Расчет грузоподъёмности суден

Размещено на http://www.allbest.ru/

10

1. Исходные данные

1.1 Характеристика портов захода и расстояний между ними

Характеристики портов захода, участков рейса, накладывающих ограничения на использование судна по осадке, магистральных каналов, узкостей и д.р. представляются в текстовой и табличной форме.

Проходя по маршруту, Хайфон - Бейрут - Мриуполь , судно на своем пути проходит через, Малакский, Баб - эль - Мандебский проливы, Суэцкий канал, Босфор, Дарданеллы и Керченский пролив. На этом маршруте по глубинам портов заходов судно «Славянск» никаких ограничений не испытывает, за исключением порта Хайфон; зато есть ограничения в узкостях указанных проливов и каналов по скорости.

трюм судно грузоподъёмность рейс

1.1.1 Хайфон

Порт доступен для судов максимальной осадкой 7,6 метров. Глубины на фарватере и у грузового пирса 7,9 метров, на якорном месте 6,4 - 7,8 м. Величина прилива 2,1 м. Суда осадкой превышающей допустимую, разгружаются в лихтеры в заливе Халонг, в который следуют только в дневное время через Bai de Lan Ha - Entree Profonde - Rade du Crapaud - Chenal du Volta - Chenal de la Cathedrale. Здесь же можно произвести разгрузку газойля в портовые баржи грузовместимостью 1,5 - 2 т. Причал способен принимать суда длиной 200 м., шириной 26 м., и осадкой 7,4 м. Причал оборудован плавучим 60 - тонным краном.

Лоцманская проводка обязательна. По прибытию сдна в порти при нахождении на якорной стоянке существует опасность попадания на судно крыс в больших колличествах. На борту необходимо иметь крысиный яд.

1.1.2 Бейрут

Порт расположен в восточной части Средиземного моря, состоит из рейда и гавани. К акватории относится и б. Сен - Жорж. При подходе судна к порту с юга надлежит огибать м. Бейрут, не пересекая прибрежную 20 - метровую изобату и остерегаясь затонувшего судна у м. Рас - эль - Гара.

Ночью судам вход в порт запрещён. В порту величина колебаний уровня воды достигает 0,9 метров.

Ширина входа в гавань между оконечностями Северного мола №3 около 250 метров. Глубина на входе 15 метров. Порт доступен для судов максимальной осадкой 10,36 метров. Ограничений по длине и ширине нет.

Рейд расположен между мысами Рас - эль - Кельб и Бейрут и открыт северным и западным ветрам. Северо-западные и Юго-западные штормовые ветры вероятны с ноября по март.

Якорные места с глубинами 18 - 65 метров расположены к северу от гавани; грунт скальный, покрытый слоем песка и ила. В шторм якорная стоянка рекомендована на глубине 65 метров и на расстоянии 7,5 кбт., по пеленгу 170^о на башню недействующего маяка.

На причалах №13 и №14 имеется рампа для ролкеров. В порту имеются передвижные краны ( на причалах №9 и №11), плавучий 120 - тонный кран, элеватор на 105000 тонн. Порт располагает достаточной площадью складских помещений. Лоцманская проводка обязательна. Топливо предоставляется при условии подачи нотиса за 48 часов. Пресная вода подаётся из гидрантов со скоростью 20 - 25 т/ч и оплачивается по ставке 10 песет за 1м³.

1.1.3 Мариуполь

Порт расположен на северном побережье Азовского моря. Порт имеет круглогодичную навигация, однако в суровые зимы судоходство ведётся с помощью ледоколов. В суровые зимы сплошной ледяной покров может продержаться 110 дней, а в мягкие - 0.

В порт ведёт подходной канал, протяжённость которого до угольной гавани 9,4 мили.

Порт специализируется на переработке сухих грузов. Грузооборот порта в 1996 году составил 4,8 млн. тонн, из них на навалочные грузы приходилось 58% (уголь - 35%, минеральные и химические удобрения - 10%, руда - 2%), на тарно-штучные грузы - 41% (металлы - 32%, промышленные товары - 8%) и на нефтепродукты наливом - 1%.

Грузообмен порта осуществляется в основном (99,7%) с зарубежными портами.

Причальный фронт порта состоит из 18 причалов общей длиной 2973 метров, глубиной от 6,4 до 10 метров. Наличие складов: крытых - 11,5 тыс.м², открытых - 196,7 тыс.м².

Перегрузочное оборудование: портальные краны г/п 5 - 40 т, плавучий кран г/п 100 т., мобильные краны, авто - и электропогрузчики различной грузоподъёмности, специализированное оборудование для перегрузки угольных и рудных грузов, зерновые перегружатели, портовые тягачи и прочее оборудование.

В порту имеются: портовые буксиры - кантовщики мощностью до 1360 кВт, ледокол, водолеи плавбункеровщики г/п 1070 - 3230 т., сборщики льяльных вод нефтемусоросборщики, лоцманские и разъездные катера, прочие плавучие средства.

Все суда следующие в порт с Чёрного моря, принимают лоцмана у буя №21 (ш. 45 град. 13^' N, д. 36 град. 28^' E) Керчь - Еникальского канала транзитного канала, который доводит судно до подходного канала порта; проводка судна по подходному каналу Угольной гавани осуществляется портовым лоцманом. В порту можно пополнить запасы жидкого топлива, воды, провизии, произвести ремонт корпуса и механизмов. Все характеристики портов захода и участков трассы, занесены в табл.1.

Таблица 1.

