Расчет продолжительности рейса судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

РАСЧЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РЕЙСА СУДНА

Таблица 1 Задания на курсовую работу

№		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Расход топлива (т/сут)	qm	40,0 т/сут для всех вариантов
Данные рейса	расстояние (мили)	S	3500	2000	2500	3000	3500	3600	4200	2400	5300	4000
	скорость хода (узл)	Uс	17,3	17,2	17,1	17,0	17,3	17,2	17,1	17,0	17,6	17,3
Плотность морской воды (т/м3)в порту отхода	с	1,015	1,016	1,018	1,027	1,025	1,021	1,014	1,023	1,013	1,014
Плотность груза, м3/т	с гр	0,95	0,86	0,92	0,68	0,82	0,90	0,85	0,84	0,72	0,78

Технико-эксплуатационные характеристики судна

1.	Тип судна		«Сплит»
2.	Длина судна: между перпендикулярами	L	173.9	м
	габаритная	Lгб	186,2	м
3.	Ширина судна	В	23,4	м
4.	Высота борта судна	Н	12,5	м
5.	Данные по судну: а) порожнем:
	водоизмещение	oґ	7100	т
	осадка судна порожнем: средняя	Тср	2,74	м
	аппликата центра тяжести	zg	10,85	м
	абсцисса центра тяжести	Хп	-16,5	м
	б) в полном грузу:
	водоизмещение	Dгрґ	30400	т
	осадка судна средняя	Тср	9,84	м
	площадь парусности	Sп	1400	м2
	Возвышение ЦП над ватерлинией, (м)	zV	4,84	м
	Дедвейт	Dдв ґ	22600	т
	площадь скуловых килей	Ак	64	м2
6.	Экипаж судна: количество	nэк	40	чел
	масса с вещами и грузом	рэк	5,1	т
	абсцисса центра тяжести	хэк	-64,72	м
	аппликата центра тяжести	zэк	11,85	м

1. Расчет продолжительности рейса судна

Продолжительность рейса судна от порта отправления до порта назначения рассчитывается по формуле:

t_р = t_х (1)

Ходовое время - t^/_х судна от порта отправления до порта назначения рассчитывается по формуле:

t^/_х= S / U_c, час (2)

Общее ходовое время - t_х судна от порта отправления до порта назначения рассчитывается по формуле:

t_х= t^/_х/ 24, сут (3)

Результаты расчета составляющих продолжительности рейса судна сведены в Таблицу 1.1

Таблица 1.1

№	Наименование величины	Условные обозначения величины	Значение величины	Размерность
1.	Расстояние между портами	S		миль
2.	Скорость хода судна на переходе	Uc		уз
3.	Ходовое время судна от порта отправления до порта назначения	t/х		час
4.	Продолжительность рейса судна: в часах, в сутках	tр tрс		час сут

2. Расчет судовых запасов на рейс

Судовые запасы (топлива, смазочного масла, пресной воды и продовольствия) рассчитываются:

- запас топлива на рейс судна с учетом штормового запаса по формуле:

Р_топл=1,1_* q_{m *}t_х, т (4)

- запас смазочного масла на рейс судна в процентах от запаса топлива по формуле:

Р_см.м.= 0,05 _* Р_топл, т (5)

- запас пресной воды для нужд экипажа, исходя из санитарной нормы на одного человека в сутки по формуле:

Р_пр.в.= 1,1_*0,1_.* n_{эк *}t_х, т (6)

n_эк - количество экипажа на судне

- запас продовольствия для нужд экипажа, исходя из нормы потребления в килограммах на одного человека в сутки по формуле:

Р_прод.= 1,1_* 0,003 t_х* n_эк , т (7)

Общее количество судовых запасов на рейс рассчитывается по формуле:

Р_зап.= Р_топл+ Р_см.м + Р_пр.в + Р_прод (8)

Результаты расчета составляющих судовых запасов на рейс судна сведены в таблицу 1.2

Таблица 1.2

№	Наименование величины	Условные обозначения величины	Значение величины	Размерность
1.	Запасы: топлива смазочного масла пресной воды продовольствия	Ртопл Рсм.м Рпр.в Рпрод		т т т т
2.	Общее количество судовых запасов	Рзап		т

При составлении грузового плана загрузки судна используются таблицы:

вместимости топливных танков для размещения запасов топлива на рейс;

вместимости запасов смазочного масла для размещения запасов смазочного масла на рейс;

вместимости танков пресной воды для размещения запасов пресной воды на рейс;

вместимости танков водяного балласта для размещения водяного балласта при удифферентовании судна в течении всего рейса, с расчетом, чтобы судно имело:

допустимое значение по крену и дифференту или посадку, близкую к положению на ровный киль без крена;

вместимость грузовых танков для размещения массы груза, назначенного к перевозке в данном рейсе.

Составление грузового плана загрузки судна рекомендуется начинать с размещения судовых запасов в следующей последовательности;

размещаются запасы топлива;

размещаются запасы смазочного масла. При этом некоторые топливные танки могут использоваться для размещения запасов смазочного масла, а избыточное количество запасов топлива может размещаться в грузовых танках.

