ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.08.2019
Просмотров: 2105
Скачиваний: 39
+
+
=
+
+
=
Проверку остойчивости судна в портах погрузки и выгрузки производем в следующей последовательности:
z
g
=
M
z
+
∆
.
4.
Осадка кормой, м
Т
к
9,90
9,55
5.
Дифферент,м
d=Т
н
-Т
к
-0,30
0,03
6.4. ПРОВЕРКА ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА.
Придание судну при загрузке остойчивости является обязательным условием безопасного плавания.
Неблагоприятна как недостаточная, так и чрезмерная остойчивость. Поскольку на размещение груза влияет много
дополнительных условий (совместимость грузов, последовательность портов захода, максимально допустимые весовые
нагрузки на палубы грузовых помещений и пр.), редко удается с первого раза расположить грузы наилучшим образом.
Для обеспечения нормируемых параметров остойчивости судна при одновременном удовлетворении других требований
приходится при расчете грузового плана перемещать грузы по вертикали. Такое перемещение не изменяет дифферент и
влияет только на остойчивость.
Проверка остойчивости судна выполняется в соответствии с рекомендациями ИМО. Так, остойчивость судна
считается достаточной, если:
где: ϴ
d
- угол входа главной палубы в воду (выбираем меньшее значение из 16
о
и 0,8 0
d
).
1. По таблице 6.4 рассчитываем статический момент нагрузок относительно основной плоскости (M
z
) как сумму
моментов от масс: судна порожнем, грузов и запасов:
M
z
= M
z
o
+ M
z
i
+ M
z
j
На отход:
M
z
=
53147,4
84120,0
1113,7
138381,1
тм.
M
z
=
53147,4
84120,0
313,4
137580,8
тм.
На приход:
2. Определяем аппликату ЦТ груженого судна (z
g
) для порта погрузки и выгрузки.
Аппликату ЦТ груженного судна с учетом влияния свободной поверхности жидкости определяем по формуле:
1. Площадь ДСО при крене до 30
о
, м рад ≥ 0,055;
2. Площадь ДСО при крене до 40
о
, м рад ≥ 0,09;
3. Площадь ДСО между 30
о
и 40
о
, м рад ≥ 0,03;
4. Наибольшее плечо (l
max
) ДСО, м ≥ 0,2;
5. Угол крена (ϴ
max
), соответствующий максимуму ДСО
о
, ≥ 25;
6. Исправленная метацентрическая высота (h), м ≥0,15;
7. Критерий погоды (К) ≥ 1;
8. Угол крена от постоянного ветра, ϴ
о
≤16
о
или 0,8 ϴ
d
,
Результаты расчета параметров посадки судна представляем в табличной форме (табл. 6.5).
Таблица 6.5 – Расчет посадки судна.
На приход
На отход
Значение параметра
Обозначения
Параметры посадки
№ п/п
1.
19767,52
19199,20
∆
Расчетное водоизмещение, т
2.
Момент водоизмещения, тм
М
х
-30119,2
-20618,4
3.
Осадка носом, м
Т
н
9,60
9,58
V =
γ
,
где: γ - плотность заборной воды.
На отход:
V =
19767,52
1,005
=
19669,17
м
3
.
V =
19199,20
=
19199,20
м
3
.
1
На приход:
????=1
????
∆????
ℎ????
+
+
-
=
-
=
По рассчитанным величинам плеч (l
ст
и l
d
) строим диаграммы статической и динамической остойчивости на отход
из порта погрузки и приход в порт выгрузки (рис.6.1 и 6.2).
Вставить. Рисунок 6.1 и6.2-Диаграммы статической и динамической остойчивости.