Наименование порта или участка трассы	Подходные каналы	Глубины, метры	Наличие перегрузочного оборудования	Действующие зоны и сезонные районы.
	Длина, миль	Ширина, метров, миль	Глубина, метров	У причалов	На акватории
Суэцкий канал	94		12	#	#	#	Тропический сезонный район
Пр. Босфор	12			#	#	#	Летний сезонный район
пр. Дарданеллы	65			#	#	#	Летний сезонный район
Малаккский пр.	432	21,6 - 151,2 миль	25 - 121 метр	#	#	#	Тропический сезонный район
Баб-эль-Мандеб- ский пр.	27	14 - 23,2 миль	182 - 323 метр	#	#	#	Тропический сезонный район
Керченский пр.	22		10,1 метр	#	#	#	Летний сезонный район
Хайфон	#		7,9 - 9,3	8	6,4 - 7,8	Грузы разгружаются в лихтера или плавучими кранами.
							Тропический сезонный район
Бейрут	#		15	От 8 до 12 метров.	13,1	Плавучий 120 тонный кран, элеватор на 105 тыс.т.
							Летний сезонный район
Мариуполь	9,4		9,34	От 7,6 до 8 метров.	9,4	Портальные краны г/п 5 - 40 т, плавучий кран г/п 100 т, мобильные краны, авто - и электропогрузчики различной грузоподъёмности, специализированное оборудование для перегрузки угольных и рудных грузов, зерновые перегружатели
							Летний сезонный район

Одним из важных этапов подготовки к расчету ГМ является детальное изучение транспортных характеристик и свойств грузов, правильный учет которых способствует обеспечению безопасности плавания судов, своевременной и сохранной их доставке.

Краткое описание физико-химических свойств, правил приема перевалки, сдачи грузов:

Табак - легкий, гигроскопичный груз, боится контакта с водой так как в результате этого может гнить, его следует также погружать отдельно от грузов восприимчивых к запахам и подальше от естественных и искусственных источников тепла, но тем самым этот груз обладает свойством воспринимать посторонние запахи, сверху на кипы запрещается грузить другие грузы, при перегрузке кипы следует перегружать в сетках из растительных тросов или площадок, при этом на сетку следует грузить такое количество кип, чтобы во время подъёмаячейки сетки не врезались в кипы. Тюки с табаком следует грузить в трюмы на чистые, сухие прокладки в складах допускается укладка на деревянный пол, при отсутствии которого на деревянные подкладки высотой от пола 8 - 10 сантиметров. Высота укладки штабеля допускается до 8 рядов. Если груз приходится хранить на открытом воздухе то в этом случае необходимо груз накрывать брезентом. Перевозка на палубе данного груза запрещена.

При грузовых работах кипы табака следует укладывать осторожно, не допуская бросания их с плеча. Трюмы при их перевозке должны вентилироваться.

Каучук - первозится в кипах при перевозке следует учитывать, что каучук под воздействие влаги плесневеет, окисляется и гниёт. Кипы могут слипаться между собою и элементами набора, легко загрязняются и удерживают грязь.

Этот груз следует грузить строго по конасаментным партиям. Просветы люков в которых располо жен груз следует закрывать чтобы избежать деформации нижних рядов каучука так ка они могут слипнуться и превратиться в слошную массу, его так же как и табак следует грузить подальше от источников тепла так при нагревании он размягчается. Перегружают его на сформированных пакетах либо по штучно но обязательно с использованием сеток. Высота укладки штабеля груза до 18 ярусов. Под кипы на палубе укладывают доски на них - настил из фанеры, которой изолируют также борта и переборки. Его следуе оберегать от контакта с маслами, нефтью, окислителями и растворителями.

Металл - тяжёлый, обладающий тенденцией к смещению груз с удельным погрузочным объёмом колеблющимся от 0,19 до 0,7 м³/т.; по этому следует при погрузке на судно его следует хоршо укрепить. Металл обычно перевозится в качестве отдельных листов, связок, рулонов. Неисключена возможность перевозки груза на палубе если это позволяет делать местная прочность судна.

Арахис - относится к пищевым продуктам, при контакте с водой может покрываться плесенью и гнить, и ещё можно добавить, что в силу биологических процессов груз может выделять тепло и влагу.

Перегружается на поддонах, перевозится в мешках. При перевозке и хранении следует учитывать, что он подвержен порчи насекомыми и грызунами. Погружать следует отдельно от грузов с сильными запахами.

Мешки с арахисом обычно при отсутствии поддонов перегружают стропами или сетками воизбежание повреждения тары, груз не в коем случае нельзя брать крючьями.

Резина - груз обладающий специфическим запахом, перегружается в мешках на сформированных поддонах либо поштучно, огнеопасен при горении выделяет много угарного газа и сернистых соединений вместе с дымом.

Обувь - груз обладающий сильным запахом по этому его следует перевозить отдельно от грузов восприимчивых к запхам, неисключена возможность перевозки на палубе. Обувь перевозится в картонных ящиках под действием тепла может портится “высыхать”. При переходе морем если груз расположен на палубе его следует накрывать брезентом во избежание подмочки.

Олово - тяжелый груз, боится контактов с кислотами, с жирами, при низких температурах ниже - 30^о груз “заболевает” оловянной чумой т.е. превращается в серый порошок. Помещения в которых находился заражённый груз следует тщательно вычистить, а испорченный груз отправить на переплавку. Перевозится в пакетах.

Транспортные характеристики грузов представляются в табл.2.

Табл 2. Характеристики грузов.

		Размеры		Объём				Высота	Нормы
		грузового		куб.м.				штабели-	Расхода
Наименование	Вид	места, мм				Коэффи-	УПО	рования.			Естествен-
груза	тары						циент трюм-	м3/т.		Сепара-	Крепле-	ной убыли
		Длина	Ширина	Высота	Места	Удель-	ной укладки			ции	ния	%
						ный
Табак	тюки	1000	650	400	0,26	2,16	1,25	2,90	3 ряда	0,003	0,003	1,40%
Обувь	ящики	600	400	500	0,12	2,07	1,25	2,59	до 10 рядов	0,003	0,003	#
Каучук	кипы	750	650	400	0,20	1,74	1,25	2,16	6 рядов	0,003	0,003	#
Арахис	мешки	940	550	330	0,17	2,62	1,14	2,99	4 ряда	0,003	0,003	2,50%
Стальные листы	пачки	2500	1000	150	0,38	0,16	1,25	0,20	до 4 рядов	0,003	0,003	#
Олово	болванки	#	#	#	0,01	0,19	1,25	0,24	4 ряда	0,003	0,003	#
Резина	мешки	#	#	#	0,13	1,30	1,14	1,48	4 ряда	0,003	0,003	#

1.2 Загрузка трюмов и твиндеков судна

В целом различные характеристики грузов и их физико-химические свойства, технические условия и правила перевозки служат основанием для их размещения на судне с точки зрения совместимости (табл. 3).

