,416

-

34. Трюм 3

1587,2

-10,67

4,03

-16935.4

6396,416

-

Итого

4421

-195,255

29,265

33382,4

16687,4

321,273

δmh –поправка на свободную поверхность жидкости в цистерне; учитывается только для цистерн, в которых свободная поверхность распространяется на всю площадь цистерны, т.е. заполненных более чем на одну треть. Если уровень остатков в цистернах составляет 10 см и менее, то поправочные моменты, как правило, могут не вводится, рассчитывается по формуле:

δmh = Ix *ρ, тм

где Ix – момент инерции поверхности, м4

ρ – плотность необходимой жидкости, т/м3 (пресная вода -1 т/м3 , забортная вода, балласт, подсланевые воды, мытьевые воды, фекальные воды – 1,03 т/м3 , масло – 0,9 т/м3 , дизельное топливо – 0,85 т/м3 )

Водоизмещение, абсцисса и аппликата центра тяжести судна порожнём определяются по формулам:

М = Мо + Smi (2.1)

М = 6294,08 т

(2.2)

м

(2.3)

м

Плавучесть считается обеспеченной, если М . Водоизмещение по грузовую марку определено в 1 части курсовой работы (5025т). Т. к плавучесть судна не обеспечена, производим разгрузку трюмов, пропорционально их вместимости.

2.3 Разгрузка трюмов пропорционально их вместимости.

Т. к полученное водоизмещение слишком велико, то производим разгрузку трюмов:

M –Mг.м =X,

где М - полученное водоизмещение судна; Mг.м - водоизмещение по грузовую марку

6294,08-5025= 1269,08 т

(Т. к m1=m2, то при расчетах берем 2m2)

m1+2m2= 1269,08

m1/V1=m2/V2

m1=1269.08-2m2

(1269.08-2m2)/V1=m2/V2

Взяв данные из таблицы а подставляем V1 и V2:

874m2=1595*1269.08-1595*2m2

874m2=2024182.6-3190m2

m2=2024182.6/4064

m2=498 (т)

m1/874=498/1595 => m1=272.8 (т)

Полученные массы разгрузки вычитаем из массы трюмов:

