Определение водоизмещения при начальной посадке судна

К У Р С О В А Р О Б О Т А

по кафедрі ТУС

курсанта заочної форми навчання

Ермоленко А.В.

Шифр:110287

Керівник ________________ Король А.Я.

Одеса - 2011

РАСЧЕТ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ, ПРОВЕРКА ОСТОЙЧИВОСТИ И ОБЩЕЙ ПРОЧНОСТИ КОРПУСА СУДНА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Исходные данные

Скорость судна в рейсе v_s = 14,8 уз

Протяженность рейса S = 6600 м.миль

Осадка по носовой марке углубления перед погрузкой T^м_н0 = 0,76 м

Осадка по кормовой марке углубления перед погрузкой T^м_к0 = 5,92 м

Осадка по средней марке углубления перед погрузкой T^м_м0 = 3,33 м

Аппликата ЦТ судна перед погрузкой z_g0 = 8,79 м

Количество кипового груза Р_гр = 7000 т

Удельный погрузочный объем кипового груза m_гр = 0,75 м³/т

Массовая плотность забортной воды в порту погрузки r₀ = 1,010 т/м³

Расчет ходового времени и судовых запасов на рейс

1.1. Ходовое время рейса рассчитано по заданным расстоянию между портами и скорости судна:

t^х_р = S / (24 v_s) = 6600 / (24 · 14,8) = 14,8 сут

Для обеспечения разгрузки судна в порту прихода стояночное время принято равным:

t^с_р = 5,0 сут

1.2. Необходимое количество ходовых запасов с учетом штормового запаса (равным 10%) найдено по нормам суточных расходов на ходу:

моторное топливо P^х_мт = 1,1 q^х_мт t^х_р = 1,1 · 32,1 · 14,8 = 522,6 т,

дизельное топливо P^х_дт = 1,1 q^х_дт t^х_р = 1,1 · 2,2 · 14,8 = 35,8 т,

цилиндровое масло P^х_цил = 1,1 q^х_цил t^х_р = 1,1 · 0,11 · 14,8 = 1,8 т,

циркуляционное масло P^х_цир = 1,1 q^х_цир t^х_р = 1,1 · 0,11 · 14,8 = 1,8 т,

пресная вода P^х_пв = 1,1 q^х_пв t^х_р = 1,1 · 3,4 · 14,8 = 55,4 т.

Всего ходовых запасов P^х_зап = 522,6 + 35,8 + 1,8 + 1,8 + 55,4 = 617,4 т.

1.3. Необходимое количество стояночных запасов найдено по нормам суточных расходов на стоянке:

дизельное топливо P^с_дт = q^с_дт t^с_р = 2,2 · 5,0 = 11,0 т,

циркуляционное масло P^с_цир = q^с_цир t^с_р = 0,024 · 5,0 = 0,1 т,

пресная вода P^с_пв = q^с_пв t^с_р = 3,4 · 5,0 = 17,0 т.

Всего стояночных запасов P^с_зап = 11,0 + 0,1 + 17,0 = 28,1 т.

1.4. Количество запасов на отход:

моторное топливо P^о_мт = P^х_мт = 522,6 т,

дизельное топливо P^о_дт = P^х_дт + P^с_дт = 35,8 + 11,0 = 46,8 т,

цилиндровое масло P^о_цил = P^х_цил = 1,8 т,

циркуляционное масло P^о_цир = P^х_цир + P^с_цир = 1,8 + 0,1 = 1,9 т,

пресная вода P^о_пв = Р^х_пв + Р^с_пв = 55,4 + 17,0 = 72,4 т.

Всего запасов на отход: P^о_зап = 522,6 + 46,8 + 1,8 + 1,9 + 72,4 = 645,5 т.