размещаются запасы пресной воды;

размещается масса груза.

При размещении судовых запасов придерживаются следующих правил, чтобы обеспечить остойчивость судна при погрузке.

Запасы топлива размешаются в топливных танках в следующей последовательности:

заполняются расходные танки;

заполняются танки, расположенные в MKО (машинно-котельном отделении),

заполняются танки двойного дна;

заполняются носовые диптанки;

заполняются топливно-балластные танки.

2. Запасы смазочного масла заполняются в той же последовательности.

Некоторые топливные танки могут использоваться для размещения смазочного масла, а избыточное количество запасов топлива может размещаться в грузовых танках.

3. Запасы продовольствия размещаются в провизионные помещения поровну.

При заполнении танков судовыми запасами следует выполнять следующие правила:

танки заполняются полностью, для исключения влияния свободной поверхности жидкости на остойчивость судна или - оставлять частично заполненными рекомендуется:

танки, расположенные по диаметральной плоскости судна или два или четыре танка, но расположенные симметрично по левому и правому бортам.

Размещение судовых запасов и груза производится в табличной форме:

отдельными таблицами на каждый вид судового запаса (топлива, смазочного масла, пресной воды, продовольствия, водяного балласта и груза) или одной таблицей, только с соответствующим разделением надписью: «Размещение запасов топлива» и т.д.

По окончании размещения каждого вида судового запаса производится расчёт координат центра тяжести Xg и Zg вида судового запаса, груза и балласта, а по окончании загрузки и удиферентования его для положения близкого к ровному килю и без крена, также производится расчет координат центра тяжести X_gi и Z_gi судна после загрузки с учетом дифферента до 0,5 м на корму.

2.1 Размещение запасов топлива

Размещение запасов топлива, определённого на рейс судна производится в топливные и грузовые танки и оформляется в табличной форме (таблица 1.3) в строгой последовательности для того, чтобы не нарушать остойчивость судна при погрузке и производстве расчетов.

Вместимость топливных танков.

Таблица 1.3

№ п/п	Наименование топливного танка	Шпангоут	Вмести-мость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса груза , запаса, (т)	Плечо	Момент
						X (м)	Z (м)	Mx (т.м)	Mz (т.м)
1	2	3	4	5	6 (5*0,98)	7	8	9	10
	Бункер-танк	ЛБ	46-55	206,0	191,5		-48,11	5,24
	Бункер-танк	ПБ	46-55	206,0	191,5		-48,11	5,24
	Танк двойного дна	ЛБ	43-47	65,3	61,4		-56,07	1,25
	Танк двойного дна	ПБ	25-47	87,8	82,5		-58,05	1,31
	Расходный танк №1	ЛБ	46-55	58,1	54,1		-48,43	9,26
	Расходный танк №1	ПБ	46-55	58,1	54,1		-48,43	9,26
	Расходный танк для котла	ЛБ	13-20	55,0	51,2		-76,72	10,88
	Расходный танк для котла	ПБ	13-20	55,0	51,2		-76,72	10,88
	Расходный танк №2	ЛБ	24-28	26,7	25,1		-68,21	10,98
	Расходный танк №2	ПБ	24-28	26,7	25,1		-68,21	10,98
	Отстойный танк	ЛБ	28-32	30,9	21,1		-64,97	10,98
	Отстойный танк	ПБ	28-32	30,9	21,1		-64,97	10,98
	Отстойный танк	ЛБ	46-55	78,0	72,5		-48,43	9,26
	Отстойный танк	ПБ	46-55	78,0	72,5		-48,43	9,26
15	Переливной танк		47-50	24,5	22,8		-49,82	0,67
16	Сборный танк осадков сепаратора		47-50	10,0	9,3		-49,93	0,68
17	Грузовой танк №9	ЦТР	56-60	1399,8	1301,8		-36,90	6,21
18	* * * * * *	ЛБ	56-60	760,7	707,4		-37,84	6,88
19	* * * * * *	ПБ	56-60	760,7	707,4		-37,84	6,88
20	Грузовой танк №8	ЦТР	60-64	1738,1	1616,4		-26,30	6,46
21	* * * * * *	ЛБ	60-64	828,9	770,8		-26,26	6,59
22	* * * * * *	ПБ	60-64	828,9	770,8		-26,26	6,59
23	Диптанк	ЛБ	106-128	705,3	655,9		+69,25	9,73
24	Диптанк	ПБ	106-128	716,8	666,6		+69,15	9,71

ПРИМЕЧАНИЕ:

Заполнять танки запасами топлива в следующей последовательности:

* с № 1 по № 10; * с № 17 по № 22;

* с № 23 по № 24; * с № 15 по № 16;

Отстойные танки №№ 11, 12, 13, 14 - можно использовать под запасы смазочного масла.

Если использовались танки №№ 11 и 12 под запасы смазочного масла, то танки №№ 13 и 14 следует использовать под запасы топлива, а если танки №№ 13 и 14 под запасы смазочного масла, то танки №№ 11 и 12 под запасы топлива.

