Составление грузового плана
Судно следует через Кольский залив в Баренцево море. Затем в Норвежское море вдоль побережья Норвегии, далее в Северное море. Затем через проливы Па-де-Кале и Ла-Манш — в Бискайский залив. После этого через Гибралтарский пролив в Средиземное море и затем через пролив Босфор в п. Стамбул. Диаграмму статической остойчивости судна в полном грузу с 10% запасов с учетом вертикальной составляющей… Читать ещё >
Составление грузового плана (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО РЫБОЛОВСТВУ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТЕТ»
Кафедра Управления судном и промышленного рыболовства Курсовой проект По дисциплине: «Технология перевозки грузов морем»
Тема: Составление грузового плана Курсант Иванов И.И.
Мурманск
2012 г.
1. Техническое задание Рассчитать морские качества судна на выход из порта погрузки и на приход в порт выгрузки, используя «Информацию об остойчивости капитана». Расчет сделать в соответствии с требованиями Морского регистра судоходства РФ.
Характеристики судна:
Длина расчетная (между перпендикулярами) L = 116 м Ширина наибольшая по ГВЛ B = 19,2 м Высота борта при миделе H= 10,4 м Осадка на ровный киль по ЛГВЛ d0 = 7,5 м Элементы подводного объема при осадке по ЛГВЛ:
Водоизмещение объемное V=11 260 м2
Водоизмещение (р= 1,025 т/м3) D0= 11 550 т Коэффициент общей полноты б = 0,674
Коэффициент полноты площади ватерлинии б = 0,752
Коэффициент полноты площади миделя в = 0,970
Водоизмещение порожнего судна Dп = 4585 т
(с командой, провизией и снабжением) Условный максимальный дедвейт DW= 7015 т
(без команды, провизии и снабжения) Площадь боковой парусности при осадке по ЛГВЛ: Sпо = 985 м²
Абсцисса центра парусности при осадке по ЛГВЛ: Хпо = 15,0 м Аппликата ц.т. порожнего судна Zgп = 8,22 м Груз :
зерно 1200 т УПО = мз3 = 1,25 м3/т (3-й трюм).
зерно 1000 т УПО = мз4 = 1,30 м3/т (4-й трюм).
Обязательный груз:
Олифа — Ролифа= 700 т УПО — молифа = 1,75 м3/т Олово — Ролово = 600 т УПО — молово = 0,25 м3/т Факультативный груз:
Ткань — Рткань УПО — мткань = 3,03 м3/т Проволока — Рпров УПО — мпров = 0,70 м3/т Палубный груз: — Рпалуба=35 т; V = 4×4×4 м = 64 м³
Порт погрузки: Мурманск (Россия).
Порт выгрузки: Стамбул (Турция).
Судно следует через Кольский залив в Баренцево море. Затем в Норвежское море вдоль побережья Норвегии, далее в Северное море. Затем через проливы Па-де-Кале и Ла-Манш — в Бискайский залив. После этого через Гибралтарский пролив в Средиземное море и затем через пролив Босфор в п. Стамбул.
Узкости и их протяженность:
— Кольский залив = 37 мм;
— пролив Па-де-Кале = 20 мм;
— Пролив Ла-Манш = 312 мм;
— Гибралтарский пролив = 32 мм;
— Пролив Босфор =16 мм.
Sуз = 417 мм.
2. Расчет чистой грузоподъемности
2.1 Расчет расстояния на переход
Используя «Таблицы морских расстояний» находим расстояние между портами:
Lп = 4689 морских мили.
2.2 Находим ходовое время по формуле
tх = (S-Sуз) / (24 * Vгр) + (Sуз / (24 * Vуз)) (2.1)
где Vгр — скорость судна в грузу
Vгр = 13,5 узлов
Sуз — протяженность узкостей
Vуз — скорость в узкостях
Vуз = 7,0 узлов
tх = (4689 — 417) / (24 * 13,5) + (417 / (24*7,0)) = 4272 / 324 + 417 / 168 = 13,18+ 2,48 = 15,66 = 16 суток.
2.3 Рассчитываем запасы на рейс
Исходя из полученного времени, рассчитываем количество топлива, воды и провизии на рейс:
Рт = Кшт qxт tх (2.2)
Pв = Кшт qxв tх
где qxт, qxв — суточный расход топлива и воды на ходу, т/сут;
Кшт — штормовой запас Кшт = 1,2
qxт = 21,5 т/сут Рт = 1,2 * 21,5 * 16 = 412,8 т
qxв = 6,0 т/сут Pв = 1,2 * 6,0 * 16 = 115,2 т
Мзап = Рт + Pв = 412,8 + 115,2 = 528,0 т
2.4 Рассчитываем чистую грузоподъемность
?ч = ?w — Мзап (2.3)
где ?ч — чистая грузоподъемность; ?w = 7015 т — дедвейт
?ч = 7015 — 528 = 6487,0 т
Принимаем чистую грузоподъемность? ч =6487 т.
