Грузовой план морского судна

 

 

 

1.Определение значения  статистического момента относительно  миделя от суммарного воздействия всех нагрузок.

Мст х=ДоХо+QijХij+GзjХзj

Qij-масса i-ой партии груза в j-помещении

Хij-абсцисса Ц. Т. i-ой партии груза в j-ом помещении.

Мст х=-57286,5+30390,36-3207= -30103,14 тм

2.Для полученного варианта  грузового плана определяем абсциссу Ц. Т. груженного судна

Хд=Мст х/Др          Хд=-30103,14/17886,4=-1,6 м

3. Рассчитываем плечо дифферентующей пары сил.

С=Хд-Хс;               С=-1,6+1= -0,6 м

4. Вычисляем дифферентующий момент

Мдиф=Др*С             Мдиф=17886,4*(-0,6)=-10731,84 тм

5. Рассчитываем дифферент судна в начальном порту отхода при данном варианте загрузки.

dн=Мдиф/Мх            dн=-10731,84/197,9=54,23см

Так как Дн не равно  Допт, необходимо удифферентировать  судно, чтобы обеспечить принятое условие.

Удифферентовка  судна.

1. Определяем отклонение начального дифферента от оптимального: d`=dопт-dн;                                d`=-50-(-54,23)=-104,23
2. Расчитываем величину изменения диферентующего момента, соответствующую отклонению дифферента: М`диф=d`*Мх;   М`диф=-104,23*197,9=-20627,11 тм
3. В курсовом проекте исправление дифферента на необходимую величину необходимо получить только при помощи переноса груза:   М`диф=Qi`*Х`j 

Q`i-масса перемещаемой i-ой партии груза, т

Х`j-расстояние переноса из j-го помещения в j+n помещения, м

Используя приведенное уравнение можно определить либо массу груза, либо расстояние переноса.

4.   По масштабной  схеме находим грузы, которые  будем переносить и рассчитываем  расстояние переноса:Х`j=Хj-Х(j+n)         Х`j=-48,4 – 48,4=-96,8 м

5.     По заданному  расстоянию переноса определяем массу i-ой партии груза, при переносе которой обеспечивается изменение дифферента на требуемую величину.

Q`ij=М`диф/Х`j      Q`ij=-20627,11/-96,8=213,09 т

На практике удифферентовка судна осуществляется после размещения всех партий груза на судне и в этом случае для создания необходимого изменения дифферента производим равнообъемный обмен "легких" и "тяжелых" грузов.

Решив систему уравнений, находим массу "легких" и "тяжелых" грузов, поменяв их местами, изменим дифферент на требуемое значение

 

Qт=232,54

Qл=19,45

3. Исправленный суммарный статистический момент отностиельно миделя после дифферентаовки определяется из выражения

М`ст х=Мст х+М`диф

М`ст х=--30103,14-20627,11=-50730,25 тм

Проверка дифферента в конечном порту захода

По израсходаванию рейсовых запасов на подходе судна к  порту назначения оценка дифферента производится в следующей последовательности:

1.Рассчитывается водоизмещение  по израсходованию рейсовых запасов:  Д`р=Др-G`р

G`р-запасы на рейс состящим из ходовых, без учета коэффициента штормового запаса, и стояночных на промежуточный порт захода

Д`р=17886,4-624,15=17262,25т

2 Определяем значение  абсциссы центра величины-Хс и  удельный дифферентующий момент-Мх  для нового значения водоизмещения  Д`р

Хс=-0,75м       М`х=194 тм

3.Уточняется значение  статистического момента от всех  нагрузок относительно миделя  после расхода всех запасов.