899-272,8=626,2 (т) – загрузка 1 трюма

1587,2-498=1089,2 (т) – загрузка 2,3 трюма


Cтатьи нагрузки

mi,т

xi ,м

zi,м

mi*xi, тм

mi*zi, тм

δmh, тм

1. Балласт т. №1

0,04

50,47

0,01

2,0188

0,0004

-

2. Балласт т. №2

1,50

38,92

0,04

58,38

0,06

-

3. Балласт т. №3

0,70

34,38

0,03

24,066

0,021

-

4. Балласт т. №4

-

34,38

-

-

-

6. Балласт т. №6

2,50

14,63

0,05

36,575

0,125

-

7. Балласт т. №7

1,10

14,63

0,025

16,093

0,0275

-

8. Балласт т. №8

1,60

14,63

0,04

23,408

0,064

-

9. Балласт т. №9

0,90

-10,67

0,01

-9,603

0,009

-

10. Балласт т. №10

1,50

-10,67

0,02

-16,005

0,03

-

11. Балласт т. №11

1,30

-7,65

0,02

-9,945

0,026

-

17. Балласт т. №17

0,20

-24,54

0,01

-4,908

0,002

-

18. Балласт т. №18

0,90

-25,04

0,02

-22,536

0,018

-

19. Пресная вода

15,0

-20,23

0,25

-303,45

3,75

65,6

20. Пресная вода

15,0

-20,23

0,25

-303,45

3,75

65,6

21. Дизельное топливо

5,00

-27,45

1,2

-137,25

6

-

22. Дизельное топливо

80,0

-25,94

2,55

-2075,2

204

8,67

22а. Дизельное топливо

20,0

-25,80

3,40

-516

68

140,505

23. Масло

3,00

-36,24

3,80

-108,72

11,4

0,54

24. Подсланевые воды

2.24

-

-

-

-

0,206

25. Подсланевые воды

-

-

-

-

-

0,206

26. Подсланевые воды

-

-

-

-

-

0,206

27. Мытьевая вода

-

-

-

-

-

1,545

28. Мытьевая вода

10,0

-26,62

0,42

-266,2

4,2

36,874

29. Фекальная цистерна

174

-32,42

-

-

-

0,721

30. Расходная цистерна

3,0

-54,07

5,0

-162,21

15

0,6

31. Пресные воды

-

-

-

-

-

32.Трюм 1

626,2

34,16

3.98

21391

2492,276

-

33. Трюм 2

1089,2

14,63

4,03

15935

4389,476

-

34. Трюм 3

1089,2

-10,67

4,03

- 11621,76

4389,476

-

Итого

3151,78

-195,255

29,265

22091,5

11587,728

321,273

Используя полученные данные и формулы 2.2 и 2.3 перерасчетаем водоизмещение, абсциссу и аппликату центра тяжести судна порожнём:

М = Мо + Smi (2.1)

М = 5024,88 (т)

(2.2)

м

(2.3)

м

2.4 Нахождение поперечной метацентрической высоты для данного случая нагрузки.

Метацентрическая высота вычисляется по формуле:

; (2.6)

где - аппликата поперечного метацентра находится по гидростатическим таблицам в зависимости от водоизмещения судна в заданном случае нагрузки. При необходимости должна быть сделана интерполяция.

Из таблицы следует, что для моего случая =5,69 м.

Подставляем значение в формулу 2.5:

м

Исходя из полученного результата и данных в приложении Г, можно судить, что остойчивость судна считается обеспеченной, т. к hрасч. >hmin =0,80 м

Часть 3.

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ СТАТИЧЕСКОЙ И

ДИНАМИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ.


3.1 Расчет плеч статической и динамической остойчивости.

Рисунок 3.1 - Пантокарены.

Плечи статической остойчивости диаграммы статической остойчивости определяют с помощью интерполяционных кривых плеч остойчивости формы (пантокарен) , приведенных выше. На пантокаренах проводят вертикаль через точку на оси абсцисс, соответствующую расчетному водоизмещению судна М . Точки пересечения вертикали с кривыми для различных углов крена дают значения плеч остойчивости формы . Далее плечи статической остойчивости вычисляются по формуле:

(3.1)

Таблица 3.1 - Расчёт плеч диаграмм статической и динамической остойчивости

Расчетные

величины

углы крена θ , градус

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

, м

0

1,0

2,0

2,82

3,53

3,92

4,2

4,2

4,0

3,7

sin θ

0

0,17

0,34

0,5

0,64

0,76

0,86

0,93

0,98

1

, м

0

0,7293

1,458

2,145

2,745

3,260

3,689

3,989

4,20

4,29

, м

0

0,2707

0,541

0,675

0,784

0,659

0,510

0,210

-0,204

-0,59

Интeгpaльныe суммы

0

0,2707

1,082

2,299

3,758

5,202

6,372

7,093

7,099

6,305

0

0,0236

0,094

0,200

0,328

0,453

0,555

0,618

0,619

0,549

После расчета данных, занесенных в таблицу, составляем график статической и динамической остойчивости:

Рисунок 3.2 - Диаграмма статической остойчивости.


Рисунок 3.3 - Диаграмма динамической остойчивости.

3.2. Проверка параметров диаграммы статической остойчивости

на соответствие нормам остойчивости Регистра судоходства

России.

По диаграмме статической остойчивости (Рисунок 3.2) определяем максимальное плечо статической остойчивости lmax , соответствующий ему угол крена q max и угол заката диаграммы q зак и сравниваем их с требуемыми Регистром.

Регистр требует, чтобы lmax было не менее 0,20 м для судов, длина которых не менее 105 м при угле крена q max ³300 . Угол заката диаграммы должен быть не менее 600 .

Из Рисунка 3.2 видно, что lmax =0,78 м, q max =400 , q зак =750 , значит параметры диаграммы статической остойчивости соответствуют нормам остойчивости Регистра судоходства России.

