Проверка расчета груза на палубе по местной прочности.

Рмах. пал.=Sпал. *i *qпаб

Рмах – максимальное количество груза на палубу;

qпаб – допустимая нагрузка на крышки трюма и палубу;

Sпал. – площадь крышки трюма и палубы (так как допустимая

нагрузка на крышки трюма и палубы одинаковая);

i – количество трюмов.

В соответствии с прочностью, на палубе нельзя грузить больше 1248 т (допустимая нагрузка на крышки в таблице №4).

Следовательно, рассчитанное количество груза на палубе 723, 25 тонн удовлетворяет местной прочности люковых закрытий и палубы.

Находим водоизмещение судна.

,

= 2 408 т + 474 т + 551 т + 3 010 т = 6 443 т.

Заполняем таблицу нагрузок и моментов с учетом расчета количества груза в трюмах и на палубе, а также рассчитанных запасов на рейс.

Судовые запасы для судна с генгрузом и лесом.

Таблица 3.6

	Отход 100% запасов
Р, т	Z, м	МΖ, тм	Х, м	Мх, тм
Судно порожнем	2 408.0	7.04	16 964	-8.06	-19 407
Судовые запасы	551.0	3.16	1 741	-9.01	-4 965
Момент запасов «½ +Мх»					3 671
Груз
Трюм №1		6.10	2 879	31.04	14 651
Трюм №2		5.0	3 305	16.26	10 748
Трюм №3		4.77	3 196	-0.27	- 181
Трюм №4		7.59	3 674	- 33.99	- 16 451
Груз на палубе тр. № 1,2		10.10	3 636	20.06	7 222
Груз на палубе тр. № 3,4		10.10	3 666	- 1.14	- 414
Всего груза	3 010	6.35	19 114	4.90	14 749
Балласт
Танк № 4 (форпик)
Танк № 4.1 ПрБ + 4.2 ЛБ		0.97		29.84	5 043
Танк № 4.3 ПрБ + 4.4 ЛБ		0.54		15.70	2 151
Танк № 4.5 ДП		0.56		- 31.45	-1 950
Танк № 4.9 ДП (ахтерпик)
Танк № 5.0 ПрБ + 5.1 ЛБ		0.56		- 1.17	- 124
Всего балласта		0.70		10.80	5 120
Момент балласта «½ +Мх»					4 819
Намокание палуб., груза		10.28		- 0.42	- 39
Ледовая нагрузка		12.26	1 226	3.50
Водоизмещение	6 635	6.02	39 943	- 0.60	- 3 981
Аппликата метацентра Zm,м	6.50
Период бортовой качки

 

Рассчитываем осадку судна на данное водоизмещение, учитываем, что согласно информации капитану об остойчивости судна, на 1 см осадки приходится 10 тонн груза. В Приложении по таблице № 2 находим среднюю осадку на осенне-зимний период, которая равна 6, 63 м на водоизмещение 7 050 т. Рассчитанное водоизмещение - 6 635 т, следовательно, разница водоизмещения составляет 415 т.

Разница значений средней осадки составит 0,415 м.

Тогда средняя осадка будет равна 6,22 м.

Далее рассчитываем осадку судна носом и кормой с учетом того, что дифферент на корму должен быть не более -0,5 м.

6,22 м

- 0,5 м

,

2 .

Решив систему уравнений, получим:

6,17 м

6,27м

Расчет остойчивости судна и построение ДДО и ДСО.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ДИАГРАММЫ

Универсальная диаграмма статической остойчивости представляет собой набор диаграмм статической остойчивости, для различных водоизмещении судна, представляющих практический интерес и вычерчивается в системе прямоугольных координат (рис. 3.1).

По оси абсцисс откладываются углы крена от 0° до 90° с интервалом в 10° и из каждого десятка градусов восстанавливается перпендикуляр. По оси ординат, в принятом масштабе, откладываются величины плеч статической остойчивости.

