Выбор оптимального варианта типа судна
Определение водоизмещения и дедвейта судна
Производится уточнение водоизмещения и дедвейта судна по вариантам. Сквозной пример расчета приводится в пояснительной записке по одной грузоподъемности 16767 т и одной скорости V=14. Остальные расчеты сводятся в таблицы. Водоизмещение во втором приближении определяется из выражения:
= Рк + Рм + Рз + Dч, т (18)
=6 259,6+555,1+442,8+16 767=25 024,3т
где Рк - масса корпуса судна с оборудованием
Рк = D0 - Рм, т (19)
Рк=6815-555,1=6259,6т
где D0 - масса судна порожнем
D0 = , т (20)
Do=25240-18425=6815 т
Рм - массу СЭУ
, т (21)
где gм - относительная масса одновальных энергетических установок, принимаемая равной 0,055;
Ne - суммарная номинальная мощность на фланцах валов главных ДВС либо на выходных фланцах редукторов ПТУ и ГТУ, определяемая в первом приближении по формуле Ганзена [7]
, л. с. (22)
Ne=0,02*252400,5* (14+5%) 3=10 093 л. с.
где Vсд - сдаточная скорость судна, принимаемая на 5 выше технической.
Рм=0,055*10 093=555,1 т
Рз - масса запасов топлива со смазкой, котельной воды, технического и продовольственного снабжения и прочих запасов рассчитывается по установленной схеме снабжения судна.
Рз = Рт + Рв + Рпр, т (23)
Рз=353+44,9+44,9=442,8 т
Масса запасов топлива со смазкой на рейс определяется по известной формуле:
, т (24)
где L - расстояние на указанном промежутке, на котором принимается топливо = 2461 мили;
- суточный норматив расхода топлива на ходу, т/сут., определяемый по формуле:
, т/сут. (25)
где ат - удельный расход топлива и смазки на ходу в кг/л. с. час., принимается равным 144;
Nэкс - эксплуатационная мощность главных двигателей:
Nэкс = kеNе, л. с. (26)
где kе - при кормовом расположении машинного отделения принимается равным 1,01;
Nэкс =1,01*10 093=10 193,9 л. с.
qхт= (24*144*10 193,3) /106=35,23 т/сут.
kшт - коэффициент штормового запаса равный 1,14;
- коэффициент, учитывающий расход запасов топлива судна на стоянке, условно равный 1,2.
Рт=*35,23*1,14*1,2=353 т
Аналогичная формула используется для определения запасов воды Рв и прочего снабжения Рпр.
Суточный норматив расхода котельной воды:
, т (27)
где ав - удельный расход воды на ходу в г/л. с. час, принимаемый 23 г/л. с. час.
qхв=24*22*10 193,9/106=5,38 г/л. с.
Рв=*5,38=44,9 т
Суточный норматив расхода прочих запасов
, т (28)
где nэк - численность экипажа условного судна, принимается равной 24 чел.
q пр=203*24/1000+0,5=5,37 т
Рпр=7,35*5,37= 44,9 т
Определяется регистровая вместимость судна:
валовая рег. т (29)
BRT=0.7*25 024,3=16 817 рег. т.
чистая рег. т (30)
NRT=0.39*25 024,3=9 369,5 рег. т.