По диаграмме статической остойчивости (Рисунок 3.2) определяем графическим способом начальную метацентрическую высоту (проводим касательную к графику и восстанавливаем перпендикуляр из точки q =1 рад), которую сравниваем со значением, рассчитанным во 2 части.

L Q ( q =1 рад=57,3 ° )=1,4= h =1,4 м.


4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ.

4.1 Определение посадки и выполнение контроля остойчивости

судна после приёма в промежуточном порту палубного груза.

Груз размещается на люковых крышках. Высота штабеля равна 2,8 м, ширина равна ширине крышки люка.

Принимаем палубный груз. Так как на судно грузится груз с малым удельным погрузочным объемом (m=0,8 м3 /т) и грузоподъемность использована полностью, то условно считаем, что с судна выгружено в промежуточном порту 100 т груза таким образом, что его центр тяжести не изменился, и принят палубный груз в количестве 100 т.

В нашем случае масса палубного груза: mгр = 100 т

Аппликата центра тяжести принимаемого на палубу груза вычисляется по формуле:

Zгр = H+hk ом +1,4 (4.1)

где Н - высота борта судна, H=6 м (см. Часть 1);

hk ом - высота комингса люка, определяем по схематическому чертежу судна (Рисунок 1.1) с учетом масштаба по высоте hk =1,3 м , тогда

Zгр =6+1,3+1,4=8,7 м

Абсциссу центра тяжести палубного груза xгр определим из условия, что абсцисса центра тяжести судна не изменилась. Для этого вычтем в формуле (2.7) в числителе момент 100*Xi , а в знаменателе mгр =100 т, т.е. разгрузим судно (где Xi – это абсцисса центра тяжести 2-го трюма - см. таблицу 1.1).

(4.2)

м

Xгр =13,5 м

Длину груза определим, учитывая допустимое давление на крышки люков (таблица 2.1). Площадь груза определяется по формулам:

(4.3)

(4.4)

где S гр , l гр , b гр – соответственно площадь, длина и ширина палубного груза, м;

q доп – допустимое давление на крышки люков (таблица 2.1).

Получаем:

Так как принимаемый палубный груз малый используем формулу для приёма и снятия малого груза:

(4.5 –4.6)

где q - число тонн, изменяющих осадку на 1 см,

q=13,77 т/см (определяется по Приложению Г[1]);

М =5024,88 т, h=1,40 м (см. Часть 2)

d=4 м (см.Часть 1)

dd= 100/13,77=7,26 см = 0,0726 м, тогда

dh=100/(4924,88+100)*(4+0,0726/2-8,7-1,4)= -0,12 м,

тогда метацентрическая высота судна с палубным грузом будет вычисляться по формуле:

h1 = h + dh (4.7)

где h - метацентрическая высота (см. Часть 2)

h1 =1,40+(-0,12)=1,28 м

Изменения осадок носом и кормой при приёме груза находят по формулам:

ddн =tн* mгр /10

(4.8)

ddк =tk * mгр /10

Значения tн и tk определяются с помощью таблицы изменений осадки от приёма 10 т груза (Рисунок 4.1).

Из таблицы Рисунка 4.1 для осадки d = 4 м получаем значения

tн и tk : tн = 1,2 см и tk = 0,29 см, тогда

d d н = 1,2*100/10=12 см

d d к = 0,29*100/10 =2,9 см

4.2. Определение угла крена судна от неудачно размещённого груза массой mгр =100т с координатой у=-0,50 м.


Если груз размещён неравномерно по ширине, то судно получит статический крен, который определяется формулой:

(4.9)

где m = 100 т - масса неудачно размещённого груза;

у = - 0,50 м - координата неудачно размещённого груза;


h = 1,40 м - метацентрическая высота (см. Часть 2)

М = 5024,88 т - водоизмещение судна,

Рисунок 4.1 – Изменение осадки от принятия/снятия 10 тонн груза

град

Получаем: Q = -0,410 .

Угол крена в формуле (4.9) получился отрицательным, это значит, что судно имеет крен на левый борт.