3. Расчет крепления палубного груза
Для расчета креплений палубного груза используются гибкие средства крепления: стальные тросы, цепи, проволока, такелажные скобы, талрепы. В нашем случае будем использовать скобы, талрепы, зажимы и стальные тросы.
Гибкие крепления должны удовлетворять условию:
Qн = qFнmax, (3.1)
где Qн — разрывное усилие найтова;
q — коэффициент запаса прочности для стального троса (q = 3, если груз установлен на верхней открытой палубе);
Fнmax — наибольшее растягивающее усилие от бортовой или килевой качки.
Поскольку груз закреплён на палубе и троса натянуты под углом 30є к палубе, Fнmax найдём по формуле:
Fнmax = Fy/cos30є. (3.2)
Составляющая Fy есть сумма сил, действующих на палубный груз:
Fy = Py + Py' + Py'', (3.3)
где Py — сила, действующая на груз при качке (и = 30є);
Py' - сила давления на боковую поверхность груза;
Py'' - усилие от удара волн (гидравлические удары волн).
Py найдём по формуле:
Py = 0,5m[9,8 + (39,5(z + r0)/T12)] (3.4)
Z — расстояние от главной поалубы до ц.т. судна:
z = 5+ 0,5hгр (3.5)
Зная, что hгр = 4 м, получим:
z = 5 + 0,5 * 4 = 5 + 2= 7,0 м
r0 — полувысота волны:
r0 = (¼)hгр (3.6)
r0 = 4/4 = 1,0 м
Период качки T1 выразим из формулы метацентрической высоты судна
h0 = (KB/T1) 2:
T1 = КВ/v h0 (3.7)
Зная, что B = 19,2 м, К = 0,78 (для нашего судна) и h0 = 1,6 м, получим:
T1 = 0,78*19,2/v1,6 = 11,8 с.
Зная r0 = 1,0 м, z = 7,0 м, T1 = 11,8 с, и m = 35 т, найдём Py:
Py = 0,5*35*[9,8 + (39,5*(7 + 1)/11,82)] = 211,2 кН
Найдём Py' по формуле:
Py' = 1,5 * Sy (3.8)
где Sy = hгр2 — площадь подветренной стороны груза.
Получаем:
Py' = 1,5 * 42 = 24 кН
Py'' найдём по формуле:
Py'' = p * S’y, (3.9)
где S’y — половина площади подветренной стороны груза:
S’y = Sy /2, (3.10)
S’y = 16 /2 = 8 м²
p — сила удара волны, которая зависит от высоты заливания hв:
hв = hгр /2 (3.11)
hв = 4/2 = 2 м
При hв = 2 м, p = 17,6 кН/м. Зная S’y = 8 м² находим Py''.
Py'' = 17,6 * 8 = 140,8 кН
Найдём Fy по формуле (9.3):
Fy = Py + Py' + Py'' = 211,2 + 24 + 140,8 = 376,0 кН
Найдём Fнmax по формуле (3.2):
Fнmax = 376,0/cos30є = 434,2 кН
Для подбора тросов, скоб, зажимов и талрепов найдём Qн по формуле (3.1):
Qн = qFнmax = 3*434,2 = 1302,6 кН
3.2 Исходя из полученных данных о разрывных усилиях найтова подходящие гибкие крепления по правилам 4-М.
3.2.1 Талрепы
Берём 8 талрепа. Тогда каждый из выбранных талрепов должен иметь допустимую нагрузку не менее полученного разрывного усилия.
Qн тал = 1302,6/8 = 162,83 кН
По таблице 13.3 выбираем талрепы:
Талреп 200-ОС-ВВ. Допустимая нагрузка 200 кН (20 тс). Основные размеры:
B = 150 мм, b = 68 мм, d = 60 мм, Lmax = 1247 мм, Lmin = 939 мм, L2 = 1239 мм,
l = 120,0 мм.
3.2.2 Канаты
Берём 8 канатов. Тогда каждый из выбранных канатов должен иметь разрывное усилие не менее полученного разрывного усилия.
Qн трос = 1302,6/8 = 162,83 кН
По таблице 13.1 выбираем канаты:
Канат типа ТЛК-О. Маркировочная группа 1666 МПа (170 кгс/мм2). Разрывное усилие не менее 376 500 Н. Основные параметры: диаметр каната dk = 27 мм.