Табл 3. Условия совместимости грузов.

Наименование грузов	Грузы размещаемые сверху
	Обувь	Табак	Резина	Арахис	Каучук	Олово	Металл
Обувь		2
Табак
Резина	6				6
Арахис
Каучук	6	4		5
Олово			6
Металл	6	6	6		6	6

При размещении грузов необходимо учитывать, что грузы, не боящиеся статических нагрузок и грузы в прочной таре размещаются в нижней части грузового помещения.

При составлении таблицы совместимости грузов удобно пользоваться следующей кодировкой:

совместная перевозка на одном судне запрещена;

через отсек.

в соседнем отсеке.

в одном отсеке, но в разных помещениях;

в одном помещении, но с разделением и нейтральным грузом;

в одном помещении, но с сепарацией

совместное размещение без ограничений;

1.3 Технико-эксплутационные характеристики т/х «Славянск»

1. Водоизмещение судна в грузу, т D = 18320 т.

2. Масса судна порожнем, т D₀ = 5430 т.

3. Полная грузоподъемность, т Dв = 12890 т.

4. Грузовместимость судна, м³ киповаяWk = 17423 м³.

5. Осадка судна в грузу, м Т_л = 9,02 м.

6. Скорость в грузу, узл V_г = 16 узлов.

7. Длина наибольшая, м L_max = 152,8 м.

8. Длина между перпендикулярами, м L_пп = 140 м.

9.Высота борта, мН_б = 12 м.

10. Ширина судна, м В_max = 20,6 м.

11. Количество тонн на одну смену осадки т/см а = 24,5 т /см.

12. Суточные нормы расходов топлива, воды и прочих запасов на ходу и на стоянке:

q_x^т = 34 т/сут,

q_x^в = 10 т/сут,

q_ст^т = 1,5 т/сут,

q_ст^в = 10 т/сут,

q_пр = 1 т/сут,

13. Сумарное количество тонн топлива, которое может быть принято на судно, т.G_т = 1404 т.

14. Сумарное количество тонн воды, которое может быть принято на судно, т.G_в = 297 т.

15. Абсциса порожнего судна, м Х_о = - 10,55 м.

Апликата (отстояние от киля) Ц.Т порожнего судна Z_о = 9,2 м.

В табличной форме представлены характеристики грузовых помещений и люков:

Основные характеристики грузовых помещений т / х “Славянск”.

Наименование помещений.	Вместимость киповая	Размеры, м.	Размеры люка, м.	Отстоящие от
		Длина	Ширина	Высота	Длина	Ширина	Миделя	Киля
Трюм 1 Трюм 2 Трюм 3 Трюм 4 Трюм 5	540 2330 2650 2620 925	17,2 21,4 21,3 21,3 16,5	9,5 16,7 19,4 19,2 8,0	3,3 6,5 6,4 6,4 7,0	9,8 14,4 14,1 14,2 14,6	9,4 11,0 11,0 11,0 9,4	50,0 31,0 8,75 - 12,6 - 53,25	6,2 4,8 4,8 4,8 4,8
Твиндек под баком Твиндек 1 Твиндек 2 Твиндек 3 Твиндек 4 Твиндек 5	945 770 1700 1755 1745 1350	15,6 17,2 21,4 21,3 21,3 15,0	16,8 12,8 21,4 22,3 22,1 20,3	3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 4,0			50,3 50,0 31,0 8,75 - 12,6 - 53,25	13,3 9,6 9,8 9,8 9,8 10,2

2. Расчёт чистой грузоподъёмности судна на рейс

Чистая грузоподъёмность судна определяется как разность между расчётным дедвейтом и запасами на рейс .

Определение чистой грузоподъёмности производится из условия получения топлива, воды, и прочих запасов в начальных и конечных портах рейса.

D_ч= D_в - G; (1).

Расчётное значение дедвейта может определяться:

С учётом ограничения осадки судна, глубинами портов захода или участков трассы.

С учётом различных зон и сезонных районов, в которых проходит рейс.

а) В порту отправления.

Расчётное значение дедвейта определяется с использованием грузовой шкалы по ограниченной осадке судна в порту отправления, которая равна.

T_огр = h - h', (2)

Где h - глубина в порту отправления, м.

h' - запас глубины под килем принимается равным 0,5 м.

D_в.р.= D_{в огр.} (3)

б) В портах захода или на участке трассы .

В этом случае расчётное значение дедвейта определяется как сумма дедвейта по ограниченной осадке и запасов необходимых судну на переход от порта погрузки до порта с ограниченой глубиной. При этом полученная величина расчётного дедвейта не должна превышать значение дедвейта, соответствующего грузовой марке в порту погрузки либо на трассе следования.

D_в.р= D_{в огр.}+G_з' ? D_{в гр. м.} ; (4)

Где G_з' - запасы на переход от порта погрузкидо пункта с ограниченными глубинами;

D_{в гр. м.} - дедвейт определённый по грузовой марке.

G_з'= G_х'+ G_ст' ; (5)

Где G_х' - ходовые запасы на переход от порта погрузки до пункта с ограниченными глубинами;

G_ст' - стояночные запасы в промежуточном порту захода. Запасы на стоянку учитываются только в том случае, если промежуточный порт захода находится до пункта с ограниченными глубинами, и в данном порту используется грузоподъёмность полностью, т.е. количество погружаемого равно либо больше, за счёт израсходованных запасов, количеству выгружаемого груза в промежуточном порту.

G_х' = (((L - L_огр)/V_э) + (L_огр/V_о) + t_х.доп. ) * (q_х^т + q_х^в + q_пр. ); (6)

Где L - расстояние перехода до пункта ограничения осадки, миль.

L_огр - расстояние участков, где судно идёт с ограниченной скоростью, миль;

V_э - техническая скорость, узлы;

V_о - ограниченная скорость, узлы;

t_х.доп. - дополнительные затраты ходового времени (швартовка, отшвартовка, лоцманская проводка), сут;

q_х^т ,q_х^в - нормы расхода топлива и воды соответственно;

q_пр - суточная норма прочих запасов принимается в пределах 1 - 2 т/сут. В этой курсовой работе q_пр принимается равной 1т/сут.