4.3. Определение статических и динамических углов крена от шквала, создающего кренящий момент Мкр дин = 500 тм, при бортовой качке с амплитудой Q т = ±15°

Углы крена определяется с помощью диаграмм статической и динамической остойчивости (Рисунки 4.2 - 4.7)

Плечо кренящего момента находят по формуле:

(4.10)

Q, град

l Q , м

Рисунок 4.2 - Диаграмма статической остойчивости при отсутствии крена


l д , м

Q, град

Q д

Рисунок 4.3 - Диаграмма динамической остойчивости при отсутствии крена


Рис.3

Рисунок 4.4 - Диаграмма статической остойчивости при крене на наветренный борт

Q д

Q, град

l д , м

Q

Q д

Рисунок 4.5 - Диаграмма динамической остойчивости при крене на наветренный борт.


Рисунок 4.6 - Диаграмма статической остойчивости при крене на подветренный борт.

Q д

Q, град

l д , м

Рисунок 4.7 - Диаграмма динамической остойчивости при крене на подветренный борт.

На диаграмме статической остойчивости динамический угол крена определяют из условия равенства работы восстанавливающего и кренящего моментов. Работа восстанавливающего момента равна площади, ограниченной графиком диаграммы статической остойчивости, осью абсцисс и перпендикуляром к ней, восстановленном из точки Q д . Работа кренящего момента равна площади, ограниченной графиком кренящего момента до угла крена Q д осью абсцисс. Положение перпендикуляра при Q д подбирается таким образом, чтобы площади под диаграммой статической остойчивости и графиком кренящего момента были равны.

По диаграмме динамической остойчивости задача решается следующим образом. На оси абсцисс диаграммы откладывается угол, равный 1 радиану (57,3°), и из полученной точки восстанавливается перпендикуляр. На перпендикуляре откладывается плечо кренящего момента 1дин кр , конец этого отрезка соединяется с началом координат. Абсцисса точки пересечения этой прямой с диаграммой динамической остойчивости соответствует углу динамического крена судна от шквала.

Снимая на диаграммах статической и динамической остойчивости значения статического и динамического углов крена, получаем:

При наличии у судна крена на тихой воде по диаграмме статической остойчивости (Рисунок 4.2) Q ст = 3,50 , Q д = 70 и по диаграмме динамической остойчивости (Рисунок 4.3) Q д = 70 .

При крене судна на наветренный борт по диаграмме статической остойчивости (Рисунок 4.4) Q ст = 40 , Q д = 230 и по диаграмме динамической остойчивости (Рисунок 4.5) Q д = 230 .

При крене судна на подветренный борт по диаграмме статической остойчивости (Рисунок 4.6) Q ст = 3,70 , Q д = -9,40 и по диаграмме динамической остойчивости (Рисунок 4.7) Q д = -9,40 .

Таким образом, можем сделать вывод, что во время шквального ветра динамические углы будут больше в том случае, когда на волнении судно накреняется на наветренный борт. Эта ситуация принимается за расчётную при нормировании их остойчивости.

4.4. Проверка удовлетворения требований остойчивости судна в

соответствии с Правилами Регистра судоходства в случае смещений груза зерна во всех трюмах одновременно.

а) Рассмотрим первый случай, когда трюма заполнены «под крышки», т.е. высота пустоты в соответствии с Правилами Регистра для данного судна должна приниматься равной 100 мм. В случае полного заполнения трюмов (Рисунок 4.8) условный расчётный угол смещения поверхности зерна принимается равным 150 .


b


15о

100

уi



Рисунок 4.8 - Схема перемещения зерна в случае полного заполнения трюма

Расчётный объёмный кренящий момент от поперечного смещения зерна, отнесённый к единице длины грузового помещения, в соответствии с
Правилами Регистра, определяется по формуле:

М L y = S пуст . y пуст (4.11)

где S пуст - площадь перемещающейся пустоты, м2 ;

y пуст - поперечное перемещение пустот, м.

