Определение главных размерений и коэффициентов полноты судна

Исходные данные по проекту.

D = 14731,4 т; υ_s = 16 уз; Р_г = 9118 т.

Объемное водоизмещение:

V = 14731,4 / 1,025 = 14372,1 (м ³).

Длина судна по формуле Вагенингенского бассейна:

l = = 5,660 L = 5,660 ∙ 14372,1^1/3 = 136,6 (м).

Длина судна по формуле Ногида:

l = 2,16 ∙ 16^1/3 =5,44 L = 5,44 ∙ 14372,1^1/3 = 132,3(м).

Длина судна по практической формуле:

l = 5,35 ± 0,40 L = (5,35 ± 0,40) ∙ 14372,1^1/3 = 130,0 ± 0,876 (м).

Примем L = 133,3 м.

Число Фруда Fr = = 0,23.

Коэффициент общей полноты:

δ = 0,48 + (0,28 – 0,23)^1/2 ± 0,11 = 0,709 ± 0,110

Для танкеров:

δ = 1,09 – 1,68 ∙ 0,23 ± 0,12 = 0,708 ± 0,012.

или

δ = = 0,726 ± 0,017.

Примем δ = 0,714.

Коэффициент продольной остроты:

φ = 1,05 – 1,50∙0,23 ± 0,020 = 0,709 ± 0,020

или

φ = = 0,691 ± 0,020.

Примем φ = 0,700.

Коэффициент полноты КВЛ:

α = 0,86∙0,700 + 0,180 ± 0,070 = 0,782 ± 0,070.

или

α = 0,98∙0,714^1/2 ± 0,060 = 0,828 ± 0,060.

Примем α = 0,805.

Коэффициент вертикальной полноты:

χ = 0,714 / 0,805 = 0,921.

Коэффициент полноты мидель-шпангоута по формуле Вашедченко:

β = 1 – 3,5∙(1 – 0,921)^5/2 ± 0,004 = 0,994 ± 0,004.

По определению:

β = 0,714 / 0,700 = 1,02.

Найдем h_Т:

Будем проектировать судно с кормовым машинным отделением. Плотность груза из технического задания γ_г = 0,98 т / м³. Коэффициент вычета для жидких грузов k _Δ примем равным 0,95. Относительный объем отстойных цистерн примем с = 5%, коэффициент балластировки примем η_бл = 5%.Коэффициент утилизации водоизмещения по грузоподъемности η_г = ⁹¹¹⁸/_14731,4 = 0,62.

Минимальная длина форпика L_ф = 0,05∙133,3 = 6,67 (м),

Максимальная длина форпика L_ф = 0,08∙133,3 = 10,66 (м),

Примем L_ф = 7,00 (м).

Примем L_а = 11,00 (м).

По графику коэффициент длины МО для одновинтового судна с МОД в кормовой части судна k = 0,14, длина МО – L_мо = 0,14∙133,3 = 18,7 (м).

Длина грузовой части L_г = 133,3 – (7,0 + 11,0 + 18,7) = 96,6 (м).

Коэффициент утилизации длины судна η_дл = ^96,6/_133,3 = 0,72.

Ширину межбортного пространства примем приблизительно 1,0 м. С учетом ширины прототипа (судна из предыдущей работы, В = 24,04 м), отношение В_б / В = ^1,0/_24,04 ≈ 0,040.

Относительную высоту двойного дна Н_дд / Т примем равной 0,16.

h_Т = = 1,13.

Определим ширину и осадку. Примем = 0,08; ξ = 0,65.

Параметр φ ₁ по формуле Эйлера

φ ₁ = = 0,52,

по формуле Ногида

φ ₁ = = 0,525,

по формуле Ашика

φ ₁ = = 0,517.

Примем φ ₁ = 0,50.

Параметр φ ₂ по формуле Нормана

φ ₂ = = 0,074,

по формуле Яковлева

φ ₂ = = 0,072.

Примем φ ₂ = 0,074.

Уравнение остойчивости

0,07 = ,

Отсюда = 2,322.

Поскольку ВТ = = 147,32 м ², то В = 18,36 м, Т = 8,02 м.

Проверяем: D = 1,025 ∙ 0,714 ∙ 133,3 ∙ 18,36 ∙ 8,02 = 14364,8 (т).

Погрешность Δ D = 14364,8 – 14731,4 = – 366,6 (т).

Период бортовой качки судна (без учета влияния свободной поверхности жидкого груза)

τ = 0,81 ∙ = 13,75 (сек).

Высота борта судна из условий вместимости Н = 1,13 ∙ 8,02 = 9,06 (м).

Проверим высоту борта по правилам о Грузовой марке.