при нехватке танков под запасы топлива - использовать грузовой танк №9-Центр или бортовые (левого и правого бортов), №№ 17, 18, и 19;

если опять недостаточно танков под запасы топлива - использовать грузовой танк Центр №№ 8 и 9 или бортовые (левого и правого бортов), №№ 20, 21, и 22;

если опять недостаточно танков под запасы топлива - использовать танки №№ 23 и 24.

При размещении запасов топлива по танкам №№ 11, 12, 13, 14, 15 и 16, придерживаться следующего:

по возможности танки №15 и 16 не заполнять или, в крайнем случае, заполнить танк №15;

или заполнить танк №15 полностью, а танк №16 - на 80% т.е. на 7.5 т;

не заполнять танки №№ 23 и 24 (танки водяного балласта)

Расчеты производятся следующим образом:

значение «масса» р_і (графа 6) умножается

* на плечо Х_і (графа 7) и результат записывается в графу 9 (М_Хі) ;

* на плечо Z_і (графа 8) и результат записывается в графу 10 (М_Zі) ;

по окончании расчета по всем пунктам граф 9 и 10 производится:

* нахождение сумм - (графа 6) = Р (вида запаса или груза)

- (графа 9) = М_х

- (графа 10) = М_z

*расчет значений координат центра тяжести вида запаса или груза рассчитываются по формулам:

Х = М_х / Р Z = М_Z / Р (9)

По окончании размещения запасов топлива в топливные танки производится:

- нахождение сумм по графам 6, 9 и 10, т.е.

= по графе 6 = Р_топл

= по графе 9 = М_{х топл} (гр 6 * 7)

= по графе 10 = М_{z топл} (гр 6 * 8)

где n - это количество заполненных танков

i - номер заполненного танка.

- расчёт значений координат центра тяжести, размещенного запаса топлива производится по формулам:

х_{g топл} = х _топл = М_{х топл} / Р_топл (10)

z_{g топл} = z _топл = М_{z топл} / Р_топл (11)

[с точностью до 0,1 м и до 0,1 т_*м]

2.2 Размещение запасов смазочного масла

Размещение запасов смазочного масла, определённого на рейс судна, производится в танки смазочного масла в табличной форме (Таблица 1.4) в строгой последовательности, а при нехватке танков под запасы смазочного масла можно использовать некоторые топливные танки для того, чтобы не нарушать остойчивость судна при погрузке.

Таблица вместимости танков смазочного масла. Таблица 1.4

Наименование танка	Шпан-гоут	Вместимость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса груза (т)	Плечо	Момент
					X (м)	Z (м)	Mx (тм)	Mz (тм)
Танк смазочного масла главного двигателя	ЛБ	33-38	45,0	40,1		-60,32	10,98
Танк смазочного масла главного двигателя	ПБ	33-38	45,2	40,2		-60,32	10,98
Танк цилиндрового масла	ЛБ	38-39,9	14,4	12,8		-57,92	10,98
Танк цилиндрового масла	ПБ	39,5-41	14,8	13,2		-55,70	10,98
Танк смазочного масла (кормовой)	ЛБ	24-25,5	10,7	9,5		-69,26	10,98
Танк смазочного масла (кормовой)	ПБ	24-25,5	10,7	9,5		-69,26	10,98
Танк смазочного масла (носовой)	ЛБ	25,5-27	11,0	9,7		-68,05	10,97
Танк смазочного масла (носовой)	ПБ	25,5-27	11,0	9,7		-68,05	10,97
Восстановительный масляный танк	ЦТР	35-40	40,8	36,3		-56,50	0,36
Сточно-сборный масляный танк	ЦТР	24-35	40,3	36,3		-65,40	0,67
Сборный танк осадков масла		24-30	20,6	18,2		-67,85	0,65
Танк смазочного масла	ЛБ	24-35	46,3	41,1		-63,85	4,75
Танк смазочного масла	ПБ	26-38	45,8	40,7		-62,75	4,78

Примечание:

Заполнять танки запасами смазочного масла нужно в последовательности:

С № 1 по № 10, №№ 12 и 13 № 11;

При нехватке танков под смазочное масло использовать топливные танки:

№№ 11 и 12 или

№№ 13 и 14 или

№№ 11,12,13 или 14

Танк № 11 - заполнять в крайнем случае полностью, или -на 80%, т.е. на 14,6 т., а лучше оставить не заполненным.

3. Расчёты производятся также, как описано выше для топлива.

2.3 Размещение запасов пресной воды

Размещение запасов пресной воды, определённого на рейс судна, производится в танки пресной воды, а при нехватке танков под запасы пресной воды можно использовать некоторые танки водяного балласта, в табличной форме (Таблица 1.5), для того чтобы не нарушать остойчивость судна при погрузке и произведении расчётов.

