Визначення оптимального завантаження транспортного судна
Вихідні дані
Номер проекту - 507
Тип судна - суховантажний
Нс.х. min = 4.4 м
Рід вантажу і характеристики вантажних місць
Рід вантажу
Довжина пакету L, м
Ширина пакета В, м
Висота пакету Н, м
Маса пакету, т
Цукор в мішках на піддонах
1,68
1,22
1,53
2,08
Крупа в мішках на м'яких стропах
1,34
0,95
1,26
0,95
Цемент в мішках на піддонах
1,67
1,25
1,3
3,28
Цегла на піддонах
1,6
1,2
1,1
3,2
Транспортні характеристики судна
Вантажопідйомність Д, т
Довжина габаритна Lc, м
Ширина габаритна Нд, м
Висота борту Нб, м
Осаду в вантажу h гр, м
5300
140
16,7
5
3,5
Характеристика вантажних трюмів
Кількість трюмів - 4
№ трюму | Обсяг трюму W, м ³ | Вантажомісткість D, т |
1 | 1530 | 1290 |
2 | 1570 | 1340 |
3 | 1570 | 1340 |
4 | 1600 | 1360 |
1. Визначимо питому вантажомісткість транспортного судна (УГС)
wc = D, м ³ / т
де Wmpi - обсяг i-того вантажу, м ³
n - кількість трмов
D - вантажопідйомність судна
wc = 1530 + 1570 + 1570 + 1600 / 5 300 = 1. 8 січня м ³ / т
Визначимо транспортні характеристики вантажу (ТХГ)
Знайдемо питомий навантажувальний обсяг вантажу (УПО):
wг = (Vм / g м) х Ку
де: V м = (L x B x H) - обсяг вантажного місця
L, B, H - вантажні розміри пакету
Ку = 1,15 - коефіцієнт укладання вантажу в трюмі
g м - маса пакета
а) Цукор в мішках
w г1 = (1,68 · 1,22 · 1,53 / 2,08) х 1,15 = 1,73 м ³ / т
б) Крупа в мішках
w г2 = (1,34 · 0,95 · 1,26 / 0,95) х 1,15 = 1,94 м ³ / т
в) Цемент в мішках
w г3 = (1,67 · 1,25 · 1,3 / 3,28) х 1,15 = 0,95 м ³ / т
г) Цегла на піддонах
w Г4 = (1,6 · 1,2 · 1,1 / 3,2) х 1,15 = 0,759 м ³ / т
Встановимо вид вантажу, виходячи зі співвідношення УПО і УГС
Рід вантажу | УГС wc, м ³ / т | І w р, м ³ / т | Співвідношення УГС і УПО | Вид вантажу |
Цукор в мішках | 1,18 | 1,73 | wc <w р, | Вантаж легкий |
Крупа в мішках | 1,18 | 1,94 | wc <w р, | Вантаж легкий |
Цемент в мішках | 1,18 | 0,95 | wc> w р, | Вантаж важкий |
Цегла на піддонах | 1,18 | 0,759 | wc> w р, | Вантаж важкий |
4. Визначимо кількість вантажу, яке можна розмістити в кожен трюм
а) Для важких вантажів:
кількість вантажу буде визначатися величиною вантажомісткості трюму
Ti = mpi
де
n - кількість пологів важкого вантажу
m - кількість трюмів, що завантажуються важкими вантажами
gTi - маса i-того важкого вантажу, т
Dmpi - вантажомісткість i-того трюму, т
g 3 + g 4 = D 3 + D 4 = 1340 + 1360 = 2700т
де g 3 - маса важкого вантажу - цемент, т
g 4 - маса важкого вантажу - цегла, т
D 3 - вантажомісткість третього трюму, т
D 4 - вантажомісткість четвертого трюму, т
V 3 + V 4 = g 3 · w г3 + g 4 · w Г4 = 1340 · 0,759 + 1 360 · 0,95 = 1017,06 + 1292 = 2309 м ³
де
V 3 - обсяг важкого вантажу - цемент м ³
V 4 - об'єм важкого вантажу - цегла м ³
w г3 - питомий навантажувальний обсяг цементу, м ³ / т
w Г4 - питомий навантажувальний обсяг цеглин м ³ / т
W 3 + W 4 = 1570 + 1600 = 3170 м ³, де
W 3 - об'єм третього трюму, м ³
W 4 - обсяг четвертого трюму м ³
W 3 + W 4> V 3 + V 4, тобто сумарний обсяг трюмів, зайнятих важкою вантажем, більше обсягу важкого вантажу.