Для вычисления S пуст воспользуемся формулой:

S пуст1 = (b2 * tg150 )/2 (4.12)

S пуст2 = Bтр . 0,1 (4.13)

где S пуст1 - начальная площадь пустоты, м2 ;

S пуст2 - площадь пустоты после смещения, м2 ;

b - ширина пустоты по крышке люка;

Bтр - ширина трюма, Bтр = 9,9 м (определяется по рисунку 1.1 с учетом масштаба по ширине);

S пуст2 = 9,9* 0,1 = 0,99 м2

S пуст2 = S пуст1

0,99 = b2 /2 * tg150 = b2 /2*0,27

b2 = 1,01/0,134 = 7,54 м2

b = 2,7 м

Поперечное смещение пустоты упуст вычисляется по формуле (из Рисунка 4.8):

y пуст = Bтр - Bтр /2 - b/3

y пуст = 9,9-9,9/2-2,7/3 = 4,05 м

Используя формулу (4.11), найдём расчётный кренящий момент ML y :

ML y = 0,99*4,05= 4,01 м3

Плечо расчётного кренящего момента определяется по формуле:

(4.14)

где М - водоизмещение судна, т (см. Часть 2)

- длина всех трюмов, = 61 м (определяется по рисунку 1.1 с учетом масштаба по длине);

m зерн - удельный погрузочный объём зернового груза, м3 /т;

k =1,06 для полностью загруженного трюма, k =1,12 для частично загруженного трюма

Удельный погрузочный объём m кукурузы равен 1,4 м3

Из формулы (4.12) получаем:

Для проверки остойчивости после смещения зерна в обоих случаях на график статической остойчивости (Рисунки 4.9, 4.11) наносят график кренящего момента. График кренящего момента в соответствии с Правилами Регистра судоходства представляется прямой линией, проведенной через точки с координатами Q =00 ; и Q =400 ; . Статический угол крена от смещения зерна определяется по диаграмме статической остойчивости.

Остаточная площадь диаграммы после смещения зерна S ост вычисляется по диаграмме статической остойчивости численными методами.


Рисунок 4.9 - Диаграмма статической остойчивости в случае полного заполнения трюмов.


Мейлер Л.Е.

Ляшко Р.А.

Остаточную площадь диаграммы определим из заштрихованного прямоугольного треугольника:

град.м.=0,157 рад.м., что больше чем 0,075 рад.м. (или 4,3 град.м).

б) Рассмотрим второй случай, когда предусматривается частичное заполнение трюмов. В случае частичной загрузки трюмов (Рисунок 4.10) условный расчётный угол смещения поверхности зерна принимается равным 250 .

Расчётный объёмный кренящий момент от поперечного смещения зерна, отнесённый к единице длины грузового помещения, в соответствии с Правилами Регистра, определяется по формуле (4.11)

Для вычисления S пуст воспользуемся формулой:

S пуст = (B2 тр *tg250 )/8 (4.15)

где S пуст - площадь пустоты после смещения, м2

Bтр - ширина трюма, Bтр = 9,9 м

S пуст =9,92 /8*0,466 = 5,71 м2 .


Рисунок 4.10 - Схема перемещения зерна в случае частичного заполнения трюма.

Поперечное смещение пустоты упуст вычисляется по формуле (из Рисунка 4.10):

упуст = Bтр - Bтр /6- Bтр /6

упуст = 9,9-9,9/6-9,9/6 = 6,6 м

Используя формулу (4.9), найдём расчётный кренящий момент ML y :

ML y = 5,71*6,6=37,69 м3

Плечо расчётного кренящего момента определяется по формуле (4.14)

l Q , м

Q, град


Рисунок 4.11 - Диаграмма статической остойчивости в случае частичного заполнения трюмов

Остаточную площадь диаграммы определим из заштрихованного прямоугольного треугольника:

град.м. =0,051 рад.м., что меньше чем 0,075 рад.м. (или 4,3 град.м.).

Проверка требований остойчивости судна в соответствии с Правилами Регистра судоходства:

Согласно «Международного зернового кодекса» и отечественным правилам перевозки зерна характеристики остойчивости судна, после смещения зерна, должны удовлетворять следующим требованиям:

· угол статического крена судна q д от смещения зерна не должен превышать 12° или угла входа палубы в воду q d , если он меньше 12°.

