Определение водоизмещения и координат центра тяжести судна. Контроль плавучести и остойчивости.

2.1 Исходные данные:

Характеристики судна порожнем:

М₀=1877,1т. (М₀ – водоизмещение судна)

Х_G0= -9,35м. (Х_G0 – абсцисса центра тяжести)

Z_G0=5,13м. (Z_G0 – аппликата центра тяжести)

m =1,40м³/т

2.2 Определение массы груза в трюмах:

Количество груза в каждом трюме судна определяется по формуле:

(2.4)

где - объем i-го трюма, м³

m - удельный погрузочный объем груза, м³/т

m = 1,40 м³/т- удельный погрузочный объем перевозимого в трюмах груза.

При неполном заполнении трюма грузом, центр тяжести штабеля груза не совпадает с центром тяжести трюма, приведенном в Приложении А [1]. Расчет аппликат центров тяжести грузов в трюмах производится с учетом высоты двойного дна:

; (2.5)

где - максимально допустимая высота штабеля;

- высота двойного дна, определяется по схематическому чертежу судна с учетом масштаба по высоте.

; (2.6)

где - максимально допустимая нагрузка на судовое перекрытие, т/м². Значения приведены в таблице 2.1

t_гр1,2,3 = 6,2 · 1,4 = 8,68 м

8,68/2 + 1,25 = 5,43 м

Высоту трюма рассчитаем из следующей формулы:

H_тр = Н - h_д.д. ;

где Н = 6м (по первой части),

h_{д.д .}= 1,25 м (по схематическому чертежу судна с учетом масштаба по высоте),

h_тр = 6-1,25 = 4,75 м.

t_гр1,2,3 = 8,68 м, что больше h_тр = 4,75 м → трюма полные, по формуле (2.4) найдем количество груза в каждом трюме судна:

m_{тр1= = 624,29 т;}

m_{тр2= = 1139,29 т;}

m_{тр3= = 1139,29 т.}

Таблица 2.1 - Характеристики грузовых трюмов судна.

Наименование	Расположение	Допускаемое давление, qдоп , т/м2	Площадь Sтрi, м2	Объем Vтрi, м3	Координаты ЦТ, м
Xтр	Zтр
Трюм1 Трюм2 Трюм3	шп. 26-52 шп. 52-98 шп. 98-144	6,20 6,20 6,20			34,16 14,63 -10,67	3,98 4,03 4,03
Всего	шп. 98-144
Крышки люков		1,75

Таблица 2.2 - Расчет водоизмещения и координат центра тяжести судна в эксплуатационном случае нагрузки.

Cтатьи нагрузки	mi,т	xi ,м	zi,м	mi·xi, тм	mi·zi, тм	δmh, тм
1. Балласт т. №1	0,04	50,47	0,01	2,02	0,0
2. Балласт т. №2	1,4	38,92	0,05	54,5	0,07
3. Балласт т. №3	0,5	34,38	0,02	17,2	0,01
4. Балласт т. №4	0,2	34,38	0,02	6,9	0,09
6. Балласт т. №6	1,8	14,63	0,05	26,39	0,09
7. Балласт т. №7	1,3	14,63	0,03	19,02	0,04
8. Балласт т. №8	1,4	14,63	0,03	20,48	0,04
9. Балласт т. №9	1,1	-10,67	0,01	-11,78	0,01
10. Балласт т. №10	1,3	-10,67	0,01	-13,87	0,01
11. Балласт т. №11	1,1	-7,65	0,02	-8,42	0,02
Продолжение таблицы 2.2
17. Балласт т. №17	0,4	-24,54	0,01	-9,82	0,0
18. Балласт т. №18	0,7	-25,04	0,01	-17,53	0,01
19. Пресная вода	25,0	-20,23	0,40	-505,75	10,0	65,6
20. Пресная вода	25,0	-20,23	0,40	-505,75	10,0	65,6
21. Дизельное топливо	30,00	-27,45	3,20	-823,5	96,0	10,2
22. Дизельное топливо	129,00	-25,94	3,61	-3346,26	465,7	165,3
22а. Дизельное топливо	22,00	-25,80	3,50	-567,6	77,0	0,0
23. Масло	5,00	-36,24	4,02	-181,2	20,1	0,6
24. Подсланевые воды	---	---	---
25. Подсланевые воды	8,00	2,00	2,00	16,0	16,0	0,2
26. Подсланевые воды	8,00	2,00	2,00	16,0	16,0	0,2
27. Мытьевая вода	10,00	-33,00	1,3	-330,0	13,0	1,5
28. Мытьевая вода	15,0	-26,62	0,45	-399,3	6,75	35,8
29. Фекальная цистерна	12,00	-39,82	2,00	-477,84	24,0	0,7
30. Расходная цистерна	3,00	-54,07	5,00	-162,21	15,0	0,6
31. Пресные воды	3,00	-54,07	5,00	-162,21	15,0	0,6
Трюм 1	624,29	34,16	5,43	21315,84	1391,52
Трюм 2	1139,29	14,63	5,43	16663,6	2534,3
Трюм 3	1139,29	-10,67	5,43	-12153	2534,3
∑	3209,11	-197,88	49,44	18481,9		346,9

