Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2020-11-03 | 688 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Метацентрических радиусов и аппликаты Z продольного и поперечного метацентров
Безразмерные коэффициенты k Х и kY рассчитываются в соответствии с формулами 11, 12 и 13 [9]:
Среднее значение безразмерных коэффициентов kХ и kY рассчитывается по формуле 14:
Моменты инерции площади ватерлинии относительно продольной и поперечной осей рассчитываются по формулам 15 и 16 [9]:
Поперечный и продольный метацентрические радиусы r и R соответственно рассчитываются по формулам 17, 18 [9], 19 и 20 [14]:
Среднее значение поперечного и продольного метацентрических радиусов рассчитывается по формуле 21:
В [1] поперечный метацентрический радиус r определен в 6,37 м, в дальнейших расчетах будет применяться значение в соответствии с [1].
Аппликата поперечного и продольного метацентров соответственно Zm и ZM рассчитывается в соответствии с формулой 22 [9]:
Поперечная и продольная
метацентрические высоты, расчет аппликаты ZG центра тяжести
В общем случае метацентрическая высота судна определяется возвышением метацентра на центром тяжести (положительная метацентрическая высота, судно остойчиво). Суда, у которых центр величины находится над центром тяжести (например, парусная яхта с балластом) обладают положительной остойчивостью по определению. Для океанских лайнеров, да и крупных судов в принципе такое взаимное расположение центра тяжести и центра величины недостижимо, да и не требуется: качка становится слишком резкой, чувствительной для пассажиров и механизмов.
Если положение центра величины, метацентрического радиуса и метацентра определяются обводами судна и для данной посадки постоянны, то центр тяжести однозначно определяется только суммированием центров тяжести самого судна и всех грузов на нем [7]. В [2] диапазон оптимальных для «Титаника» метацентрических высот определен от 0,45 до 0,76 м. В [1] метацентрическая высота «Титаника» h оценивается в 0,802 м на момент столкновения. В дальнейших расчетах будет применяться значение метацентрической высоты h в соответствии с [1].
|
Аппликата центра тяжести ZG рассчитывается по формуле 23 [14]:
Продольная метацентрическая высота рассчитывается по
формуле 24 [14]:
Параметры заливаемого отсека и
Оценка дифферента
LW = 81,89 (м) – длина заливаемого отсека, [15], [16];
BW = 28,00 (м) – ширина заливаемого отсека, [15], [16];
LWК = -30,02 (м) – длина заливаемого отсека в корму от мидель-шпангоута, [15], [16];
ψ = 0,95 – коэффициент, учитывающий сужение 5 котельной в носовой части [15] (расчётный);
μ – коэффициент проницаемости отсека. Для машинно-котельных отделений (в среднем) равен 0,85 [14] [17], для кают, салонов и т.п. помещений равен 0,95 [14];
p – масса принятой воды в тоннах. Принятая в поврежденные отсеки вода вызывает приращение метацентрической высоты двух видов:
- положительное приращение метацентрической высоты (в рамках рассматриваемой задачи) от понижения центра тяжести судна, так как в начальный момент времени центр тяжести принятой воды ZGW ниже центра тяжести судна ZG . Данное приращение метацентрической высоты описывается функцией Δ hG (p);
- всегда отрицательное приращение метацентрической высоты, вызванное свободной поверхностью воды в заливаемых отсеках. Значительно влияет на величину начальной остойчивости судна, в частных случая влияет на остойчивость при больших углах наклонения (некоторые случаи будут рассмотрены ниже). Данное приращение метацентрической высоты описывается функцией Δ hW (p).
Оценка начальной остойчивости «Титаника» будет выполнена в соответствии со знаком функции h (p): при отрицательных и равных нулю значениях судно в прямом положении неостойчиво, но скорее всего может находиться в остойчивом состоянии при некотором угле крена θ. При положительных значениях судно остойчиво и плавает без крена. Функция h (p) определяется как:
|
Для оценки начальной остойчивости «Титаника» принят диапазон p
от 0 до 6000 т с интервалом 100 т. Для этих значений ниже будут определены значения функций и построены их графики. При больших значениях p центр величины судна и связанные с ним характеристики изменяются столь значительно, что пренебрегать этими изменениями уже невозможно. Тем не менее, для достаточно грубой оценки посадки судна приведенный ниже расчет вполне пригоден для значений р вплоть до 100 % водоизмещения D, что будет показано в разделе 5.
Водоизмещение «Титаника» с принятой водой определяется по формуле 26 [14]:
DW = D + p (т) (26)
Приращение осадки средней осадки «Титаника» от принятой воды рассчитывается по формуле 27 [14]:
Дифферент «Титаника» d рассчитывается по формуле 28 [14]:
Изменения осадок носом и кормой ΔТНК рассчитываются по формуле 29 [14]:
Новая осадка носом рассчитывается по формуле 30 [14]:
Новая осадка носом рассчитывается по формуле 31 [14]:
Уровень воды в затопляемом отсеке НОТ (при нулевом крене) рассчитывается по формуле 32:
Аппликата ZW центра тяжести принятого в отсек объёма воды рассчитывается по формуле 33:
где 1,6 (м) – высота двойного дна. Расчет выполняется по упрощенной модели, в которой влившийся объем воды имеет форму прямоугольного параллелепипеда с равномерно распределенным непроницаемым для воды содержимым. На самом деле это не совсем так – корпус судна имеет некоторую кривизну обводов, а в общем случае механизмы, уголь и т.п. содержимое отсека находится в его нижней части, таким образом, центр тяжести влившейся в отсек воды будет несколько выше, но на данном этапе работы этим можно пренебречь.
Момент инерции свободной поверхности жидкости рассчитывается по формуле 34 [14]:
В оригинальной формуле 34 [14] отсутствует коэффициент проницаемости отсека Как количественно необходимо учитывать влияние непроницаемых объёмов в отсеке на вклад в величину свободной поверхности мне неизвестно. Поэтому коэффициент проницаемости отсека введен в формулу 34 мною. Расположенный в числителе он снижает вклад свободной поверхности в приращении метацентрической высоты.
|
Приращение метацентрической высоты от приёма воды рассчитывается по формуле 35 [14]:
Приращение метацентрической высоты от наличия свободной поверхности воды в затапливаемом отсеке рассчитывается
по формуле 36 [14]:
Последовательно выполняя расчет по формулам 26 – 36 для каждого выбранного значения p, определяем значения функций и строим их графики (все расчеты и построение графиков соответствующих функций выполняется в программе PTC MathCAD):
– черный график – ;
– красный график – ;
– жёлтый график – .
Таким образом, на начальном этапе затопления «Титаника» метацентрическая высота оказывается отрицательной, положение судна без крена неостойчиво. Однако такой большой отрицательный вклад в остойчивость судна свободной поверхности воды не должен вводить в заблуждение – в общем случае при небольшом уровне воды в отсеке, или когда отсек заполнен жидкостью почти полностью, существенно уменьшается лишь начальная остойчивость судна, остойчивость того же корабля при больших углах наклонения вряд ли будет утрачена.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСАДКИ
«ТИТАНИКА» ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ
|
|
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
© 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!