Для определения критерия погоды вычисляем расчетную амплитуду бортовой качки ϴ
r
, используя выражение:
ϴ
r
= 109*k*X
1
*X
2
*√r*S,
∑
инт
l
ст
0
0,30
1,19
2,60
4,38
6,30
8,16
9,74
10,90
l
d
=
∆ϴ
∑
инт
l
ст
0
0,03
0,10
0,23
0,38
0,55
0,71
0,85
0,95
2
∆ϴ
2
На приход
h*Sinϴ
0
0,2925
0,5763
0,8426
1,0832
1,2908
1,4593
1,5835
1,6595
l
ст
=l
ф
+h*Sinϴ, м
0
0,30
0,58
0,83
0,95
0,97
0,89
0,70
0,46
0
0,1736
0,3420
0,5000
0,6428
0,7660
0,8660
0,9397
0,9848
Числовые значения
На отход
ϴ,⁰
l
ф
, м
Sinϴ
h*Sinϴ
l
ст
=l
ф
+h*Sinϴ, м
∑
инт
l
ст
ϴ,⁰
l
ф
, м
Sinϴ
l
d
=
∑
инт
l
ст
0
0,03
0,11
0,23
0,39
0,56
0
0,3093
0,6093
0,8908
1,1452
0,72
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
0,0100
0,0060
-0,0139
-0,1339
-0,3199
-0,5699
-0,8859
-1,1999
0,86
0,97
40
50
60
70
80
0
0,32
1,24
2,69
4,49
6,42
8,30
9,93
11,16
0,1736
0,3420
0,5000
0,6428
0,7660
0,8660
0,9397
0,9848
1,7545
0
0,32
0,61
0,84
0,95
0,97
0,90
0,73
0,51
Расчетные
велечины
4. Метацентрическую высоту судна (h) в порту погрузки и выгрузки с учетом влияния свободной поверхности
жидкости получаем по формуле:
h= z
m
- z
g
.
На отход:
h= 8,925
7,14
1,78 м.
На приход:
h= 8,873
7,19
1,69 м.
1,3647
1,5429
1,6742
0
0,0100
-0,0034
-0,0468
-0,1903
-0,3904
-0,6404
-0,9470
-1,2469
0
0
10
20
30
z
g
=
∆
.
На отход:
z
g
=
138381,1
2836
19767,5
=
7,14
5. Для построения ДСО используем значения кривых плеч остойчивости формы (пантокарены) с применением
метода интерполяции. С их помощью по объемному водоизмещению судна определяем плечи остойчивости формы (l
ф
)
для различных углов крена(ϴ), а затем рассчитываем плечи статической остойчивости (l
ст
) по соответствующей формуле.
6. Для построения ДДО плечи динамической остойчивости (l
d
) выражаем через плечи статической остойчивости по
соответствующему углу крена, а именно, как произведение интегральной суммы ∑
инт
l
ст
на половину шага интегрирования ∆ϴ, выраженного в радианах. При ∆ϴ = 10
о
, ∆ϴ/2= 0,087 рад.
Расчет плеч статической и динамической остойчивости выполним в табличной форме (табл. 6.6).
Таблица 6.6 – Расчет плеч остойчивости на отход и приход.
3. По данным кривых элементов теоретического чертежа находим аппликату метацентра (z
m
)для рассчитанного
варианта загрузки.
На отход: z
m
=
8,925
м
На приход: z
m
=
8,873 м.
На приход:
z
g
=
137580,8
416
=
7,19
м.
19199,2
м.
*
*
*
=
-
=
*
*
*
=
-
=
*
На отход:
l
w1
=
504*
1213,00
5,36
=
0,017
м.
*9,8
1000*
19767,52
На приход:
К=
0,5231
= 7,7
0,0676
8. Рассчитываем кренящее плечо от постоянного ветра, м:
l
w1
=
504*A
v
*z
v
1000*∆*g
,
где: 504 - давление ветра в паскалях, Па;
A
v
- площадь парусности судна, м
2
;
z
v
- плечо парусности (отстояние центра парусности (ЦП) от центра бокогового сопротивления (ЦСБ)), м.
Велечины A
v
и z
v
приведены в Информации об остойчивости в зависимости от осадки.
0,044
0,038
0,035
Расчетное значение амплитуды бортовой качки округляем до десятых градуса.
7. Рассчитываем значение критерия погоды (К) по формуле:
К=
b
a
,
где: b, а - площади, определяемые по ДСО, м-рад.
На отход:
К=
= 7,2
0,5348
0,0741
На приход:
≤6
0,1
7
8
0,098
0,093
10
0,079
≥4,0
0,70
0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
1,00
0,98
0,95
0,88
0,79
0,74
0,72
12
14
16
18
≥20
0,065
0,053
δ
X
2
Т
ϴ
S
≤0,45
0,75
0,50
0,55
0,60
0,65
≥0,70
0,82
0,89
0,95
0,97
1,00
r = 0,73 + 0,6*(
7,19
9,56
)/
9,56
0,5809
Таблица 6.7 – Множители и коэффициенты, используемые при проверке остойчивости.