Из точки, соответствующей углу крена в 90°, проводится вторая ось ординат, на которой отмечаются либо метацентрическая высота h, либо возвышение центра тяжести над основной плоскостью Z_G. Зная водоизмещение и метацентрическую

высоту можно легко построить диаграмму статической остойчивости,

для чего:

– на универсальной диаграмме по второй оси ординат откладываем значение метацентрической высоты h, либо Z_G (в нашем случае точка А = 0,24 м.);

– найденную точку А соединяем прямой (в нашем случае пунктирной линией) с началом координат, линия АО;

– в семействе кривых находим нужную нам кривую нашего водоизмещения, допустим = 16500 т. Если кривой нужного нам водоизмещения нет, то мы наносим ее сами методом интерполяции между кривыми большего и меньшего водоизмещении (кривая = 16500т. нанесена пунктиром);

– по универсальной диаграмме, в масштабе левой оси ординат, снимаем величины отрезков прямых, заключенных между кривой нашего водоизмещения, и прямой, соединяющей точку А с началом координат АО, на углы крена 10°,., 90° (в нашем случае 40° отрезок ВС = 0,33 м).

Эти отрезки в масштабе указанном на левой оси ординат и будут показывать значение плеч статической остойчивости, необходимых для построения диаграммы статической остойчивости.

Построение ДДО.

Это способ интегральных сумм, который заключается в следующем:

1. Найденные значения плеч статической остойчивости на определенные углы крена (в нашем случае через 10°), заносим их значения во вторую строку таблицы 3.2, по значению угла крена.

Таблиц 3.7

θ	10°	20°	30°	40°	50°	60°	70°	80°
lст	0.138	0,270	0,359	0,30	0,281	0,11	-0,13
Σ	0,138	0,546	1,175	1,834	2,575	2,966	2,95
lдин	0,012	0,047	0,102	0,160	0,224	0,258	0,26

2. Принимаем единственное допущение, что интегральная сумма на угол крена θ = 10° равна значению плеча статической остойчивости на угол крена 10° (в нашем случае = 0,138). Это значение заносим в таблицу, строка 3.

3. Для получения значения интегральных сумм, на остальные углы крена, производим последовательно сложения по стрелке:

– интегральная сумма на 10° = 0,138

– величина l _ст 10° = 0,138

– величина l _ст 20° = 0,270

Эту величину заносим в таблицу в графу интегральных сумм на 20°.

Далее, по этой же методике заполняем остальные графы третьей строки ().

Для получения плеча динамического момента l_дин, необходимо интегральную сумму (по углу крена) умножить на натуральное значение синуса угла, равного половинному значению интервала накренения судна, принятого для расчета плеча статической остойчивости. Мы приняли интервал 10°, значит Sin 5° = 0,087, то есть x 0,087 = l_{дин .}

Величину значения l_дин заносим в четвертую строку таблицы l_{дин .}

Для построения диаграммы динамической остойчивости (ДДО) по оси абсцисс откладываем углы крена 10°,20°,50°,..., а по оси ординат откладываем величину плеча динамической остойчивости, либо работу восстанавливающего момента.

ДДО, являясь интегральной кривой от ДСО, обладает следующими свойствами.

– точка перегиба кривой ДДО соответствует максимуму ДСО;

– ордината ДДО, соответствующая определенному углу крена _дин представляет в масштабе заштрихованную на рисунке площадь ДСО;

– максимум ДДО соответствует углу заката диаграммы статической остойчивости (ДСО).

РАСЧЕТ КРИТЕРИЯ ПОГОДЫ

В эксплуатационных условиях достаточность остойчивости судна проверяется экипажем.

Остойчивость судна, по основному критерию погоды К, рассчитывается в соответствии с Правилами Российского морского Регистра судоходства, 2004 г. т. 1 ч. IV по формуле:

Порядок расчета:

1. Величину кренящего момента от действия ветра М_кp(v) находим

из формулы:

M_кр(v)=0.001·P_v·A_v·Z,

где M_кр(v) – кренящий момент от действия ветра в т/м.;

A_v – площадь парусности судна в м²= 980 м²;

Z – отстояние центра парусности судна от действующей ватерлинии = 3,5 м;

Р_v – условное расчетное давление ветра в Па, или кг · м².