3.2.3 Скобы
Берём 16 скоб для 8 канатов. Тогда каждая выбранная скоба должна иметь допустимую нагрузку не менее полученной допустимой нагрузки.
Qн скоба = 1302,6/16 = 81,4 кН
По таблице 13.2 выбираем скобы:
Скоба СА-100. Допускаемая нагрузка 100 кН (10 тс). Основные размеры:
L = 268 мм, D = 130 мм, Hl = 362 мм, B = 90 мм, dl = 72 мм.
3.2.4 Зажимы тросовые
Берём 16 зажима для 8 канатов. Тогда каждый зажим должен соответствовать диаметру каната dk.
По таблице 13.4 выбираем зажимы:
Зажим марки 28. Диаметр каната dk = 25−28 мм. Основные размеры: А = 50 мм,
В = 42 мм, L = 86 мм, H = 110 мм, В = 30 мм, dl = М20, h = 35 мм.
4. Расчет факультативного груза
4.1 Определяем количество факультативного груза
Рф = ?ч — Роб (4.1)
где Роб — вес обязательного груза
Роб = Ролифа + Ролово + Рз + Pпалуб. (4.2)
где Ролифа — вес перевозимой олифы;
Ролово — вес перевозимого олова;
Рз — вес перевозимого зерна;
Роб = 700 + 600 + 1200 + 1000 + 35 = 3535 т Рф = 6487 — 3535 = 2952 т
4.2 Определяем объем обязательного груза
Vоб = м * Роб (4.3)
V1об = молифа * Роб1 = 1,75 * 700 = 1225 мі
V2об = молово * Роб2 = 0,25 * 600 = 150 мі
Vоб = V1об + V2об (4.4)
Vоб = 1225 + 150 = 1375 мі
4.3 Определяем объем трюмов для факультативного груза
Vф = V — Vоб (4.5)
где V — суммарный объем трюмов № 1, № 2, № 5
V = V1 + V2 + V5
Где V1 — объем трюма № 1 V1 = 1600 мі;
V2 — объем трюма № 2 V2 = 2400 мі;
V5 — объем трюма № 5 V5 = 2560 мі;
V = 1600 + 2400 + 2560 = 6560 мі;
VФ = 6560 — 1375 = 5185 мі;
4.4 Определяем вес факультативного груза
Рф = Рткань + Рпров (4.6)
Vф = мткань * Рткань + мпров * Рпров (4.7)
Для полного и рационального использования грузоподъемности и грузовместимости судна решаем данную систему уравнений:
2952 = Рткань + Рпров
5185 = 3,03* Рткань + 0,70 * Рпров
Получаем:
Вес ткани — Рткань = 1338,5 т;
Вес проволоки — Рпров = 1613,5 т;
Vткань = 4055,6 мі;
Vпров = 1129,4 мі.
5. Расчет аппликаты центра тяжести разнородного груза
Трюм № 1
Олово Олифа Ткань молово = 0,25 мі/т; молифа = 1,75 мі/т; мткань = 3,03 мі/т;
Ролово = 600 т; Ролифа = 700 т; Рткань = 74,2 т;
Vолово = 150 мі; Vолифа = 1225 мі; Vткань = 225 мі;
Zолово = 1,8 м; Zолифа = 4,5 м; Zткань = 8,3 м.
Объем трюма № 1 = 1600 мі;
Аппликата ЦТ разнородного груза в трюме № 1 находится по формуле:
Z1 = (Ролово *Zолово + Ролифа* Zолифа + Рткань* Zткань) / (Ролово + Ролифа + Рткань) (5.1)
Z1 = (600 * 1,8 + 700 * 4,5 + 74,2 * 8,3) / (600 + 700 + 74,2) = 3,53 м.
Трюм № 2
Ткань мткань = 3,03 мі/т;
Рткань = 792,1 т;
Vткань = 2400 мі;
Zткань = 4,5 м;
Объем трюма № 2 = 2400 мі.
Аппликата ЦТ ткани в трюме № 2 Z2 = 4,5 м;
Трюм № 5
Проволока Ткань мпров = 0,70 мі/т; мткань = 3,03 мі/т;
Рпров = 1613,5 т; Рткань = 472,2 т;
Vпров = 1129,4 мі; Vткань = 1430,6 мі;
Zпров = 3,2 м; Zткань = 5,1 м;
Объем трюма № 5 = 2560 мі.
Аппликата ЦТ разнородного груза в трюме № 5 находится по формуле:
Z5 = (Рпров * Zпров + Рткань * Zткань) / (Рпров + Рткань) (5.2)
Z5 = (1613,5 * 3,2 + 472,2 * 5,1) / (1129,4 + 472,2) = 4,73 м.
6. Расчет посадки, остойчивости к составлению грузового плана
Судно в полном грузу со 100% запасов.