· остаточная площадь S ост диаграммы статической остойчивости между кривыми восстанавливающих и кренящих плеч до угла крена, соответствующего максимальной разности между ординатами двух кривых q max или 40°, или угла заливания q зал в зависимости от того, какой из них меньше, при всех условиях загрузки должна быть не менее 0,075 м. рад.

У судов типа «Амур» угол заливания равен q зал = 29,12о .

В случае полного заполнения трюмов угол статического крена судна Q ст равен 1,20 , а это меньше 120 . Остаточная площадь диаграммы статической остойчивости приблизительно равна 0,19 рад.м., что больше 0,075 рад.м.

Следовательно, можно сделать вывод, что в случае полного заполнения трюмов характеристики остойчивости судна после смещения зерна удовлетворяют всем требованиям.

В случае частичной загрузки трюмов угол статического крена судна Q д равен 12,70 , а это больше 120 . Остаточная площадь диаграммы статической остойчивости приблизительно равна 0,051 м.рад, что меньше 0,075 м.рад.

Тогда, делаем вывод, что в случае частичного заполнения трюмов характеристики остойчивости судна после смещения зерна не удовлетворяют всем требованиям.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЗОН БОРТОВОЙ, КИЛЕВОЙ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ КАЧКИ С ПОМОЩЬЮ УНИВЕРСАЛЬНОЙ

ДИАГРАММЫ Ю.В. РЕМЕЗА.

5.1 Определение периодов собственных бортовых, килевых и

вертикальных колебаний судна в заданном случае нагрузки.

Значительное возрастание амплитуд бортовых и килевых колебаний судна наблюдается на нерегулярном волнении при совпадении среднего кажущегося периода волн и периода бортовой, килевой или вертикальной качки.

Собственные периоды различных видов качки определяются по формулам

- для бортовой качки; (5.1)

- для килевой и вертикальной качки (5.2)

где Тq , Тy , Тz - периоды бортовой, килевой и вертикальной качки

соответственно, с;

В - ширина судна; В = 13,43 м (см. Часть 1);

d - осадка судна; d = 4 м (см. Часть 1);

с - инерционный коэффициент судна; с = 0,8 с/м1/2

h - метацентрическая высота судна; h = 1,40 м (см. Часть 2)

Тогда, используя формулу (5.1), найдём период бортовой качки:

, Тq = 9,08 с


Используя формулу (5.2), найдём период килевой и вертикальной качки:

Тy = Тz = 2,4. 41/2 = 4,8 с

5.2. Определение резонансных сочетаний курсовых углов и скоростей судна для бортовой и килевой качки при волнении с интенсивностью 4 и 6 баллов.

Найдём расчётную длину волны по формуле:

(5.3)

где t о - средний период нерегулярных волн, c;

k l - коэффициент, учитывающий степень нерегулярности волнения;

k l принимается kl = 0,78.

Период t о может быть вычислен по следующей формуле:

(5.4)

где h 3% - определяется по шкале Бофорта.

Расчет производится для волн, высота которых соответствует 4 и 6

балльному волнению.

При 4-х балльном волнении высота волны h 3% =1,625 м

При 6-ти балльном волнении высота волны h 3% =4,75 м

Тогда по формуле (5.4)

t о = 3,1 . 1,6251/2 = 3,95 с

t о = 3,10 . 4,751/2 = 6,75 с

Подставляя в формулу (5.3), полученные значения tо , найдём расчётную длину волны

l = 1,56. 0,78. 3,952 = 18,98 м - при 4-х балльном волнении

l = 1,56. 0,78. 6,752 = 55,44 м - при 6-ти балльном волнении

Резонансные зоны для каждого вида качки определяются по диаграмме Ю.В.Ремеза (Рисунки 5.1-5.4) в следующей последовательности. Откладываем расчетную длины волны на оси ординат и через нее проводим горизонталь до пересечения с границами интервалов.

