Определение веса палубного груза

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................................................................................................3

1.Основные элементы судна………………………………...............................................4

2.Расчеты по составлению грузового плана судна............................................5

2.1.Определение веса палубного груза..........................................................5

2.2.Проверка посадки судна и построение диаграмм статической и динамической остойчивости..........................................................................8

2.3.Проверка начальной остойчивости и посадки судна в конце рейса..14

3.Определение инерционных характеристик судна......................................15

3.1. Расчет скорости полного хода судна при нагрузке без палубного

груза……………………………………………………………………………………………….…….15

3.2. Расчет пути и времени свободного выбега судна…………………………...16

3.3. Определение пути и времени торможения судна…………………………..17

4.Выбор курса и скорости хода судна в штормовых условиях......................19

4.1. Определение периодов собственных колебаний судна на тихой воде. ........................................... ..............................................................................19

4.2. Определение резонансных зон бортовой и килевой качки………...…..20

5.Приближенная оценка общей прочности судна при различ­ных условиях его загрузки.................................................................................................................21

5.1. Приближенное определение величины изгибающих моментов, действующих на корпус судна.......................................................................21

5.2. Определение минимального необходимого момента сопротивления корпуса судна относительно палубы (комингса)… ...................................…25

5.3. Проверка прочности корпуса судна…..................................................…25

Определение ледопроходимости судна в мелкобитом льду....................25

6.1. Определение максимально допустимой толщины битого льда…..…..25

6.2. Расчет ледопроходимости судна при движении в ледовом канале...26

7. Расчет якорной стоянки……………………………………………………………………….……27

7.1. Выбор рациональной длины вытравленной якорной цепи……….………28

7.2. Определение времени снятия судна с якоря………………………………………28

7.3. Расчет усилий, возникающих при стоянке судна на якоре, и определение фактической длины провисающего участка якорной цепи..29

7.4. Определение угла отклонения якорной цепи в районе клюза от вертикали…………………………………………………………………………………………………….30

Список литературы………………………………………………………………………………………..32

Введение

При изучении дисциплины «Теория и устройство судна» студенты второго курса судоводительской специальности изучают характеристики плавучести, остойчивости, прочности и посадки судна в различных усло­виях эксплуатации, ходовые характеристики судна при плавании судна в штормовых и ледовых условиях, также условия якорной стоянки. В дан­ном курсовом проекте студенты должны произвести расчеты указанных выше характеристик судна при заданных условиях загрузки максимально приближенным к реальным при работе на данном судне.

Основные элементы судна

Наименование элементов судна	Обозначение	Размерность	2 вариант
1.Тип судна			Сухогруз класса R2-RSN PMPC
2. Главные размерения при осадке по ГВЛ
- длина судна расчетная	L	м	92.0
- ширина судна	В	м	13.0
- высота борта на миделе	H	м	5.5
- осадка судна по ГВЛ	Т	м	3.32
3.Элементы движительного комплекса:	Тип движителя: винт в поворотной насадке
- количество движителей	Zp	-
- диаметр гребного винта	D	м	1.7
- шаговое отношение гребного винта	Pp / D	-	1.04
- коэффициент попутного потока	W	-	0.15
- коэффициент засасывания	t	-	0.13
- мощность одного двигателя на фланце	Ps	кВт	441.0
- частота вращения гребного вала	nо	с-1	5.5
- время реверсирования двигателя	t1	с
4.Скорость полного хода судна	v0	м / с	5.2
5.Весовая нагрузка судна
5.1.Судно порожнем
- вес судна порожнем	Рпор	кН
- абсцисса центра тяжести	Хпор	м	-8.3
- аппликата центра тяжести	Zпор	м	4.68
- вес корпуса без оборудования МО	Р1	кН
5.2. Команда, снабжение
- вес	Рк	кН	101.0
- абсцисса центра тяжести	Хк	м	- 14.3
- аппликата центра тяжести	Zк	м	5.77
5.3. Судовые запасы (100 %)
- вес	Рз	кН	1112.0
- абсцисса центра тяжести	Хз	м	- 30.3
- аппликата центра тяжести	Zз	м	1.93
5.4. Судно в полном грузу
- вес	Р	кН
- момент веса относительно миделя	Мх	кНм	- 26900
- момент веса относительно основной	Мz	кНм
6.Элементы якорного снабжения
- вес одного носового якоря	Gяк	кН	17.2
- калибр якорной цепи	d	мм

Расчеты по составлению грузового плана судна.

Определение веса палубного груза

Схема расположения грузовых трюмов

Расчеты остойчивости и посадки судна проводятся для двух случаев загрузки. Первый случай соответствует загрузке судна трюмным и палуб­ным грузом, а также необходимым из соображений остойчивости количе­ством балласта. Второй случай соответствует загрузке только трюмным грузом при приеме необходимого количества балласта. Прием балласта во втором случае определяется, как правило, необходимостью обеспечения

должного заглубления гребных винтов или носовой оконечности с целью

исключения слеминга.