Мн
ожит
ел
ь
Х
1
Мн
ожит
ел
ь
Х
2
Мн
ожит
ел
ь
S
Коэфф
и-
цие
н
т
k
k
100 А
к
L
вл
*В
В/Т
X
1
≤2,4
1,00
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
≥3,5
0,98
0,96
0,95
0,93
0,91
0,90
0,88
0,86
0,84
0,82
0,80
r = 0,73 + 0,6*(
7,14
9,75
)/
9,75
0,5696
На приход:
ϴ
r
=
109*
0,711
1,0000
0,9764 * √
0,5809
0,0705
15,3
о
где: k – редукционный коэффициент, учитывающий демпфирующее влияние на качку скуловых и
брускового килей (табл.6.7);
X
1
, X
2
- безразмерные множители (табл.6.7);
r = 0,73 + 0,6*(z
g
- T)/T;
S – множитель, определяемый по периоду бортовой качки Т
ϴ
(табл.6.7).
На отход:
ϴ
r
=
109*
0,711
1,0000
0,9775 * √
0,5696
0,0753
15,7
о
*
*
=
*
=
Плечо динамической остойчивости при угле ϴ
1
, м-рад
l
d1
(по ДДО)
0,069
0,063
Угол статического крена, соответствующий плечу l
w2
,⁰
ϴ
2
( ДСО)
0,8
0,9
Относительная ширина
В/Т
2,112
2,154
Безразмерный множитель
Х
1
(из табл. 6.7)
1,0000
1,0000
Плечо динамической остойчивости при угле ϴ
2
, м-рад
l
d2
(по ДДО)
0,0022
0,0023
Угол второй точки пересечения l
w2
c ДСО,⁰
ϴ
w2
(по ДСО)
>80
>80
Граница площади "b" диаграммы справа,⁰
ϴ
b
50
50
Угол крена от постоянного ветра,⁰
ϴ
о
(по ДСО)
0,5
0,6
Угол входа палубы в воду,⁰
ϴ
d
= arctg(2(H-T)/B)
13,9
14,9
Угол крена при качке на встречу ветру,⁰
ϴ
1
=ϴ
r
-ϴ
o
15,2
14,7
0,0648
0,0630
Инерционный коэффициент
с=0,373+0,023В/Т-0,043L/100
0,35462
0,35558
Безразмерный множитель
Х
2
(из табл. 6.7)
0,9775
0,9764
Коэффициент
r=0,73+0,6*(z
g
-T)/T
0,5696
0,5809
0,711
0,711
Амплитуда качки по ИМО,⁰
ϴ
r
=109kX
1
X
2
√rS
15,7
15,3
δ (из кривых элементов
теоретического чертежа)
Коэффициент общей полноты
0,6625
0,6606
Период качки, с
T
ϴ
=2сВ/√h
o
10,5
11,2
Коэффициент
S (из табл. 6.7)
0,0753
0,0705
Исправленная метацентрическая высота, м
h
Площадь парусности, м
2
A
v
Плечо парусности, м
z
v
Кренящее плечо постоянного ветра, м
l
w1
=0,504*A
v
*z
v
/(g*∆)
Кренящее плечо порыва ветра, м
l
w2
=1,5*l
w1
Суммарная площадь скуловых килей, м
2
А
к
(из ТЭХ судна)
Параметр
√h/B
Относительная площадь скуловых килей, %
100*А
к
/(L*В)
Коэффициент
k (из табл. 6.7)
Таблица 6.8 – Расчет нормируемых ИМО параметров остойчивости.
Приход
Отход
Значения величин
Обозначения и формулы
Наименования величин
1
3
19767,52
9,75
1,78
1213,00
5,36
0,017
0,025
112
3,73
4
19199,20
9,56
1,69
1213,00
5,36
0,017
0,026
112
3,73
2
Водоизмещение, т
∆
Осадка судна, м
Т
ср
На приход:
l
w2
=
1,5
*
0,017
0,026
м.
l
w1
=
504*
1213,00
5,36
=
0,017
м.