б) Для легких вантажів:
л =
mpi / w г i
n - кількість пологів легкого вантажу
m - кількість трюмів, що завантажуються легкими вантажами
g л - маса i-того легкого вантажу, т
Wmpi - обсяг i-того трюму, м ³
g 1 + g 2 = W 1 / w г1 + W 2 / w г2 = 1530 / 1,94 + 1570 / 1,73 = 788,66 + 907,51 = 1696 т,
де g 1 - маса легкого вантажу - цукру, т
g 2 - маса легкого вантажу - крупи, т
W 1 - обсяг першого трюму, м ³
W 2 - обсяг другого трюму, м ³
w г1 - питомий навантажувальний обсяг цукру, м ³ / т
w г2 - питомий навантажувальний обсяг крупи, м ³ / т
W 1 + W 2 = V 1 + V 2 = 153 +1570 = 3100 м ³
тобто для легких вантажів об'єм займаний в трюмі дорівнює обсягу займаного трюму
5. Розподілимо номери трюмів для завантаження відповідних вантажів - важких і легких
Завантажуємо важкі вантажі в трюми розташовані ближче до корми
№ трюму | Рід вантажу | Вантажомісткість трюму Di, т | Маса вантажу gi, т | Обсяг трюму Wi, м ³ | Обсяг вантажу Vi, м ³ |
1 | цукор | 1290 | 788,66 | 1530 | 1028 |
2 | крупа | 1340 | 907,51 | 1570 | 1377 |
3 | Цемент | 1340 | 1340 | 1570 | 983,10 |
4 | цегла | 1360 | 1360 | 1600 | 516,60 |
6. Визначимо коефіцієнт використання вантажопідйомності судна ψ з
ψ з = D ф / Д
де D ф = g 1 + g 2 + g 3 + g 4 - фактична вантажопідйомність судна, т
Д - паспортна вантажопідйомність вантажу, т
D ф = 788,66 + 907,51 + 1340 + 1360 = 4396 т
ψ з = 4396 / 5300 = 0,829
7. Визначимо розрахункову глибину суднового ходу Нс. х.:
Нс.х. = H гр.ф + Z 1 + Z 2 + Z 3 + Z 4, м
Де h гр.ф = 2,81 м - осідання вантажу при фактичне завантаження, м
Z 1 = 0,3 - навігаційний запас під днищем судна
Z 2 = 0,3 h в - Z 1 = 0,3 · 2 - 0,3 = 0,3 м - запас глибини на хвилювання, де
h в = 2,0 м - розрахункова висота хвилі на водних шляхах
Z 3 = n · h зан. = 1 · 0,1 = 0,1 м - запас глибини внаслідок залежності суднового ходу на окремих ділянках
h зан = 0,1 м / рік - товщина шару наносів відкладення на рік
n = 1лет - період між проведення днопоглиблювальних робіт
Z 4 = V · k = 15 · 0,027 = 0,405 м, - швидкісний запас, де
V = 15 км / год - швидкість руху завантажених судів
k = 0,027 - коефіцієнт, що приймається в залежності від довжини судна
Нс.х = 2,81 + 0,3 + 0,3 +0,1 + 0,405 = 3,92 м
Нс.х. min = 4.4 м
8. Визначимо оптимальну завантаження судна в умовах обмеження глибини суднового ходу
Оптимальне завантаження судна визначається шляхом підбору різнорідних вантажів у такому співвідношенні, при якому максимально використовується вантажопідйомності судна і обсяг його трюмів. При підборі кількості вантажів будемо виходити з пропозиції, що є можливість взяти будь-яку кількість вантажу.
