86254

Проектирование универсального грузового судна

Курсовая

Логистика и транспорт

Универсальные сухогрузные суда в основном предназначены для перевозки генеральных грузов в упаковке, а также негабаритных и тяжеловесных грузов. Они имеют несколько трюмов с большими люками для облегчения погрузочно-разгрузочных работ.

Русский

2015-04-04

1.43 MB

1 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный

технический университет»

ФЭТМТ

Кафедра  «Кораблестроение»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Основы проектирования судов различного типа»

Проектирование универсального грузового судна

Студент группы 7КС-1                                         М. В. Назаров

 

Руководитель проекта                                                     А. Д. Бурменский

2012

Универсальные сухогрузные суда в основном предназначены для перевозки генеральных грузов в упаковке, а также негабаритных и тяжеловесных грузов. Они имеют несколько трюмов с большими люками для облегчения погрузочно-разгрузочных работ. Те грузы, которые не проходят в трюмы, надежно закрепляются на палубе с помощью тросов и специальных приспособлений. Сухогрузные суда оборудованы грузовыми кранами и стрелами для погрузки и разгрузки. Особое внимание при погрузке в трюмы уделяется тому, чтобы избежать малейшего смещения груза, т.к. это может привести к опрокидыванию судна.

Универсальные сухогрузные суда удобны тем, что могут вставать у причалов, не оборудованных перегрузочной техникой и сами производить погрузку и выгрузку.

В последнее время появились устойчивые тенденции в увеличивающихся перевозках негабаритных и тяжеловесных грузов. Это различное оборудование для промышленности и добывающих производств.

Универсальные сухогрузные суда уверенно держат свои позиции в вопросах перевозки грузов, необходимых для бесперебойной работы многих отраслей мировой экономики.

1 Определение основных проектных элементов

Р а с с ч и т а е м  в е с  с н а б ж е н и я :

Р а с с ч и т а е м  и з м е р и т е л и

Рассчитываем мощность главных двигателей

По формуле адмиралтейских коэффициентов :

Р а с с ч и т а е м  P(D):

Определение главных измерений :

О п р е д е л и м  д л и н у  с у д н а  L1:

К о э ф ф и ц и е н т ы  п о л н о т ы  т е о р е т и ч е с к о г о  ч е р т е ж а :

К о э ф и ц и е н т  о б щ е й  п о л н о т ы

К о э ф и ц и е н т  п о л н о т ы  в а т е р л и н и и

З а п и ш е м  и  р е ш и м  с и с т е м у  у р а в н е н и й

(У р а в н е н и е  п л а в у ч е с т и , у р а в н е н и е  о с т о й ч и в о с т и , у р а в н е н и е  в м е с т и м о с т и )

 

С р а в н и м  о т н о ш е н и я  р а з м е р е н и й :

В т о р о е  п р и б л и ж е н и е !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

М а с с а  с т а л ь н о г о  к о р п у с а :

 

П р о в е р я е м  с у м м ы  м а с с

Р а с х о ж д е н и е  п о  а б с о л ю т н о й  в е л и ч и н е

н е  в е л и к о

 

2. Построение Теоретического чертежа

Определим относительную длину судна:

Т.к. у нас сухогруз, то ℓср определяется по следующей формуле:

ср =4,47+0,06ּV ± (0,3)

ср =5,56  ± 0,3

Сравним ℓср с ℓ0 прототипа по графику зависимости относительной длины судна от его скорости из Ашика рис. 9.7. Запишем относительную длину судна ℓ: ℓ = 5,56

Определим длину судна L:

L =

L =

Определим число Фруда Fr:

Fr =

Fr ==0,244.

Т.к. Fr = 0,244 форма ватерлиний у судна будет со средней вогнутостью. Следовательно, шпангоуты в носовой оконечности судна имеют UV – образную форму и диаметральный батекс в подводной части имеет нормальный подрез. В надводной части диаметральный батекс делают наклонным. Корма: Крейсерская U-образные шпангоуты(для повышения эффективности работы ГВ), ВЛ – от выпуклой к S-образной.

Определим коэффициент общей полноты δ:

Из справочника по теории корабля Том1 рис. VIII.2. определяем

δрр в зависимости от Fr. Т. к. у нас Fr = 0,244, то δ = 0,6 – 0,78.

По Я. И. Вайткунскому при Fr=0,244 δрр(Fr) = 0,64, тогда найдём δ

δ = δрр·0,965

δрр = 0,64 0,965 = 0,617.

Т.к.  коэффициент общей полноты  δ =0,616>0,62 то будем использовать минимальную цилиндрической вставку.

Определим коэффициент полноты мидель-шпангоута β.