Распределяем генеральный груз по трюмам с таким расчетом, чтобы обеспечить продольную прочность судна и дифферент наиболее близкий к оптимальному d= -0,5 -1,0 м на корму. Объем, занимаемый принятым грузом, в каждом трюме определяется по формуле:
V = м P (6.1)
где м — удельный погрузочный объем груза, мі/т, Р — вес груза, т
Распределение груза показано в табл.№ 1
Таблица 1 — Распределение грузов
№ п/п | Принятый груз | P, т | м, мі/т | V = м P | |
Олифа | 0,34 | ||||
Олово | 1,98 | ||||
Ткань | 1338,5 | 1,27 | |||
Проволока | 1613,5 | 2,55 | |||
Трюм № 3 (зерно) | 1,25 | ||||
Трюм № 4 (зерно) | 1,35 | ||||
Палубный груз | ; | ||||
Всего | |||||
Координаты центра тяжести (ЦТ) генерального груза в трюмах № 1,2,5 определяем по чертежу размещения грузов (Приложение 2) в зависимости от объема груза в каждом трюме
Трюм № 1 при V = 1600 мі Z = 3,53 м, X = 44,0 м;
Трюм № 2 при V = 2400 мі Z = 4,5 м, X = 26 м;
Трюм № 5 при V = 2560 мі Z = 4,73 м, X = -16м;
Палубный груз: V=64 мі; Z = 12,5 м; Х = -10 м.
Абсцисса Х ЦТ зерна в трюмах даны на стр 5 М9, а аппликата Z находится по графику Приложение 1 в зависимости от объема зерна в каждом трюме:
Трюм № 3 при V = 1200 мі Z = 3,70 м Х = 12 м;
Трюм № 4 при V = 1000 мі Z = 3,20 м X = -2м;
Найденные координаты (X, Z) ЦТ груза в трюмах заносим в таблицу 2.
Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Z0 = 6,0м)
?Мz =11 570,00 * 6 = 69 420,00 тм;
Исправленный момент М0z =? Мz —? Мz = 66 044,72- 69 420,00 = -3375,28 тм;
Таблица 2 — Суда в полном грузу с 100% запасов
Статья нагрузки | Р, т | Х, м | Z, м | Мх, тм | Мz, тм | |
1. Судно порожнем | — 10,10 | 8,23 | — 45 248,00 | 36 870,40 | ||
2. Команда, снабжение, провизия | — 51,50 | 9,25 | — 2832,50 | 508,75 | ||
3. Трюм № 1 | 1374,2 | 44,0 | 3,53 | 60 464,80 | 4850,90 | |
Трюм № 2 | 792,1 | 26,00 | 4,5 | 20 594,60 | 3564,45 | |
Трюм № 3 (зерно) | 12,00 | 3,70 | 14 400,00 | 4440,00 | ||
Трюм № 4 (зерно) | — 2,00 | 3,20 | — 2000,00 | 3200,00 | ||
Трюм № 5 | 2085,7 | — 16,00 | 4,73 | — 33 371,20 | 9865,36 | |
Палубный груз | — 10,0 | 12,5 | — 350,00 | 437,5 | ||
Итого п.3 | 9,21 | 4,06 | 59 745,27 | 26 337,22 | ||
4. Судовые запасы | — 29,40 | 4,37 | — 15 523,2 | 2307,36 | ||
5.Судно без балласта | 0,58 | 6,20 | — 3866,10 | 66 044,72 | ||
По данным табл.2 рассчитываем координаты ЦТ судна без балласта
Xg =? Мхi / ?Pi = -3866,10 / 11 570,00 = -0,33 м;
Zg =? Мzi / ?Pi = 66 044,72/ 11 570,00= 5,71 м;
6.2 Проверяем дифферент судна по формуле
d = (?* (Xg — Xс)) / М (6.2)
где? — весовое водоизмещение судна, т;
Xg — абсцисса ЦТ судна, м
Xс — абсцисса центра величины судна, м;
М — момент, дифферентующий судно на 1 м, тм/м;
Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при? = 11 570,00 имеем: Xс = 0,66 м, М = 12 750 тм/м
Дифферент судна в полном грузу со 100% запасов без балласта:
d = (11 570,00* (-0,33 — 0,66)) / 12 750 = -0,90 м
Знак «минус» означает, что дифферент на корму. Так как -0,5 < d = -0,9 < -1,0 м, то дифферент судна находится в допустимых пределах, т. е. судно дифферентовано без балласта.
груз крепление прочность палубный
6.3 Определяем среднюю осадку и начальную остойчивость
Для весового водоизмещения судна? = 11 570,00 т с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) снимаем: среднюю осадку судна Т = 7,5 м и аппликату метацентра Zм = 7,30 м.