1000*
19199,20
*9,8
9. Рассчитываем кренящее плечо от порыва ветра:
l
w2
=1,5* l
w1
На отход:
l
w2
=
1,5
*
0,017
0,025
м.
Обозна-
чения
Значения величин
Плечо динамической остойчивости при угле ϴ
b
, м-рад
l
db
(по ДДО)
0,56
0,55
Площадь "а" диаграммы, м-рад
a=l
d1
+(ϴ
1
+ϴ
2
)l
w2
/57,3-l
d2
0,0741
0,0676
Площадь "b" диаграммы, м-рад
b=l
db
-(ϴ
b
-ϴ
2
)l
w2
/57,3-l
d2
0,5348
0,5231
Критерий погоды по ИМО
К=b/a
7,2
7,7
Проверка остойчивости судна по рекомендациям ИМО выполняем сопоставлением рассчитанных значений с
нормативными в форме табл.6.9. При этом площади ДСО находим из табл. 6.6 по соответствующим значениям плеч
динамической остойчивости l
d
при определённых углах крена.
Таблица 6.9. – Проверка выполнения рекомендаций ИМО.
Наименования величин
*
*
=
1
1
2
2
Отход
Обозна-
чения
≥0,15
1,78
1,69
А
30
≥0,055
0,23
0,23
Площадь ДСО при крене до 40⁰, м-рад
А
40
≥0,09
0,39
0,38
Приход
Нормативное
тм.
Критерий погоды
К
≥1
7,2
7,7
Угол крена от постоянного ветра,⁰
ϴ
о
≤16
0,5
0,6
6.5. Проверка общей продольной прочности корпуса судна.
Проверку общей продольной прочности корпуса судна при равномерном распределении груза производем в
следующей последовательности:
1. Рассчитываем составляющую изгибающего момента (М
изг
)на миделе от веса судна порожнем (М
n
):
М
n
=k
n
*∆
o
*L
вл
Площадь ДСО между 30⁰ и 40⁰, м-рад
А
30-40
≥0,03
0,16
0,15
Наибольшее плечо статической остойчивости, м
l
max
≥0,2
0,98
0,976
Угол крена, соответствующий максимуму углу диаграммы,⁰
ϴ
m
≥25
48
47
Исправленная метацентрическая высота, м
h
L
вл
=
140,0
0,96
=
145,8 м.
2. Определяем составляющую изгибающего момента на миделе от сил дедвейта (М
DW
) как арифметическую
полусумму моментов, создаваемые массами грузов и запасов:
М
DW
=
Q
i
│x
i
│+
P
j
│x
j
│)
*(
=
*(
M
x
i
+
Наименования величин
Площадь ДСО при крене до 30⁰, м-рад
M
x
j
).
где: k
n
- коэффициент, принимаемый равным 0,100 для судов с машинным отделением (МО) в средней
части; 0,126 -для судов с МО в корме;
L
вл
=
L
0,96
- длина судна по ватерлинии, м.
М
n
=
0,126
5660
145,8
104002,5
На отход:
М
DW
=
275894,6
2
=
137947,3
тм.
На приход:
М
DW
=
265327,0
=
132663,5
тм.
2
Расчет изгибающего момента от сил дедвейта приведем в табличной форме (табл. 6.10).
Таблица 6.10 - Расчет изгибающего момента на миделе от сил дедвейта.
Трюм №4
4,50
Отход
Приход
Отход
Приход
Статья нагрузки
Масса, т
Плечо |х|, м
Моменты М
х
, тм
Трюм №1
51,40
Груз
3760,9
54058,5
37449,7
Твиндек №5
27,60
29835,6
Топливо
1081,00
Междудон цистерна ЛБ
127,00
0,00
2,10
266,7
0,0
Междудон цистерна ПБ
127,00
0,00
2,10
266,7
0,0
Междудон цистерна ЛБ
80,00
9,93
27,80
2224,0
276,1
14139,4
50505,0
Твиндек №2
36,90
Твиндек №3
19,70
Твиндек №4
5,30
40553,1
20606,2
9338,6
Трюм №5
27,30
Твиндек №1
52,70
395,3
Трюм №2
36,90
Трюм №3
19,70
73,17
1465,00
1901,00
3142,09
1099,00
1046,00
1762,00
1850,00
7,50
????=1
????
⬚
????=1
????
⬚
????=1
????
⬚
????=1
????
⬚