Практичне заняття №4 (Тема 4)

7. ПРОВЕРКА ОБЩЕЙ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ КОРПУСА СУДНА

Проверка общей продольной прочности корпуса судна при равномерном распределении груза или балласта производится следующим образом.

1) Рассчитывается составляющая изгибающего момента на миделе от веса судна порожнем по формуле

где	kП	–	численный коэффициент, принимаемый равным:
	0,100	–	для грузовых судов с силовой установкой в средней части;
	0,126	–	для грузовых судов с силовой установкой в корме;
	0,0975	–	для грузо-пассажирских судов с силовой установкой в средней части.

2) Рассчитывается составляющая изгибающего момента на миделе от сил дедвейта как арифметическая полусумма моментов носовых и кормовых грузов, запасов и балласта относительно миделя:

где	Р i н, Р i к	–	масса носовых и кормовых грузов, запасов или балласта в i -м помещении;
	хi н, хi к	–	отстояние центров тяжести носовых и кормовых грузов, запасов или балласта в i -м помещении от плоскости мидель-шпангоута.

Следует обратить внимание, что если плоскость мидель-шпангоута делит помещение на носовую и кормовую части, то моменты носовых и кормовых грузов, запасов или балласта в этом помещении рассчитываются и учитываются раздельно. Если для этого случая обозначить через l _i, l _iн, l _iк соответственно длину всего помещения, носовой и кормовой его частей (их можно определить по чертежу или схеме общего расположения судна, эпюре емкости или чертежу размещения грузов), то ориентировочно можно считать:

; ;

; ;

Расчет изгибающего момента от сил дедвейта удобно вести в табличной форме (табл.11). Целесообразно этот момент рассчитывать совместно с алгебраическим моментом относительно плоскости мидель-шпангоута при расчете посадки судна.

3) Рассчитывается составляющая изгибающего момента на миделе от сил поддержания на тихой воде по формуле

где	D	–	водоизмещение судна при расчетном состоянии нагрузки (в начале или конце рейса);
	kсп	–	численный коэффициент, принимаемый: kсп = 0,0895·δ + 0,0315.
	δ	–	Коэффициент общей полноты: δ= V/(L·B·T)

4) Определяется величина изгибающего момента на тихой воде в миделевом сечении: М_изг= М_П + M_DW + М_СП.

Таблица 11 Расчет изгибающего момента на миделе от сил дедвейта

Нагрузка	Масса Р i т·с	Плечо | xi |, м	Момент | Мx |, т·м
Топливо
Расходная цистерна
…..
Груз
Трюм № 3 (носовая часть)
Трюм № 3 (кормовая часть)
…..
Сумма	Σ Р i		Σ| Mx |

Если в результате момент будет положительным, судно испытывает перегиб, а если отрицательным – прогиб на тихой воде.

5) Рассчитывается нормативная величина изгибающего момента на тихой воде по формуле

где k₀ – численный коэффициент, принимаемый равным:

а) для сухогрузных судов: 0,0182 при прогибе (если М _изг<0); 0,0205 при перегибе (если М _изг>0);

б)для танкеров: 0,0173 при прогибе; 0,0199 при перегибе.

6) Сопоставляется абсолютная величина изгибающего момента на тихой воде в миделевом сечении с нормативной величиной.

Если |М_изг| < М_доп, общая продольная прочность корпуса судна считается обеспеченной и соответствующий грузовой план с точки зрения прочности удовлетворительным.

Если |М_изг| > М_доп, общая прочность корпуса считается необеспеченной, в связи с чем необходимо принять меры для уменьшения абсолютной величины изгибающего момента.

7) Абсолютную величину изгибающего момента в миделевом сечении при перегибе можно уменьшить перемещением грузов от оконечностей к миделю или приемом балласта в средние цистерны, а при прогибе – перемещением грузов от миделя к оконечностям или приемом балласта в носовые и кормовые цистерны.

После перемещения грузов (приема балласта) необходимо заново рассчитать составляющую изгибающего момента на миделе от сил дедвейта (и от сил поддержания), величину изгибающего момента на тихой воде в миделевом сечении и заново сопоставить абсолютное значение этой величины с нормативной.

Результаты проверки прочности фиксируются в форме таблицы (табл. 12).

Моменты, соответствующие допускаемому перегибу на вершине волны, нулевому изгибающему моменту на тихой воде и допускаемому прогибу на подошве волны, определяются как ординаты точек пересечения вертикали, проведенной через расчетное значение дедвейта, с соответствующими линиями графика.

Таблица 12. Проверка общей продольной прочности

Величины	Единица измерения	Значения на отход	Значения на приход
Дедвейт DW	т
Арифметическая полусумма моментов сил дедвейта	т·м
Момент, соответствующий допускаемому перегибу на вершине волны	т·м
Момент, соответствующий нулевому изгибающему моменту на тихой воде	т·м
Момент, соответствующий допускаемому прогибу на подошве волны	т·м

Практичне заняття №5 (Тема 4 - 2 години). Визначення кількості різнорідного генерального вантажу графо-аналітичним способом при завантаженні судна пр.1557. Технологія перевезення вантажу.

B том случае, когда на судно грузят разнородные грузы, задача полного использования грузовместимости и грузоподъемности решается путем кропотливого подбора грузов таким образом, чтобы их удельный погрузочный объем в среднем равнялся удельной грузовместимости судна.

Если судно перевозит тяжелый груз, то количество погруженного груза на судне

т. e. равно чистой грузоподъемности. Если судно перевозит легкий груз, то

где:	W	–	грузовместимость судна, м3;
	μл	–	удельный погрузочный объем легкого груза, м3/т.

