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+ РТР +РП =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+ РТР +РП =Р
МХ0 +РТРХТР + РПХП = МХ,
где РТР и ХТР - вес и расстояние ЦТ груза в трюмах от миделя; РП и вес и ХП - расстояние ЦТ палубного груза от миделя; Р и МХ - вес и момент судна в полном грузу; Р0 и МХ0 — вес и момент судна порожнем с командой и 100% запасов.
Оценка величины груза на палубе РП без учета балласта:
Рп = Р – Ро – Ртр = 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 ∑VTPi и потребный объем для размещения трюмного груза VПОTP = РТР vТР, (3.2.8) где РТР - общее количество трюмного груза, a vTP - его удельный погрузочный объем (м3/т)
Vпотр = Ртр · vтр = 6480 · 0,51 = 3304,8 м3
Ртр = 6480 кН
vтр= 0,51 м3/ кН
Максимальная кубатура грузовых трюмов:
Трюм №1. WMAX = 1076 м3.
Трюм №3. WMAX = 1200 м3.
Трюм №2. WМАХ = 1191 м3.
Вес в трюмах распределится:
Pтр1=2058 кН
Pтр2=2157 кН
Pтр3=2265 кН
Объем груза в трюмах не будет превышать их максимальной кубатуры:
Vтр1=Pтр1 · vгр=2058 · 0,51 = 1050 м3
Vтр2=Pтр2 · vгр=2157· 0,51 = 1100 м3
Vтр3=Pтр3 · vгр=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
Xтр= 
= 
= 4,69 м
Zтр= 
= 
=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 МХ0 и основной плоскости MZ0 определяются зависимостями:
Мхо = Рпор · Хпор + Рк · Хк + Рз · Хз = 9250 · (- 8,3) + 101 · (- 14,3) + 1112 · (- 30,3) = -111912,9 кН · м
Мzо = Рпор · Zпор + Рк · Zк + Рз · Zз = 9250 · 4,68 + 101 · 5,77 + 1112 · 1,93 = 46018,93 кН·м
Po = Pпор + Рк + Рз = 9250 + 101 + 1112 = 10463 кН
Координата возвышения ЦТ балласта относительно ОП:
ZБ = 
= 
= 2, где Pi - вес балласта; ZП = 7,5 м
Вес балласта в цистернах можно определить по формуле:
РБ = 
=
= 
= 
= 6168 кН
РБ = Р2 + Р3 + Р6 + Р7 = 1510 + 2160 + 2070 + 2100 = 7840 Кн
Рп = Р – Р0 – РТР – РБ = 30100 – 10463– 6480 –7840 = 5317 Кн