Контрольна робота
ТЕМА: «Розрахунок вантажного плану проекту 1557» Сормовський »»
1. Дані про рейс
Транспортно-експлуатаційні характеристики судна
№ п / п | Характеристика | значення |
1 | Тип судна | Сормовський |
2 | Проект | 1557 |
3 | Довжина найбільша | 114,0 м |
4 | Довжина між перпендикулярами | 110,0 м |
5 | Ширина судна | 13,2 м |
6 | Висота борту | 5,5 м |
7 | Осадка судна по ЛГМ в вантажу | 3,75 м |
8 | h дн Піднесення дна трюму над основною площиною | 0,9 м |
9 | Водотоннажність в вантажу по ЛГМ | 4426 т |
10 | Дедвейт | 3130 т |
11 | Вантажопідйомність по ЛГМ | 3000 т |
12 | Водотоннажність порожньому | 1286 т |
13 | Швидкість в вантажу | 9 уз. |
14 | Швидкість в баласті | 10,5 уз. |
15 | Екіпаж | 15 людей |
16 | Відстань між портами | 1500 миль |
17 | Осадка судна носом перед навантаженням | 0,3 м |
18 | Осадка судна кормою перед навантаженням | 2,1 м |
19 | Осадка судна на міделі перед навантаженням | 1,3 м |
20 | Абсциса ЦТ судна порожньому | - 9,85 м |
21 | Аппликата ЦТ судна до навантаження | 4,72 м |
22 | Щільність забортної води в порту до навантаження | 1,016 |
23 | Щільність забортної води в порту до вивантаження | 1,025 |
24 | Вантаж | Цукор в мішках |
25 | Питомий навантажувальний обсяг вантажу | 1,4 м 3 / т |
26 | Витрата палива на ходу | 5,64 т / добу |
27 | Витрата прісної води на 1 людину | 0,1 т / добу |
Дані про парусності судна в вантажу при осаді 3,75 м:
1 | Площа парусності (при осаді 3,75 м) | 460 м 2 |
2 | Піднесення центру парусності в вантажу над ПЛ | 2,7 м |
3 | Сумарна площа виличні кілів | 40 м 2 |
Розрахунок ходового часу проводиться за формулою:
Tx = S / V · 24, (1.1)
де S - відстань між портами;
V - швидкість ходу судна.
Тх = 1500 / 9 * 24 = 7,0 добу.
Розрахунок необхідних запасів на рейс зробимо по наступним формулам:
- Необхідна кількість палива визначаємо за формулою:
P т = K зт · q · tx, (1.2)
де кзт - коефіцієнт запасу палива кзт = 1,1;
q - норма витрати палива на ходу;
tx - час судна в ходу.
Рт = 1,1 · 5,64 · 7,0 = 43,4 т
- Запаси олії приймаємо в кількості 5% від кількості палива:
РМ = 0.05 · Рт, (1.3)
Рм = 0,05 · 43,4 = 2,15 т
- Запаси прісної води визначимо за формулою:
P в = q · Чек · tx, (1.4)
де q - кількість води припадає на одного чоловіка екіпажу на добу;
Чек - кількість членів екіпажу.
Рв = 0,1 · 15.7, 0 = 10,5 т
Для виключення впливу вільних поверхонь рідини заповнимо бортову цистерну прісної води місткістю 10,9 т повністю.
Разом судно на відхід буде мати 10,5 т прісної води.
Суму всіх запасів знайдемо за формулою:
Рзн = Рт + Рм + Рв, (1.5)
Рзн = 43,4 +2,15 +10,5 = 56,05 т
До кінця рейсу залишається 10% від сумарних запасів і плюс залишок прісної води, які знаходяться за формулою:
РЗК = 10 · Рзн/100 + D Рв, (1.6)
де D Рв - залишок прісної води, що дорівнює D Рв = 10,9 - 10,5 = 0,4 т
РЗК = 10% · 56,05 / 100% +0,4 = 6,0 т
Розподіл вантажів та запасів
Дані з вантажних приміщень судна
Запаси палива розміщуємо в першу чергу у видаткових цистернах, розташованих в районі машинно-котельного відділення (МКО), танках подвійного дна і в останню чергу в паливно-баластових танках. Танки, як правило, заповнюємо повністю, щоб виключити вплив вільної поверхні рідких вантажів на остійність. Цистерни прісної води заповнюємо повністю.