1.5. Остаток запасов на приход:

моторное топливо P^п_мт = P^о_мт - 0,9 P^х_мт = 522,6 - 0,9 · 522,6 = 52,3 т,

дизельное топливо P^п_дт = P^о_дт - 0,9 P^х_дт = 47,8 - 0,9 · 35,8 = 15,6 т,

цилиндровое масло P^п_цил = P^о_цил - 0,9 P^х_цил = 1,8 - 0,9 · 1,8 = 0,2 т,

циркуляционное масло P^п_цир = P^о_цир - 0,9 P^х_цир = 1,9 - 0,9 · 1,8 = 0,2 т,

пресная вода P^п_пв = P^о_пв - 0,9 P^х_пв = 72,4 - 0,9 · 55,4 = 22,5 т.

Всего запасов на приход P^п_зап = 52,3 + 15,6 + 0,2 + 0,2 + 22,5 = 90,8 т.

Определение водоизмещения при начальной посадке судна

2.1. Дифферент судна рассчитан по замерам с марок углубления:

d^м₀ = Т^м_н0 - Т^м_к0 = 0,76 - 5,92 = - 4,91 м.

2.2. По чертежу оконечностей найдены отстояния марок углубления:

l_н = -3,85 м,

l_к = 0,70 м,

l_м = 1,20 м.

2.3. Длина судна между марками углубления, по которым сняты осадки носом и кормой, составила:

L^м = L + l_н - l_к = 140,0 - 3,85 - 0,70 = 135,45 м.

2.4. Тангенс угла дифферента судна и осадки на перпендикулярах и миделе найдены по формулам:

tg y₀ = d^м₀ / L^м = - 4,91 / 135,45 = - 0,0362 м,

Т_н0 = Т^м_н0 - l_н tg y₀ = 0,76 - 3,85 · 0,0362 = 0,61 м,

Т_к0 = Т^м_к0 - l_к tg y₀ = 5,92 + 0,70 · 0,0362 = 5,99 м,

Т_м0 = Т^м_м0 - l_м tg y₀ = 3,33 + 1,20 · 0,0362 = 3,43 м.

2.5. Приведенная (с учетом изгиба корпуса) средняя осадка найдена по формуле:

Т_ср0 = (Т_н0 + 6 Т_м0 + Т_к0) / 8 = (0,61 + 6 · 3,43 + 5,92) / 8 = 3,41 м.

По грузовой шкале для найденной приведенной осадке Т_ср0 определены:

водоизмещение судна при плотности морской воды r = 1,010 т/м³ D'₀ = 5827т,

число тонн на сантиметр осадки q₀ = 19,98 т/см,

момент, дифферентующий судно на 1 сантиметр осадки М_см0 = 128,6 тм/см.

По кривым элементов теоретического чертежа определены:

абсцисса ЦВ x_c0 = 0,190 м,

абсцисса ЦТ площади ватерлинии x_f0 = 0,059 м,

аппликата ЦВ z_c0 = 1,815 м,

продольный метацентрический радиус R₀ = 301,6 м.

Продольная метацентрическая высота:

H₀ = R₀ + z_c0 - z_g0 = 301,6 + 1,815 - 8,65 = 294,8 м.

2.6. Для вычисления поправок на дифферент по грузовой шкале определены моменты, дифферентующие на 1 сантиметр осадки, а по кривым элементов теоретического чертежа определены продольный метацентрический радиус водоизмещение, для осадок:

T' = T_ср0 + 0,5 = 3,41 + 0,5 = 3,91 м,

M_см' = 133,5 тм/см,

D' = 6818 т,

R' = 267,5 м;

Т" = Т_ср0 - 0,5 = 3,41 - 0,5 = 2,91м,

M_см" = 99,4 тм/см,

D" = 5074 т,

R" = 359,4 м;

2.7. Поправки к водоизмещению на дифферент рассчитаны:

а) первая поправка

DD₁ = 100 q₀ x_f0 tg y₀ = 100 · 19,98 · 0,059 · (-0,0362) = - 4,30 т;

б) вторая поправка

DD₂ = 50 (М_см' - М_см") L tg²y₀ = 50 · (133,5 - 99,4) · 140,0 · 0,0362² = 312,7 т.