Величина Р_v выбирается из таблицы 2.1.2.2. т. 1 ч. IV Регистра. Входными данными в таблицу являются:

– район плавания;

– Z – отстояние ЦП судна от действующей ватерлинии.

Значения A_v и Z выбираются из кривых теоретического чертежа.

При отсутствии таких кривых значения A_v и Z получают расчетным путем.

Давление ветра / P_v / в Па

Таблица 3.8

Район плавания судна	Z, м
0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3.5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0 м и более
Неограниченный	—
Ограниченный I	0,567 давления для неограниченного района
Ограниченный II	0,275давления для неограниченного района

Отстояние центра парусности от действующей ватерлинии рассчитывается по формуле:

,

где S₁; S₂; S₃……S_n – площади отдельных частей судна;

Z₁; Z₂; Z₃…..Z_n – отстояние центров тяжести отдельных площадей борта от действующей ватерлинии.

2. Минимальный (условный) опрокидывающий момент М_опр(с) можно определить по диаграммам статической либо динамической остойчивости, если диаграммы остойчивости построены в масштабе работ.

Если диаграммы остойчивости построены в масштабе плеч, то величина минимального опрокидывающего момента М_опр(с) рассчитывается по формуле:

M_опр(с)= l_опр· Δ,

где l_опр – минимальное плечо опрокидывающего момента;

Δ – массовое водоизмещение судна.

Для определения минимального плеча опрокидывающего момента l_{опр.мин} необходимо рассчитать амплитуду бортовой качки

Амплитуда качки, в градусах, для судна с круглой скулой, не снабженного скуловыми килями и брусковым килем, вычисляется по формуле:

=X₁X₂Y₁,

где X₁ и Х₂ – безразмерные множители;

Y – множитель, град.

Y – множитель (град) принимается по таблице 2.1.3.1-1 т.1 ч.IV

Регистра в зависимости от района плавания и отношения ,

где В – наибольшая ширина судна;

h_o – начальная метацентрическая высота.

Множитель Y

Таблица 3.9

Район плавания судна
0.04 и менее	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0.10	0.11	0,12	0.13 и менее
Heограниченный	24.0   16,0	25.0   17,0	27,0   19,7	29,0   22.8	30.7   25.4	32,0   27.6	33,4   29,2	34.4   30,5	35,3   31,4	З6,0   32,0
Ограниченный I Ограниченный II

 

Значение множителя Х₁ принимается из таблицы 2.1.3.1-2 в зависи­мости от величины отношения , где

В – наибольшая ширина судна;

D – средняя осадка по грузовую ватерли­нию.

Множитель X₁

Таблица 3.10

B/d	X1	B/d	X1
2,4	1,0	3,0	0,90
и менее		3,1	0.88
2,5	0,98	3,2	0,86
2.6	0,96	3.3	0,84
2,7	0,95	3.4	0,82
2,8	0,93	3,5	0,80
2,9	0,91	и выше

Значение множителя Х₂ принимается из таблицы 2.1.3.1-3 в зависимости от коэффициента общей полноты судна .

 

Множитель X₂

Таблица 3.11

Св	0,45 и менее	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7 и более
Х2	0.75	0,82	0,89	0,95	0.97	1.0

 

Если судно имеет скуловые кили или брусковый киль, или то и другое вместе, амплитуда бортовой качки должна вычисляться по формуле:

,

где – амплитуда качки судна без скуловых килей;

K – коэффициент. Значение коэффициента К принимается из

таблицы 2.1.3.2 в зави­симости от величины отношения

,

где A_к – суммарная габаритная площадь скуловых килей, либо площадь

брусковой поверхности брускового киля, м²;

L и В – длина и ширина судна, м.

Коэффициент К

Таблица 3.12

%		1,0	1.5	2.0	2.5	3.0	3,5	4.0 и более
К	1,00	0.98	0,95	0,88	0,79	0,74	0,72	0.70

 

Расчетные значения амплитуды качки следует округлять до целых градусов.

После расчета амплитуды бортовой качки приступаем к определению величины опрокидывающего момента или плеча опрокидывающего момента.