В таблицу 2.2 заносим суммарные поправочные моменты от свободных поверхностей в цистернах Sδ_mh. Поправочные моменты δ_mh учитываются только для цистерн, в которых свободная поверхность распространяется на всю площадь цистерны, т.е. заполненных более чем на одну треть. Если уровень остатков в цистернах составляет 10 см и менее, то поправочные моменты, как правило, могут не вводится, рассчитывается по формуле:

δ_mh = I_x·ρ, тм

где ρ – плотность жидкости, т/м³;

I_x - момент инерции поверхности, м⁴

Таблица 2.3 - Поправочные моменты от свободных поверхностей в цистернах.

Статьи нагрузки	Плотность жидкости, т/м3	Момент инерции поверхности Ix, м4	Поправочные моменты δmh, тм
1.Балластный танк № 1	1,025	19,4	19,885
2.Балластный танк № 2	1,025		1465,75
3.Балластный танк № 3	1,025	3,8	3,895
4.Балластный танк № 4	1,025	3,8	3,895
6.Балластный танк № 6	1,025	2191,6	2246,39
7.Балластный танк № 7	1,025	6,2	6,355
8.Балластный танк № 8	1,025	6,2	6,355
9.Балластный танк № 9	1,025	6,2	6,355
10.Балластный танк № 10	1,025	6,2	6,355
11.Балластный танк № 11	1,025	1667,5	1709,1875
17.Балластный танк № 17	1,025	26,6	27,265
18.Балластный танк № 18	1,025	108,6	111,315
19.Пресная вода		65,6	65,6
20.Пресная вода		65,6	65,6
21.Дизельное топливо	0,8	10,2	8,16
22.Дизельное топливо	0,8	165,3	132,24
22a.Дизельное топливо	0,8
23.Масло	0,9	0,6	0,54
24.Подсланевые воды	1,025	0,2	0,205
Продолжение таблицы 2.3
25.Подсланевые воды	1,025	0,2	0,205
26.Подсланевые воды	1,025	0,2	0,205
27.Мытьевая вода		1,5	1,5
28.Мытьевая вода		35,8	35,8
29.Фекальная цистерна	1,025	0,7	0,7175
30.Расходная цистерна		0,6	0,6
31.Пресная вода		0,6	0,6

Определим водоизмещение и координаты центра тяжести судна, зная характеристики судна в порожнем состоянии:

М = М_о + Sm_i (2.1)

М = 1877,1т. +3209,11т.=5086,21т

(2.2)

0,18 м (2.3)

м

Плавучесть считается обеспеченной, если М . Водоизмещение по грузовую марку определено в 1 части курсовой работы (5025т). Т.к плавучесть судна не обеспечена, производим разгрузку трюмов, пропорционально их вместимости.