Расчеты координат центров тяжести производятся по формулам:

X_{g пр.в.} = Z_пр.в = М_{z пр.в.}/Р_пр.в. (12)

Z_{g пр.в} = Z _пр.в. = М_{z пр.в}/Р_пр.в (13)

Таблица вместимости танков пресной воды. Таблица 1.5

№	Наименование танка	Шпан- гоут	Вмести-мость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса груза, запаса (т)	Плечо	Момент
						X (т)	Z (т)	Mx (тм)	Мz (тм)
1.	Танк пресной воды	ЦТР	0 - 8	92.0	90.2		-85.00	9.27
2.	Танк пресной воды	ЦТР	8 - 12	65.6	64.3		-80.55	8.66
3.	Танк пресной воды	ЛБ	5 - 12	40.9	40.1		-81.43	11.70
4.	Танк пресной воды	ПБ	5 -12	40.9	40.1		-81.43	11.70
5.	Танк мытьевой воды	ЛБ	12 - 23	60.0	58.8		-74.20	1.25
6.	Танк мытьевой воды	ПБ	12 -33	60.0	58.8		-74.20	1.25
7.	Спускной танк охлаждённой воды главного двигателя		24 -33	15.0	14.7		-65.33	1.52

Примечание:

Заполнять танки запасами пресной воды нужно в последовательности с № 1 по № 6, а при нехватке танков под пресную воду - использовать танки водяного балласта № 4 и 5.

Танк № 7 заполнятьна 80%, т.е. на 11.8 т. или в крайнем случае, полностью.

Расчёты производится так же, как указано ранее для топлива и смазки.

2.4 Размещение запасов продовольствия

Размещение запасов продовольствия, определённого на рейс судна, производится в провизионное помещение в табличной форме (Таблица 1.6.

Расчет значений координат центра тяжести запасов продовольствия производится аналогично. судно рейс цистерна остойчивость

Таблица вместимости провизионных помещений. Таблица 1.6

№ п/п	Наименование танка	Шпангоут	Вместимость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса запаса, груза (т)	Плечо	Момент
						X (м)	Z (м)	Mx (тм)	Mz (тм)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Кладовая №1	0 -5	8,2			-86,52	13,25
	Кладовая №2	0-6	8,4			-83,55	8,66
	Холодильная камера	13-20	10,2			-76,50	10,88

Примечание:

Запасы продовольствия - размещать примерно поровну в три помещения или по своему усмотрению. ( Пример: Р_прод= 10.6 т, то по 3.5; 3.5 и 3.6 т)

Расчёты производятся так же, как и в предыдущих пунктах.

3. Размещение груза

Приступить к размещению груза необходимо после расчета запасов на рейс и предварительно определить максимальные возможности по приему груза, который не должен превышать Р = D_гр ґ - Р_зап

Таблица вместимости грузовых танков. Таблица 1.7

№ п/п	Наименование танка	Шпан-гоут	Вмести-мость (м3)	Масса груза, (т) (5*0,98)	Плечо	Момент
					Х (м)	Z (м)	Mx (т.м)	Mz (т.м)
1.	№1	Центр	88-105	1702,1		+55,63	6,57
2.		ЛБ	88-105	552,8		+55,10	6,44
3.		ПБ	88-105	552,8		+55,10	6,44
4.	№2	Центр	84-88	1737,5		+43,90	6,46
5.		ЛБ	84-88	760,2		+43,75	6,83
6.		ПБ	84-88	760,2		+43,75	6,83
7.	№3	Центр	80-84	1740,4		+32,20	6,46
8.		ЛБ	80-84	830,2		+32,20	6,46
9.		ПБ	80-84	830,2		+32,20	6,46
10.	№4	Центр	76-80	1740,7		+20,50	6,46
11.		ЛБ	76-80	842,8		+20,50	6,51
12.		ПБ	76-80	842,8		+20,50	6,51
13.	№5	Центр	72-76	1738,2		+8,80	6,46
14.		ЛБ	72-76	843,5		+8,80	6,51
15.		ПБ	72-76	843,5		+8,80	6,51
16.	№6	Центр	68-72	1740,1		-2,90	6,46
17.		ЛБ	68-72	843,5		-2,90	6,51
18.		ПБ	68-72	843,5		-2,90	6,51
19.	№7	Центр	64-68	1739,1		-14,60	6,46
20.		ЛБ	64-68	842,8		-14,60	6,51
21.		ПБ	64-68	842,8		-14,60	6,51
22.	№8	Центр	60-64	1738,1		-26,30	6,46
23.		ЛБ	60-64	828,9		-26,30	6,59
24.		ПБ	60-64	828,9		-26,30	6,59
25.	№9	Центр	56-60	1399,8		-36,90	6,21
26.		ЛБ	56-60	760,7		-37,84	6,88
27.		ПБ	56-60	760,7		-37,84	6,88
28.	Цистерна химической мойки грузовых танков	56-57	118,0		-14,39	9,39

Размещение груза по грузовым танкам производится последовательно с носовых - с №1 и до кормовых - до №9, если грузовые танки №№9 и 8 не заняты под судовые запасы топлива