Высота базисного надводного борта для судна совершающего международные рейсы, длиной L = 133,3 м составляет Н_бн = 1,62 м.

Будем проектировать судно без седловатости, с баком и ютом.

Поправка на отсутствие седловатости

Δ Н_z = 9,375 ∙ ∙10^-3 = 0,51 (м).

Так как δ > 0,68 Правила требует умножить величину базисного надводного борта на коэффициент

k_δ = =1,025.

Отношение L / H = ^133,3/_9,06 = 14,7 < 15. Поправка Δ Н_L составит:

Δ Н_L = = 0,1 (м).

Поправка на наличие надстроек при длине 133,3 м составит Δ Н_бн = 1,07 м.

Минимальная длина бака L_б = 0,07 ∙ 133,3 = 9,33 м. Примем L_б = 9,5 м. Длину юта примем равной суммарной длине ахтерпика и машинного отделения L_ю = 7,0 + 18,7 = 25,7 м. Относительная длина надстроек составляет L_над / L = ^{(9,5 + 25,7)}/_133,3 = 0,26. По табл. 1 находим процент вычета для Δ Н_н /Δ Н_бн = 18,2 %. Тогда высота надводного борта

Н_н = 1,025 ∙ 1,62 + 0,51 – 1,07 ∙ 0,182 = 1,98 (м).

Полная высота борта по правилам о Грузовой марке.

Н = 8,02 + 1,98 = 10,0 (м) > 9,06 (м).

Окончательно принимаем Н = 10,0 м. Надводный борт при этом составляет

Н_н = 10,0 – 8,02 = 1,98 (м).

Минимальная высота борта в носу

Н_нн = 0,056 ∙ 133,3 ∙ = 5,33(м).

Примем Н_б = 2,80 м.

Тогда фактическая высота надводного борта в носу (при осадке по грузовую марку) составит Н_нн = 2,0 + 2,80 = 4,8 (м) < 5,33 (м).

Определим высоту рубки.

Примем l_зн = 1,6 L.

Координата носовой переборки рубки х_р = L – L_ю = 133,3 – 25,7 = 107,6 (м).

Высота борта в носу (при проектной осадке) составляет Н_нн = 2,0 + 2,80 = 4,8 (м).

z_р = ∙ 4,8 = 7,22 (м).

Тогда

Н_р = 7,22 – 2,0 – 2,8 = 2,42 (м).

Примем длину рубки L_р = 16,00 м, среднюю ширину рубки В_р = 15,00 м.

Площадь яруса рубки S_я = 16,00 ∙ 15,00 = 240,0 (м ²).

Площадь, приходящаяся на одного члена экипажа примем s_р = 30 м ². Общая площадь жилых и служебных помещений S_р = 30 ∙ 30 = 900,0 (м ²). Число ярусов рубки

n_я = = 4,2 ≈ 5.

Высота рубки Н_р = 5 ∙ 2,50 = 12,50 (м) > 2,4 м.

Определим количество поперечных переборок.

Количество танков -2 шт:

Примем длину танка L_т = 46,8 м. Количество танков примем n_т = 2. Общая длина грузовых танков:

L_гт = 2 ∙ 46,8 = 93,6 (м).

Тогда количество поперечных переборок: грузовая часть (2 танка)– 3, насосное отделение – 1, пиковые переборки – 2. Итого 6 переборок.

Высота двойного дна

Н_дд = = 1,12 (м).

Примем Н_дд = 1,20 м. Предварительно было выбрано Н_дд / Т = 0,15,

Н_дд = 0,15 ∙ 8,02 = 1,2 м.

Межбортное пространство:

В_б = 0,06 ∙ 18,36 = 1,2 (м).

Тогда ширина танка В_т = В – 2 В_б = 18,36 – 2 ∙ 1,2 = 15,96 (м).

Уточнение элементов проектируемого судна

Основные данные по судну:

L = 133,3 м; Н = 10,0 м;

В = 18,36 м; δ = 0,714;

Т = 8,02 м; D = 14364,8 т.

Нагрузка:

Р_к = 3287,6 (т); Р_б = 294,9 (т);

Р_об =455 (т); Р_зв = 432,13 (т);

Р_м = 516,46 (т); Р_э =34,2 (т);

Р_т = 593,14 (т); Р_г = 9118 (т);

D = 14731,4 т.

Измерители масс (из третьей работы). Габариты надстроек и рубки

q_пс = 0,879∙10^-3; L_над = L_б + L_ю = 9,5+25,7 = 35,2 м;

q_пер = 0,338∙10^-3; Н_над = 2,80 м;

q_нр = 0,043; L_р = 16,00 м;

q_ос = 1,047; В_р = 15,00 м;

n_пер = 6; Н_р = 12,50 м;

Для устранения погрешности Δ D = 14364,8 – 14731,4 = -366,6 (т) откорректируем запас водоизмещения. Примем Р_зв = 65,53 т.

