Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Топ:
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2017-05-21 | 872 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Для определения посадки судна с использованием системы уравнений (2.1) необходимо иметь значения погруженного объема (V) и координат центра величины (x с, z с). Эти показатели относятся к элементам теоретического чертежа (рис. 1.10); их также принято называть – основные элементы плавучести.
2.4.1. Определение V, x c, z c при посадке судна прямо и на ровный киль
Расчет V при заданной осадке(Т), может быть выполнен с использованием:
– ординат теоретического чертежа корпуса судна;
– строевой по шпангоутам (рис. 1.11);
– строевой по ватерлиниям (см. зависимость S = f(z) на рис. 1.10).
Расчет V с использованием ординат теоретического чертежа и строевых выполняется по форме табл. 1.3.
Координаты x с и z с центра величины рассчитываются по форме табл. 1.4 (см. п.1.3 пособия).
При решении производственной задачи определения водоизмещения по осадке или наоборот – осадки по водоизмещению, используют кривую объемного водоизмещения (V) (рис. 2.9).
Для значительной части морских судов и смешанного (река-море) плавания кривая V, при малых осадках, расположена почти вертикально, а затем постепенно отходит от вертикальной оси. Это обусловлено тем, что площадь нулевой ватерлинии у этих судов равна нулю, либо мала (см. рис. 2.9). На участке, где судно имеет вертикальные борта, S практически не зависит от осадки и кривая V приближается к наклонной прямой линии.
Рис. 2.9. Кривые плавучести
В эксплуатационной практике широко используется график – «грузовой размер».
Грузовой размер – это графическая зависимость массового водоизмещения (D) от осадки (рис. 2.10). соотношение между V и D определяется формулой , где r – плотность воды.
Если судно эксплуатируется в пресной и морской воде, то для него рассчитываются кривые , соответствующие этим условиям.
|
Грузовой размер позволяет, например, определить изменение осадки (D Т гр) в результате приема груза массой Р гр или изменение осадки (D Т) судна, имеющего массовое водоизмещение D гр, при его переходе из реки в море (см. рис. 2.10)
Рис. 2.10. Грузовой размер:
а) – пресная вода; б) – морская вода
Наряду с грузовым размером на судне пользуются грузовой шкалой (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Грузовая шкала
Она содержит шкалы взаимосоответствующих значений следующих показателей по судну: осадки; массового водоизмещения; дедвейта (полной грузоподъемности); количества тонн, изменяющих осадку на 1 см; момента создающего дифферент в 1 см; высоты надводного борта.
Грузовая шкала в судовых условиях широко используется для определения массы принятого или снятого груза.
Грузовой размер и грузовая шкала рассчитываются для посадки судна прямо и на ровный киль; такая посадка определяется одним показателем – Т.
Посадка судна в процессе его эксплуатации (необходимая для последующего решения задач по грузовому размеру и грузовой шкале), определяется с использованием шкал углубления, которые наносятся на обоих бортах на носу, корме и в районе миделя (рис. 2.12).
В носовой оконечности шкала углубления изображается по обводу форштевня, а в корме – вертикально; средняя шкала наносится вблизи миделя. На схеме также показываются носовой (НП) и кормовой (КП) перпендикуляры.
Высота наносимых цифр – 10 см; число на шкале указывает углубление в дециметрах. Число соответствует углублению по нижний уровень его записи на шкале.
Рис. 2.12. Шкалы углубления:
НП – носовой перпендикуляр; КП – кормовой перпендикуляр
Шкалы углубления дают габаритное погружение, т.е. учитывают конструкции, закрепленные на корпусе и выступающие за основную плоскость. На большинстве водоизмещающих судов такие конструкции отсутствуют; на этих судах шкалы углубления показывают осадку судна, т.е. отстояние основной плоскости от поверхности воды, например, в районе миделя (, см. рис. 2.12).
|
Если судно имеет крен, то осадку (углубление) следует принимать как среднее по значениям, снятым (считанным) со шкал на обоих бортах. Угол крена может быть определен по разности осадок на правом и левом бортах, считанных на миделе
,
где В – ширина корпуса в месте расположения шкал углубления.