Розрахунок положення центру ваги прийнятих запасів виробляємо в табличній формі.
Таблиця 1.1 - Розподіл запасів
Дані про вантажні приміщеннях
Найменування приміщення | Площа трюму, м 2 | Зернова грузовмест. м 3 | Киповая грузовмест. м 3 | Абсциса ЦТ, м Х | Аппликата ЦТ, м Z1 | Піднесення днища над ВП, h дн, м | Умовний об'ємний крениться момент від зсуву зерна |
Трюм № 1 | 343,3 | 951 | 664 | 33,80 | 3,65 | 0,88 | 219 |
Трюм № 2 | 433,6 | 1136 | 793 | 15,45 | 3,5 | 0,88 | 255 |
Трюм № 3 | 439,1 | 1146 | 800 | -4,18 | 3,49 | 0,88 | 255 |
Трюм № 4 | 400,0 | 1064 | 743 | -23,2 | 3,54 | 0,88 | 226 |
Всього | 4297 | 3000 | 955 |
При частковому завантаженні трюмів (коли Z <Z 1) аплікат центру обсягу Z за трюмо можна визначити за формулою:
(1.7)
Де Vi - обсяг, зайнятий вантажем: Vi = Р ∙ ω, м 3;
S - площа трюму, м 2;
Р - маса вантажу, т;
ω - питомий навантажувальний обсяг вантажу, м 3 / т;
h дн - піднесення днища трюму над основною площиною, м.
Розподіляємо вантаж по трюмах, використовуючи дані вантажних приміщень
Таблиця 1.2 - Розподіл вантажів
На підставі виконаного розподілу запасів і вантажів складаємо таблицю зведених даних і розрахунку водотоннажності із зазначенням координат центру ваги судна. Ці розрахунки представлені в таблиці 3.5.
Таблиця 1.3 - Розрахунок водотоннажності
Визначаємо параметри судна до прийому баласту
На відхід | На прихід |
Для водотоннажності судна після завантаження D = 3493т і щільності води g і = 1,0 т / м 3 за вантажною шкалою визначаємо середню осадку судна після завантаження Т `ср = 2,91 м. | Для водотоннажності судна після завантаження D = 3437 т і щільності води g і = 1,0 т / м 3 за вантажною шкалою визначаємо середню осадку судна після завантаження Т `ср = 2,85 м. |
Вантажна шкала побудована для щільності γ ≠ γ і, то слід врахувати поправку до середньої осаді Т `ср, визначеної за вантажний шкалою, на щільність води в порту відходу g = 1,016 т / м 3 | Вантажна шкала побудована для щільності γ ≠ γ і, то слід врахувати поправку до середньої осаді Т `ср, визначеної за вантажний шкалою, на щільність води в порту приходу g = 1,025 т / м 3 |
| |
де g = 1,0 т / м 3 - щільність, для якої побудована вантажна шкала; Т `ср = 2,91 м - середня осаду за вантажною шкалою при g = 1,0 т / м 3; δ = 0,83 5 - коефіцієнт повноти водотоннажності; α = 0,863 - коефіцієнт повноти площі ватерлінії | де g = 1,0 т / м 3 - щільність, для якої побудована вантажна шкала; Т `ср = 2,85 м - середня осаду за вантажною шкалою при g = 1,0 т / м 3; δ = 0,834 - коефіцієнт повноти водотоннажності; α = 0,862 - коефіцієнт повноти площі ватерлінії |
| |
Tcp 1 = 2,91 м - 0,034 м = 2,88 м | Tcp 2 = 2,85 м - 0,069 м = 2,78 м |
Для середньої опади Tcp 1 = 2,88 м з інформації по остійності для капітана (додаток 1) визначаємо значення величин: Xc 1 = - 0,81 м - абсциса центру величини; Xf 1 = -1,53 м - абсциса центру ваги площі ватерлінії; Zc 1 = 1,5 м - аппликата центру величини; r 1 = 4,82 м - поперечний метацентріческая радіус; R 1 = 317 м - поздовжній метацентріческая радіус; | Для середньої опади Tcp 2 = 2,78 м з інформації по остійності для капітана (додаток 1) визначаємо значення величин: Xc 2 = - 0,79 м - абсциса центру величини; Xf 2 = -1,49 м - абсциса центру ваги площі ватерлінії; Zc 2 = 1,41 м - аппликата центру величини; r 2 = 5,05 м - поперечний метацентріческая радіус; R 2 = 340 м - поздовжній метацентріческая радіус; |
