методические указания тус. Методические указания. Методические указания для курсового проектирования по дисциплине Теория и устройство судна
 Скачать 1.48 Mb.
|
|
5 Расчет непотопляемости Под расчетами непотопляемости понимают расчеты по определению параметров посадки и остойчивости судна в аварийных ситуациях, связанных с затоплением части помещений непроницаемого корпуса, заливанием надводной части судна и другими ситуациями, ведущими к утере судном части мореходных качеств. Такие расчеты обязательно предшествуют мероприятиям, связанным с обеспечением живучести судна в аварийных ситуациях. В курсовом проекте студент рассчитывает положение аварийной ватерлинии при затоплении одного из грузовых отсеков судна, вычисляет значение поперечной метацентрической высоты и производит оценку ситуации в соответствии с требованиями Правил РРР к непотопляемости судна. Параметры посадки и положение аварийной ВЛ определяют по методу приема груза. Вода, поступившая в трюм, считается дополнительно принятым грузом. Количество поступившей воды зависит от степени заполненности трюма грузом и от положения аварийной ВЛ. Первое обстоятельство учитывается с помощью коэффициента проницаемости, который можно принять для массовых грузов  0,6, для тарно-штучных 0,8, а для лесных и хлопка в кипах 0,4. Второе обстоятельство, определяющее уровень воды в трюме (при сообщении последнего с забортной водой), учитывается в расчете способом последовательных приближений.В первом приближении уровень воды в трюме считаем совпадающим с положением неаварийной ВЛ (для исходного положения, рассчитанного в первом разделе проекта): Для этой ситуации определяем количество и вес влившейся воды, по кривым элементам находим среднюю осадку, вычисляем дифферент судна и осадку оконечностей. Положение аварийной ВЛ наносят на боковую проекцию судна (эпюру емкостей) и определяют уровень воды в трюме во втором приближении. С учетом этого уточняют количество влившейся воды и расчет повторяется; Получив новые значения осадок оконечностей, вычисляют абсолютные и относительные невязки  и  и, если относительная невязка не превосходит 5 % расчет считается законченным;Для средней осадки, полученной в последнем приближении снимают с кривых элементов значения  и  .Определение поперечной метацентрической высоты ведется методом постоянного водоизмещения, при котором вес судна и положение его ЦТ считается неизменным (как до аварии), а объем аварийного отсека и площадь ватерлинии, принадлежащей этому отсеку, считаются утерянными. Величина  определяется по выражению ;где  - аппликата центра тяжести судна «на отход»; - аппликата центра величины при осадке аварийного судна; - исправленное значение метацентрического радиуса на утерянный момент инерции площади ватерлинии. ;Здесь - поперечный метацентрический радиус при полученном значении  ; - объемное водоизмещение для исходного положения (до аварии);  - собственный поперечный момент инерции площадисвободной поверхности влившейся воды.  ,где  - протяженность аварийного отсека; - средняя ширина отсека.Анализ результатов расчета в этом разделе проекта должен касаться требований Правил РРР к непотопляемости. Требования удовлетворены, если аварийная ватерлиния не пересекает предельную линию погружения, а значения  м.6 Определение характеристик качки и зон опасных курсовых углов и скоростей хода Периоды свободных колебаний судна подсчитываются по приближенным формулам: Период бортовой качки  ; Периоды килевой и вертикальной качки  ;Определение зоны скоростей и курсовых углов, опасных из-за высокой вероятности появления резонансных колебаний, проводят по штормовым диаграммам. В судовых документах обычно используется универсальная диаграмма Ремеза. В курсовом проекте рассчитывают и строят штормовую диаграмму Власова ( на базе которых и создана диаграмма Ремеза). Эти диаграммы наглядней, а для волнения, близкого к регулярному, дают более точные рекомендации по выбору безопасных курсовых углов и скоростей хода. На диаграммах Власова (рисунок 5) в полярных координатах, где лучи определяют курсовые углы, а концентрические окружности - скорость хода, выделяются резонансно-опасные зоны, рассчитанные для конкретного судна и определенного спектра волнения, характеризуемого длиной волны  .Условия резонанса – совпадение периодов свободных колебаний и кажущегося периоды волны  , то есть времени прохождения последовательно идущих волн через мидель судна, движущегося со скоростью  под некоторым курсовым углом  . Зоной возможного резонанса принято считать зону определяющую 30 % отклонения от резонансного значения, то есть  , .Кажущийся период волны, скорость хода и курсовой угол связаны соотношением:  Для построения диаграммы Власова следовательно проводятся концентрические окружности, определяющие скорость хода судна (включая расчетную), и лучи под углами от 0 до 180 градусов, определяющие курсовые углы (при этом при равно 0° волнение встречное, при 180° – попутное). В такой системе координат любое произведение  представляется в виде вертикальной прямой. Поэтому, два значения , подсчитанные при  и  , на диаграмме образуют зону скоростей и углов курса, опасных при бортовой качке, а при подстановке  - опасную по вертикальной качке.