Продольные связи:

Р_пс = 0,879∙10^-3 ∙ 0,714^4/3 ∙ 133,3^5/2 ∙ 18,36 ∙ (^8,02/_10,0) = 1694,5 (т).

Поперечные переборки:

Р_пер = 0,338∙10^-3 ∙ 6 ∙ 0,714 ∙ 133,3 ∙ 18,36 ∙ 10,0^3/2 = 112(т).

Надстройки и рубки:

W_нр = (9,5 + 35, 2) ∙ 18,36 ∙ 2,80 +16,00 ∙ 15,00 ∙ 12,50 = 5298 (м ³).

Р_нр = 0,043 ∙ 5298 = 227,8 (т).

Остальные части раздела:

Р_ос = 1,047∙ (133,3 ∙ 18,36 ∙ 10,0)^2/3 = 882,6 (т).

Масса корпуса:

Р_к = 1694,5+112+227,8+882,6 = 2916,9 (т).

[ dР_к ]₀ = 2916,9-3287,6 = -370,7 (т).

Сумма частных производных:

=

= 0,228 + 0,021 + 0,024 + 0,028 + 0,020 + 0,006 = 0,326.

Коэффициент Нормана:

η_н = = 1,483.

Приращение водоизмещения:

dD = 1,483 ∙ (-370,7) = -549,7 (т).

D = 14364,8-549,7 = 13815,1 (т).

λ = (^13815,1/_14364,8)^1/3 = 0,986.

L = 133,3 ∙ 0,986 = 131,4 (м), T = 8,02∙ 0,986 = 7,9 (м),

B = 18,36 ∙ 0,986 = 18,1 (м), H = 10,0 ∙ 0,986 = 9,86 (м),

D = 1,025 ∙ 0,714 ∙ 131,4∙ 18,10 ∙ 7,9 = 13750,6 (т).

Нагрузка судна.

P_к = 3287,6+0,228∙(-549,7)-370,7 = 2791,6 (т),

P_об = 455+0,021∙(-549,7)= 443,5 (т),

P_м = 516,46+0,024∙(-549,7) = 503,3 (т),

P_т = 593,14+0,028∙(-549,7) = 577,7 (т),

P_б = 294,9+0,020∙(-549,7) = 283,9 (т),

P_зв = 65,53+0,006∙(-549,7) = 62,2 (т),

P_э = 34,2 (т),

P_г = 9118 (т).

D = Σ P_i = 13814 (т).

Откорректируем запас водоизмещения. Примем Р_зв = 127,2 т.

Уточним значение масс механизмов и топлива.

Коэффициенты х ₁ и λ равны 1, так как судно одновинтовое и его длина больше 100 м.

= 0,983.

= 1,38.

По графику находим значение с ₁ = 83.

Буксировочная мощность

= 3768 (кВт).

Примем η_д = 0,700; η_к = 0,980; η_п = 0,970, η_в = 0,980. Пропульсивный коэффициент

η = 0,700 ∙ 0,980 ∙ 0,970 ∙ 0,980 = 0,652.

Коэффициент запаса мощности примем k = 1,2. Тогда мощность СЭУ

6935 (кВт).

Адмиралтейский коэффициент

С = = 339.

Измеритель массы механизмов р_м = 0,100 т / кВт, топлива р_м = 0,18∙10^-3 кг / кВт ∙ ч.

Коэффициент k_м = 1,15, k_в = 1,05, k_т = 1,07.

Масса механизмов и топлива

Р_м = 0,100 ∙ 6935 = 693,5 (т).

= 705,6 (т).

[ dР_м ]₀ = 693,5 – 503,3 = 190,2 (т).

[ dР_т ]₀ = 705,6 – 577,7 = 127,9 (т).

Сумма частных производных:

=

= 0,203 + 0,022+ 0,024 + 0,028 + 0,021+ 0,009 = 0,307.

Коэффициент Нормана:

η_н = = 1,443.

Приращение водоизмещения:

dD = 1,443 ∙ (190,2 +127,9) = 459 (т).

D = 13750,6 +459 = 14209,6 (т).

λ = (^14209,6/_13750,6)^1/3 = 1,011.

L = 131,4 ∙ 1,011 = 132,8 (м), T = 7,9 ∙ 1,011 = 8,0(м),

B = 18,1 ∙ 1,011 = 18,3 (м), H = 9,86 ∙ 1,011 = 9,96 (м),

D = 1,025 ∙ 0,714 ∙ 132,8∙ 18,3 ∙ 8,0 = 14228,6 (т).