При использовании диаграммы динамической остойчивости ДДО (рис. 3.2):

– из начала координат ДДО вправо откладываем амплитуду бортовой качки и восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой, т. ;

– из точки влево проводим прямую, параллельную оси абсцисс и на ней влево откладываем отрезок А равный двойной амплитуде качки A=2θr, точка А именуется исходной точкой;

Рис. 3.2 Определение опрокидывающего момента

по диаграмме динамической остойчивости.

 

– из точки А проводим касательную АС к диаграмме динамической остойчивости;

– из точки А вправо откладываем отрезок АВ, равный 57,3˚;

– из точки В восстанавливаем перпендикуляр ВЕ до пересечения с касательной АС.

Если ДДО построена в масштабе работ, то отрезок BE -есть величина опрокидывающего момента, М_опр(с)

Если ДДО построена в масштабе плеч, то отрезок BE -есть величина плеча опрокидывающего момента l_опр(с), откуда

М_опр(с) = l_опр Δ,

где Δ – массовое водоизмещение.

При использовании диаграммы статической остойчивости ДСО эта задача решается так:

Рис. 3.3 Определение опрокидывающего момента

по диаграмме статической остойчивости.

 

– ДСО продолжаем в сторону отрицательных углов крена (влево);

– от начала координат влево откладываем амплитуду качки ,

получим точку А;

– из точки А вверх и вниз восстанавливаем перпендикуляр;

– подбираем прямую ВМК параллельную оси абсцисс таким образом,

чтобы заштрихованные площади S₁ и S₂ были равны.

Ордината ОМ будет опрокидывающим моментом, если по оси ординат отложены моменты, или плечом опрокидывающего момента, если по оси ординат отложены плечи остойчивости. В этом случае опрокидывающий момент M_onp(с) находим из формулы:

M_onp(с) = 1_опр Δ.

Лабораторная работа № 5

Тема: «Требования к рациональному использова­нию грузовместимости и грузоподъемности судна».

Задание:

1. Дать определение понятиям «чистая грузоподъемность судна», «удельная грузовместимость» (формулы и пояснения).

2. Используя универсальный график комплектации грузов, определить массу тяжелых Qт и легких грузов Qл, занимаемый ими объем Wт и Wл, удельную грузовместимость. Решение сопроводить рисунком на «миллиметровке» или на листах «в клеточку» по следующим данным:

– дедвейт судна равен 3000 т + Nварианта х 230;

– запасы равны 500 т – Nварианта х 10;

– объем грузовых помещений равен 5000 куб.м + Nварианта х 300;

– удельный погрузочный объем груза:

– для нечетного варианта – 0,3 и 5,0 м /т;

– для четного варианта – 1,0 и 2,5 м /т.

3. Повторить определение прочности судна (ТМП, стр. 100 - 102, рис. 4.7 и 4.8).

Примечание. N варианта считать по списку курсантов группы (объявляется преподавателем по списку).

ПОРЯДОК ПОЛЬЗОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫМ ГРАФИКОМ

КОМПЛЕКТАЦИИ ГРУЗОВ

Решение задачи по оптимальному сочетанию тяжелых и легких грузов может быть выполнено при помощи универсального графика комплектации грузов.

По оси абсцисс графика нанесены значения чистой грузоподъемности (т), а по оси ординат – значения грузовместимости (м ). На графике помещены также три вспомогательные ординаты, на которые нанесены шкалы значений удельного погрузочного объема грузов (м /т). Порядок пользования графиком следующий.

На горизонтальной оси отмечается точка К , которая соответствует значению D ; на вертикальной оси – точка К , соответствующая значению W. Пересечение перпендикуляров, опущенных из этих точек, даст точку А. Начало координат (точка О) соединяется лучами со значениями m для тяжелого и легкого грузов. Из точки А проводится вспомогательная линия, параллельная лучу легкого груза, до пересечения с лучом тяжелого груза в точке m . Проекция точки m на горизонтальную шкалу даст точку m . Отрезок Оm – значения массы тяжелого груза, а отрезок m К – значение массы легкого груза. Проекция точки m на вертикальную шкалу (точка m ) даст значение объема грузов.