Так как критерием остойчивости является метацентрическая высота hо > 0, то определяем метацентрическую высоту по формуле:
hо = Zм — Zg = 7,30 — 5,71 = 1,59 м.
6.4 Проверяем остойчивость судна по предельному моменту (без учета смещения зерна)
Предельный момент (Мєz)пред при определении по диаграмме предельных моментов (Приложение 4) при? = 11 570,00: (Мє)пред = 20 000 тм.
Момент относительно плоскости отсчета Мєz = -3375,28 тм.
Так как Мєz = -3375,28 тм < (Мєz) пред = 20 000 тм, то судно остойчиво.
Судно в полном грузу с 10% запасов
6.5 Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов представлена в табл.3
Таблица 3 — Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов
Статьи нагрузки | Р, т | Х, м | Z, м | Мх, тм | Мz, тм | |
1. Судно порожнем | — 10,10 | 8,23 | — 45 248,00 | 36 870,40 | ||
2. Команда, снабжение, | — 51,50 | 9,25 | — 2832,50 | 508,75 | ||
Итого п.3 | 9,21 | 4,06 | 59 745,27 | 26 337,22 | ||
4. Судовые запасы 10% | 52,8 | — 29,40 | 4,37 | — 1552,32 | 230,74 | |
5.Судно без балласта | 11 094,8 | 0,91 | 5,76 | 10 112,45 | 63 947,11 | |
6. Балласт | ; | ; | ; | ; | ; | |
7. Судно с балластом | 11 094,8 | 0,91 | 5,76 | 10 112,45 | 63 947,11 | |
Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Zo = 6,0м)
?Мz = 11 094,8 * 6 = 66 568,8тм
Исправленный момент Мєz =? Мz —? Мz = 63 947,11 — 66 568,8 = -2621,69 тм
Координаты ЦТ судна без балласта
Xg = ?Мхi / ?Pi = 10 112,45 / 11 094,8= 0,91 м
Zg = ?Мzi / ?Pi = 63 947,11 / 11 094,8 = 5,76 м
6.6 Дифферент судна в полном грузу с 10% запасов без балласта
d = (?*(Xg — Xc)) / М
Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при? = 11 094,8 т имеем: Xc = 0,8, М = 12 550 тм/м
d = (11 094,8 * (0,91 — 0,9)) / 12 550 = 0,01 м;
Судно не имеет оптимального дифферента и нуждается в приеме дополнительного балласта.
6.7 Расчет принятого балласта
Для изменения дифферента судна принимаем балласт в цистерну ахтерпик
№ 46: М = 11 320 тм; Х= - 56,6 м.
Мх бал= М*(dd0) = 11 320*(0,01−0,7) = - 7810,8 тм
Весовая нагрузка судна в полном грузу с использованием балласта представлена в табл.4
Таблица 4- Весовая нагрузка судна в полном грузу с 10% запасов с балластом
Статьи нагрузки | Р, т | Х, м | Z, м | Мх, тм | Мz, тм | |
1. Судно порожнем | — 10,10 | 8,23 | — 45 248,00 | 36 870,40 | ||
2. Команда, снабжение, | — 51,50 | 9,25 | — 2832,50 | 508,75 | ||
Итого п.3 | 9,21 | 4,06 | 59 745,27 | 26 337,22 | ||
4. Судовые запасы 10% | 52,8 | — 29,40 | 4,37 | — 1552,32 | 230,74 | |
5.Судно без балласта | 11 094,8 | 0,91 | 5,76 | 10 112,45 | 63 947,11 | |
6. Балласт | 138,0 | — 56,6 | 7,64 | — 7810,80 | 1054,32 | |
7. Судно с балластом | 11 144,8 | 0,21 | 5,83 | 2301,65 | 65 001,42 | |
Поправочный момент для перехода к плоскости отсчета (Zo = 6,0м)
?Мz = 11 144,8* 6 = 66 868,8тм
Исправленный момент Мєz =? Мz —? Мz = 65 001,42 — 66 868,8 = -1867,4 тм
Координаты ЦТ судна с балластом
Xg = ?Мхi / ?Pi = 2301,65/ 11 144,8= 0,21 м
Zg = ?Мzi / ?Pi = 65 001,42/ 11 144,8= 5,83 м
6.8 Дифферент судна в полном грузу с 10% запасов без балласта
d = (?*(Xg — Xc)) / М
Значения Хс и М определяется по кривой элементов теоретического чертежа (Приложение 3) при? = 11 144,8 т имеем: Xc = 1,0, М = 11 480 тм/м
d = (11 144,8 * (0,21- 1,0)) / 11 480 = -0,77 м;
Проверяем остойчивость судна по предельному моменту (без учета смещения зерна). Предельный момент (Мє)пред при определении по диаграмме предельных моментов (Приложение 4) при? = 11 144,8 т: (Мє)пред = 18 500 тм.