2.8. Исправленное водоизмещение определено:

D₀" = D₀' + DD₁ + DD₂ = 5827 - 4,30 + 312,7 = 6135 т.

2.9. Водоизмещение с учетом плотности забортной воды определено:

D₀ = D₀" (r₀ / 1,025) = 6135 · 1,010/ 1,025 = 6028 т.

2.10. Абсцисса ЦТ судна при начальной посадке определена:

x_g0 = x_c0 + H₀ tg y₀ = 0,190 - 301,6 · 0,0362 = - 10,73 м.

Распределение запасов и груза (составление грузового плана)

3.1. Для осадки по летнюю грузовую марку Т_лгм = 9,39 м из данных по судну определено водоизмещение в полном грузу D_гр = 19220 т и рассчитана чистая грузоподъемность судна в заданном рейсе:

D_ч = D_гр - (D₀ + SP_зап) = 19220 - (6028 + 645,5) = 12547 т.

Заданное на рейс количество груза P_гр не превысило чистой грузоподъемности судна в рейсе:

(P_гр = 7000 т) < (D_ч = 12547 т)

3.2. Запасы по судовым цистернам распределены с учетом заполнения расходных и отстойных цистерн. Размещение запасов на отход и приход приведено в таблице 3.2.1 и 3.2.2. Координаты центра тяжести запасов x_зап и z_зап рассчитаны по формулам:

x_зап = SM_{x зап}/SP_зап; z_зап = SM_{z зап}/SP_зап.

Таблица 3.2.1 - Размещение судовых запасов на отход судна

Запасы и их размещение	Шпан-гоуты	Вместимость, т	На отход
масса, т	плечи, м	моменты, тм
x	z	Mx	Mz
Моторное топливо 0,900 т/м^3
Расходные топливные цистерны №1,2 Л.Б и П.Б.	123¸127	39,9	39,9	-23,90	6,12	-953,6	188,3
Отстойные топливные цистерны №1,2 Л.Б и П.Б.	123¸127	43,8	43,8	-23,90	4,73	-1046,8	268,1
Междудонная цистерна №3 Л.Б.	68¸95	209,0	209,0	10,60	0,74	2215,4	154,7
Междудонная цистерна №3 П.Б.	68¸95	202,0	202,0	10,90	0,74	2201,8	149,5
Междудонная цистерна № 7 П.Б.	133¸149	66,0	27,9	-35,30	1,00	-984,9	27,9
МОТОРНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО	522,6	2,74	1,51	1431,9	788,4
Дизельное топливо 0,850 т/м^3
Продолжение таблицы 3.2.1
Расходные цистерны диз. Топлива №1,2 Л.Б и П.Б.	123¸127	22,1	22,1	-23,9	6,12	-528,2	135,3
Междудонная цистерна №6 Л. Б.	132¸151	69,0	24,7	-36,0	0,78	-889,2	19,3
ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО	46,8	-30,29	3,30	-1417,4	154,5
Масло 0,890 т/м^3
Цистерна запасов моторного масла Л.Б.	141¸144	11,1	1,8	-37,8	10,58	-68,0	19,0
Цистерны запасов цилиндрового масла №1,2 Л.Б и П.Б.	136¸138	9,8	1,9	-34,5	10,8	-65,6	20,5
СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ВСЕГО	3,7	-36,11	10,69	-133,6	39,6
Пресная вода 1,000 т/м^3
Цистерна питьевой воды Л.Б и П.Б.	122¸128	70,6	30,0	-21,40	5,60	-642,0	168,0
Цистерна митьевой воды Л.Б. и П.Б	151¸168	179,6	42,4	-49,80	1,70	-2111,5	72,1
ПРЕСНАЯ ВОДА ВСЕГО	72,4	-38,03	3,32	-2753,5	240,1
ИТОГО ЗАПАСОВ НА ОТХОД	645,5	-4,45	1,89	-2872,6	1222,6