Нагрузка судна

P_к = 2791,6 + 0,203 ∙ 459 = 2884,7 (т),

P_об = 443,5 + 0,022∙ 459 = 453,6 (т),

P_м = 503,3 + 0,024 ∙ 459 + 190,2 = 694,7 (т),

P_т = 577,7 + 0,028 ∙ 459 + 127,9 = 718,5 (т),

P_б = 283,9 + 0,0021 ∙ 459 = 293,5 (т),

P_зв = 127,2+ 0,009∙ 459 = 131,3(т),

P_э = 34,2 (т),

P_г = 9118 (т).

D = Σ P_i = 14328,5 (т).

Откорректируем запас водоизмещения. Примем Р_зв = 31,4 т.

Практическая работа № 10

Разработка теоретического чертежа

Основные данные по судну:

L =132,8 м, Н = 9,96 м,

В = 18,3 м; D = 14228,6 т,

Т = 8,0 м; υ _s = 16 уз.

Объемное водоизмещение:

V = ^14228,6/_1,025 = 13881,5 (м ³).

Коэффициенты полноты:

α = 0,805 (из седьмой работы),

β = 1,020 (из седьмой работы),

δ = 0,714 (из десятой работы),

φ = ^0,714/_1,02 = 0,7.

Площадь мидель-шпангоута:

ω = 1,02 ∙ 18,3∙ 8,0 = 149,33 (м ²).

Число Фруда:

Fr = = 0,228.

Относительная длина:

l = = 5,526.

Абсцисса центра величины:

х_с / L = 0,12 ∙ (0,714 – 0,63) ± 0,01 = 0,01 ± 0,01.

х_с = ± 0,01 ∙ 132,8 = ± 1,33 (м).

Примем х_с = 0,70 м.

Коэффициенты полноты носовой и кормовой частей строевой φ_н, φ_к:

0,700 = 0,5 ∙ (φ_н + φ_к),

0,70 ≈ 0,225 ∙ (φ_н – φ_к) ∙ 132,8

Откуда φ_н = 0,712, φ_к = 0,688.

Протяженность заострения оконечностей упрощенной строевой в форме трапеции:

L_нз = (1 – 0,712) ∙ 132,8 = 38,25 (м),

L_кз = (1 – 0,688) ∙ 132,8 = 41,43 (м).

Параметры необходимые для построения строевой в виде четырехугольника Морриша:

φ_нL_нз = 0,712 ∙ 132,8 / 2 = 47,28 (м),

φ_кL_кз = 0,688 ∙ 132,8 / 2 = 45,68 (м).

Протяженность заострений сглаженной строевой:

L_нзс = 132,8 / 2 = 66,4 (м),

L_кзс = 4,1 ∙ = 50,1 (м).

Согласно рекомендациям, для данного числа Фруда носовая ветвь сглаженной строевой будет иметь прямую форму, кормовая – вогнутую.

Для построения обвода КВЛ примем абсциссу центра площади х_f = – 1,00 м.

Коэффициенты полноты носовой и кормовой частей КВЛ α_н, α_к:

0,805 = 0,5 ∙ (α_н + α_к),

– 1,00 ≈ 0,225 ∙ (α_н – α_к) ∙ 132,8.

Откуда α_н = 0,788, α_к = 0,822.

Протяженность заострения оконечностей упрощенной строевой в форме трапеции:

L’_нз = (1 – 0,788) ∙ 132,8 = 28,15 (м),

L’_кз = (1 – 0,822) ∙ 132,8 = 23,64 (м).

Параметры необходимые для построения строевой в виде четырехугольника Морриша:

α_нL’_нз = 0,788 ∙ 132,8 / 2 = 52,32 (м),

α_кL’_кз = 0,822 ∙ 132,8 / 2 = 54,58 (м).

Форма носовой ветви КВЛ – выпуклая, кормовой – вогнутая.

Будем разрабатывать мидель-шпангоут с вертикальными бортами и наклонным днищем. Для разработки его обвода зададим подъем днища у борта а = 0,28 м, полушириной горизонтального участка В_гк /2 = 1,50 м,. Радиус скулы при этом составит r = 0,73 м (рис.??).

Поскольку ледовые и ветро-волновые условия плавания не являются тяжелыми, форму кормы выберем транцевую, открытую.

Зададимся абсциссами шпангоутов. Снимем со строевой и КВЛ значения площадей и полуширот шпангоутов в данных сечениях (рис.?? и табл.??).

Дата добавления: 2015-08-05