Запасы на стоянку в порту определяются по формуле.

G_ст.'= (Q_в /M_в + Q_п /M_п) * (q_ст.^т + q_ст.^в + q_пр.);

Где Q_в; Q_п - количество тонн выгружаемого и погруженного груза, соответственно;

M_в; M_п - нормы погрузо - разгрузочных работ, т/сут.

Во втором случае, если расчётный дедвейт определяется зонами или сезонными районами, необходимо составить схему рейса с указанием пунктов смены грузовой марки, зон и сезонных районов, в которых проходит рейс для применения соответствующих грузовых марок.

Если рейс проходит сначала в “жёстких” условиях, когда допустимая осадка судна будет меньше, чем осадка судна в зоне или сезонном районе после смены грузовой марки, то в этих условиях всегда расчётное значение дедвейта определяется по грузовой марке в порту отправления.

D_в.р.= D_{в в порту отпр.}

В противном случае расчётное значение дедвейта определяется из выражения.

G_з^сгм

D_в.р.= D_{в сгм.} + min _?

_?D или 2*_?D

где D_{в сгм.} - допустимое значение дедвейта после пункта смены грузовой марки, т.

_?D - разность водоизмещения для случаев (тропики - лето; лето - зима)

2*_?D - разность водоизмещения для случая (тропики - зима)

D = 1/48(T_л * a); (10).

где T_л - паспортное значение осадки по летнюю грузовую марку, см;

a - количество тонн на 1 см. осадки, т/см;

G_з^сгм - запасы необходимые судну на переход от порта погрузки до пункта смены грузовой марки, т;

G_з^сгм = G_х^сгм + G_ст^сгм ,

Где G_х^сгм - ходовые запасы на переход до пункта смены грузовой марки, рассчитываются аналогично - G_р;

G_р = G_х + G_ст.

Где G_х - запасы на переход от порта погрузки до порта выгрузки с учётом коэффициента штормового запаса.

G_х = (((L_общ - L_огр)/V_э) + (L_огр/V_о) + t_х.доп. ) * (q_х^т + q_х^в + q_пр. ) * K_шт (13).

Где L_общ - расстояние от порта погрузки до конечного порта, порта выгрузки, миль.

2.1 Расчёт значений чистой грузоподъёмности судна на рейс

Так как в данном задании рейс проходит сначала в тропических, а затем в летних сезонных районах и точка смены грузовой марки находится в порту Порт - Саид, но участок с ограниченными глубинами согласно заданию находится в начальном порту погрузки (Хайфон): то пример расчётов будет следующим. Сначала определяем расчётный дедвейт в порту с ограниченными глубинами и берём его за расчётный, наименьший дедвейт получится в порту Хайфон. Дедвейт определяется из исходных данных согласно “грузовой шкале” т/х “Славянск”, по ограниченной осадке судна в порту T_огр. Следуя из этого можно пренебречь значениями изменения грузовой марки судна в Порт - Саиде и ограничениями глубин в порту Мариуполь так как они приблизительно равны.

T_огр = 8 - 0,5 = 7,5 (м)

D_{в огр.} = 1008 + 9890 = 10898 (т)

D_в.р = 10898 - 1209 = 9689 (т)

После этого расчитываем ходовые и стояночные запасы судна на рейс.

Ходовые запасы:

G_х = (((7934 - 432 - 27 - 94 - 65 - 12 - 22 )/24 * 16) + ( 432/(24 * 8) + 27/(24 * 8) + 94/(24 * 8) + 65/(24 * 13) + 12/(24 * 9) + 22/(24 * 7) + 0,083 )) * 45 * 1,2 = 1004,4 * 1,2 = 1205,28 (т)

Стояночные запасы:

G_ст. = 0,29* (1,5 + 10 + 1) = 3,6(т)

Запасы на рейс:

G_р = 1205,28 + 3,6 = 1209 (т)

Чистая грузоподъёмность судна за рейс:

D_{ч. р.} = 10898 - 1209 = 9689 (т)

3. Определение загрузки судна

Одним из важных вопросов при расчёте грузового плана является определение массы и объёмов обязательных и факультативных грузов, сепарационных и крепёжных материалов для них.

По каждому виду груза определяется масса и объём крепёжных и сепарационных материалов с учётом установленных норм.

Q_сеп.i. = K_сеп.* Q_{i ,} (14)

Где K_сеп. - норма сепарационных и крепёжных материалов (табл. 2).

Q_i - масса, i - ой партии груза по заданию, т

V_{сеп. i} = Q_сеп.i. * U_{сеп. i.,} (15)

Рассчитывается масса и объём каждой партии груза с учётом сепарационных и крепёжных материалов.

Q_i = Q_i' + Q_сеп.i. (16)

V_i' = V_{гр. i} + V_{сеп. i} = Q_i* U_i + Q_сеп.i.* U_{сеп. i. ,} (17)

Определяется удельный погрузочный объём каждого груза с учётом крепёжных и сепарационных материалов, полученные значения заносятся в табл. 4.

U_гр.i.= V_i'/ Q_i' (18)

По обязательным грузам подсчитываются суммарные масса и объём с учётом сепарационных и крепёжных материалов

Q_i' = Q₁'+Q₂'+Q_n' (19)

V_i' = V₁'+V₂'+V_n' (20)

Полученные данные для начального порта погрузки представляются в табличной форме (табл. 4.).

Определяются после погрузки обязательных грузов неиспользованные части грузоподъёмности и грузовместимости, которые предназначены для факультативных грузов с учётом сепарационных крепёжных материалов.

D_ч'= D_ч - Q_i (21)

W '= W_с - V_i (22)

Рассчитывается масса и объём факультативных грузов, крепёжных и сепарационных материалов для них.

Определяем удельную грузовместимость для факультативных грузов.

_ф = W '/ D_ч' (23)

При сопоставлении удельной грузовместимости для факультативных грузов с удельным погрузочным объёмом факультативных грузов могут быть следующие случаи:

а) _ф >U_ф1 и U_ф2

Грузы “тяжёлые”, к погрузке принимаем тот груз у которого удельный погрузочный объём ближе к удельной грузовместимости для факультативных грузов.