Таблица 3.2.2 - Размещение судовых запасов на приход судна

Запасы и их размещение	Шпан-гоуты	Вместимость, т	На приход
масса, т	плечи, м	моменты, тм
x	z	Mx	Mz
Моторное топливо 0,900 т/м^3
Расходные топливные цистерны №1,2 Л.Б и П.Б.	123¸127	39,9	25,0	-23,90	4,72	-597,5	118,0
Отстойные топливные цистерны №1,2 Л.Б и П.Б.	123¸127	43,8	27,3	-23,90	6,12	-652,5	167,1
МОТОРНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО	52,3	-23,90	5,45	-1250,0	285,1
Дизельное топливо 0,850 т/м^3
Расходные цистерны диз. Топлива №1,2 Л.Б и П.Б.	123¸127	22,1	15,6	-23,90	5,90	-372,8	92,0
ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО	15,6	-23,90	5,90	-372,8	92,0
Масло 0,890 т/м^3
Цистерна запасов моторного масла Л.Б.	141¸144	11,1	0,2	-37,80	10,58	-7,6	2,1
Цистерны запасов цилиндрового масла №1,2 Л.Б и П.Б.	136¸138	9,8	0,2	-34,50	10,80	-6,9	2,2
СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ВСЕГО	0,4	-36,15	10,69	-14,5	4,3
Пресная вода 1,000 т/м^3
Цистерна питьевой воды Л.Б и П.Б.	122¸128	70,6	10,0	-21,40	5,60	-214
Цистерна митьевой воды Л.Б. и П.Б	151¸168	179,6	12,5	-49,80	1,70	-622,5	21,3
ПРЕСНАЯ ВОДА ВСЕГО	22,5	-37,18	3,43	-836,5	77,3
ИТОГО ЗАПАСОВ НА ПРИХОД	90,8	-27,24	5,05	-2473,8	458,6

3.3. Объем заданного к перевозке груза найден по формуле:

V_гр = Р_гр m_гр = 7000 · 0,75 = 3350 м³

В таблице 3.3.1 выполнено распределение груза по длине судна пропорционально вместимости отсеков.

Таблица 3.3.1 - Распределение груза пропорционально вместимости отсеков

Наименование помещения	Зерновой объем отсека, Wзер, м^3	Коэффициент пропорциональности, k	Киповый объем груза, Wкип, м^3
Трюм №1		1,153
Трюм №2		1,115
Трюм №3		1,111
Трюм №4		1,110
Трюм №5		1,141
Твиндек №1		1,139
Твиндек №2		1,081
Твиндек №3		1,082
Твиндек № 4		1,071
Твиндек №5		1,069
Твиндек бак		1,083
СУММА		-

3.4. В первом приближении груз размещен пропорционально вместимости отсеков, и составленный грузовой план представлен в таблице 3.4.1.

Таблица 3.4.1 - Размещение груза в первом приближении

Наименование помещения	Вмес-тимость W, м^3	zv, м	Объем Vгр, м^3	Масса Pгр, т	Плечи, м	Моменты, тм
x	z	Mx	M z
Трюм № 1		6,38			50,50	6,38		7081,8
Трюм № 2		4,86			32,00	3,05		4788,5
Трюм № 3		4,78	-	-	-	-	-	-
Трюм № 4		4,77			-10,50	3,68	-42210	14793,6
Трюм № 5		6,75	-	-	-	-	-	-
Твиндек № 1		10,20	-	-	-	-	-	-
Твиндек № 2		10,35	-	-	-	-	-	-
Твиндек № 3		10,33	-	-	-	-	-	-
Твиндек № 4		10,33	-	-	-	-	-	-
Твиндек № 5		12,26	-	-	-	-	-	-
Твиндек-бак		14,40	-	-	-	-	-	-
ИТОГО ГРУЗ:		-			9,56	3,98		26663,9

Аппликата центра тяжести груза в частично заполненном трюме № 2 и № 4, определена по кривой центров объемов груза на чертеже размещения грузов по помещениям:

3.5. В таблицах 3.5.1 и 3.5.2 рассчитаны координаты центра тяжести судна после загрузки в первом приближении на отход и приход.