Из справочника по теории корабля Том1 рис. VIII.3(стр.135). определяем β в зависимости от δрр. Т.к. δрр = 0,64, то β = 0,98.

Определим коэффициент продольной полноты φ:

φ =

φ == 0,66.

Определим коэффициент полноты ГВЛ α:

α = а·φ2/3,

    где а = 0,99 – поправочный коэффициент.

α = 0,98·0,662/3 = 0,74.

Определим абсциссу центра величины xс:

По справочнику теория корабля Том 1 рис. VIII.4., при δ= 0,64 , находим значение относительной абсциссы центра величины .

    Абсцисса центра величины определяется по формуле:

    Длина между перпендикулярами, определяющаяся по формуле:

Lрр примим 130 метров в интервале между (0,96 – 0,97)L.

xс = 130*(-0,012)=-1,516 м.

    xc смещается в корму т.к. судно тихоходное.

Определим осадку T:

Определим осадку судна по формуле

,

где   - отношение ширины к осадке по прототипу(в ргз 1),

=2,75,

.

Определим ширину судна В:

В,

В

Определим отношение :

== 6,51.

  1.  Построение вспомогательных элементов чертежа: ГВЛ, строевой по шпангоутам, баланс – шпангоутов 2½ и 17½ :

Найдем численные характеристики носового и кормового

заострения:

Найдем длину носовой и кормовой оконечности:

Lн =  =  = 65 м.

Lк = L –  = 134.32 – 65 = 69.32 м.

Найдем коэффициенты полноты носовой и кормовой

оконечности:

φн = φ + 2,25·xсopt = 0,66 + 2,25·(-0,0127) = 0,659

φк = φ – 2,25·xсopt = 0,66 – 2,25·(-0,0127) = 0,66.

Найдем геометрические параметры:

xн = (2·φн – 1)·Lн = (2·0,659 – 1)·65 = 21.418 м.

xк = (2·φк – 1)·Lк = (2·0,666 – 1)·69,32 = 22,249 м.

xн1 = φн·Lн = 0,659·65 = 42,422 м.

xк1 = φк·Lк = 0,66·69,32 = 45,780 м.

Определим максимальную площадь строевой по шпангоутам:

ω = β·В·Т = 0,98·20,61*8,13 = 164,208 м2.

Строевая в корме за счет оголения винта всегда вогнутая, как и в

носу.

Найдем численные характеристики носового и кормового заострения для ГВЛ:

Определим коэффициенты полнот ГВЛ в носу и корме:

αн = 0,75· φн + 0,23 ± 0,03

αн = 0,75·0,659 – 0,23 + 0,03 = 0,73

αк =

αк =  = 0,749

Т.к. Fr = 0,244, то наиболее характерны средне вогнутые ветви ГВЛ в носу.

Угол носового заострения выбираем по графику. Он приблизительно равен 11°.

Угол кормового заострения выбирается в зависимости от шпангоутов в кормовой части. Т.к. у нас UV – образные, то угол не должен превышать 25 – 30°.

Форму кормовой ветви ГВЛ рекомендуется выбирать выпуклой.

Определим геометрические параметры:

xн = (2·φн – 1)·Lн = (2·0,659 – 1)·65 = 21.418 м.

xк = (2·φк – 1)·Lк = (2·0,666 – 1)·69,32 = 22,249 м.

Хн1 = αн·Lн = 0,659·65 = 42,422

Хк1 = αк·Lк = 0,66·69,32 = 45,780

Далее определяем радиус скулы:

Rск =  =  = 2,8 м.

Определим ахтерштевень в районе гребного винта.

Ахтерштевень в районе гребного винта определяется в общем случаи    

  следующими геометрическими параметрами:

Зазор между гребным винтом и пяткой ахтерштевня:

m = 0,05·Dv, где

Dv – диаметр винта, определяющийся по формуле:

Dv = 0,7·T,

где Dv = 0,7·8,13 = 5,7 м.

m = 0,05·5,7 = 0,285 м.

Зазор между гребным винтом и корпусом судна:

ℓ = Dv·0,26 = 5,7·0,26 = 1,482 м.

Зазор между гребным винтом и кронштейном гребного винта:

b = 0,45·Dv = 0,45·5,7 = 2,565 м.

3.Рассчитываем Остойчивость судна.

3.1 Расчет начальной остойчивости и остойчивости на больших углах крена

3.2 Определение аппликаты центра тяжести судна

Определим аппликату центра тяжести по формуле (м):

,

где  - составляющая массы судна, т;

 - аппликата центра тяжести i-ой составляющей массы;

 - сумма всех составляющих массу судна,

где Dпор - масса судна порожнем, т;

DW - дедвейт, т.