Q_ф' = D_ч' ; (24)

Q_ф^” = Q_ф'/ 1+ K_сеп.ф. - чистая масса факультативного груза (25)

Q_сеп.ф. = Q_ф' - Q_ф^” (26)

V_сеп.ф. = Q_сеп.ф. * U_сеп. (27)

V_ф^” = U_ф.* Q_ф^” (28)

V_ф' = V_ф^” + V_{сеп. ф.} (29)

U_ф. = V_ф'/ Q_ф' (30)

б) ?_ф<U_ф1 и U_ф2

Грузы лёгкие, к погрузке принимается тот, у которого удельный погрузочный объём по значению ближе к удельной грузовместимости для факультативных грузов.

V' = W; (31)

Q_сеп.ф. = (W/U_ф. )*(1- (1/1+ K_сеп.ф.)); (32)

V_сеп.ф. = U_сеп. * Q_{сеп ;} (33)

V_ф^” = V_ф'- V_{сеп.ф. ;} (34)

Q_ф = V_ф^” / U_{ф. ;} (35)

Q_ф'= Q_ф + Q_{сеп ;} (36)

U_ф. = V_ф' / Q_ф' (37)

в) U_ф.т. < ?_ф < U_ф.л. - один груз факультативный “тяжёлый”, другой “лёгкий”, для определения массы и объёмов “лёгкого” и “тяжёлого”факультативных грузов, массы и объёмов сепарации для этих грузов необходимо выполнить расчёты и решить следующую систему уравнений по следующей схеме:

Q_сеп.ф. = K_{сеп.ф. max.} * D_ч; (38)

D_ч^” = D_ч' - Q_сеп.ф. ; (39)

V_сеп.ф. = U_сеп. * Q_{сеп.ф. ;} (40)

W ^“ = W' - V_{сеп.ф. ;} (41)

Q_ф.т. + Q_ф.л. = D_ч^” ;

Q_ф.т. * U_{ф. т.} + Q_ф.л. * U_{ф. л.} = W ^“; (42)

Сепарацию между двумя факультативными грузами распределяем пропорционально их массе.

Q_{сеп. т.} = (Q_ф.т. / D_ч' ) * Q_сеп.ф. (43)

В этой курсовой работе будет применяться метод (А) когда оба факультативных груза ” (олово в слитках), (арахис в мешках) - “тяжёлые”.

Результаты расчётов по обязательным и факультативным грузам заносятся в таблицу 4, а загрузка судна должна удовлетворять следующим условиям:

Q_i' + Q_пал. ?? D_ч; (44)

V_i' ? W; (45)

Где Q_пал. масса палубного груза с сепарационными и крепёжными материалами, т.

3.1 Расчёт по определению загрузки судна

Все данные рассчитаны в электронной таблице Excel.

Каучук в кипах:

Q_сеп.i. = 1800 * 0,003 = 5,4 (т)

V_{сеп. i} = 5,4 * 1,5 = 8,1 (м³)

Q_i'= 1800 + 5,4 = 1805,4 (т)

V_i' = 1800 * 2,16 + 5,4 * 1,5 = 3896,1 (м³)

U_гр.i.= 3896,1 / 1805,4 = 2,16 (м³/т)

?Q_i' = Q₁'+Q₂'+Q_n' = 7321,9 (т)

?V_i' = V₁'+V₂'+V_n' = 11118,85 (м³/т)

Металл в пачках:

Q_сеп.i. = K_сеп.* Q_i =7,20

V_{сеп. i} = Q_сеп.i. * U_{сеп. i} =10,80

Q_i `= Q_i + Q_сеп.i. =2407,2

V_i' = V_{гр. i} + V_{сеп. i} = Q_i* U_i + Q_сеп.i.* U_{сеп. i.} = 490,8

U_гр.i.= V_i'/ Q_i' = 0,20

?Q_i' = Q₁'+Q₂'+Q_n' = 7321,9 (т)

?V_i' = V₁'+V₂'+V_n' = 11118,85 (м³/т)

Табак в тюках:

Q_сеп.i. = K_сеп.* Q_i = 4,5

V_{сеп. i} = Q_сеп.i. * U_{сеп. i} =6,75

Q_i `= Q_i + Q_сеп.i. =1504,5

V_i' = V_{гр. i} + V_{сеп. i} = Q_i* U_i + Q_сеп.i.* U_{сеп. i.} =2031,75

U_гр.i.= V_i'/ Q_i' =1,35

?Q_i' = Q₁'+Q₂'+Q_n' = 7321,9 (т)

?V_i' = V₁'+V₂'+V_n' = 11118,85 (м³/т)

Резина в мешках:

Q_сеп.i. = K_сеп.* Q_i=4,8

V_{сеп. i} = Q_сеп.i. * U_{сеп. i} =7,20

Q_i `= Q_i + Q_сеп.i. =1604,8

V_i' = V_{гр. i} + V_{сеп. i} = Q_i* U_i + Q_сеп.i.* U_{сеп. i.} =2375,20

U_гр.i.= V_i'/ Q_i' =1,48

?Q_i' = Q₁'+Q₂'+Q_n' = 7321,9 (т)

?V_i' = V₁'+V₂'+V_n' = 11118,85 (м³/т)

Для расчётов возьмём случай (в), когда один факультативный груз “тяжёлыми”, а другой “лёгкий”.

2,99 ??2,66????????? м³/т)

Для определения массы и объёмов “лёгкого” и “тяжёлого» факультативных грузов, массы и объёмов сепарации для этих грузов необходимо выполнить расчёты и решить следующую систему уравнений.

Но для начала следует определить неиспользованные части грузоподъёмности (D_ч') и грузовместимости (W '), а затем и удельную грузовместимость факультативных грузов (?_ф).