М``ст х=М`ст-0.9*G`зjХ`зj           М``ст х=-50730,25-0,9*(-3207)=-53616,55 тм

1. По уточненному значению статистического момента-Мст х определяем абсциссу Ц. Т.-Х`:

Х`д=М``ст х/Д`р           Х`д=-53616,55/17262,25=-3,106 м

2. Рассчитываем плечо дифферентующей пары сил:

С`=Х`д-Х`с            C`=-3,106+0,75=-2,36 м

И дифферентующий момент

  М`диф=С`*Д`р           М`диф=-2,36*17262,25=-40738,91 тм

3. Определяем дифферент после расхода запасов:  d`=М`диф/М`х     d`=-40738,91/194=-209,99

Так как дифферент  после расхода запасов не положительная  величина, то не требуется повторная  удифферентовка судна, при этом допускается  в порту отправления дифферент более 50 см на корму.

8. Проверка  и исправление остойчивости судна.

 

Остойчивость судна  считается удовлетворительной, если в допустимых пределах находятся  значения метацентрической высоты-h и статистических (предельных) моментов -МZ. Если эти требования не удовлетворяются при данном варианте загрузки, то необходимо перераспределить нагрузку по вертикали между трюмами и твиндеками. Оценка остойчивости судна в порту отправления производится в следующей последовательности.

1.По табл. 11 рассчитываем статистический момент нагрузок относительно киля-Мст.Z, как сумму моментов от массы судна порожнем, грузов, запасов.

М ст.z=ДоZо+QijZij+GзjZзj

Мст z=49956+91115,03+1294=143806,04 тм

1. Определяем апликату Ц. Т. судна для начального порта отправления-Zд

Zд=Мст хz/Др             Zд=143806,04/17886,4=8,03

По кривым элеметам теоритического чертежа находится апликата поперечного  метацентра для данного варианта загрузки-Zm=8,5 м

2. Определяем метацентрическую высоту судна в порту отправления

hн=Zm-Zд       hн=8,5-8,03=0,72 м

В курсовом проекте необходимо рассчитать грузовой план так, чтобы  оптимальной значение метацентрической высоты составило 50 см, в противном случае необходимо перераспределить груз в вертикальном напрвлении между трюмами и твиндеками в следующей последовательности.

1. Определяем отклонение полученного значения метацентрической высоты от оптимального, которое принято в курсовом проекте (hопт=0,6)

h`=hопт-hн        h`=0,6-0,72=-0,12 м

2. Рассчитываем дополнительный восстанавливающий момент: М`вос=h`*Др

М`вос=-012*17886,4=-2146,36 тм

3. На масштабной схеме намечаются грузы, которые предполагаются перенести в вертикальном направлении и определяется плечо переноса  Z`ij=5,4-8,35=-2,95 м

При заполнении грузовых помещений необходимо произвести равнообъемный  местами "легких2 и "тяжелых" грузов по раннее рассмотренной методике.

4. Рассчитывается масс i-ой партии груза, которую необходимо перенести в вертикальном направлении-Qij

5. Определяем, исправленный  после переноса, статистический  момент всех нагрузок относительно  киля: М`ст z=Мст z+М`вос      М`ст z=143806,04-2146,36=141659,68 (тм)

Также в курсовом проекте  необходимо определить метацентрическую высоту на порт захода и на порт прихода.

1. Определяем статистический момент от всех нагрузок отностиельно киля без учета рейсовых запасов, а точнее только с учетом того запаса, который учитывается коэффициентом штормового запаса.

М``ст z=М`стz-0.9GjZij

М``стz=141659,68-0,9*1294=140495,08 тм

2. Определение апликаты Ц. Т. судна для водоизмещения в порту назаначения:Z`д

Z`д=М``стz/Др`     Z`д=140495,08/17262,25=8,13 м

3. Определяем значение метацентрической высоты в порту назаначения: h`=Z`т-Z`д

Z`т-апликата центра величины ддля нового значения водоизмещения   Z`т=8,5 м

h`=8,5-8,13=0,37 м

Диаграмма допускаемых статистических или иначе предельных моментов, строится относительно условной расчетной плоскости, возвышающейся над ними на величину Z=8 м

1. Производим пересчет моментов от всех нагрузок ( массы судна порожнем, грузов и запасов)

относительно киля, к  моменту относительно условной расчетной плоскости

Мz=Мст.z-Др.Z

Мz=143806,04-17886,4=-714,84 тм

Так как Мzдоп=-250 тм и Мz<Мzдоп, то судно по этому критерию удовлетворяет нормам остойчивости.