Определим кубический модуль судна:
16817*2,83*1,1=52351,3 м3
Производится сравнение водоизмещения, полученного в первом приближении - с уточненным водоизмещением, полученным после расчетов во втором приближении - . Расхождение между полученными значениями водоизмещения не должно превышать 5%. В противном случае производятся расчеты в третьем приближении:
(31)
ДD= (25 240-24 024) /25 240*100%=4,82 %
При расчете водоизмещения по ограниченной осадке во втором приближении проверяется чистая грузоподъемность по известной формуле:
- Рк - Рм - Рз (32)
D11ч=25 240-6260-555,1-442,8-=17 982,2 т
Необходимые исходные данные и результаты расчетов судов по вариантам сводятся в таблицу 5, которая имеет вид:
Таблица 5
Водоизмещение |
25 240 |
22 982 |
20 724 |
|||||||
Дедвейт |
18 425 |
16 777 |
15 128 |
|||||||
Грузоподъемность |
16 767 |
15 267 |
13 767 |
|||||||
Скорость |
14 |
15 |
16 |
14 |
15 |
16 |
14 |
15 |
16 |
|
Сумм. номинальная мощность, Ne |
10 093 |
12 414 |
15 066 |
9 909 |
12 187 |
14 791 |
9 409 |
11 573 |
14 046 |
|
Относит. масса СЭУ (табл 3) в тоннах |
0,055 |
0,052 |
0,052 |
0,055 |
0,052 |
0,052 |
0,055 |
0,052 |
0,052 |
|
Численность экипажа (табл4) |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
24 |
|
Масса СЭУ |
555,1 |
645,5 |
783,4 |
545,0 |
633,7 |
769,1 |
517,5 |
601,8 |
730,4 |
|
Масса судна порожнем |
6 814,7 |
6 814,7 |
6 814,7 |
6 205,1 |
6 205,1 |
6 205,1 |
5 595,4 |
5 595,4 |
5 595,4 |
|
Масса корпуса с оборудованием |
6 259,6 |
6 169,2 |
6 031,3 |
5 660,1 |
5 571,3 |
5 435,9 |
5 077,9 |
4 993,6 |
4 865,0 |
|
Суточный расход топлива |
35,23 |
43,33 |
52,59 |
34,59 |
42,54 |
51,63 |
32,84 |
40,40 |
49,03 |
|
Суточный расход котельной воды |
5,38 |
6,62 |
8,03 |
4,80 |
5,91 |
7,17 |
4,56 |
5,61 |
6,81 |
|
Суточный расход прочих запасов |
5,37 |
5,37 |
5,37 |
5,37 |
5,37 |
5,37 |
5,37 |
5,37 |
5,37 |
|
Коэф. шторм. запаса |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
|
Запасы топлива |
353,0 |
405,2 |
461,1 |
346,6 |
397,8 |
452,6 |
329,1 |
377,8 |
429,8 |
|
Запасы котельной воды |
44,9 |
51,6 |
58,7 |
40,1 |
46,0 |
52,4 |
38,1 |
43,7 |
49,7 |
|
Запасы прочие |
44,9 |
41,9 |
39,2 |
44,9 |
41,9 |
39,2 |
44,9 |
41,9 |
39,2 |
|
Запасы общие |
442,8 |
498,7 |
559,0 |
431,5 |
485,7 |
544,3 |
412,0 |
463,4 |
518,8 |
|
Водоизмещение 2 |
24 024,3 |
24 080,1 |
24 140,5 |
21 903,3 |
21 957,5 |
22 016,1 |
19 774,2 |
19 825 |
19 881 |
|
Водоизмещение порожнем |
6 814,7 |
6 814,7 |
6 814,7 |
6 205,1 |
6 205,1 |
6 205,1 |
5 595,4 |
5 595,4 |
5 595,4 |
|
BRT |
16 817,0 |
16 856,1 |
16 898,3 |
15 332,3 |
15 370,3 |
15 411,3 |
13 841,9 |
13 877 |
13 916,7 |
|
NRT |
9 369,5 |
9 391,3 |
9 414,8 |
8 542,3 |
8 563,4 |
8 586,3 |
7 711,9 |
7 731,9 |
7 753,6 |
|
Расхождение в водоизмещениях (%) |
4,82% |
4,59% |
4,36% |
4,69% |
4,46% |
4, 20% |
4,58% |
4,33% |
4,07% |
|
Грузоподъемность2 |
17 982,2 |
17 926,3 |
17 866,0 |
16 345,1 |
16 290,9 |
16 232,3 |
14 716,2 |
14 664 |
14 609 |
|
Кубический модуль |
52 351,3 |
52 950,1 |
53 082,7 |
48 163,4 |
48 282,6 |
48 411,4 |
43 481,6 |
43 594,5 |
43 716,4 |
На графике иллюстрируется мощность СЭУ - Ne - в функции от технической скорости.