.

2.3.2 Определение начальной метацентрической высоты

Определим начальную метацентрическую высоту по формуле (м):

где  - метацентрический радиус при угле крена θ = 0°, м

- аппликата центра величины судна при угле крена θ = 0°, м;

- аппликата ЦТ судна, м.

2.3.3 Определение плеч статической остойчивости

Ординаты диаграммы статической остойчивости  , м в широком диапазоне углов крена определим по приближенной формуле Власова-Благовещенского [2]:

,

где  и  - координаты центра величины при наклонении судна на 90°;

 и  - метацентрические радиусы в прямом положении судна и при наклонении на 90°, м;

,,, - вспомогательные функции,

 - возвышение центра тяжести над центром величины судна в прямом положении, м,

.

Величины ,  и  определяются по формулам В.Л. Поздюнина [2]:

;

;

,

где ,, - коэффициенты, для морских транспортных судов, равные:

,

,

;

 - приведенная высота борта, м.

Приведенная высота борта определяется по формуле:

,

где ;  тогда:

Теперь мы можем определить величины ,  и :

,

,

.

После подстановки вычисленных элементов формула Власова – Благовещенского примет вид:

Результаты расчета плеч статической остойчивости представим в виде таблицы 1.5

Таблица 1.5 – Плечи статической остойчивости

θ

10°

20°

30°

40°

50°

60°

70°

80°

90°

l(θ), м

0

0,31

0,6

0,81

0,86

0,67

0,28

-0,37

-0,75

-1,27

Проверка остойчивости судна ведется по диаграмме статической  [7КС1.3.04.00000] остойчивости, в соответствии с требованиями Российского Морского Регистра Судоходства [3].

Требования Правил Российского Морского Регистра Судоходства:

1) максимальное плечо м для судна L=134,24 м при   

2) угол заката диаграммы  ;

3) начальная метацентрическая высота м.;

4)

5)

6)

7) (для судов плавания «река-море»);

Данным требованиям диаграмма статической остойчивости соответствует.

2.3.4 Определение плеч динамической остойчивости

Ординаты диаграммы динамической остойчивости  , м в широком диапазоне углов крена определим по приближенной формуле М.Л. Ольпинского:

,

где ,,, - определенные интегралы от функций ,,,, вычисленные М. Л. Ольпинским.

После подстановки вычисленных элементов формула М.Л. Ольпинского примет вид:

 

Результаты расчета плеч динамической остойчивости представим в виде таблицы 1.6

Таблица 1.6 – Плечи динамической остойчивости

θ

10°

20°

30°

40°

50°

60°

70°

80°

90°

l(θ), м

0

0,03

0,11

0,23

0,38

0,52

0,6

0,61

0,52

0,35

Критерий погоды

Плечо кренящего момента от давления ветра вычислим по формуле:

,

где  - плечо ветрового кренящего момента, без учета порывов,

,

 где  – давление ветра (определяется по таблице в зависимости от района плавания), Па;

,

– площадь парусности, м2;

,

;

– отстояние центра парусности от плоскости ватерлинии, м;

м

 тогда:

Отложим плече  и получим соответствующий ему угол , необходимый для дальнейших построений.

Сравним углы ,  и . Наименьшим из них будет угол заливания палубы , следовательно этот угол и будет ограничивать площадь b на диаграмме статической остойчивости.

Определим амплитуду качки , град по формуле:

где k –  коэфф., уч-ий влияние скуловых килей (равен 1 при их отсутствии)

Х1 – коэфф. равный 0.99 при В/Т=2,41 (определяется по таблице);

Х2 – коэфф., зависящий от коэффициента общей полноты δ, при δ=0,69

Х2 = 0,92 (определяется по таблице);

 r – параметр, определяемый по формуле ():

,

;

 S – параметр определяемый по таблице в зависимости от района плавания и периода качки , который определяется по формуле:

где с – определяется по формуле:

,

;

тогда,

,

,

Критерий погоды определим по формуле:

,

где a и b – площади, обозначенные на диаграмме статической остойчивости

,

.

 Вывод: Диаграмма статической остойчивости и значение подсчитанного критерия погоды  полностью соответствуют требованиям Правил Российского Морского Регистра Судоходства,  следовательно, судно (в грузу) можно считать остойчивым

4.1 Масштаб Бонжана

Масштаб Бонжана рассчитывается по ординатам, приведенным в таблице 3.1, снятые для 0…20 теоретических шпангоутов с проекции «Корпус» теоретического чертежа судна.

