ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ И КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ СУДНА. КОНТРОЛЬ ПЛАВУЧЕСТИ И ОСТОЙЧИВОСТИ.
2.1 Исходные данные:
Характеристики судна порожнем:
М0=1873,1т. (М0 - водоизмещение судна)
ХG0= -9,34м. (ХG0 - абсцисса центра тяжести)
ZG0=5,14м. (ZG0 - аппликата центра тяжести)
=0,8 м3/т
2.2 Определение массы груза в трюмах:
Количество груза в каждом трюме судна определяется по формуле:
(2.4)
где трi - объем i-го трюма, м3
- удельный погрузочный объем груза, м3/т
= 0,80 м?/т - удельный погрузочный объем перевозимого в трюмах груза.
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 |
145 256 256 |
874 1595 1595 |
34,16 14,63 -10,67 |
3,98 4,03 4,03 |
|
Всего |
657 |
4064 |
|||||
Крышки люков |
1,75 |
Т. к удельный погрузочный объем груза мал, то вычисляем по следующей формуле:
(2.5)
- соответственно длина, ширина i-го трюма и высота штабеля груза в нем, м; Максимально допустимая высота штабеля для груза с малым удельным погрузочным объемом вычисляется по формуле
(2.6)
где - максимально допустимая нагрузка на судовое перекрытие, т/м2. Значения приведены в таблице 2.1
mтр1 = 899 т
mтр2,3 = 1587,2 т
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 |
?mh, тм |
|
1. Балласт т. №1 |
0,04 |
50,47 |
0,01 |
2,0188 |
0,0004 |
- |
|
2. Балласт т. №2 |
1,50 |
38,92 |
0,04 |
58,38 |
0,06 |
- |
|
3. Балласт т. №3 |
0,70 |
34,38 |
0,03 |
24,066 |
0,021 |
- |
|
4. Балласт т. №4 |
- |
34,38 |
- |
- |
- |
||
6. Балласт т. №6 |
2,50 |
14,63 |
0,05 |
36,575 |
0,125 |
- |
|
7. Балласт т. №7 |
1,10 |
14,63 |
0,025 |
16,093 |
0,0275 |
- |
|
8. Балласт т. №8 |
1,60 |
14,63 |
0,04 |
23,408 |
0,064 |
- |
|
9. Балласт т. №9 |
0,90 |
-10,67 |
0,01 |
-9,603 |
0,009 |
- |
|
10. Балласт т. №10 |
1,50 |
-10,67 |
0,02 |
-16,005 |
0,03 |
- |
|
11. Балласт т. №11 |
1,30 |
-7,65 |
0,02 |
-9,945 |
0,026 |
- |
|
17. Балласт т. №17 |
0,20 |
-24,54 |
0,01 |
-4,908 |
0,002 |
- |
|
18. Балласт т. №18 |
0,90 |
-25,04 |
0,02 |
-22,536 |
0,018 |
- |
|
19. Пресная вода |
15,0 |
-20,23 |
0,25 |
-303,45 |
3,75 |
65,6 |
|
20. Пресная вода |
15,0 |
-20,23 |
0,25 |
-303,45 |
3,75 |
65,6 |
|
21. Дизельное топливо |
5,00 |
-27,45 |
1,2 |
-137,25 |
6 |
- |
|
22. Дизельное топливо |
80,0 |
-25,94 |
2,55 |
-2075,2 |
204 |
8,67 |
|
22а. Дизельное топливо |
20,0 |
-25,80 |
3,40 |
-516 |
68 |
140,505 |
|
23. Масло |
3,00 |
-36,24 |
3,80 |
-108,72 |
11,4 |
0,54 |
|
24. Подсланевые воды |
2.24 |
- |
- |
- |
- |
0,206 |
|
25. Подсланевые воды |
- |
- |
- |
- |
- |
0,206 |
|
26. Подсланевые воды |
- |
- |
- |
- |
- |
0,206 |
|
27. Мытьевая вода |
- |
- |
- |
- |
- |
1,545 |
|
28. Мытьевая вода |
10,0 |
-26,62 |
0,42 |
-266,2 |
4,2 |
36,874 |
|
29. Фекальная цистерна |
174 |
-32,42 |
- |
- |
- |
0,721 |
|
30. Расходная цистерна |
3,0 |
-54,07 |
5,0 |
-162,21 |
15 |
0,6 |
|
31. Пресные воды |
- |
- |
- |
- |
- |
||
32.Трюм 1 |
899 |
34,16 |
3.98 |
30709.84 |
3578.02 |
- |
|
33. Трюм 2 |
1587,2 |
14,63 |
4,03 |
23220.8 |
6396,416 |
- |
|
34. Трюм 3 |
1587,2 |
-10,67 |
4,03 |
-16935.4 |
6396,416 |
- |
|
Итого |
4421 |
-195,255 |
29,265 |
33382,4 |
16687,4 |
321,273 |
?mh -поправка на свободную поверхность жидкости в цистерне; учитывается 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:
?mh = Ix*?, тм
где Ix - момент инерции поверхности, м4
? - плотность необходимой жидкости, т/м3 (пресная вода -1 т/м3, забортная вода, балласт, подсланевые воды, мытьевые воды, фекальные воды - 1,03 т/м3, масло - 0,9 т/м3, дизельное топливо - 0,85 т/м3)
Водоизмещение, абсцисса и аппликата центра тяжести судна порожнём определяются по формулам:
М = Мо + mi (2.1)
М = 6294,08 т
(2.2)
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.