4. Расчёт координат центра тяжести судна

По окончании загрузки судовых запасов, груза и заполнения соответствующих танков для удифферентования судна с минимальными значениями производится расчёт координат центра тяжести судна после загрузки путём заполнения табличной формы (Таблица 1.8) с последующим расчётом координат центра тяжести X_g1 и Z_g1

Расчет координат центра тяжести судна после загрузки. Таблица 1.8

Наименование танка	Масса запаса, груза(т)	Плечо	Момент
		X (м)	Z (м)	Mx (т.м)	Mz (т.м)
Судно порожнем	7100	-16,5	10,85	-117150	77035
Экипаж	5,1	-64,72	11,85	-330,1	60,4
Судовые запасы:
топливо
смазочное масло
пресная вода
продовольствие
Груз
Балласт
Судно после загрузки Р	(не более 30400 т)

5. Расчёт посадки судна

Расчёт посадки судна после загрузки производится в следующей последовательности:

а). Расчёт координат центра тяжести судна после загрузки;

б). Расчёт параметров посадки судна после загрузки;

Для водоизмещения судна после загрузки и плотности воды с_и =1,025 т/м³ по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т_ср.

Грузовая шкала построена для плотности с?с_и,, то учитываем поправку к средней осадке, определённой по грузовой шкале, на плотность воды по формуле:

ДТ=Т_ср*д (с - с_и) /(б* с_и), (14)

где с =1,025 т/м³ - плотность, для которой построена грузовая шкала;

с_и - фактическая плотность воды в порту загрузки (по заданию);

Т_ср - средняя осадка по грузовой шкале при с =1,025 т/м³ ;

Фактическая осадка судна с учетом поправки на плотность воды составит:

Т_ф = Т_ср + ДТ (15)

По гидростатическим кривым (информации об остойчивости) судна по приложению 2 определяем значение величин:

- коэффициент полноты водоизмещения;

- коэффициент полноты площади ватерлинии.

X_c - абсцисса центра величины;

X_f - абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

Z_m - поперечный метацентр

М- момент дифферентующий на 1 см.

Подставляя данные определяют дифферент судна после загрузки по формуле:

d=D*(X_g-X_c)/M*100, м (16)

ПРИМЕЧАНИЕ:

Для получения дифферента на корму, числитель должен быть отрицательным. Это можно достичь подобранным размещением груза или дополнительным приемом водяного балласта с использованием табл. 1.9, но без превышения водоизмещения судна в полном грузу.

Таблица вместимости балластных цистерн. Таблица 1.9

Наименование танка	Шпан-гоут	Вмести-мость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса запаса, груза (т)	Плечо	Момент
					X (м)	Z (м)	Mx (т.м)	Mz (т.м)
Фортик	ЦТР	128-	182,0	180,8		+81,00	5,38
Носовой коффердом	ЛБ	105-106	92,5	91,7		+61,90	7,08
Носовой коффердом	ПБ	105-106	92,5	91,7		+61,90	7,08
Кормовой коффердом	ЛБ	5556	53,5	52,5		-44,25	7,30
Кормовой коффердом	ПБ	55-56	53,5	52,5		-44,25	7,30
Диптанк	ЛБ	106-128	711,0	704,5		+69,25	5,72
Диптанк	ПБ	106-128	711,0	704,5		+69,25	5,72
Диптанк	ЛБ	106-128	705,3	655,9		+69,25	9,73
Диптанк	ПБ	106-128	716,8	666,6		+69,25	9,71

Размещение массы водяного балласта в танки производится такое, как размещение видов судовых запасов и груза, в табличной форме, но заполнение таблицы производится в несколько иной последовательности.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Заполняют строку под № 4 в таблице 1.8 после загрузки груза без балласта.

Рассчитывают значение величина М_х по графе 6.

Вычитается из полученного значения М_х значение остаточного момента ДМ_х,

4. По полученному значению М_x^// - и заполняют «Таблицу вместимости танков водяного балласта.

Заполнение таблицы 1.8 производится в обратной последовательности:

Рассчитывают значение массы водяного балласта (для графы 6 из Табл. 1.8) по формуле и т.д. для всех номеров танков, которые мы хотим использовать для компенсации значения М_x^// , а затем производятся расчёты по определению общих координат центра тяжести балласта.

Результаты всех расчетов составляющих после загрузки судна сводятся в таблицу 1.10.

Таблица результатов расчетов составляющих после загрузки судна. Таблица №1.10

Наименование величины	Обозначения и формулы	Значения величины
Водоизмещение (т)	D
Абсцисса ЦТ судна (м)	хg (док. судна)
Плотность забортной воды (т3/м)	с (по заданию)
Осадка судна (м)	Т (ф-ла 15)
Момент дифферен. на 1 см (т/см)	М (приложение 2)
Абсцисса центра величины (м)	Хс (приложение 2)
Абсцисса ЦТ площади ватерлинии (м)	Xf (приложение 2)
Аппликата поперечного метацентра (м)	Zm (приложение 2)
Коэффициент общей полноты	д (приложение 2)
Дифферент судна (в м)	d = D(Xg - Xc)/ 100*M
Осадка судна носом	Тн=Т-d(1/2-Xf/L)
Осадка судна кормой	Тк=Т+d(1/2+Xf/L)