D_ч'= 9689 - 7321,9 = 2367,1 (т)

W '= 17423 - 11118,85 = 6304,15 (м³)

?_ф = W '/ D_ч' = 6304,15/2367,1 = 2,66 (м³/т)

Решаем систему уравнений (42):

D_ч^” = 2367,1 - 29,07 = 2338,03

Q_сеп.ф. = 0,003 * 9689 = 29,07

V_сеп.ф. = 1,5 * 29,07 = 43,61

W ^“ = 6304,15 - 43,61 = 6260,54

Q_ф.т. + Q_ф.л. = 2338,03;

Q_ф.т. * 0,24 + Q_ф.л. * 2,99 = 6260,54;

- 0,24Q_ф.т. - 0,24Q_ф.л. = -561,13

Q_ф.т. * 0,24 + Q_ф.л. * 2,99 = 6260,54;

Q_ф.т. = 2072,51(т)

Q_ф.л. =265,52(т)

Q_сеп.т. = (265,52 * 29,07) / 2367,1 = 3,26 (т)

Q_сеп.л. = (2072,51 / 29,07) / 2367,1 =25,5 (т)

Табл 4. Грузы погруженные в порту Хайфон.

	Масса, т.	Объём, м3.	Удельный
Наименование							погрузочный
груза	Груза без		Груза с	Груза без		Груза с	объём груза с
	сепарации	Сепарации	сепарацией	сепарации	Сепарации	сепарацией	сепарацией
	Qi	Qсеп.i.	Qi+Qсеп.i.	Vi	Vсеп.i.	Vi+Vсеп.i.	Uгр.
1	2	3	4	5	6	7	8
Каучук	1800	5,4	1805,4	3888,00	8,10	3896,10	2,16
Металл	2400	7,2	2407,2	480,00	10,80	490,80	0,20
Табак	1500	4,5	1504,5	4350,00	6,75	4356,75	2,90
Резина	1600	4,8	1604,8	2368,00	7,20	2375,20	1,48
Арахис	2072,51	25,5	2098,01	6196,80	38,25	6235,05	2,97
Олово	265,52	3,26	268,78	63,72	4,89	68,61	0,26
Итого	9638,03	50,66	9688,69	17346,52	75,99	17422,51	#

В промежуточном порту Бейрут выгружается 1600 тонн - резины, объёмом - 2368,00 м³. И на её место погружается обувь в колличестве Q_i = 2368 / 2,59 = 914,29 (т), отсюда следует что судно прибудет в Мариуполь недогруженным, т.е. чистая грузоподъёмность не будет использоваться полностью.

4. Определение распределённой нагрузки (массы) отсеков и грузовых помещений

Прочность корпуса, мореходные качества судна (остойчивость и дифферент) в значительной мере зависят от правильного распределения переменной нагрузки (грузов и рейсовых запасов) в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Рейсовые запасы распределяются между выбранными топливными и водяными емкостями судна и результаты распределения представляются в табличной форме (табл.5).

Распределённая масса грузовых отсеков и помещений судна может быть получена расчётным или расчётно - графическим путём. Для решения задачи распределения нагрузки в горизонтальном и вертикальном направлениях необходимо использовать номограммы распределённой массы отсеков и помещений.

Определение распределённой массы грузовых отсеков.

4.1 Определение момента оптимального дифферента

M_{d опт.} = D_рX_с - D_оX_о + d_оптM_х - G_зjX_зj; (46)

D_р = D_о + G_р + Q_i + Q_пал. (47)

Где X_с - абсцисса Ц.Т. груженого судна, определяется по кривым элементов теоретического чертежа;

d_опт - значение оптимального дифферента, принимается в пределах (50 - 100 ) см. на корму;

M_х - удельный дифферентующий момент определяется по грузовой шкале судна, а в случае отсутствия грузовой шкалы по приближённой формуле:

M_х = (5,3 - 5,4) B(0,01L_н)² ; (тм/см.)

G_зjX_зj - момент относительно миделя, создаваемый запасами на рейс распределённым по j - ым отсекам судна (табл.5).

Значение d_опт принимаем равным 50 см.

M_{d опт.} = 16327,69 * (- 0,11) - 5430 * (- 10,55) + (-50) * 184,3 - (- 14607,32) = 60882,77 (тм)

D_р = 5430 + 1209 + 9688,69 = 16327,69 (т)

4.2 Находим суммарную распределённую массу носовых отсеков

P_н = (M_{d опт.} - D_ч * X_к) / (X_н - X_к)

Где X_к , X_н - средневзвешенные плечи кормовых и носовых отсеков.

X_к = (?W_к(н)^тр * X_к(н)^тр + ?W_к(н)^тв * X_к(н)^тв)/(?W_к(н)^тр + ?W_к(н)^тв)

Где ?W_к(н)^тр; ?W_к(н)^тв - вместимость трюмов, твиндеков кормовых, носовых, соответственно;

X_к(н)^тр; X_к(н)^тв - абсциссы их Ц.Т., соответственно.

P_н = 60882,77- 9689 * (- 26,53) / 25,87 - (- 26,53) = 70845,49 (т)

X_к = - 82268,25 + (- 93874,5) / (3545 + 3095) = - 26,53 (т)

X_н = (122417,5 + 154089,75) / (5520 +5170) = 25,87 (т)

4.3 Определяем оптимальное, min., и max значения изгибающего момента

M_опт. = K_сп. * D_р * L_пп + 0,5(K₂^п_. - K₂^в_. ) * B * L_пп^2,3 - K₀ * D₀ * L_пп

M_min. = K_сп. * D_р * L_пп - K₁^п * B * L_пп^2,3 - K₀ * D₀ * L_пп

M_max. = K_сп. * D_р * L_пп - K₁^в * B * L_пп^2,3 - K₀ * D₀ * L_пп

K_сп. = 0,0315 + 0,0895b,

Где b - коэффициент общей полноты находится по кривым элементов теоретического чертежа;

K₁ - численный коэффициент, учитывающий отклонение сил массы от момента сил поддержания, зависит от типа судна и постановки на волне;

K₂ - коэффициент, учитывающий дополнительный изгибающий момент;

K₀ - численный коэффициент для грузовых судов с М.О. в средней части, равный 0,1 и для М.О. в корме 0,126

Тип судна	На вершине	На подошве
	K1	K2	K1	K2
Сухогрузное	0,0205	0,0325	0,0182	0,0360

K_сп. = 0,0315 + 0,0895 * 0,65 = 0,0897.