2.3 Разгрузка трюмов пропорционально их вместимости.
Т. к полученное водоизмещение слишком велико, то производим разгрузку трюмов:
M -Mг.м=X,
где М - полученное водоизмещение судна; Mг.м - водоизмещение по грузовую марку
6294,08-5025= 1269,08 т
(Т. к m1=m2, то при расчетах берем 2m2)
m1+2m2= 1269,08
m1/V1=m2/V2
m1=1269.08-2m2
(1269.08-2m2)/V1=m2/V2
Взяв данные из таблицы а подставляем V1 и V2:
874m2=1595*1269.08-1595*2m2
874m2=2024182.6-3190m2
m2=2024182.6/4064
m2=498 (т)
m1/874=498/1595 => m1=272.8 (т)
Полученные массы разгрузки вычитаем из массы трюмов:
899-272,8=626,2 (т) - загрузка 1 трюма
1587,2-498=1089,2 (т) - загрузка 2,3 трюма
Cтатьи нагрузки |
mi,т |
xi ,м |
zi,м |
mi*xi, тм |
mi*zi, тм |
?mh, тм |
|
1. Балласт т. №1 |
0,04 |
50,47 |
0,01 |
2,0188 |
0,0004 |
- |
|
2. Балласт т. №2 |
1,50 |
38,92 |
0,04 |
58,38 |
0,06 |
- |
|
3. Балласт т. №3 |
0,70 |
34,38 |
0,03 |
24,066 |
0,021 |
- |
|
4. Балласт т. №4 |
- |
34,38 |
- |
- |
- |
||
6. Балласт т. №6 |
2,50 |
14,63 |
0,05 |
36,575 |
0,125 |
- |
|
7. Балласт т. №7 |
1,10 |
14,63 |
0,025 |
16,093 |
0,0275 |
- |
|
8. Балласт т. №8 |
1,60 |
14,63 |
0,04 |
23,408 |
0,064 |
- |
|
9. Балласт т. №9 |
0,90 |
-10,67 |
0,01 |
-9,603 |
0,009 |
- |
|
10. Балласт т. №10 |
1,50 |
-10,67 |
0,02 |
-16,005 |
0,03 |
- |
|
11. Балласт т. №11 |
1,30 |
-7,65 |
0,02 |
-9,945 |
0,026 |
- |
|
17. Балласт т. №17 |
0,20 |
-24,54 |
0,01 |
-4,908 |
0,002 |
- |
|
18. Балласт т. №18 |
0,90 |
-25,04 |
0,02 |
-22,536 |
0,018 |
- |
|
19. Пресная вода |
15,0 |
-20,23 |
0,25 |
-303,45 |
3,75 |
65,6 |
|
20. Пресная вода |
15,0 |
-20,23 |
0,25 |
-303,45 |
3,75 |
65,6 |
|
21. Дизельное топливо |
5,00 |
-27,45 |
1,2 |
-137,25 |
6 |
- |
|
22. Дизельное топливо |
80,0 |
-25,94 |
2,55 |
-2075,2 |
204 |
8,67 |
|
22а. Дизельное топливо |
20,0 |
-25,80 |
3,40 |
-516 |
68 |
140,505 |
|
23. Масло |
3,00 |
-36,24 |
3,80 |
-108,72 |
11,4 |
0,54 |
|
24. Подсланевые воды |
2.24 |
- |
- |
- |
- |
0,206 |
|
25. Подсланевые воды |
- |
- |
- |
- |
- |
0,206 |
|
26. Подсланевые воды |
- |
- |
- |
- |
- |
0,206 |
|
27. Мытьевая вода |
- |
- |
- |
- |
- |
1,545 |
|
28. Мытьевая вода |
10,0 |
-26,62 |
0,42 |
-266,2 |
4,2 |
36,874 |
|
29. Фекальная цистерна |
174 |
-32,42 |
- |
- |
- |
0,721 |
|
30. Расходная цистерна |
3,0 |
-54,07 |
5,0 |
-162,21 |
15 |
0,6 |
|
31. Пресные воды |
- |
- |
- |
- |
- |
||
32.Трюм 1 |
626,2 |
34,16 |
3.98 |
21391 |
2492,276 |
- |
|
33. Трюм 2 |
1089,2 |
14,63 |
4,03 |
15935 |
4389,476 |
- |
|
34. Трюм 3 |
1089,2 |
-10,67 |
4,03 |
- 11621,76 |
4389,476 |
- |
|
Итого |
3151,78 |
-195,255 |
29,265 |
22091,5 |
11587,728 |
321,273 |
Используя полученные данные и формулы 2.2 и 2.3 перерасчетаем водоизмещение, абсциссу и аппликату центра тяжести судна порожнём:
М = Мо + mi (2.1)
М = 5024,88 (т)
(2.2)
м
(2.3)
м
2.4 Нахождение поперечной метацентрической высоты для данного случая нагрузки.