Распределение заданного груза по трюмам и определение величины

палубного груза в первом приближении, выполняемое исходя из условий

полного использования грузоподъемности и обеспечения нормальной посадки судна, должно подчиняться следующим уравнениям равновесия:

P₀+ Р_ТР +Р_П =Р

Распределение заданного груза по трюмам и определение величины

палубного груза в первом приближении, выполняемое исходя из условий

полного использования грузоподъемности и обеспечения нормальной посадки судна, должно подчиняться следующим уравнениям равновесия:

P₀+ Р_ТР +Р_П =Р

М_Х0 +Р_ТРХ_ТР + Р_ПХ_П = М_Х,

где Р_ТР и Х_ТР - вес и расстояние ЦТ груза в трюмах от миделя; Р_П и вес и Х_П - расстояние ЦТ палубного груза от миделя; Р и М_Х - вес и момент судна в полном грузу; Р₀ и М_Х0 — вес и момент судна порожнем с командой и 100% за­пасов.

Оценка величины груза на палубе Р_П без учета балласта:

Р_п = Р – Р_о – Р_тр = 30100 – 10463 – 6480 = 13157 кН

Вес трюмного груза, определенный в задании, распреде­ляется по трюмам судна студентом, выполняющим курсовой проект, само­стоятельно. Перед распределением груза по трюмам целесообразно определить максимальную суммарную вместимость трюмов ∑V_TPi и потребный объем для размещения трюмного груза V_ПОTP = Р_ТР v_ТР, (3.2.8) где Р_ТР - общее количество трюмного груза, a v_TP - его удельный погру­зочный объем (м³/т)

V_потр = Р_тр · v_тр = 6480 · 0,51 = 3304,8 м³

Р_тр = 6480 кН

v_тр= 0,51 м³/ кН

Максимальная кубатура грузовых трюмов:

Трюм №1. W_MAX = 1076 м³.

Трюм №3. W_MAX = 1200 м³.

Трюм №2. W_МАХ = 1191 м³.

Вес в трюмах распределится:

P_тр1=2058 кН

P_тр2=2157 кН

P_тр3=2265 кН

Объем груза в трюмах не будет превышать их максимальной кубатуры:

V_тр1=P_тр1 · v_гр=2058 · 0,51 = 1050 м³

V_тр2=P_тр2 · v_гр=2157· 0,51 = 1100 м³

V_тр3=P_тр3 · v_гр=2265 · 0,51 = 1154,8 м³

Моменты веса груза:

Мх₁ = Р₁Х₁ = 2058 · 26,94 = 55442,52 кН · м

Мх₂ = Р₂Х₂ = 2157 · 5,20 = 11216,4 кН · м

Мх₃ = Р₃Х₃ = 2265 · (-16) = -36480 кН · м

Мz₁ = Р₁Z₁ = 2058 · 3,54 = 7285,32 кН · м

Мz₂ = Р₂ Z ₂ = 2157 · 3,29 = 7333,8 кН · м

Мz₃ = Р₃ Z ₃ = 2265 · 3,48 = 7882,2 кН · м

X_тр= = = 4,69 м

Z_тр= = =3,47 м

Распределение груза по трюмам и координаты его ЦТ

№	Вес груза в трюме Рi, кН	Объём груза в трюме Vi, м	Координаты ЦТ груза	Моменты веса груза
Xi	Zi	Mxi = Pi · Xi	Mzi = Pi · Zi
			26,94	3,54	55442,52	7285,32
			5,20	3,29	11216,4	7333,8
		1154,8	-16,0	3,48	-36240	7882,2
итого		3304,8	4,69	3,43	30418,92	22501,32

Статические моменты веса судна порожнем с командой и со 100%-ными судовыми запасами относительно плоскости мидельшпангоута М_Х0 и основной плоскости M_Z0 определяются зависимостями:

М_хо = Р_пор · Х_пор + Р_к · Х_к + Р_з · Х_з = 9250 · (- 8,3) + 101 · (- 14,3) + 1112 · (- 30,3) = -111912,9 кН · м

М_zо = Р_пор · Z_пор + Р_к · Z_к + Р_з · Z_з = 9250 · 4,68 + 101 · 5,77 + 1112 · 1,93 = 46018,93 кН·м

P_o = P_пор + Р_к + Р_з = 9250 + 101 + 1112 = 10463 кН

Координата возвышения ЦТ балласта относительно ОП:

Z_Б = = = 2, где P_i - вес балласта; Z_П = 7,5 м

Вес балласта в цистернах можно определить по формуле:

Р_Б = =

= = = 6168 кН

Р_Б = Р₂ + Р₃ + Р₆ + Р₇ = 1510 + 2160 + 2070 + 2100 = 7840 Кн

Р_п = Р – Р₀ – Р_ТР – Р_Б = 30100 – 10463– 6480 –7840 = 5317 Кн