Тq 1 =0,7 Тq ; Tq 2 =1,3 Tq

Тy 1 =0,7 Тy ; Ty 2 =1,3 Ty

Таким образом:

Для бортовой качки граница определяется

Тq 1 = 0,7 . 9,08 = 6,36 с

Тq 2 = 1,3 . 9,08 = 11,8 с

Для килевой качки граница определяется

Тy 1 = 0,7 . 4,8=3,76 с

Тy 2 = 1,3 . 4,8=6,24 с

Из точек пересечения проводят вертикальные линии до границы, соответствующей максимальной скорости судка в нижней части диаграммы (10 узлов).

Зона, ограниченная вертикальными линиями и полукруглой частью диаграммы, представляет область сочетаний скоростей и курсовых углов судна, неблагоприятных в отношении указанных видов качки.

При анализе и использовании этих расчетов следует помнить, что при курсовых углах (0° < q <12° (встречное волнение) и 168°< q < 180° (попутное волнение) даже в условиях резонанса амплитуды бортовой качки будут незначительны. Поэтому эти диапазоны курсовых углов можно не относить к опасным.

Аналогичным образом из резонансной зоны для килевой качки можно исключить курсовые углы 78° < q < 102°.

6. Литература.

1. Гуральник Б.С., Мейлер Л.Е. «Оценка посадки, остойчивости и поведения судна в процессе эксплуатации». Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Основы теории судна» для курсантов дневной и заочной формы обучения по специальности 240100 “Организация перевозок и управление на транспорте”. – Калининград, БГА РФ, 2003 г. – 28 с.

2. Кулагин В.Д. Теория и устройство промысловых судов: Учебник
для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1986. - 392 с.

3. Правила классификации и постройки морских судов: В 2-х т.- СПб.: Морской Регистр судоходства, 1995 г.

4. Б.М. Яворский, Ю.А. Селезнев «Справочное руководство по физике». – М.: Наука, 1982. – 620 с.

Похожие работы

  • Устройство и оборудование судов

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

  • Грузовой план судна Определение основных

    Грузовой план судна 1. Данные о рейсе Транспортно-эксплуатационные характеристики судна №п/п Характеристика значение Тип судна Сормовский Проект

  • Устройство и оборудование судов 2

    Перв. примен. Справ.№ Подп.и дата Инв. № добл. Взам.инв. № Подп.и дата КП – 240100 – Э-(номер зачетки) Лист докум. Подп. Дата Инв.№ подл. Разраб. Пояснительная

  • Расчет грузового плана проекта &quot;Сормовский&quot;

    Транспортно-эксплуатационные характеристики исследуемого судна. Расчет ходового времени и расхода топлива, необходимого запаса пресной воды. Составление грузового плана судна, количества груза, расчет остойчивости, составление соответствующих диаграмм.

  • Морское судно как объект договора фрахтования

    Камчатский Государственный Технический Университет Реферат на тему: Морское судно как объект договора фрахтования Выполнил: Принял Курсант группы 08 – МХ Горшков В.Г.

  • Главные размерения корпуса судна

    ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЕНИЯ КОРПУСА СУДНА Главными размерениями называют размеры корпуса судна, измеряемые параллельно главным плоскостям проекций. Различают четыре вида главных размерений корпуса:

  • Грузовой план судна

    Составление грузового плана судна на основе общих требований к оптимальному размещению грузов с учетом условий предстоящего рейса. Эксплуатационно-технические характеристики судна. Грузовой план и расчет полной загрузки. Параметры приема малого груза.

  • Определение затрат на техническое обслуживание и ремонт транспортного флота

    Зависимость эффективности транспортного производства на морском судне от качества технической эксплуатации. Длительность эксплуатационного периода и суммарные затраты. Нормативная потребность и оптимизация затрат на техническое обслуживание и ремонт.

  • Судовые документы по СУБ Система управление безопасностью

    Министерство образования и науки Украины Херсонский государственный морской институт Факультет заочного обучения РЕФЕРАТ тема : Судовые документы по СУБ (Система управления безопасностью)

  • Мореходные качества судна

    Составление грузового плана и рассчет остойчивости судна в соответствии с данными Информации об остойчивости. Контроль посадки и остойчивости по результатам расходования запасов топлива и воды. Балластировка судна и предотвращение водотечности обшивки.