Таблица 3.5.1 - Расчет абсциссы центра тяжести судна в первом приближении

Статья нагрузки	На отход
масса, т	плечи, м	моменты, тм
x	z	M x	M z
Судно перед загрузкой	6028,0	-10,73	8,79	-64680,4	52142,2
Судовые запасы	645,5	-4,45	1,89	-2872,6	1222,6
Груз	7000,0	9,56	3,98	64085,0	26663,9
СУДНО НА ОТХОД		-0,26	5,98	-3468,0	80028,7

Таблица 3.5.2 - Расчет абсциссы центра тяжести судна в первом приближении

Статья нагрузки	На приход
масса, т	плечи, м	моменты, тм
x	z	M x	M z
Судно перед загрузкой	6028,0	-10,73	8,79	-64680,4	52142,2
Судовые запасы	90,8	-27,24	5,05	-2473,8	458,6
Груз	7000,0	9,56	3,98	64085,0	26663,9
СУДНО НА ПРИХОД		-0,24	6,18	-3069,2	79264,7

3.6. Посадка судна на отход и приход после загрузки в первом приближении рассчитана в таблице 3.6.1.

Таблица 3.6.1 - Расчет посадки судна, после загрузки в первом приближении

Наименования величин	Обозначения и формулы	Значения величин
отход	приход
Водоизмещение судна, т	D (из табл.3.5.1 и 3.5.2)
Абсцисса центра тяжести судна, м	xg (из табл.3.5.1 и 3.5.2)	-0,26	-0,24
Объемное водоизмещение, м^3	V = D / 1,010
Средняя осадка судна, м	Tср (по грузовой шкале)	7,05	6,77
Число тонн на сантиметр осадки, т/см	q (по грузовой шкале)	22,60	22,34
Момент, дифферентующий на сантиметр, тм/см	Mсм (по грузовой шкале)	173,0	167,4
Абсцисса центра величины, м	xc (по кривым элементам)	-0,23	-0,162
Абсцисса центра тяжести площ. ватерлинии, м	xf (по кривым элементам)	-1,65	-1,36
Аппликата поперечного метацентра, м	zm (по кривым элементам)	8,52	8,55
Коэффициент общей полноты	d (по кривым элементам)	0,660	0,661
Дифферент судна, м	d = D (xg - xc) / (100 Mсм)	-0,023	-0,060
Осадка судна носом, м	Tн = Tср + (0,5 - xf/L) d	7,04	6,74
Осадка судна кормой, м	Tк = Tн - d	7,06	6,80

3.7. Так как на отход судна, оно было посажено с допустимым дифферентом на корму, следовательно, за предварительный грузовой план принято распределение груза по трюмам судна в первом приближении, выполненное в таблице 3.4.1.

3.8. Определение посадки судна с помощью диаграммы осадок носом и кормой выполнено в таблице 3.8.1.

Таблица 3.8.1 - Расчеты посадки по диаграмме осадок носом и кормой

Наименования величин	Обозначения и формулы	Значения величин
отход	приход
Водоизмещение массовое, т	D (из табл.3.5.1 и 3.5.2)
Момент водоизмещения относит. миделя, тм	Mx (из табл.3.5.1 и 3.5.2)	-3468,0	-3069,2
Осадка судна носом, м	Tн (по диаграмме)	7,02	6,73
Осадка судна кормой, м	Tк (по диаграмме)	7,05	6,81
Дифферент судна, м	d = Tн - Tк	-0,03	-0,08
Средняя осадка судна, м	Tср = (Tн + Tк) / 2	7,04	6,77

Полученные по диаграмме параметры посадки отличаются от полученных по формулам незначительно, в дальнейших расчетах использованы результаты, приведенные в таблице 3.6.1.

Дата добавления: 2015-07-24