Искомые значения  ,где длина волны определяется индивидуальным заданием на проектирование. Зону, опасную по бортовой качке, рекомендуется заштриховать на диаграмме горизонтальными, а по вертикальной качке – вертикальными линиями.  Рисунок 5 - Диаграмма Власова 7 Расчет и построение ходовых характеристик судна Ходовые характеристики судна (ХХС) – это материалы, по которым можно рассчитать скорость движения судна в зависимости от состояния загрузки и режима работы судовой энергетической установки, определить потребное ходовое время и запас топлива на рейс, а также установить оптимальный режим работы СЭУ для достижения требуемой скорости в тех случаях, когда движение на полном ходу не экономично. ХХС в судовых документах представляют так называемые паспортные диаграммы, получаемые обычно при сдаточных ходовых испытаниях конкретного судна либо головного судна серии. В курсовом проекте ХХС получают расчетным путем, как это делается на этапе проектирования в конструкторском бюро. Для этого рассчитываются зависимости сопротивлении воды движению, суммарные полезные силы упора движителей и затрачиваемой мощности от скорости движения и частоты вращения гребных валов, то есть  ,  ,  .Расчет сопротивления в курсовом проекте производится на основе методики, разработанной для судов смешанного плавания, по несколько упрощенным выражениям, учитывающим узкий диапазон геометрических параметров корпусов рассматриваемых судов. Расчетная формула сопротивления воды движению судна имеет вид:  , где  – площадь смоченной поверхности корпуса рассчитывается по формуле , – скорость судна в м/с (задается), - плотность воды,  для пресной и  для морской воды, - экстраполятор трения определяется по формуле , число Рейнольдса, а кинематический коэффициент вязкости можно принять  ,Сw - коэффициент волнового сопротивления  ,Fr - число Фруда  , - надбавка, учитывающая шероховатость поверхности корпуса,k0 – коэффициент пропорциональности между вязкостным сопротивлением и сопротивлением трения  , - добавка на выступающие части.Расчет производится при двух значениях осадки – в полном грузу и в балласте. Расчет свести в таблицу, выполненную по рекомендуемой здесь форме. Таблица 6 - Расчет сопротивления
Для расчета полезного упора и потребляемой мощности используются диаграммы испытаний гребных винтов в свободной воде. Предварительно, следует рассчитать коэффициенты взаимодействия винта с корпусом судна по формулам Коэффициент попутного потока  ,где  – диаметр винта;Коэффициент засасывания  .Расчетные формулы для определения суммарного полезного упора судна и затрачиваемой мощности имеют вид:  ,  . Коэффициенты упора и момента  и  снимаются с диаграммы в зависимости от шагового отношения винтов и относительной поступи  , (для судов с открытыми винтами с графиков на рисунке А13 и А14, а с винтами в насадках – на рисунке А15 и А16).Расчеты свести в таблицу, придерживаясь следующей формы (таблица 7). Такие же таблицы следует рассчитать для режима среднего и малого ходов, которые можно условно считать долевыми частотами  ,  Результаты расчетов представляются в графическом виде как показано на рисунке 6. Таблица 7 - Расчеты ХХС
 Рисунок 6 - Ходовые характеристики Приложение А Указания к использованию: образцы судовой документации, приведенные в приложении А. Эпюра емкостей, кривые элементов плавучести, диаграмма контроля прочности должны быть перенесены в пояснительную записку в удобном для использования масштабе; на эпюре емкостей в соответствии с принятым грузовым планом должны быть нанесены контуры проекции на ДП палубного груза, а в трюмах обозначены занятые грузом объемы, отмечены точки Ц.Т. дедвейта в целом; на боковой проекции судна (на эпюре) нанести положение действующих ВЛ, для судна в грузу и в балласте, а также аварийной ВЛ, полученной при расчете непотопляемости в последнем приближении; при расчете ХХС в пояснительную записку перенести из приложений кривые и только для заданного шагового отношения.Таблица А.1 - Основные характеристики судов
А- винты в насадках, В – открытые винты Таблица А.2 - Грузы предназначенные к перевозкам
Таблица А.3 - К расчету непотопляемости
Таблица А.4 - К расчету качки
Список использованных источников 1 Справочники по серийным транспортным судам. Т.1-6.М.: Транспорт, 1967-1988 гг. 2 Речной Регистр Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания. т.1-4 , На Волге, 2002. 3 Ф.М.Кацман и др. Теория и устройство судов Л.: Судостроение, 1991. 4 Друзь Б.И. и др. Задачник по теории, устройству судов и движителям, Л.: Судостроение, 1986. Содержание
Учебное издание Лебедев О.Ю. Девяткин А.А. РАСЧЕТ МОРЕХОДНЫХ КАЧЕСТВ СУДНА Методические указания для курсового проектирования по дисциплине «Теория и устройство судна» для студентов судоводительской специальности Ответственный за выпуск В.В. Вьюгов Компьютерный набор О.Ю. Лебедев Подписано в печать с оригинал-макета Бумага офсетная №1, формат 60х84 1/16, печать офсетная – Riso. Усл.печ.лист тираж 100 экз., заказ № Цена договорная Новосибирская государственная академия водного транспорта (НГАВТ) 630099, Новосибирск, ул.Щетинкина, 33. Отпечатано в отделе оформления НГАВТ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
;
