Выбор основных элементов проектируемого судна

4.1 Определение водоизмещения проектируемого судна в первом приближении

Уравнение масс является аналитическим выражением равенства массы судна к сумме масс, входящих в его нагрузку.

D = , (3.1)

где D – массовое водоизмещение судна, т;

m_i – составляющие нагрузки.

Уравнение (3.1) для случая, когда задан дедвейт можно записать:

, (3.2)

,

,

,

где q_ко – измеритель масс корпуса-оборудования; p_зв - измеритель запаса водоизмещения; p_M – измеритель масс механизмов; - скорость;

Са – адмиралтейский коэффициент; D – водоизмещение.

Измерители масс, адмиралтейский коэффициент, коэффициент общей полноты принимаем по прототипу.

,

,

,

.

Коэффициенты a, b, c:

,

,

Тогда уравнение (3.2) запишем:

0,696 D -0,294 -4200=0.

Решая это уравнение методом итерации получаем водоизмещение в полном грузу D=6177т

4.2 Определение главных размерений судна в первом приближении.

После определения водоизмещения судна переходим к определению главных размерений: L, B, T, H и коэффициентов полноты , при этом можно воспользоваться уравнением плавучести:

(3.3)

и соотношениями главных размерений судна-прототипа.

, , , .

Для проектируемого судна соотношения главных размерений и коэффициент общей полноты в первом приближении примем такими же, как у судна-прототипа.

Тогда главные размерения проектируемого судна:

Назначаем ширину судна 16м, с учетом размещения контейнеров в трюме.
Тогда:

;

;

.

Мощность главных двигателей определяем как:

Для обеспечения общей продольной и общей поперечной прочности судна, Правила Регистра регламентируют соотношение главных размерений для

района плавания R1_: L / Н < 19;

В / Н < 2,5.

L ₁ / Н ₁ < 11,6;

В ₁ / Н ₁ < 2, 2 – что удовлетворяет Правилам [1]

Коэффициент общей полноты зависит от относительной скорости судна.

=0,646…0,886

Принятые соотношения главных размерений удовлетворяют требованиям Правил.[1]

δ=0,739 попадает в рекомендуемый диапазон.

4.3 Определение контейнеровместимости.

По выбранным размерениям необходимо определить количество контейнеров по высоте и ширине судна. Для этого воспользуемся схемой поперечного сечения судна приведенной на рисунке 4.1.

Высота двойного дна h_дд определяется формулой.

h_дд^min=

Назначаем высоту двойного дна 1000 мм.

Используя опыт проектных организаций и размещение контейнеров по ширине и высоте, выбираем ширину двойного борта и высоту комингса грузового люка

Согласно схеме, расположенной на рисунке 4.1, в трюме по ширине будет расположено 5 контейнеров в 3 яруса. Такое расположение контейнеров соответствует выбранным размерениям.

4.4 Проверка минимальной высоты надводного борта

Согласно «Правил о грузовой марки морских судов» базисный надводный борт проектируемого судна должен быть не менее 876 мм.

Правила определяют поправки к базисному надводному борту:

для судов <100 м базисный надводный борт увеличивается на:

Δ₁=7,5(100-L)(0,35-Е/L)=17 мм,

где Е/L= 0,2 отношения длины надстройки к длине судна.

Если δ>0,68 то Н_нб^б умножаем на k.

k= ,

так как Н>L/15, тогда

Δ₂=()R=283 мм.

С учетом поправок минимальный надводный борт:

F_min=F^б_min· k+Δ₁+ Δ₂=876·1,04+17+283=1211 мм

Надводный борт проектируемого судна равен;

F_нб=Н-Т+S=7300-6000+12=1312 мм.

F_нб> F_min, что удовлетворяет требованиям Правил[1].

4.5 Нагрузка масс проектируемого судна.

Рассчитаем укрупненную нагрузку масс в таблице 4.1.

Рассмотрим составляющие дедвейта:

- m₁₄ раздела нагрузки;

-масса экипажа; -масса провизии;

-масса питьевой воды; -масса отходов

=

- масса переменных жидких грузов;

Масса топлива, масла и питательной воды:

,

где ;

;

- удельный расход топлива;

- мощность;

- автономность в часах.

Масса груза: .

Таблица 3.1

Нагрузка масс проектируемого судна в первом приближении

№ п/п	Наименование раздела	Формула	Масса, т
	Корпус оборудованный
	Механизмы
	Запас водоизмещения		123,5
	Водоизмещение порожнем
	Экипаж, провизия, вода, расходы
	Груз перевозимый
	Топливо, масло, питательные воды
	Переменные жидкие грузы
	Дедвейт
	Водоизмещение в грузу

Несовпадение нагрузки масс и D составляет:

Δ= ·100<0,5

Δ= <0,5-менее 0,5%, второе приближение не требуется.

Корректировка запаса водоизмещения

Так как расхождение между нагрузкой масс и водоизмещением менее 0,5 %, то корректировку произведем за счет запаса водоизмещения. т

4.6 Расчет коэффициентов полноты.

Коэффициент полноты ватерлиний можно расчитать по формуле

α=0,98δ^1/2±0,06,

α+0,06=0,902,

α -0,06=0,782,

α= 0,782...0,902.

Принимаем α= 0,900.

Коэффициент полноты мидельшпангоута можно расчитать по формуле:

β=1,014δ^1/12±0,004,

β+0,004=0,993,

β-0,004=0,984,

β=0,984...0,993.

Принимаем β=0,993

Получаем: α= 0,900 и β=0,993.

4.7 Определение удельной погрузочной кубатуры.

Удельную погрузочную кубатуру можно определить из уравнения вместимости.

LBH= ,
где δ_тр - коэффициент полноты трюма (0,93-0,97) принимаем равный 0,95.

µ_гр - удельная погрузочная кубатура

ξ - коэффициент, учитывающий проходы, трапы и места не занятые грузом

(0,08-0,1) принимаем равный 0,1

λ - отношение длины трюмов к длине судна (0,7-0,76) принимаем равный 0,73

χ - коэффициент, учитывающий объем, занимаемый набором, двойным дном и двойными бортами, в районе трюмов (0,18-0,24) принимаем равный 0,2.

Тогда выражаем

µ_{гр= = =}1,23 м³/т

4.8 Анализ полученных результатов.

На основании проведенных расчетов получаем следующие основные характеристики:

L=85м; B=16м; H=7,3м; T=6м;

D=6177т; N=1436 кВт; α=0,900; δ=0,739; β=0,993

И соотношения главных размерений:

Выбранные главные размерения соответствуют Правилам[1].