Момент относительно плоскости отсчета Мєz = -1393,7 тм
Так как Мєz = -1867,4 тм < (Мє)пред = 18 500 тм, то судно остойчиво.
7. Построение ДСО, ДДО и графика плеч кренящего момента
Диаграмму статической остойчивости судна в полном грузу с 10% запасов с учетом вертикальной составляющей момента Mgz от смещения зерна строим с использованием универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5). При этом начальную метацентрическую высоту h судна находим по формуле:
h = Zм — Zg — (1/?) * [?Mж + Mgz * (1/м3 + 1/м4)] (7.1)
где ?Mж = 350 — поправка на влияние свободных поверхностей жидких грузов, тм
м3, м4 — удельный погрузочный объем зерна в трюмах № 3 и № 4.
Значение аппликаты метацентра Zм снимаем с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) для найденного водоизмещения судна в полном грузу с 10% запасов, а значение аппликаты ЦТ судна Zg берем из таблицы весовой нагрузки (табл. 3). Для ?=11 094,8 т, Zм = 7,73 м, Zg = 5,76 м. При Mgz = 224 (из методических указаний), м3 = 1,25, м4 = 1,30, метацентрическая высота судна:
h = 7,73 — 5,76 — (1/11 094,8) * [350 + 224*(1/1,25 + 1/1,30)] = 1,5 м
На универсальной диаграмме (Приложение 5) через точку на правой вертикальной шкале соответствующей h=1,5 м из начала координат проводим прямую линию. Расстояние по вертикали между этой прямой и кривой соответствующего водоизмещению судна равно плечам статической остойчивости для данного состояния нагрузки. Плечо статической остойчивости снимаем с универсальной диаграммы для водоизмещений ?1=11 000 т и ?2=12 000 т. Расчет плеча остойчивости с использованием универсальной диаграммы остойчивости производим в табличной форме (табл.4)
Таблица 4 — Расчет плеч остойчивости
иє | L, м | |
0,29 | ||
0,59 | ||
0,95 | ||
1,25 | ||
1,36 | ||
1,26 | ||
1,02 | ||
0,41 | ||
По найденному плечу L строим диаграмму статической остойчивости (рис.1)
Рисунок 1 — Диаграмма статической остойчивости с 10% запасов
Диаграмму статической остойчивости судна в полном грузу со 100% запасов с учетом вертикальной составляющей момента Mgz от смещения зерна строим с использованием универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5).
Значение аппликаты метацентра Zм снимаем с кривых элементов теоретического чертежа (Приложение 3) для найденного водоизмещения судна в полном грузу с 100% запасов, а значение аппликаты ЦТ судна Zg берем из таблицы весовой нагрузки (табл.2).
Для? = 11 570,00 т, Zм = 7,90 м, Zg = 6,20 м. При Mgz = 224 (из методических указаний), м3 = 1,25, м4 = 1,30, метацентрическая высота судна:
h = 7,90 — 6,20 — (1/11 570,00) * [350+224*(1/1,25 + 1/1,30)] = 1,63 м
На универсальной диаграмме (Приложение 5) через точку на правой вертикальной шкале соответствующей h=1,63 м из начала координат проводим прямую линию.
Расстояние по вертикали между этой прямой и кривой соответствующего водоизмещению судна равно плечам статической остойчивости для данного состояния нагрузки. Плечо статической остойчивости снимаем с универсальной диаграммы для водоизмещений ?1=11 000т и ?2=12 000т. Расчет плеча остойчивости с использованием универсальной диаграммы остойчивости производим в табличной форме (табл.5)
Таблица 5 — Расчет плеч остойчивости
иє | L, м | |
0,31 | ||
0,62 | ||
0,99 | ||
1,28 | ||
1,38 | ||
1,29 | ||
1,04 | ||
0,53 | ||
По найденному плечу L строим диаграмму статической остойчивости (рис.2)
Рисунок 2 — Диаграмма статической остойчивости со 100% запасов
8 Проверка общей продольной прочности
8.1 Судно в полном грузу со 100% запасов Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз от грузов, входящих в дедвейт выполнен в таблице 6.