M_опт. = (0,0897 * 16327,69 * 140) + 0,5 * (0,0360 - 0,0325) * 20,6 * 86316,63 - (- 0,126 * 5430 * 140) = =112369,65

M_min. = (0,0897 * 16327,69 * 140) - (0,0205 * 20,6 * 86316,63) - (0,126 * 5430 * 140) = 72806,42

M_max. = (0,0897 * 16327,69 * 140) + (0,0205 * 20,6 * 86316,63) - (0,126 * 5430 * 140) = 145709,44

Определение распределённой массы грузовых отсеков предлагается проводить на миллиметровой бумаге.

Номограмма строится на миллиметровой бумаге, (см. рис. 2.) согласно приведенным выше данным.

4.4 Определение распределённой массы грузовых помещений

Определяем статический момент от грузов относительно киля.

M_ст.z = D_р ( Z_m - h_опт. ) - D_о Z_o - G_зj X_зj.

Где Z_m - апликата поперечного метацентра, определяется по кривым элементов теоретического чертежа;

h_опт. -оптимальное значение метацентрической высоты, принимается в пределах (0,6 - 1,2) м;

G_зj X_зj. - момент от запросов относительно киля.

M_ст.z = 16327,69 * (8,5 - 0,6) - 5430 * 9,2 - 2384,94 = 77464,196 (тм)

Распределённую массу между трюмами и твиндеками можно получить графически. Для этой цели вычерчиваем номограмму распределения нагрузки по вертикали. На оси абсцисс откладываем значение D_ч и точки О, на расстоянии примерно 2/3D_ч, восстанавлием перпендикуляр оси ординат на которой откладываем шкалы Z и M_z. На шкале Z откладываем плечи Ц.Т. трюмов и твиндеков.

Z_тр' = ?W_тр * Z_тр / ?W_тр

Z_тв' = ?W_тв * Z_тв / ?W_тв

Из точки О проводим лучи Z_тр , Z_тв до пересечения со шкалой ординат, а из т. D_ч восстанавливаем перпендикуляр до точки А пересечения с горизонтальной прямой, которая проходит через точку M_ст.z. из точки А проводим прямую параллельную лучу твиндеков до её пересечения с лучом трюмов. Проекции отрезков луча трюмов и отрезка параллельного лучу твиндеков на ось абсцисс дают распределённую массу трюмов и твиндеков с учётом принятого оптимального значения метацентрической высоты.

Для этого находим моменты действующие на трюма и твиндеки.

Z_тр' = 44268 / 9065 = 4,88

Z_тв' = 84630,5 / 8265 = 10,24

В связи с тем что эпюра действующих моментов на трюма и твиндеки имеет зна чительное отклонение, что приводит к невозможности определения распределённой массы трюмов и твиндеков то к расчётам принимаем следующую формулу.

P_тр = W_тр * P_i / W_отс

P_тв = W_тв * P_i / W_отс

Где W_тр, W_тв - вместимость трюмов и твиндеков соответственно, м³.

W_отс - вместимость отсеков, м³.

P_i - суммарная распределённая масса отсеков, т., определяется по рис.2.

P_тр =

P_тв =

Значение суммарной распределённой массы трюмов и твиндеков служит для расчёта коэффициентов пропорциональности распределения нагрузки между трюмами и твиндеками.

K_тр. = P_тр / D_ч

K_тв. = P_тв / D_ч

K_пал. = Q _пал. / D_ч

K_тр. + K_тв. + K_пал. = 1.

Где K_пал. - при наличии палубного груза.

P_тр - суммарная распределённая масса трюмов, т.

P_тв - суммарная распределённая масса твиндеков, т.

D_ч - чистая грузоподъёмность судна, т.

Q _пал. - колличество палубного груза, т.

K_тр. =

K_тв. =

K_тр. + K_тв. + K_пал. = 1.

Значение распределённой массы конкретного грузового помещения определяется как произведение коэффициента пропорциональности на распределённую массу этого отсека.

P_трj. = K_тр. * P_i.

Где K_тр. - коэффициент пропорциональности распределения между трюмами судна.

P_i. - распределённая масса, т.

P_трj. =

Полученные значения распределённой массы в горизонтальном и вертикальном направлении должны обеспечивать удовлетворение требований общей прочности принятых оптимальных значений дифферента и остойчивости судна.

Значения распределённой массы грузовых помещений, емкостей палубы и отсеков в целом представляются в табл.6.

5. Требования по размещению грузов и рейсовых запасов

При размещении грузов следует руководствоваться следующими основными принципами:

отклонение загрузки отсека не должно превышать от распределённой массы отсека не должна превышать 10%;

в случае невозможности загрузить отсеки пропорционально распределённой массе, рекомендуется не догружать, в первую очередь, концевые отсеки;

в большие отсеки рекомендуется грузить грузы, требующие, одинаковых, или близких режимов перевозки;

в нижние части грузовых помещений обычно укладываются “тяжёлые” грузы;

грузы, боящияся нагрева, не следует помещать вблизи нагревающихся переборок, палуб, бортов;

большие по массе партии грузов следует равномерно размещать по отсекам;

при комплектации грузов следует учитывать очерёдность портов;

грузы надо распологать строго по коносаментным партиям

жидкие и порошкообразные грузы в таре нельзя размещать сверху продовольственных, либо промышленных грузов;

крупногабаритные грузы и тяжеловесные рекомендуется укладывать на палубу, если позволяет местная прочность то на просветах грузовых люков;

6. Разработка плана комплектации грузов

Распределение груза по помещениям показывается на схеме диаметрального разреза судна, выполненного на миллиметровой бумаге в масштабе 1:200 по длине или 1:50 по высоте.

В таблицу 7 заносятся значения удельной грузовместимости каждого помещения, рассчитанные по формуле.

W_j = W_j / P_j .

где W_j - киповая вместимость j - го помещения, м³;

P_j - распределённая масса j - го помещения, т;

W_j =

Для сохранения распределённой массы отсека корректируется распределённая масса твиндека.

P_j = P_j^тв. + P_j'.

Отклонение предполагаемой загрузки отсека от распределённой массы не должно превышать 10%, в противном случае необходимо перераспределить грузы по отсекам.