Лабораторная работа №6

Тема: «Грузовые документы при перевозке грузов морем».

Цель: Изучить документы, порядок их составления, заполнения, подписания и использования.

1.Дать краткое описание договора морской перевозки грузов, сталийного и контрсталийного времени.

2. Выписать документы, характеризующие количественное состояние груза и дать краткую характеристику каждого документа.

3. Выписать документы, характеризующие качественное состояние груза и дать краткую характеристику каждого документа.

4. Выписать документы, характеризующие о времени обращения с грузом на судне и дать краткую характеристику каждого документа.

5. Выписать грузовые документы, используемые на танкерах и дать краткую характеристику каждого документа.

Лабораторная работа №7

Тема: «Способы регулирования микроклимата трюмов».

Цель: Изучить способы расчета по регулированию микроклимата трюмов.

1. Определить относительную влажность воздуха, если температура на сухом термометре равна N варианта плюс 10 градусов С, а на мокром ниже: на 4 градуса – четные варианты, 5 градусов – нечетные.

2. Определить целесообразность вентилирования гигроскопического груза наружным воздухом, используя диаграмму Рамзина и диаграмму «j – d» при следующих показаниях термометров:

1. Наружный воздух:

– tс = 37 – N варианта;

– tм = 32 – N варианта.

2. Атмосфера в трюме:

– tс = 34 - N варианта;

– tм = 30 - N варианта.

3. Определить потерю массы гигроскопического груза после вентиляции трюма сухим воздухом для следующих условий:

– производительность осушительной системы судна равна 2000 куб.м/час + N варианта х 10;

– время вентиляции равно 30 часам + N варианта.

Tм = 32 - N варианта

ПОРЯДОК ПОЛЬЗОВАНИЯ СХЕМАМИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ВЕНТИЛЯЦИИ ГРУЗОВЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ПРИ ПЕРЕХОДЕ

При плавании в разных климатических зонах, когда переход совершается из холодной зоны в теплую или наоборот, можно использовать предварительно построенный график для определения возможности и целесообразности вентиляции трюмов наружным воздухом. На горизонтальной оси графика нужно построить шкалу расстояний перехода, на вертикальной – температурную шкалу ( и ).

Для построения кривых температуры наружного воздуха и воды по пути следования от начального до конечного пунктов нужно использовать морские пособия, из которых выбираются значения относительной влажности воздуха для построения кривой точек росы наружного воздуха .

При переходе из холодной зоны в теплую от точки температуры воздуха в порту отправления (она же температура груза) проводят горизонтальную линию до пересечения с кривой точек росы наружного воздуха. Предполагается, что температура груза продолжительное время не изменяется. Опустив перпендикуляр из точки пересечения на шкалу расстояний, получим точку на пути следования, где проходит граница возможности и целесообразности вентиляции трюмов наружным воздухом.

На участке пути, где , вентиляция трюмов возможна. Там, где , вентиляция наружным воздухом приведет к увлажнению груза.

При переходе из теплой зоны в холодную нужно сравнивать точку росы трюмного воздуха с температурой наружной среды (она же температура трюмного охлаждения). Теперь горизонтальную линию проводят от точки росы воздуха в порту отправления до пересечения с кривой температур воздуха и воды. Пересечение горизонтали с температурой воды покажет момент начала конденсации влаги на внутренних поверхностях ограждения трюма, а пересечение кривой, обозначающей температуру наружного воздуха , покажет момент начала конденсации влаги на внутренних поверхностях грузовых помещений выше действующей ватерлинии.

До прихода судна в район начала конденсации влаги в трюме (положение I) грузовые помещения можно не вентилировать, на дальнейшем переходе вентиляция трюмов становится обязательной.

Построенный график предварительного определения возможности вентиляции грузовых помещений требует, разумеется постоянного контроля за фактическими параметрами наружного и трюмного воздуха и температурой груза с тем, чтобы своевременно решать вопрос о целесообразности вентиляции трюмов.