6. Расчёт остойчивости судна

По окончании размещения судовых запасов, груза, водяного балласта, а также производства расчётов координат центра тяжести судна, параметров посадки судна после загрузки, производятся расчёты параметров поперечной остойчивости судна после загрузки по формуле:

h = Z_m - Z_g , м (17)

Выводы. Используя результаты расчётов после размещения судовых запасов (топлива, смазочного масла, пресной воды и продовольствия) и груза дифферент судна удовлетворил требованиям загрузки с дифферентом до 0,5 м на корму, а расчёты начальной остойчивости показали, что они более 0,2 м согласно требованиям Регистра.

7. Построение диаграмм статической и динамической остойчивости

Далее производим расчет плеч статической и динамической остойчивости

Расчет плеч статической и динамической остойчивости производим с помощью пантокарен при постоянном шаге угла крена.

Для этого по объемному водоизмещению V=D/р -(плотность воды, в которой находиться судно) заходим в таблицу «Пантокарены» и с помощью линейной интерполяции выбираем плечи формы остойчивости.

Расчет плеч статической и динамической остойчивости с использованием пантокарен (приложение 3) представлен в таблице 1.11.

Таблица 1.11

Рассчитываемая величина	Значение расчетных величин
Угол И (град)	0	10	20	30	40	50	60	70
sin И	0	0,174	0,342	0,5	0,643	0,766	0,866	0,939
Плечо остойч. формы, м ?ф (из пантокарен)	0
Плечо остойч. веса, м ?в = Z* sin И	0
Плечо статич. остойч., м ?ст = ?ф - ?в	0	>	> v	> v	> v	> v	> v
Интегральная сумма ? инт ?ст	0	^	^	^	^	^	^
Плечо динам. остойч., м. рад ?d=0,0873*? инт ?ст	0

Вычисление плеч динамической остойчивости ?d можно произвести с использованием таблицы 1.12

Таблица 1.12

И (град)	?ст плечо статической остойчивости	Сумма ?ст	Общая ? инт ?ст	Плечо динамической остойчивости
0		?0 = 0
10	?10	??10 = ?10	??10	0,0873*??10
20	?20	??20= 2?10+?20	??20	0,0873*??20
30	?30	??30= ??20+?20+?30	??30	0,0873*??30
40	?40	??40=??30 +?30+?40	??40	0,0873*??40
50	?50	??50= ??40+?40+?50	??50	0,0873*??50
60	?60	??60=??50+?50+?60	??60	0,0873*??60
70	?70	??70= ??60+?60 +?70	??70	0,0873*??70

По данным таблицы 1.11 производим построение ДСО и ДДО (приложение 4).

Используя полученные данные, произведем расчёт нормируемых параметров остойчивости. Они представлены в таблице 1.13.

Таблица 1.13

Наименование величин	Обозначения и формулы	Значения величин
Осадка судна, (м)	Т
Площадь парусности, (м2)	Av (приложение 2)
Возвышение ЦП над ватерлинией, (м)	Zv(приложение 2)
Рассчетное давление ветра, (н/м2)	Pv (из таблицы 1.14 правил по Zv)
Кренящий момент от ветра, (кНм)	Mv=0.001 PvAvZv
Относит. площадь скул. килей, %	100 Ak/ (LB)
Коэффициент	к (из таблицы 1.15 правил)
Относительная ширина	В/Т
Безразмерный множитель	X1 (из таблицы 1.16 правил)
Коэффициент общей полноты	д
Безразмерный множитель	X2 (из таблицы 1.17 правил)
Аргумент	/В
Множитель, (градусы)	Y (из таблицы 1.18 правил)
Амплитуда качки со скул. килями, (градус)	и2r= к X1 X2 Y
Плечо опрокид. момента, (м)	?опр (диагр. дин.ост.)
Опрокидывающий момент, (кНм)	Mопр= g Dc ?опр
Критерий погоды	K= Mопр/Mv

Давление ветра P_v, в Па (н/м²), для судов неограниченного района плавания можно получить из табл. 1.14

Таблица 1.14

Плечо парусности z,m
Zv	3,.0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7 и более
Pv (н/м2)	9526	9908	10291	10869	10869	11164	11448	11732	11929

Амплитуда качки судна и_2r ,снабженного скуловыми килями по правилам Регистра вычисляется по формуле:

и_2r= к X₁ X₂ Y (18)

где к - коэффициент по правилам Регистра определяется по таблице 1.15 из соотношения 100 A_k/ (LB)

А_k = 64 м² - площадь скуловых килей (по заданию)

Таблица 1.15

Ak/(LB),%	0	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
k	1	0.98	0.95	0.88	0.79	0.74	0.72	0.70

Х_І - безразмерный множитель определяется по таблице1.16 из соотношения В/Т

B/Т	2,4 и <	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0	3,2	3,4
X1	1,0	0,98	0,96	0,95	0,93	0,91	0,90	0,86	0,82

Таблица 1.16

Х₂ - безразмерный множитель определяется по таблице1.17 из коэффициента общей полноты (приложение 2)

Таблица 1.17

д	0,45	0,50	0,55	0,60	0,65	0.70
Х2	0,75	0,82	0,89	0,95	0,97	1,00

Y - множитель, град. выбирают из таблицы 1.18 в зависимости от отношения корня квадратного из начальной метацентрической высоты к ширине судна.

