Определение водоизмещения и расчет нагрузки проектируемого судна в первом приближении

Курсовая работа

на тему:

«Проектирование сухогрузного судна»

 

 

Выполнил студент группы 5117: Бойков Р.А.   Проверил к.т.н., профессор: Букшев А.В.

 

 

 

 

г. Санкт-Петербург

2017/18 уч. год.

Содержание

1. Задание на проектирование............................................................................................................... стр.3

2. Основные данные судна-прототипа................................................................................................. стр.3

3. Определение водоизмещения и расчет нагрузки проектируемого судна в первом приближении

3.1. Составление и решение уравнения масс, выраженных в функции водоизмещения..... стр.4

3.2. Расчет нагрузки судна в первом приближении................................................................. стр.6

4. Список используемой литературы................................................................................................... стр.8

 

Задание на проектирование

Исходные данные на разработку универсального сухогрузного судна:

Характеристика	Обозначение	Размерность	Значение
Грузоподъемность	Ргр	т	7 600
Удельная погрузочная кубатура кипового груза	µгр	м3/т	1,7
Скорость хода	v	уз.	16,0
Дальность плавания	R	мили	10 000
Автономность по запасам провизии	А	сут
Экипаж	nэк	чел.

 

Основные данные судна-прототипа

В качестве прототипа приведены технические данные сухогрузного судна:

Характеристика	Обозначение	Размерность	Значение
Водоизмещение	D0	т
Грузоподъемность	Ргр0	т
Удельная погрузочная кубатура груза	µгр0	м3/т	1,49
Мощность главного двигателя	N0	кВт
Скорость	V0	узлы	16,4
Дальность плавания	R0	мили
Длина между перпендикулярами	Lпп0	м	125,00
Ширина	В0	м	17,80
Высота борта	H0	м	10,4
Осадка	T0	м	7,78
Общий пропульсивный коэффициент	η0	-	0,67
Масса корпуса с оборудованием	Ркоб0	т
- масса стального корпуса	Рст0	т
- масса оборудования	Роб0	т
Масса судовой энергетической установки	Рсэу0	т
Масса судовых энергетических запасов	Рсэз0	т
Масса снабжения	Рсн0	т
- масса экипажа, провизии и пресной воды	Рсн эк0	т
- масса инвентарного снабжения	Рсн инв0	т
Масса запаса водоизмещения	Рзв0	т
Аппликата центра масс судна в грузу	zg0	м	6,62
Объем машинного отделения	Wмо0	м3
Коэффициент сухих отсеков	ксо0	-	1,05

 

Определение водоизмещения и расчет нагрузки проектируемого судна в первом приближении.

3.1.Составление и решение уравнения масс, выраженных в функции водоизмещения.

Исходный вид уравнения масс, выраженных в функции водоизмещения

D = ∑Р_i(D) + Р,

где: -∑Р_i(D)= Р_коб+ Р_сэу + Р_сэз + Р_зв;

- Р = Р_сн + Р_гр;

Р_коб- масса корпуса с оборудованием проектируемого судна;

Р_сэу- масса установки энергетической судовой проектируемого судна;

Р_сэз- масса судовых энергетических запасов проектируемого судна;

Р_зв - масса запаса водоизмещения проектируемого судна;

Р_гр - масса перевозимого судном груза проектируемого судна;

Р_сн - масса запаса снабжения проектируемого судна;

Для составления зависимостей Р_i(D) используются измерители масс, рассчитываемые с помощью данных судна-прототипа.

 

1) Масса корпуса с оборудованием.

где:

измеритель массы корпуса с оборудованиемпроектируемого судна;

измеритель массы корпуса с оборудованием судна-прототипа;

масса корпуса с оборудованием судна-прототипа;

полное водоизмещение судна-прототипа.

 

 

При составлении уравнения в расчетных формулах для масс судовой энергетической установки Р_сэу и судовых энергетических запасов Р_сэз нам потребуется выразить значение мощности главного двигателя проектируемого судна, которая выражается через формулу адмиралтейских коэффициентов:

где:

адмиралтейский коэффициент проектируемого судна;

адмиралтейский коэффициент судна- прототипа;

полное водоизмещение судна- прототипа;

скорость судна-прототипа;

мощность главного двигателя судна-прототипа.

 

2) Масса судовой энергетической установки.

где:

измеритель массы судовой энергетической установкипроектируемого судна;

измеритель массы судовой энергетической установки судна-прототипа;

масса судовой энергетической установки судна-прототипа;

мощность главного двигателя судна-прототипа.

 

3) Масса судовых энергетических запасов.

где:

измеритель массы судовых энергетических запасов проектируемого судна;

масса судовых энергетических запасов судна-прототипа;

мощность главного двигателя судна-прототипа;

мощность главного двигателя проектируемого судна, кВт;

дальность плавания судна-прототипа;

дальность плавания проектируемого судна.

скорость судна-прототипа.

 

4) Масса запаса водоизмещения.

Измеритель массы запаса водоизмещения р_звследует принять равным:

где:

измеритель запаса водоизмещения.

 

5) Масса снабжения.

Масса снабжения Р_сн может быть рассчитана как сумма следующих составляющих:

где:

масса экипажа с багажом, т.

масса одного члена экипажа с багажом;

численность экипажа проектируемого судна.

 

масса провизии, т;

суточный расход провизии на одного члена экипажа;

 

масса пресной воды, т;

автономность по запасам пресной воды;

суточный расход пресной воды на одного члена экипажа, регламентируемый Санитарными правилами для морских судов;

 

масса инвентарного снабжения проектируемого судна, т;

масса инвентраного снабжения судна-прототипа, т.

 

грузоподъемность проектируемого судна, т.

 

 

Подставляем полученные решения в уравнение масс:

 

С помощью ПО MathCAD, находимзначение уравнения масс.

Мощность главного двигателя проектируемого судна:

 

 

3.2. Расчет нагрузки судна в первом приближении.

После определения водоизмещенияD производится расчет составляющих нагрузки, зависящих от водоизмещения (Р_{к об1}, Р_сэу1, Р_сэз1, Р_зв1).

 

Значения составляющих масс:

 

 

Результаты расчетов приводятся в Таблице 1, которая служит для анализа полученных результатов путем их сравнения с нагрузкой судна-прототипа.

Нагрузка судна в первом приближении

Таблица 1

№ п/п	Наименование раздела нагрузки	Обозначение	Прототип	Проект
Pi0,P0, т	%D0	Pi1 ,P,т	%D1
	Корпус с оборудованием	Pк. об.		30.38	4005.93	30.38
	Судовая энергетическая установка	Рсэу		3.57	432.0515	3.28
	Судовые энергетические запасы	Рсэз		6.53	899.7644	6.82
	Запас водоизмещения	Рзв		0.44	131.842
	Экипаж, провизия, пресная вода, инвентарное снабжение	Рсн		1.71	114.63	0.87
	Груз перевозимый	Ргр		57.37		57.64
Водоизмещение	12750		13184.2

Анализ результатов показывает, некоторые различия столбцов 5 и 7, что объясняется большим водоизмещением и большей грузоподъемностью при дальности плавания большена 1000 миль с менее мощной СЭУ относительносудна-прототипа.

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Ашик В.В. Проектирование судов, Л.: Судостроение, 1985.

2. Бронников А.В. Проектирование судов. Л.: Судостроение, 1991.