Моменты |РХ| для трюма № 4 рассчитаны по формуле:
|РХ| = (Р4 / 2L) * (LІн + LІк) = [1000 /(2 * 14)]*(5І + 9І) = 3785,7 тм (8.1)
Таблица 6 — Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз
Веса, входящие в дедвейт | Р, т | |X|, м | |Px|, тм | |
Команда, снабжение, провизия | 51,5 | 2832,50 | ||
Балласт | ; | ; | ; | |
Судовые запасы 100% | 29,40 | 15 523,20 | ||
Трюм № 1 | 1374,2 | 44,0 | 60 464,80 | |
Трюм № 2 | 792,1 | 26,00 | 20 594,60 | |
Трюм № 3 (зерно) | 12,00 | 14 400,00 | ||
Трюм № 4 (зерно) | 2,00 | 2000,00 | ||
Трюм № 5 | 2085,7 | 16,00 | 33 371,20 | |
Палубный груз | 10,0 | 350,00 | ||
Итого | 147 536,10 | |||
Мз = 0,5? |PX| | 73 768,05 | |||
В результате расчета получено: Dw = 7070 т, Мз = 20 691,3 тм Нанесение соответствующей точки, А на диаграмму контроля общей прочности (Приложение 6) показывает, что существует опасность при разгрузке судна на рейде.
8.2 Судно после выгрузки зерна с трюмов № 3, № 4 и с 10% запасов Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз от грузов, входящих в дедвейт выполнен в таблице 7.
Таблица 7 — Расчет дедвейта и составляющей изгибающего момента Мз
Р, т | |X|, м | |Px|, тм | ||
Команда, снабжение, провизия | 51,5 | 2832,50 | ||
Балласт | ; | ; | ; | |
Судовые запасы 10% | 52,8 | 29,40 | 1552,32 | |
Трюм № 1 | 1374,2 | 44,0 | 60 464,80 | |
Трюм № 2 | 792,1 | 26,00 | 20 594,60 | |
Трюм № 5 | 2085,7 | 16,00 | 33 371,20 | |
Палубный груз | 10,0 | 350,00 | ||
Итого | 4394,8 | 118 865,42 | ||
Мз = 0,5?|PX| | 59 432,71 | |||
В результате расчета получено: Dw = 4394,8 т, Мз = 21 476,69 тм Нанесение соответствующий точки В на диаграмму контроля общей прочности (Приложение 6) показывает, что в рассматриваемом случае имеется опасность — перегиб на волне.
9. Построение ДДО и проверка судна на критерий погоды и критерий ускорения
9.1 Судно в полном грузу со 100% запасов
? = 11 570,00 т, Т = 7,6 м, Zм = 7,90 м,
Zg = 6,20 м, ho = 1,63 м.
9.2 Проверка удовлетворения критерию погоды Судно удовлетворяет критерию погоды, если:
K = a/b? 1
Для этого необходимо найти амплитуду качки Q, которая определяется:
Q = 109 * K * X1 * X2 * vr * S (9.1)
K = 0,88.
Множитель X1 определяется по таблице 2.1.5.1−2 РМРС. Аргументом входа в таблицу является значение B/d = 19,2/7,6 = 2,53;
X1 = 1.
Множитель X2 определяется по таблице 2.1.5.1−3 РМРС. Аргументом входа в таблицу является значение коэффициента общей полноты, который определяется по формуле:
Св=(?D/1,025) / (L * B * T) (9.2)
Св = 0,67
X2 = 0,97
Величина r определяется по формуле:
r = 0,73 + 0,6(Zg — d)/d (9.3)
r = 0, 619
Коэффициент S определяется в зависимости от величины
T= 2*B * (0,373 + 0,023*B/d — 0,043*L/100)/ vh
T = 9,71
Следовательно, S = 0,1
Находим Q1r = 23,1є
Q2r = 50є
Определяем значение плеча кренящего момента от давления ветра
Lw1 = (pv * Av * Zv) / (100 * g * ?) (9.4)
pv = 504 по таблице РМРС
Av= 985 мІ
Zv = 5 м — аппликата центра парусности
Lw1= 0,22
Lw1= 1,5 * Lw2
Lw2= 0, 33
По ДСО для судна со 100% запасов строим график, по которому будем рассчитывать площади a и b.
Таблица 8.
и | ||||||||||
Lg | 0,31 | 0,62 | 0,99 | 1,28 | 1,38 | 1,29 | 1,04 | 0,53 | ||
По найденным плечам строим график и откладываем на нем найденные данные.
Т.к. площадь b>a, то К=b/a > 1, следовательно, судно удовлетворяет критерию погоды.
9.3 Необходимо проверить критерий ускорения Судно удовлетворяет критерию ускорения, если:
К* = 0,3/Арасч? 1
Арасч = 0,0105*(h0/c*c*B)*K* Q1r (9.5)
K = 1,02
с = 0,373 + 0,023*B/d — 0,043*L/100 (9.6)
с = 0,381
Арасч =0,1
К*=0,3/0,1 = 3, что удовлетворяет критерию ускорения.