Таблица 1.18

/В	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13
Y	25,0	27,0	29,0	30,7	32,0	33,4	34,4	35,3	36,0

Амплитуду качки судна с острой скулой (по Правилам Регистра) следует принимать равной 70% амплитуды, вычисляемой по формуле (18).

Нахождение М_опр следует выполнить по диаграмме динамической остойчивости.

При использовании диаграммы динамической остойчивости для нахождения опрокидывающего момента (рис. 1), необходимо найти вспомогательную точку А,

Рисунок 1

для чего вправо от начала координат отложить амплитуду качки, вычисленную по формуле (18) и на кривой динамической остойчивости зафиксировать точку А'; далее через точку А' провести прямую, параллельную оси абсцисс, и на ней, влево от вспомогательной точки А', отложить отрезок А'А, равный двойной амплитуде качки.

Из исходной точки А провести касательную АС к диаграмме динамической остойчивости; от точки А на прямой, параллельной оси абсцисс, отложить отрезок АВ, равный 1 радиану; из точки В восстановить перпендикуляр BE до пересечения с касательной АС в точке Е; измерить отрезок BE, равный плечу опрокидывающего момента (если диаграмма динамической остойчивости построена в масштабе плеч). В последнем случае для определения опрокидывающего момента Мс, в кНм, необходимо значение отрезка BE, в м, умножить на соответствующее водоизмещение судна D_c, в кН (для получения D_c в кН, водоизмещение судна, в т, необходимо умножить на 9,81).

8. Проверка остойчивости

Остойчивость судна должна удовлетворять следующим основным требованиям:

критерий погоды К ? 1,0;

максимальное плечо диаграммы статической остойчивости ?? 0,2м;

угол крена, соответствующий максимальному плечу и_max ? 30°;

угол заката диаграммы статической остойчивости и_зак ? 60°;

исправленная начальная метацентрическая высота h = 0,15м.

Проверка остойчивости выполняется по материалам «Информации об остойчивости судна» по допускаемым метацентрическим высотам - h ? h_доп.

Выводы. Используя результаты расчётов, при сравнении с расчетными, сделать выводы - удовлетворяют или не удовлетворяют они требованиям Регистра.

9. Проверка продольной прочности

Проверка продольной прочности рекомендуется производить расчетным методом с использованием таблицы 1.19.

Таблица 1.19

Наименование величин	Обозначения и формулы	Значение величин
Изгиб. момент от веса судна порожнем, (кНм)	Мп= КпDoLg Кп= 0,126	1526151
Изгибающий момент от сил дедвейда, (кНм)	Mdw= 0.5g
Коэффициент общей полноты	д
Численный коэффициент	Ксп=0,085д +0,0315
Изгибающий момент от сил поддержания, (кНм)	Мсп = - КспDLg
Изгибающий момент на тихой воде, (кНм)	Мизг = Мп+Mdw+Мсп
Коэффициент при изгибе (если Мизг будет отрицательным)	Ко	0,0182
Нормативный изгиб. момент на миделе, (кНм)	Мдоп=КоВL2,3g	593807
при прогибе (если Мизг будет положительным)	Ко	0,0205
Нормативный изгиб. момент на миделе, (кНм)	Мдоп=КоВL2,3g	668849

Выводы. Произведя проверку продольной прочности корпуса судна на тихой воде, расчетным путем можем прийти к выводу, что она обеспечивается, если Мизг. < Мдоп.

Литература

1. Завитаев В.Л. Теоретическое обоснование мореходных качеств судна и их практические расчеты для сухогрузных судов смешанного река-море плавания. Уч.пособ. К., - 2007. - 164 с.

2. Жинкин В.Б. Теория и устройство корабля: Учебник.- СПб.: Судостроение, 2000. - 336 с.

3. Магула В.Э. и др. Сборник задач по теории, устройству судов и движителям. - Л.: Судостроение, 1968. - 296 с.

