КУРСАЧ ТУС КИР. Курсовая работа по дисциплине Теория и устройство судна
 Скачать 325.31 Kb.
|
4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА В РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПЛУОТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ4.1 Содержание задания:
При перемещении груза водоизмещение судна не меняется. Этой операции на диаграмме посадок РТМС «Прометей» отвечает вертикаль, проведённая через точку на оси абсцисс, соответствующую исходному водоизмещению V. Найдя точки пересечения вертикали с кривыми Тк и Тк1=Тк+0,5 м и спроектировав их на ось ординат, получим моменты водоизмещения  и  для осадок Тк и Тк1.Массу перемещаемого груза можно найти из уравнения: m=(p( - ))/lxгде lx – расстояние, на которое перемещается груз массой m. Принимаем lx = -   =-22500 тM=1,025·(-22500-(  /-45,9=108,13 тВ случае приёма груза необходимо дополнительно задаться конечной осадкой судна носом Тн1=Тн-0,5 м. Для РТМС «Прометей» для Тн1 и Тк1 найти обьёмное водоизмещение судна V1 и момент водоизмещения . Массу m и абсциссу центра тяжести находят по формулам:m=p(V1-V)   V1=4300 м3 m=1,025·(4300-4134,05)=170 т.  =-29,18 м4.2 Массу перемещаемого груза следует определять двумя способами:
Где l – плечо статической остойчивости при угле крена θ (снимается с ДСО при рассчитанном угле крена); ly – расстояние, на которое переносится груз на борт. Принимаем ly=  = =7,6Угол крена определяется по чертежу поперечного сечения судна (рис. 4.2)  l=0,002 4.3 Груз 80 т. Для данных типов судов считается малым грузом. При приёме или снятии малого груза меняются остойчивость и посадка судна. Для решения задачи используется формула начальной остойчивости:  Где z – отстояние промысловой палубы от основной плоскости (высота борта до верхней палубы);  – изменение средней осадки от приёма на судно улова массой m=80т.Для РТМС «Прометей» определяется по формуле: Т1-ТГде Т – осадка до приёма груза; Т1 – осадка после приёма груза По новому водоизмещению V1и моменту водоизмещения находим новые осадки носом и кормой после приёма груза, затем среднюю осадку Т1=4,7-4,6=0,1 м = 4.4. Для судна типа РТМС «Прометей» задача решается по диаграмме следующим образом: На кривой Тк=const находят точки, соответствующие водоизмещению до приёма груза V=M/p и после приёма груза V1=(M+300)p , и по этим точкам определяют и Абсциссу центра тяжести груза определяют по формуле:   =9,08 м4.5 При решении задач следует помнить, что метоцентрическая высота меняется, во-первых, вследствие приёма груза и, во-вторых, из-за наличия свободной поверхности. Можно использовать формулу начальной остойчивости:  Где ix – момент инерции площади свободной поверхности воды относительно продольной центральной оси (оси наклонения); Ix определяется по формуле ix=lB/12, где длина промысловой палубы, l=(2/3)Lnn Ix=(61,2·15,2)/12=17910,22 м4  4.6 Причинами обледенения являются туманы, морось, мокрый снег, заливание, брызги. Самое опасное обледенение – от забрызгивания наводной части судна морской водой. В результате обледенения увеличивается водоизмещение судна, уменьшается надводный борт, увеличивается парусность и повышается центр тяжести судна. Для решения задачи следует пользоваться формулой для периода бортовой качки:  , пологая, что инерционный коэффициент С до и после обледенения сохраняет своё значение.    4.7 Наибольший кренящий момент на циркуляции находят по формуле:  Где v – скорость судна на прямом курсе, в м/с  Угол крена на циркуляции равен:   4.8 Отклонив судно, сидящее на мели, на малый угол крена относительно киля, нетрудно убедиться, что сила тяжести стремится опрокинуть судно, а сила плавучести V – вернуть его в прямое положение. Метацентрическая высота судна, сидящего на мели, определяется по формуле:  Где V и Va – объёмное водоизмещение судна до и после посадки на мель; Zma – аппликата поперечного метацентра судна, сидящего на мели. По условию задачи необходимо определить метацентрическую высоту судна с осадками носом и кормой на 0,5 м меньше исходной. Для судна РТМС «Прометей» Zma и Va находят по кривым элементов теоретического чертежа в функции от новой средней осадки. Zma=6,7 м Va=4400 м3  При изменении уровня воды значение Zma·Va также изменяется и при так называемой критической осадке Ткр становится равным Vzg. Начиная с этого момента, при дальнейшем уменьшении осадки судно начинает валиться на бок. Для определения Ткр следует построить кривую, показывающую зависимость Zma·Va от Т.(рис 4.8) Для построения графика нужно задаться ещё 3-4 точками, уменьшая осадки с шагом 0,5м (табл.4.8) Таблица 4.8