Визначаємо момент, диферент судно на 1 см за формулою: де D - водотоннажність судна в вантажу; H - поздовжня метацентріческая висота; L - розрахункова довжина судна (між перпендикулярами). | |
H 1 = R 1 + Zc - Z g, де Z g - аппликата центру тяжіння. | H 2 = R 2 + Zc - Z g, де Z g - аппликата центру тяжіння. |
H 1 = 317 + 1,5 - 3,93 = 314,5 м | H 2 = 340 + 1,41 - 3,98 = 337,4 м |
| |
Визначення диференту судна | |
На відхід | На прихід |
де Xg 1 - абсціса центру ваги судна. | де Xg 1 - абсціса центру ваги судна. |
| |
Після завантаження судно отримало диферент на ніс. Рекомендується мати диферент на корму в межах від 0 до -0,5 м. Всі суднові запаси знаходяться в кормoвой частини судна, тому при русі судна витрата суднових запасів призведе до збільшення диференту на ніс. Крім того, для зменшення заливаемости судна при русі на зустрічному хвилюванні необхідно мати диферент на корму. Однак необхідно пам'ятати, що для суден проекту 1557 осаду кормою не повинна перевищувати 4,1 м, інакше буде порушено вимогу до висоти залишкового надводного борту при затопленні машинного відділення. Отримані розрахунки диференту задовольняють вимозі, оскільки диферент для початку рейсу складає 0,23 м на корму.
Розрахунок посадки та остійності судна на відхід і прихід виконується за вантажною шкалою і кривим елементів теоретичного креслення і дублюється розрахунками по діаграмі осад носом і кормою.
Розрахунок посадки судна за вантажною шкалою і гідростатичним кривим представлений в таблиці 1.4
Таблиця 1.4
Найменування величини і формули | Позначення | Значення величини | |
Відхід | Прихід | ||
Водотоннажність (т) | D | 3493 | 3437 |
Абсциса ЦТ судна (м) | Xg (додаток 1) | ||
-1,468 | -0,855 | ||
Щільність забортної води | Ρ (завдання) | 1,016 | 1,025 |
Осадка судна (м) | T (додаток 3) | 2,88 | 2,78 |
Момент, діфф. Судно на 1 см (т / см) | M1 (формула 1.9) | 100 | 105,4 |
Абсциса ЦВ судна (м) | Xc (додаток 1) | -0,81 | -0,79 |
Абсциса ЦТ площі ватерлінії (м) | Xf (додаток 1) | -1,53 | -1,49 |
Аппликата поперечного метацентра (м) | Zm * (додаток 1) | 6,32 | 6,46 |
Коефіцієнт загальної повноти | δ (додаток 1) | 0,835 | 0,834 |
Диферент судна (м) | d = [D ∙ (Xg - Xc) / M] / 100 | -0,23 | -0,02 |
Осадка судна носом (м) | T н = T - d (1 / 2 - Xf / L) | 3,0 | 2,79 |
Осадка судна кормою (м) | T к = T + d (1 / 2 + Xf / L) | 2,77 | 2,77 |
* Zm = Zc + r
Для подальших розрахунків приймаємо значення величин, отримані при розрахунках за вантажною шкалою і кривим елементів теоретичного креслення.
2. Складання вантажного плану судна. Розрахунок остійності судна. Складання діаграм статичної і динамічної остійності судна
Розрахунок початкової метацентричної висоти проводиться за формулою:
h = Zm - Zg, (2.1)
де Zm - аппликата метацентра;
Zg - апліката центру тяжіння.
За формулою (2.1) зробимо розрахунок початкової поперечної метацентричної висоти для початку рейсу і кінця рейсу:
з) Розраховуємо поперечну метацентріческая висоту:
h 1 = Zm - Zg 1 = 6,32 - 3,93 = 2,39 м
h 2 = Zm - Zg 2 = 6,46 - 3,98 = 2,48 м
Розрахуємо виправлену поперечну метацентріческая висоту:
h 1,2 = Zc 1,2 + p 1,2 - Zg 1,2 (м), (2.2)
де Zg 1,2 = Z + Δmh, м
Δmh - поправка до метацентричної висоті на облік впливу вільних поверхонь (вибирається з додатку 2).