Метацентрическая высота вычисляется по формуле:
; (2.6)
где - аппликата поперечного метацентра находится по гидростатическим таблицам в зависимости от водоизмещения судна в заданном случае нагрузки. При необходимости должна быть сделана интерполяция.
Из таблицы следует, что для моего случая =5,69 м.
Подставляем значение в формулу 2.5:
м
Исходя из полученного результата и данных в приложении Г, можно судить, что остойчивость судна считается обеспеченной, т. к hрасч.>hmin=0,80 м
Часть 3.
РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ СТАТИЧЕСКОЙ И
ДИНАМИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ.
3.1 Расчет плеч статической и динамической остойчивости.
Рисунок 3.1 - Пантокарены.
Плечи статической остойчивости диаграммы статической остойчивости определяют с помощью интерполяционных кривых плеч остойчивости формы (пантокарен) , приведенных выше. На пантокаренах проводят вертикаль через точку на оси абсцисс, соответствующую расчетному водоизмещению судна М. Точки пересечения вертикали с кривыми для различных углов крена дают значения плеч остойчивости формы . Далее плечи статической остойчивости вычисляются по формуле:
(3.1)
Таблица 3.1 - Расчёт плеч диаграмм статической и динамической остойчивости
Расчетные величины |
углы крена ?, градус |
||||||||||
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
||
, м |
0 |
1,0 |
2,0 |
2,82 |
3,53 |
3,92 |
4,2 |
4,2 |
4,0 |
3,7 |
|
sin ? |
0 |
0,17 |
0,34 |
0,5 |
0,64 |
0,76 |
0,86 |
0,93 |
0,98 |
1 |
|
, м |
0 |
0,7293 |
1,458 |
2,145 |
2,745 |
3,260 |
3,689 |
3,989 |
4,20 |
4,29 |
|
, м |
0 |
0,2707 |
0,541 |
0,675 |
0,784 |
0,659 |
0,510 |
0,210 |
-0,204 |
-0,59 |
|
Интeгpaльныe суммы |
0 |
0,2707 |
1,082 |
2,299 |
3,758 |
5,202 |
6,372 |
7,093 |
7,099 |
6,305 |
|
0 |
0,0236 |
0,094 |
0,200 |
0,328 |
0,453 |
0,555 |
0,618 |
0,619 |
0,549 |
После расчета данных, занесенных в таблицу, составляем график статической и динамической остойчивости:
Рисунок 3.2 - Диаграмма статической остойчивости.
Рисунок 3.3 - Диаграмма динамической остойчивости.
3.2. Проверка параметров диаграммы статической остойчивости
на соответствие нормам остойчивости Регистра судоходства
России.
По диаграмме статической остойчивости (Рисунок 3.2) определяем максимальное плечо статической остойчивости lmax, соответствующий ему угол крена max и угол заката диаграммы зак и сравниваем их с требуемыми Регистром.
Регистр требует, чтобы lmax было не менее 0,20 м для судов, длина которых не менее 105 м при угле крена max 300. Угол заката диаграммы должен быть не менее 600.
Из Рисунка 3.2 видно, что lmax=0,78 м, max=400, зак=750, значит параметры диаграммы статической остойчивости соответствуют нормам остойчивости Регистра судоходства России.
По диаграмме статической остойчивости (Рисунок 3.2) определяем графическим способом начальную метацентрическую высоту (проводим касательную к графику и восстанавливаем перпендикуляр из точки =1 рад), которую сравниваем со значением, рассчитанным во 2 части.
L(=1 рад=57,3)=1,4= h=1,4 м.
- 2.2.2 Разработка отс подготовительного и основного периодов
- 3. Синергетика – завершающая стадия развития общей теории систем (отс)
- Предпосылки, основные понятия, алгоритмы, учения, законы, категории отс(у) (схема)
- 1. Предпосылки отс
- 18. Отс и диалектический материализм
- 5. Основной закон отс
- 19. Приложения и перспективы развития отс
- Основные документы отс.