4.9 Динамически приложенный кренящий момент Мкр (кНм) рассчитываю по формуле:  Где p – давление ветра; S – площадь парусности; Z – отстояние центра парусности от действующей ватерлинии. Давление ветра принимается в зависимости от района плавания и плеча парусности: p=1173H/m (район плавания - неограниченный z=6,18m) Площадь парусности снимается с графиков: S=1100m2  Амплитуда качки вычисляется по формуле:  Где k – коэффициент, зависящий от отношения суммарной площади скуловых килей Ак к произведению LB X1 – безразмерный множитель, зависящий от отношения B/T Х2 - безразмерный множитель, зависящий от коэффициента общей полноты δ Y – множитель, зависящий от района плавания судна. Площадь скуловых килей РТМС «Прометей» Ак=2·13,65 м2 k=0,88 x1=0,84 δ=0,65 x2=0,94 Y=24  Плечо кренящего момента следует вычислять по формуле: lкр=Mкр/(Mg) lкр=7974,05/(4237,4·9,8)=0,19 Равновесное положение судна наблюдается при равенстве кренящего и восстанавливающего моментов. Поэтому статические углы крена будут соответствовать точкам пересечения диаграммы статической остойчивости и кривой плеч кренящего момента, в которых наблюдается устойчивое положение равновесия судна. Для нахождения динамических углов крена воспользуемся графическим методом с помощью ДСО и ДДО. В судовых расчётах динамической остойчивости наиболее часто используется аналогия между величиной работы и площадью под графиком восстанавливающего момента. Для определения угла  при наклонении с прямого положения нужно отыскать такую ординату, при которой заштрихованные на ДСО площади (рис 4.9.2) были бы равны. Соответсвующая этой ординате абсцисса даёт значение динамического угла крена Все задачи, связанные с действием на судно динамического кренящего момента решаются с помощью ДДО (рис. 4.9.3) При движении на волнении судно испытывает качку. Рассмотрим совместное влияние шквала и волнения на судно, которое под действием качки наклонилось на наветренный борт. В этом случае динамическое наклонение судна создаётся восстанавливающим моментом Мв, который стремится вернуть судно в прямое положение, и кренящим моментом Мкр. Чтобы найти динамический угол крена ,необходимо продолжить диаграмму статической остойчивости и область отрицательных абсцисс на участке, равном амплитуде качки  (рис. 4.9.4) можно найти и по ДДО (рис. 4.9.5)4.10 Отношение опрокидывающего момента Мопр, получившее название «критерий погоды», должно быть больше еденицы.\ К=Мопр/Мкр≥1 Предельный кренящий динамический момент, действие которого судно не сможет удержать, обладая данной остойчивостью и ДСО, называется опрокидывающим моментом Мопр Его значение находят на ДСО способом последовательных приближений при помощи постепенного увеличения кренящего момента.(рис.4.10.1) Так же рассчитывается по ДДО (рис. 4.10.2) Кренящее плечо lw1 принимается постоянным для всех углов крена и расчитв=ывается по формуле:  Где pv – давление ветра A – площадь парусности судна zv – плечо парусности M – водоизмещение судна g=9,81 м/с2 p=504 Па  Кренящее плечо lw2 определяется по формуле:   Критерий погоды находится как отношение площадей:  ≥1Площади a и b могут быть найдены аналитическим методом с помощью ДСО (рис.4.10.3) и ДДО (рис. 4.10.4)      5.РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ СУДНА ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ ЗАДАННЫХ ОТСЕКОВ. 5.1 Содержание задания:
Непотопляемостью называют способность судна при нарушении водонепроницаемости корпуса и затоплении одного или нескольких отсеков оставаться на плаву, имея посадку и остойчивость, обеспечивающее его ограниченное использование. Затоплению подлежат только пустые цистерны. Для РТМС «Прометей» считают затопленными цистерны тяжёлого топлива №3,4 и 5. Массу воды в затопленной цистерне находят по формуле: m=pᶙVт где p – плотность забортной воды; Vт – теоретический объём в цистерне ᶙ - коэффициент проницаемости цистерны (ᶙ=0,98) Массу влившейся воды можно найти путём пересчёта массы топлива, которое находится в заполненной цистерне  Где  =0,94 т/м3 – масса топлива в цистернеЗначения определяются по таблицам весовой нагрузки.  Составляем таблицу весовой нагрузки (табл. 5.1) и определяем координаты центра тяжести судна. Таблица 5.1
xg1= 43,74 м zg2= 6,24 м В диаграмму для РТМС «Прометей» входят по объёмному водоизмещению V1=M1/p и по его статическому моменту относительно, плоскости мидель-шпангоута   Где xg1 – абсцисса центра тяжести судна с затопленными цистернами.   -9422 т5.2 Для РТМС «Прометей» полагают, что затопленным оказалось нижнее помещение для замороженной рыбы. Объём затопленного помещения – Vт=963 м3 Определяем массу влившейся в помещение воды по формуле:  Где p – плотность морской воды;  - теоретический объём помещений, затопленных на 70% – коэффициент проницаемости.Составляем таблицу весовой нагрузки (табл. 5.2) и повторяем расчёты посадки и остойчивости с затопленным помещением. Таблица 5.2
xg1= 43,06 м zg2= 5,86 м   Далее подсчитывают поправку к аппликате центра тяжести судна на влияние свободной поверхности воды:  Момент инерции свободной поверхности жидкости можно вычислить по формуле:  Где l и b – длина и ширина затопленного помещения; k – безразмерный коэффициент, определяемый по справочным данным, для прямоугольного в плане сечения k=1/12. Ширина затопленного помещения равна половине ширины судна Высота трюма: hmp=2(zg-hdd) hdd – высота двойного дна = 1,2 м hmp=2(2,76-1,2)=3,12   =0,18·46=8,265.3 Процесс откачки воды из помещения обратен процессу его затопления. Поэтому необходимо задаться различными уровнями t воды в помещении шагом 0,5 м, начиная с нулевого и заканчивая уровнем воды, равным 70% высоты трюма (2,2) Для принятых уровней рассчитывают коэффициент поперечной остойчивости K=Mh и строят график  (рис. 5.3)Таблица 5.3
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