Таблиця 2.1 - розрахунок параметрів початкової остійності:
Найменування величин | Позначення | Формули | Значення | |
відхід | Прихід | |||
Водотоннажність | D | 3493 | 3437 | |
Аппликата ЦТ судна | Z g | 3,93 | 3,98 | |
Аппликата поперечного метацентра | Z m | 6,32 | 6,46 | |
Неисправленная метацентріческая висота | h 0 | H 0 = Z m - Z g | 2,39 | 2,48 |
Поправка до метацентричної висоті на вплив вільних поверхонь | Δ h | Δ h = Σ Δ mh / D | 0 | »0,1 |
Виправлена метацентріческая висота | h | h = h 0 - Δ h | 2,39 | 2,47 |
Перевірку остійності виконуємо за матеріалами «інформації з остійності судна» по допустимих метацентріческая висот:
максимальне плече L> 0,2 м при Qmax = 30 град;
кут заходу Q зак> 60 град;
виправлена метацентріческая висота h> 0.15 м;
критерій погоди ДО> 1;
кут крену від дії постійного вітру Q <15 град;
критерій прискорення ДО> 1.
Побудова діаграми статичної остійності
У «Інформації про остійність судна для капітана» є універсальна діаграма статичної остійності, запропонована професором Г.Є. Павленко, тобто вона являє собою набір діаграм статичної остійності для різних водотоннажність судна в діапазоні від водотоннажності порожнім до водотоннажності у його вантажу. При використанні універсальної діаграми плечі статичної остійності l знаходяться безпосередньо за кресленням для значень D, h і Q. Діаграма побудована з урахуванням впливу вільної поверхні рідких вантажів на остійність.
Вихідними даними є:
На відхід: Водотоннажність судна D 1 = 3493 т і поперечна метацентріческая висота з урахуванням поправки D mh на вплив вільної поверхні рідких вантажів h 1 = 2,39 м.
На прихід: Водотоннажність судна D 2 = 3437 т і поперечна метацентріческая висота з урахуванням поправки D mh на вплив вільної поверхні рідких вантажів h 1 = 2,47 м. Зняті плечі діаграми статичної остійності по метацентричної висоті і водотоннажності заносимо в таблицю 1.6.
Діаграма динамічної остійності є інтегральною кривою по відношенню до діаграми статичної остійності. Для побудови діаграми динамічної остійності в таблиці виробляємо розрахунок плечей діаграми динамічної остійності. Діаграма динамічної остійності є інтегральною кривою по відношенню до діаграми статичної остійності.
Таблиця 2.2 - Розрахунок діаграм статичної і динамічної остійності
Розраховується величина | Значення розрахункових величин | |||||||
на відхід | ||||||||
Кут Q (град) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
Плече статичної остійності l (м) | 0 | 0,47 | 0,97 | 1,37 | 1,34 | 1,15 | 0,85 | 0,52 |
Σ інт l | 0 | 0,47 | 1,91 | 4,25 | 6,96 | 9,45 | 11,45 | 12,8 |
0 | 0,04 | 0,17 | 0,37 | 0,6 | 0,82 | 1,0 | 1,1 | |
на прихід | ||||||||
Кут Q (град) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
Плече статичної остійності l (м) | 0 | 0,47 | 0,99 | 1,49 | 1,37 | 1,15 | 0,83 | 0,5 |
Σ інт l | 0 | 0,47 | 1,93 | 4,35 | 7,15 | 9,67 | 11,65 | 12,98 |
0 | 0,04 | 0,17 | 0,38 | 0,62 | 0,84 | 1,01 | 1,13 | |
Будуємо діаграми статичної і динамічної остійності
Перевірка остійності за критерієм погоди
Остійність судна за критерієм погоди вважається достатньою, якщо при найгіршому, щодо остійності варіанті навантаження динамічно прикладений крениться момент від тиску вітру Mv дорівнює або менше перекидаючого моменту Мс, тобто якщо дотримується умова Mv <Mc або К = Mc / MV ³ 1,0.
а) Визначення крениться моменту від тиску вітру. | |
Відхід | Прихід |
Крениться момент від тиску вітру визначається за формулою: Mv = 0,001 Pv · Av · Z (3.1) | |
де Pv - тиск вітру, кг / м 2 або Па.