Приложение 1

Гидростатические элементы танкера «СПЛИТ» для плотности воды p=1,025т/м³ (из информации по остойчивости и прочности корпуса для капитана)

Т(м) осадка	D	V	д	б	Xс	Xѓ	Zс	Zm	М Диффер момент на 1см (тм/см)	q Число тонн на 1 см	ф поперечный метац. радиус	Аv	Zv
2,74	7100	6927	0,69	0,736	2,65	2,50	1,39	15,2	257,2	29,02	13,9	2830	8,32
8,00	24274	23682	0,733	0,803	1,72	-0,50	4,16	9,46	325,0	32,6	5,3	1790	6,38
8,10	24600	24000	0,734	0,804	1,69	-0,62	4,16	9,46	327,8	32,68	5,3	1766	6,27
8,20	24927	24319	0,735	0,805	1,65	-0,74	4,25	9,45	330,5	32,76	5,2	1742	6,17
8,30	25254	24638	0,736	0,807	1,62	-0,85	4,34	9,44	333,8	32,84	5,1	1718	6,07
8,40	25582	24958	0,737	0,808	1,58	-0,96	4,34	9,44	336,0	32,92	5,1	1696	5,97
8,50	25911	25279	0,739	0,809	1,54	-1,09	4,34	9,44	338,3	33,0	5,1	1674	5,88
8,60	26241	25600	0,740	0,810	1,51	-1,22	4,43	9,43	341,5	33,08	5,0	1652	5,79
8,70	26572	25923	0,741	0,811	1,47	-1,33	4,43	9,43	344,2	33,16	5,0	1630	5,70
8,80	26903	26247	0,742	0,812	1,44	-1,44	4,52	9,42	347,0	33,24	4,9	1608	5,61
8,90	27235	26571	0,743	0,811	1,41	-1,55	4,52	9,42	349,7	33,3	4,9	1587	5,53
9,00	27568	26896	0,744	0,814	1,37	-1,66	4,61	9,41	352,4	33,4	4,8	1566	5,45
9,10	27902	27221	0,745	0,815	1,33	-1,77	4,61	9,41	355,0	33,5	4,8	1546	5,37
9,20	28237	27548	0,746	0,816	1,30	-1,88	4,70	9,40	357,8	33,58	4,7	1525	5,29
9,30	28573	27876	0,747	0,817	1,26	-1,99	4,70	9,40	360,1	33,65	4,7	1504	5,22
9,40	28909	28203	0,748	0,818	1,23	-2,10	4,79	9,39	363,5	33,76	4,6	1484	5,15
9,50	29247	28534	0,749	0,819	1,19	-2,21	4,79	9,39	366,1	33,84	4,6	1464	5,08
9,60	29585	28863	0,750	0,820	1,16	-2,32	4,88	9,38	368,7	33,93	4,5	1445	5,02
9,70	29925	29195	0,751	0,821	1,12	-2,21	4,88	9,38	374,9	34,0	4,5	1426	4,96
9,80	30264	29526	0,752	0,822	1,09	-2,10	4,97	9,37	380,0	34,1	4,4	1408	4,90
9,84	30400	29659	0,752	0,822	1,08	-2,04	5,01	9,37	381,0	34,17	4,36	1400	4,84
9,90	30946	30191	0,753	0,823	1,06	-1,92	5,06	9,36	384,0	34,2	4,3	1390	4,79

Приложение 2

Пантокарены танкера типа «СПЛИТ» (из информации по остойчивости и прочности корпуса для капитана)

	10	20	30	40	50	60	70
5000	3,60	6,00	7,46	8,14	8.76	8,90	9,10
6000	3,12	5,60	7,14	8.00	8,66	8,80	8,98
7000	2,94	5,24	6,86	7,88	8,60	8,70	8,88
8000	2,70	4,96	7,80	7,70	8,50	8,59	8,76
9000	2,50	4,70	6,40	7,64	8,40	8,49	8,64
10000	2,34	4,44	6,22	7,54	8,32	8,39	8,53
11000	2,20	4,26	6,06	7,42	8,22	8,30	8,42
12000	2,08	4,08	5,91	7,31	8,12	8,20	8,32
13000	1,98	3,93	5,79	7.19	8,00	8,10	8,23
14000	1,86	3,80	5,68	7,10	7,90	8,02	8.14
15000	1,82	3,70	-5,85	7,00	7,80	7,98	8,05
16000	1,78	3,62	5,48	6,90	7,68	7,86	7,95
17000	1,72	3,58	5,40	6,79	7,58	7.80	7,87
18000	1,70	3,52	5,33	6,70	7,55	7,72-	7,78
19000	1,68	3,49	5,26	6,60	7,38	7,66	7.69
20000	1,68	3,46	5,20	6,50	7,27	7,60	7,60
21000	1,67	3,42	5,14	6,40	7,16	7,55	7,56
22000	1,66	3,41	5,08	6,32	7,07	7.43	7,50
23000	1,66	3,39	5,02	6,22	6,97	7,36	7,44
24000	1,65	3,38	4,98	6,13	6.84	7,26	7,39
25000	1,65	3,35	4,90	6,06	6,76	7,20	7.34
26000	1,64	3,34	4,84	5,98	6,64	7,13	7,29
27000	1,64	3,32	4,78	5,87	6,60	7,07	7,25
28000	1,63	3,31	4,72	5,79	6,54	7,00	7,22
29000	1,62	3,30	4,66	5,70	6,48	6,94	7.18
30000	1,61	3,30	4,60	5,60	6,36	6,87	7,14
31000	1,60	3,30	4,58	5,50	6,30	6,78	7,10

Приложение 3

Диаграммы статической и динамической остойчивости

Размещено на Allbest.ru