Позначимо
G л = g 1 + g 2 - маса легких вантажів (1)
G т = g 3 + g 4 - маса важких вантажів (2)
w л = (w г1 + w г2) / 2 (м ³ / т) - УПО легких вантажів (3)
w т = (w г3 + w Г4) / 2 (м ³ / т) - УПО важких вантажів (4)
Вирішуємо систему двох рівнянь
G л + G т = D ф. доп
G л · w л + G т · w т = W →
G т = D ф. доп · w л - W, т (5)
w л - w т
G л = D ф. доп - G т (6)
Підставляємо вирази (1), (2), (3) і (4) в рівняння (5) і (6):
g 3 + g 4 = D ф. доп · [(w г1 + w г2) / 2] - W
[(W г1 + w г2) / 2] - [(w г3 + w Г4) / 2] (7)
g 1 + g 2 = D ф. доп - (g 3 + g 4) (8)
Обчислюємо (7) і (8)
g 3 + g 4 = 4396 · [(1,94 + 1,73) / 2] - 6270 = 1832,3916 т - маса важкого вантажу [(1,94 + 1,73) / 2] - [(0,759 + 0,95) / 2]
g 1 + g 2 = 4396-1832,3916 = 2563,61 т - маса легкого вантажу
Так як кількість важкого і легкого вантажів визначаємо при значенні УПО як середньоарифметичне між відповідними видами вантажів, то:
g 1 = g 2 = 0,5 · (g 1 + g 2) = 1282 т
g 3 = g 4 = 0,5 · (g 3 + g 4) = 916 т
9. Визначимо фактичну завантаження судна, перевіримо використання об'єму трюмів
D ф = (g 1 + g 2) + (g 3 + g 4) = 1832 + 2564 = 4396 т
Об'єм, який займають вантажі при встановленому їхній кількості:
Де n - кількість пологів вантажу (n = 4)
m - кількість трюмів судна
а) Трюм № 1 (зайнятий цукром, обсяг трюму W 1 = 1530 м ³, вантажомісткість трюму D 1 = 1290 т)
g 1 = 1282 т - загальна маса цукру
V 1 = g 1 · w г1 = 1 282 * 1,73 = 2217 м ³ - загальний обсяг цукру
V 1> W 1
Непоместівшійся цукор завантажимо в трюм № 3
1530:1,73 = 884 т <D 1 - маса цукру, який міститься у трюм № 1
2217-1530 = 687 м ³ - обсяг цукру, який не вміщується у трюм № 1
687:1,73 = 396 т - маса цукру, який не вміщується у трюм № 1
б) Трюм № 2 (зайнятий крупою, обсяг трюму W 2 = 1570 м ³, вантажомісткість трюму D 2 = 1340 т)
g 1 = 1282 т - загальна маса крупи
V 2 = g 2 · w г2 = 1 282 * 1,94 = 2487 м ³ - загальний обсяг крупи
V 2> W 2
Крупу, яка не вміщається в трюм № 2, помістимо у трюм № 4.
1570:1,94 = 809 т-маса крупи, вміщеній в трюм № 2
2468-1570 = 898 м ³ - обсяг крупи, яка не вміщається в трюм № 2
917:1,94 = 444 т - маса крупи, яка не вміщається в трюм № 2
в) Трюм № 3 (зайнятий цементом + цукром трюму W 3 = 1570 м ³, вантажомісткість трюму D 3 = 1340 т)
g 3 = 916 т - загальна маса радіаторів
V 3 = g 3 · w г3 = 916 * 0,95 = 870м ³ - загальний обсяг радіаторів
V 3 <W 3
Довантажує трюм № 3 крупою, яка не вмістилася в трюм № 1 і № 4
870 +687 = 1557м ³ <W 3 - загальний обсяг вантажів, поміщених в трюм № 3
916 +396 = 1312т = D 3 - загальна маса вантажів, поміщених в трюм № 3
г) Трюм № 4 (зайнятий цеглою + крупою, обсяг трюму W 4 = 1600 м ³, вантажомісткість трюму D 4 = 1 360 т)
g 4 = 916 т - загальна маса цвяхів
V 4 = g 4 · w Г4 = 916 * 0,759 = 695м ³ - загальний обсяг цвяхів
V 4 <W 4
Довантажує трюм № 4 крупою, яка не вмістилася в трюм № 2
695 +898 = 1593 м ³ <W 4 - загальний обсяг вантажів, поміщених в трюм № 3
916 +444 = 1360 т = D 4 - загальна маса вантажів, поміщених в трюм № 3
Отримані дані для розподілу вантажів по трюмах занесемо в таблицю
Номер трюму | Рід вантажу | Вантажомісткість трюму Di, т | Маса вантажу gi, т | Обсяг трюму Wi, м ³ | Обсяг вантажу Vi, м ³ |
1 | Цукор | 1290 | 884 | 1530 | 1530 |
2 | Крупа | 1340 | 809 | 1570 | 1570 |
3 | Цемент + цукор | 1340 | 916 +396 = 1312 | 1570 | 870 +687 = 1557 |
4 | Цегла + крупа | 1360 | 916 + 444 = 1360 | 1600 | 695 +898 = 1593 |