B том случае, когда имеются два разнородных груза с различными удельными погрузочными объемами и можно взять любое количество каждого из них, задача полного использования грузовместимости и грузоподъемности сводится к решению системы уравнений

Умножая первое уравнение на μ_т, или μ_л и вычитая почленно второе уравнение из первого получим

или

где:	Pл	–	масса легкого груза, т;
	Pт	–	масса тяжелого груза, т;
	W	–	грузовместимость судна, м3;
	μт	–	удельный погрузочный объем тяжелого груза, м3/т;
	Dч	–	чистая грузоподъемность, т;
	μл	–	удельный погрузочный объем легкого груза, м3/т.

При большом количестве легких и тяжелых грузов задача значительно усложняется. Решая уравнение, можно сделать расчет для четырех видов разнородных грузов – двух легких и двух тяжелых.

На практике часто задают определенное количество обязательного груза, а оставшуюся кубатуру трюмов заполняют факультативным грузом.

B этом случае расчет производят в следующем порядке: после погрузки обязательных грузов определяют оставшиеся неиспользованными грузовместимость и грузоподъемность судна; рассчитывают по формулам или по универсальному графику комплектации грузов количество факультативных грузов.

Последовательность определения количества разнородного генерального груза графическим способом при загрузке судна рекомендуется выполнять в такой последовательности:

строятся оси координат (по оси абсцисс (ось Х) откладывается чистая грузоподъемность судна D_ч, по оси ординат (ось Y) – грузовместимость V;

проводятся вектора μ (УПО) грузов, используя V=D_ч·μ или D_ч=V/μ;

4426 м³ 3000 т А

											4
							3
					2
	1

0 800 т 1200 т 2000 т 2400 т 3000 т

По этим векторам откладываются массовые и объемные характеристики обязательных грузов, начиная от «0» начала координат и наиболее тяжелого груза (μ –наименьшее), чередуя с наиболее легкими (μ – наибольшее).

Правильная загрузка обычно подразумевает полное использование грузоподъемности и грузовместимости судна. При загранперевозках иногда приходится решать задачу исходя из фрахтовых ставок за перевозку груза и получения наибольшей фрахтовой выручки.

Решить вопрос максимального использования грузоподъемности и грузовместимости судна можно методом, предложенным в работе.

Рассчитав удельную грузовместимость судна по формуле (28), оставшуюся после обязательных грузов:

(28)

находят коэффициент комплектации для каждого факультативного груза:

(29)

где:	μ1	–	удельный погрузочный объем груза, для которого вычисляется К1, м3/т;
	W0	–	грузовместимость, оставшаяся после обязательных грузов, м3;
	m0	–	грузоподъемность, оставшаяся после обязательных грузов, т;

Коэффициенты комплектации суммируются: Κ = ΣΚ₁

Затем находят количество тонн остающейся после обязательных грузов грузоподъемности, приходящееся на единицу суммарного коэффициента комплектации:

(30)

Масса каждой партии факультативных грузов:

(31)

Объем каждой партии факультативных грузов:

(32)

Сумма всех m₁ должна оказаться равной m_о, а сумма всех V₁ – равной V_o.

Анализ результатов загрузки показывает, что разница между объемом грузовых помещений и объемом грузов в них находится в пределах: по генеральным грузам – 5 – 15%, по насыпным и навалочным – 3 – 10%.

При решении вопросов загрузки факультативных грузов желательно знать их фрахтовые ставки, т.к. технические решения не всегда могут давать наилучший коммерческий результат.

Расчет загрузки судна по удельной грузовместимости удобно вести по схеме, приведенной в табл. 2.

Наименование груза
УПО, μ	Коэффициент комплектации	Масса партии	Объем партии	Фрахтовая ставка	Сумма фрахта
			S	Sр=m1·S
Обязательные …..
Факультативные …..
		ΣК1

В таблиці 5.1 представлені варіанти завдань і основні дані. Номер варіанту відповідає останній цифрі шифру студента.

Варіант	Обов’язкові вантажі	Факультативні вантажі
Найменування	ПНО (ω, м3/т)	Маса, т	ПНО (ω, м3/т)	Маса, т
	Цвяхи Метал Кабель в барабанах	0,8 0,5 2,0		Цегла Парфюмерія	1,1 4,8
	Рейки Смола Канат	0,6 1,6 1,2		Цемент Сірники	0,8 5,0
	Залізо Рейки Клоччя	0,4 0,6 4,8		Кожсировина Скло	4,0 1,2
	Цемент в мішках Залізо Гудрон	0,8 0,5 1,7		Обладнання Взуття	0,8 5,0
	Цвяхи Гудрон Кожсировина	0,7 1,7 4,0		Труби Дермантин	1,2 4,0
	Метал Промтовари Фанера	0,4 3,0 2,0		Кабель Рейки	2,0 0,6
	Цукор в мішках Борошно в мішках Пиломатеріали	1,2 1,3 2,2		Пиво в ящ. Метал в пач.	3,8 0,35
	Метал Гудрон Текстиль	0,4 1,7 3,0		Канат Арматура	1,2 0,8
	Рейки Метал Промтовари	0,6 0,5 4,0		Папір в рул. Тютюн	2,6 6,0
	Труби Арматура Автопокришки	1,2 0,8 2,8		Обладнання Взуття	0,8 5,0

Для характеристики технології перевезень вантажів необхідно описати: підготовку вантажів для перевезення; підготовку вантажних приміщень до приймання вантажу, що містить у собі безпечне приймання вантажу, умови які повинні дотримуватися при розміщенні вантажу на судні і під час перевезення; якою інформацією повинні користатися при розміщенні вантажу по судну, коли може бути почате навантаження.

Технологію навантаження вантажу, яке перевантажувальне устаткування можливе використовувати і забезпечення схоронності вантажу під час перевезення, правила а також техніку безпеки й охорону праці при перевантаженні вантажу.