Схема размещения шкал углубления имеется в «Информации об остойчивости и непотопляемости судна», которая выдается на судно [6] [7].
С использованием грузового размера и грузовой шкалы в эксплуатационной практике решаются задачи, как при прямой посадке судна, так и при малых значениях дифферента (y < 3°).
При наличии дифферента со шкал углубления судна снимаются значения , и осадка на миделе (); со схемы размещения шкал снимаются отстояния чисел на шкалах углубления от миделя (l н, l к, см. рис. 2.12). С использованием считанных показателей рассчитывается осадка Тf по шпангоуту, в плоскости которого находится поперечная ось вращения судна при продольном наклонении. Эта ось проходит через центр тяжести площади ватерлинии ВЛ 0 (т. F, см. рис. 2.12). Исходя из геометрического посыла, нетрудно получить формулу
(2.2) |
где | xf | – | абсцисса центра тяжести площади ватерлинии ВЛ 0; определяется по графику рис. 2.8 с использованием снятого значения осадки на миделе . |
По полученному значению Тf с использованием грузового размера или грузовой шкалы определяется значение D, а затем V.
В тех случаях, когда требуется определить водоизмещение с возможно меньшей погрешностью, к его значению, снятому с грузовой шкалы или грузового размера, вводят поправку. Последняя учитывает следующее обстоятельство. Грузовая шкала и грузовой размер строятся в предположении, что корпус судна является абсолютно жестким телом. Однако, в частности, при проведении погрузки (выгрузки) судна он может деформироваться.
Поправка на изгиб корпуса приближенно определяется выражением
,
где | q | – | число тонн, изменяющих осадку на 1 см (рис. 2.11); |
hd | – | стрелка кривизны корпуса на миделе, м. |
Последняя рассчитывается по формуле
(2.3) |
где | – | осадка корпуса на миделе, снятая по миделевой шкале осадок; | |
– | средняя осадка на миделе, получаемая расчетом, исходя из осадок, считанных с носовой и кормовой шкал (см. формулу (2.3); | ||
– | геометрические характеристики, представленные на рис. 2.12. |
Окончательное водоизмещение (D пол) судна
|
,
где | D | – | водоизмещение по грузовой шкале при Т = Тf (см. формулу (2.2); |
D D изг | – | добавка на влияние изгиба корпуса. |
Координаты центра величины (x с, z с) для судна, имеющего посадку прямо и на ровный киль определяются при известном значении V или Т по графику рис. 2.9.
2.4.2. Определение V, x с, z с при посадке судна с креном и дифферентом
Выше рассмотрен случай посадки судна прямо и на ровный киль, когда положение судна определяется одним параметром – осадкой (Т). Зависимостями, представленными на рис. 2.9, 2.10 и 2.11, пользуются для решения задач, как при посадке прямо и на ровный киль, так и при малых значениях дифферента (y < 3°).
Рассмотрим определение основных элементов плавучести при посадке судна с большим дифферентом.
Посадка судна прямо и с дифферентом
В этом случае для выполнения расчетов используется масштаб Бонжана (рис. 2.13).
Такой график представляет собой совокупность кривых, каждая из которых определяет зависимость погруженной площади шпангоута (при q = 0) от его углубления. Масштаб Бонжана строится для 21 теоретического шпангоута; на рис. 2.13, для упрощения, кривые погруженных площадей показаны только для четных шпангоутов (0, 2, 4 и т.д.).
Масштаб Бонжана позволяет вычислять V, х с, z c при посадке с любым дифферентом.
Рис. 2.13. Масштаб Бонжана
Ватерлиния на масштаб Бонжана наносится в виде прямой по заданным осадкам носом Т н и кормой Т к, которые откладываются на носовом (НП) и кормовом (КП) перпендикулярах (см. рис. 2.13).