9.4 Выполнение проверки остойчивости при смещении зерна
Необходимо проверить, удовлетворяет ли остойчивость определённым критериям при смещении зерна в трюмах № 3 и № 4
Начальная остойчивсть судна при смещении зерна будет:
hиспр = h — (Mgz / (Dn + Dw))*(1/м3 + 1/м4) (9.7)
Принимая значения h = 0,9 м (порт отхода), Mgz = 224 тм (из методических указаний), м3 = 1,25, м4 = 1,30, Dn = 4500, Dw = 11 570 метацентрическая высота судна:
hиспр = 1,63 — (224 / (4500 + 11 570))*(1/1,25 + 1/1,30) = 1,62 м.
Построим диаграмму статической остойчивости (см. Рис. 3) с помощью интерполяционных кривых универсальной диаграммы остойчивости (Приложение 5).
иє | L, м | |
0,31 | ||
0,62 | ||
0,99 | ||
1,28 | ||
1,38 | ||
1,29 | ||
1,04 | ||
0,53 | ||
Плечи кренящего момента определяются согласно формулам (9.8) и (9.9):
lg0 = (Mgy / (Dn + Dw))*(1/м3 + 1/м4) (9.8)
lg40 =0,8* lg0 (9.9)
Принимая значения Mgy = 963 тм (из методических указаний), м3 = 1,25,
м4 = 1,30, Dn = 4500, Dw = 11 570 получим:
lg0 = (963 / (4500 + 11 570))*(1/1,25 + 1/1,30) = 0,09 м.
lg40 =0,8* 0,09 = 0,07 м.
Угол крена от смещения зерна вычисляется по диаграмме остойчивости:
иgs = 4є < 12є
Минимальная остаточная площадь ДСО определяется углом крена 40є.
Расчет остаточной площади ДСО по правилу трапеций определяется согласно таблице 8.
Таблица 8 — Интегрирование остаточной площади ДСО
Ординаты диаграммы | Сумма | Поправка | Исправленная сумма | |||||||
0,3 | 0,16 | 0,22 | 0,39 | 0,50 | 0,62 | 2,19 | — 0,32 | 1,87 | ||
Интервал интегрирования:
Ди = (40є - 4,0є) / 6 =6 є = 0,1 рад.
Остаточная площадь диаграммы:
Lgr = 1,87 * 0,1 = 0,187 > 0,075 м • рад, что удовлетворяет критериям при смещении зерна в трюмах.
10. Вывод Произведя все необходимые расчёты по расчётам критерия остойчивости, продольной прочности и запаса плавучести на весь период рейса, а также, выполнив все необходимые операции по креплению груза, делаем вывод, что наше судно готово к эксплуатации.
В ходе выполнения работы произведен:
— расчет количество факультативных грузов
— выполнено распределение грузов по трюмам с учетом физико-химических свойств и с учетом оптимального дифферента судна D = - 0,59.
— выполнен расчет критерий погоды с учетом амплитуды качки (к = 11,74).
— сделаны выводы о соответствии остойчивости судна для данной загрузки судна с требованиями Регистра.
— произведен расчет количество необходимого балласта для получения оптимального дифферента судна.
— произведен расчет остойчивости судна с учетом смещения зерна.
— выполнен расчет прочности корпуса судна с учетом загрузки судна.
— составлен предварительный грузовой план судна.
Вывод: В результате выполнения курсового проекта установлено:
1. при 100% загрузки остойчивость удовлетворяет требованиям Регистра;
2. при 10% загрузки необходимо принять балласт для получения оптимального дифферента судна;
3. остойчивость судна при смещении зерна удовлетворяет требованиям Регистра;
4. выгрузка зерна из 3, 4 трюмов не допустима в виду опасного перегиба корпуса судна.
1. Снопков В. И. Технология перевозки грузов морем: Учебник для вузов. — [3-е изд., перераб. и доп.]. — СПб.: Мир и Семья, 2001. — 560с.: ил. — ISBN 5−94 365−005−9: 607−00; 519−00: 300−00. — 382−00.
2. Российский морской регистр судоходства: Правила классификации и постройки морских судов. — [том 1-й, НД № 2−20 101−047]. — СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2007. — 309−311с.
3. Общие и специальные правила перевозки грузов: Учебник Для вузов. — [том 2-й, специальные правила]. — М.: в/о «МОРТЕХИНФОРМРЕКЛАМА», 1988. — 17с.: прил. 1., 17с., табл. 1.
4. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1: Морской Регистр Судоходства РФ. — Л.: Транспорт, 1995. 428 с.
5. Конспект лекций по дисциплине ТОМПГ.