P_j =

В процессе комплектации грузов по помещениям могут встречаться случаи, когда удельная грузовместимость помещения будет меньше удельного погрузочного объёма с сепарацией самого “тяжёлого” груза. В этом случае невозможно полностью использовать распределённую массу данного помещения, для полной загрузки необходимо перераспределить распределённую массу либо по возможности использовать палубу.

После завершения комплектации грузового плана, в результате чего грузы должны быть размещены по грузовым помещениям, необходимо произвести проверочные расчёты дифферента, остойчивости и прочности корпуса судна на момент отхода из начального порта погрузки и на момент прихода в конечный порт выгрузки.

7. Графическое изображение грузового плана

План комплектации грузов и рейсовых запасов изображается на масштабной схеме диаметрального разреза судна.

Для изображения размещения грузов по помещениям на масштабной схеме судна используются масштаб высоты или масштаб клетки.

При использовании масштаба клеток схема грузового помещения на диаметральном разрезе разбивается на n - ое количество равных клеток и определяется объём грузового помещения, приходящийся на одну клетку.

V_кл = V_j / n_кл

Объём занимаемый грузом в j - ом помещении на схеме грузового плана рассчитывается по количеству занятых клеток.

n = V_ij / V_кл

Где V_ij - объём i - го груза в j - ом грузовом помещении.

V_кл - объём грузового помещения, приходящийся на одну клетку, м³.

V_j - объём грузового помещения, м³.

V_кл =

n =

При послойной загрузке судовых помещений удобнее пользоваться масштабом высоты - mh.

Масштаб высоты по грузовому помещению определяется как отношение вместимости грузового помещения к его высоте, измеренной на масштабной схеме.

m V_зj = W_j / H_j

Где H_j - высота грузового помещения на масштабной схеме.

W_j - удельная грузовместимость помещения, м³.

mh =

Высота слоя груза на масштабной схеме определяется по формуле.

H_гр. = V_ij / mh

Где V_ij - объём i - го груза в j - ом грузовом помещении.

mh - масштаб высоты по грузовому помещению

H_гр. =

После завершения графического грузового плана определяются координаты Ц.Т. каждой партии грузов, которые находятся в точках пересечения диагоналей плоских фигур (прямоугольников или квадратов), соответствующих изображению груза.

Результаты графического изображения грузового плана заносятся в табл. 8.

8. Проверка и исправление дифферента

Расчёт дифферента на момент отхода из порта погрузки осуществляется в следующей последовательности:

1.Определение значения статического момента относительно миделя от суммарного воздействия всех нагрузок.

M_{ст. х.} = D_oX_o + Q_ijX_ij + G_зjX_зj

Где Q_ij - масса i - ой партии груза в j - ом грузовом помещении, т.

G_зjX_зj - момент относительно миделя, создаваемый запасами на рейс распределённым по j - ым отсекам судна (табл.5).

Q_ijX_ij - момент относительно миделя, создаваемый i - ой партии груза в j - ом грузовом помещении, тм.

D_oX_o - момент относительно миделя, судна порожнём, тм.

M_{ст. х.} =

Результаты расчётов нагрузок и суммарных статических моментов от постоянных и переменных нагрузок относительно миделя и киля заносятся в табл. 9.

2.Для полученного варианта грузового плана определяем абсциссу Ц.Т. гружённого судна.

X_g = M_{ст. х.} / D_p

Где D_p - дедвейт расчётный, т.

M_{ст. х.} - статический момент относительно миделя.

X_g =

3.Рассчитывается плечо дифферентующей пары сил.

c = X_g - X_c

Где X_g - абсцисса Ц.Т. гружённого судна.

X_c - абсцисса Ц.Т. гружённого судна определённая по кривым элементов теоретического чертежа.

c =

4.Дифферентующий момент.

M_диф. = D_p * c

Где с - плечо дифферентующей пары сил.

D_p - дедвейт расчётный, т.

M_диф. =

5.Расчитывается дифферент судна в начальном порту отхода при данном варианте загрузки.

d_н = M_диф. / M _х.

Где M_диф. - дифферентующий момент, тм.

M _х. - удельный дифферентующий момент, тм.

Если d_н не равно d_опт то необходимо удифферентовать судно, чтобы обеспечить принятое условие.

d_н =

8.1 Удифферентовка судна

1.Определяется отклонение начального дифферента от оптимального.

d' = d_опт - d_н

Где d_опт - оптимальный дифферент, м.

d_н - дифферент судна в начальном порту отхода, м.

d' =

2.Рассчитывается величина изменения дифферентующего момента, соответствующая отклонению дифферента.

M_диф.' = d' * M_х

Где d' - отклонение начального дифферента от оптимального, м.

M _х. - удельный дифферентующий момент, тм.

M_диф.' =

3.В этом курсовом проекте исправление дифферента на требуемую величину необходимо получить только при помощи переноса груза.

M_диф.' = Q_i ` * X_j'

Где Q_i ` - масса перемещаемой i - ой партии груза, т;

X_j' - расстояние переноса из j - ого помещения, м., в j + n - ое помещение, м.

Используя приведённое уравнение, можно определить либо массу груза, либо расстояние переноса.

M_диф.' =

4.По масштабной схеме находим грузы которые будут переносится и рассчитывается расстояние переноса.

X_j' = X_j - X_j+n

Где X_j - плечо j - ого помещения, м.

X_j+n - плечо j + n - ого помещения, м.

X_j' =

5.По заданному расстоянию переноса определяем массу i - ой партии груза, при переносе которой обеспечивается изменение дифферента на требуемую величину.

Q_{i j}' = M_диф.' / X_j'

Где M_диф.' - изменение дифферентующего момента.

X_j' - расстояние переноса

Q_{i j}' =

На практике удифферентовка судна осуществляется после размещения всех партий груза на судне и в этом случае для создания необходимого изменения дифферента производим равнообъёмный обмен “тяжёлых” и “лёгких” грузов.

Q_.т. + Q_.л. = Q_{i j}' ;

Q_.т. * U _т. - Q_.л. * U _л. = 0;

Решив систему, находим массу “лёгких” и “тяжёлых” грузов, поменяв их местами, изменим дифферент на требуемое значение.