Точки пересечения этой прямой с вертикалями определяют уровень погружения каждого из шпангоутов. Измеряя по горизонтали на уровне этих точек отрезки до соответствующих кривых, получают, с учетом шкалы соответствия линейного размера и площади, погруженные площади шпангоутов ( на рис. 2.13). Найденные площади являются ординатами строевой по шпангоутам (см. рис. 1.11); с их использованием рассчитывают V (см. табл. 1.3) и x с (см. формулу (1.29).
|
Масштаб Бонжана позволяет определить и аппликату центра величины (z с); такой расчет, ввиду его сложности, в пособии не представлен.
Систематические вычисления на основе масштаба Бонжана выполняют еще в процессе проектирования судна; по их результатам строят диаграммы (рис. 2.14 и 2.15).
На диаграмме Фирсова (см. рис. 2.14) изображают два семейства кривых: постоянного водоизмещения (V) и постоянного значения абсциссы центра величины (x с). На координатных осях даются значения осадки носом (Т н) и кормой (Т к) на перпендикулярах (НП и КП, см. рис. 2.13). Диаграмма Фирсова позволяет по осадкам и без каких-либо дополнительных вычислений определить соответствующие V и x c (см. рис. 2.14, т. А). по диаграмме аппликат (рис. 2.14) аналогично можно определить значение z c.
Рис. 2.14. Диаграмма Г.А. Фирсова
Рис. 2.15. Диаграмма аппликат центра величины
Если, в итоге загрузки (разгрузки) судна, со шкал углубления считаны осадки и , то, затем, по диаграмме Фирсова можно определить соответствующие значения V и x c, а по диаграмме аппликат (см. рис. 2.15) – значение z c. Для «входа» в эти диаграммы, исходя из и выполняется расчет осадки судна по носовому перпендикуляру ( и по кормовому ( с использованием формул
, | (2.4) |
где | – | геометрические показатели представленные на рис. 2.12; | |
L | – | длина корпуса между носовым и кормовым перпендикулярами (длина КВЛ). |
В эксплуатационной практике нередко решается задача об определении осадки носом и кормой после загрузки или разгрузки судна. Для этого выполняется расчет ожидаемой массы судна D ¢ и абсциссы его центра тяжести по форме табл. 2.1. затем с диаграммы Фирсова (см. рис. 2.14) по точке А, удовлетворяющей условиям и , где r – плотность воды, снимаются приближенные значения осадки носом и кормой на перпендикулярах ().
Посадка судна с креном и дифферентом
В этом случае для вычисления водоизмещения V и координат центра величины (x c, z c) используют интегральные кривые Власова (рис. 2.16).
Рис. 2.16. Полушпангоут (а) и интегральные кривые Власова (б)
По каждому шпангоуту, для половины его площади (см. рис. 2.16, а), определяются: площадь погружной части (w /2), а также статический момент этой площади относительно оси 0 z (обозначение момента – «b») и статический момент площади относительно оси 0 У (обозначение – «с») (см. рис. 2.16, б). Зависимости показателей w /2, b, c от координат У и z шпангоута имеют вид
.
Значения показателей w /2, b, c используются для последующего определения, с учетом крена и дифферента, полной погруженной площади шпангоута (wi), статического момента этой площади относительно оси 0 z (обозначение – Вi) и статического момента площади шпангоута относительно оси 0 У (ci).
|
В итоге, для судна имеющего крен и дифферент, расчет V выполняется с использованием строевой по шпангоутам (ряд wi) (см. рис. 1.11 и формулу (1.27); для расчета х с используются wi и формула (1.29); для расчета у с используются значения Вi, а расчета z c – сi.
Ввиду сложности, расчет V, х с, z c на основе кривых Власова здесь не представлен; подробнее об этом см. [ ].
Установлено [3], что влияние угла крена на V, z c, х с мало, поэтому диаграммой Фирсова (рис. 2.14) и диаграммой аппликат центра величины, которые рассчитываются при q = 0, можно пользоваться при посадке судна с креном (q < 10°) и дифферентом.
|
|
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!