9. Проверка  прочности судна

Проверка продольной прочности судна является одним  из важных факторов обеспечения безопасности плавания. Оценка продольной прочности необходима, так как загрузка судна в реальных условиях существенно отличается от проектных вариантов. Оценку необходимо производить общей прочности корпуса судна и местной прочности судовых конструкций.

Критерием оптимальной загрузки с  точки зрения общей прочности, является отношение фактической полусуммы моментов сил дедвейта без учета знак 0.5(QiХi+GзjХзj) к его оптимальному значению Мопт, обеспечивающему минимальное значение момента.

Копт=0.5(SQiХi+SGзjХзj)/Мопт               0,9<=Копт<=1,1

Копт=0.5(30203,14+3207)/151709,1=0,93      0.9<=0,93<=1,1

Таким образом, при данном варианте загрузки общая прочность  корпуса обеспечивается.

Проверка  местной прочности

Численное значение технически допустимой нагрузки (т/м) на верхнюю палубу и крышки люков -1.6 т/м2, на палубу-1,2,3 и 4 твиндеков -3.0 т/м2, 5 твиндек- 3.9, на палубу трюмов-9.5 т/м2.

Критерий оценки рациональной загрузки, с точки зрения местной  прочности -это отношение фактической нагрузки к технически допустимой.

Км=Рф/Рдоп<=1

Для помещений, загруженных  однородным грузом либо при послойной  загрузке фактическая нагрузка на 1 м2 площади определяется как отношение массы груза Qi в данном помещении на площадь- Si помещения

Рф=Qi/Sj

При композитной загрузке, если в разных частях помещения различных грузы, фактическую нагрузку можно определить как сумму нагрузок от всех грузов, расположенных по вертикали с учетом высоты слоя груза и удельного погрузочного объема груза. Этот метод можно применить и впервом случае.

Рф=SНiг/U`iг

Нiг-высота слоя груза ,м

U`iг-удельный погрузочный объем груза с учетом сепарации, м/т

В твиндеке 1 производилась послойная  загрузка груза, поэтому

Рф=638,3/17,2*12,8=2,89т/м2

В трюме 1 производится композитная  загрузка, поэтому

Рф=447,6/17,2*9,5=2,73 т/м2

Отсюда критерий оценки рациональной загрузке равен 

По твиндеку 1 К=2,89/3,0=0,96

По трюму 1 К=2,73/9.5=0,28

Остальные значения фактической  и допустимой нагрузки на палубу, а  также критерий оценки рациональной загрузки заносим в табл.12

 

Таблица 12

Наименование помещений	Допустимая нагрузка т/м2	Фактическая нагрузка	Критерий оценки оптимальной загрузки
Трюм 1	9.5	2,73	0,28
Трюм 2	9.5	1,48	0,15
Трюм 3	9.5	2,56	0,26
Трюм 4	9.5	2,78	0,29
Трюм 5	9.5	4,6	0,48
Твиндек под баком	3.0	2,99	0,99
Твиндек 1	3.0	2,89	0,96
Твиндек 2	3.0	2,24	0,74
Твиндек 3	3.0	2,97	0,99
Твиндек 4	3.0	2,43	0,81
Твиндек 5	3.0	3	1

 

Таким образом, местная  прочность судовых конструкций  также не нарушается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод.

На основании выполненного анализа собранных материалов, расчетов и приведенных обоснований можно сделать вывод о том, что судно “Славянск”, следуя по маршруту Гавр – Специя – Мариуполь, перевозит грузы удобрения 2900т, сталь 2100т, оборудование 1600т, джут 1000т, ткани и факультативные грузы хлопок и свинец, которые были взяты на борт судна после расчета их массы и удельного погрузочного объема, сохраняет свою остойчивость и удовлетворяет условиям прочности. Была проведена удифферентовка. При проверке остойчивости судна по диаграмме предельных моментов судно находится в неопасной зоне. При загрузке судна используется его полная грузоподъемность и грузовместимость.