Таблица 3.1 – Ординаты для расчета масштаба Бонжана (∆Т=1,5 м)

Номер ватерлинии

Номер теоретического шпангоута

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

0,00

0,00

0,25

0,40

1,25

2,25

3,60

4,90

6,05

6,75

6,75

1

0,00

0,70

1,60

2,90

4,30

5,35

6,55

7,85

8,85

9,40

9,40

2

0,00

0,90

1,85

3,30

4,70

5,90

6,95

8,20

9,15

9,55

9,55

3(КВЛ)

0,00

0,95

2,05

3,60

5,05

6,25

7,35

8,50

9,25

9,55

9,55

4 (ВП)

0,00

1,10

2,35

3,95

5,45

6,50

7,55

8,55

9,30

9,55

9,55

уВП

1,10

2,60

4,00

5,25

6,35

7,30

8,10

8,80

9,35

9,55

9,55

Номер ватерлинии

Номер теоретического шпангоута

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

11

0

6,75

6,60

5,15

3,40

1,90

0,50

0,00

0,00

0,00

0,00

6,75

1

9,40

8,95

7,75

6,50

5,00

3,45

2,10

1,20

0,50

0,00

9,40

2

9,55

9,50

8,90

7,90

6,75

3,15

3,50

2,15

0,90

0,00

9,55

3(КВЛ)

9,55

9,55

9,35

8,90

8,25

7,15

5,45

3,80

1,75

0,00

9,55

4 (ВП)

9,55

9,55

9,45

9,35

9,00

8,60

7,70

6,55

4,80

2,15

9,55

уВП

9,55

9,55

9,55

9,55

9,40

9,30

9,10

8,85

7,60

4,55

9,55

По результатам расчета строится масштаб Бонжана (Приложение I. рисунок 3.1). Следующим этапом расчета является выполнение геометрических построений на масштабе Бонжана. Для заданных ватерлиний определяются площади шпангоутов ωi , и значения заносятся в таблицу 3.1.2.

Таблица 3.1.2 – площади шпангоутов ωi

№ ВЛ

№ шпангоута

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0,00

2,74

7,25

12,93

21,75

29,79

39,78

49,98

58,40

63,30

63,30

2

0,00

9,01

20,77

37,24

57,03

73,82

92,70

112,89

128,96

137,59

137,59

3(КВЛ)

0,00

16,26

36,06

64,28

95,25

121,52

148,76

178,36

201,09

212,46

212,46

4(ВП)

0,00

24,30

53,31

93,88

136,41

171,50

207,17

245,19

273,81

287,33

287,33

№ ВЛ

№ шпангоута

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

11

1

63,30

60,95

50,56

38,80

27,04

15,48

8,23

4,70

1,96

0,00

63,30

2

137,59

133,47

115,83

95,25

73,10

49,19

30,18

17,83

7,44

0,00

137,59

3(КВЛ)

212,46

208,34

187,37

161,11

131,90

97,41

65,26

41,16

17,83

0,00

212,46

4(ВП)

287,33

283,22

261,07

232,65

199,52

159,15

116,81

81,73

43,51

8,42

287,33

 

4.Ходкость

4.1 Расчет зависимости буксировочного сопротивления и буксировочной мощности от скорости судна

Коэффициент полного сопротивления

 

,

где Сост – коэффициент остаточного сопротивления;

Стр.пл. – коэффициент сопротивления трения эквивалентной судну пластины;

Сшер. – корреляционный коэффициент (надбавка на шероховатость);

Св.ч. – надбавка на выступающие части.

Сопротивление воды движению судна (буксировочное сопротивление)       R, кН определяем по формуле

,

где υ – скорость движения судна, м/с;

Ω – площадь смоченной поверхности судна, м2, определяемая по формуле В.А. Семеки

,

Ω = 5305,69.

Учитывая площадь смоченной поверхности выступающих частей принимаем Ω = 5305,69м2.

Буксировочная мощность NR, кВт определяем по формуле

.

Таблица 4.1 – Расчет буксировочного сопротивления и буксировочной мощности судна

Cост определяем на основании данных серии испытаний моделей быстроходных и среднескоростных универсальных сухогрузных контейнерных и трейлерных судов (СССР), 1972.  (Я.И. Войткунский, справочник по теории корабля, том 1, стр. 348).

При расчете сопротивления судна по материалам данной серии с использованием традиционной схемы разделения сопротивления на составляющие коэффициент остаточного сопротивления определяется по формуле:

Коэффициент  снимается с рисунка VII.2 или VII.3 в зависимости от формы носовой оконечности. Коэффициент влияния несоответствия отношения L/B определяется из рисунка VII.4 или VII.5 как отношение значений коэффициента  для расчетного значения L/B и стандартного L/B = 5,64; .

Коэффициент влияния , учитывающий несоответствие расчетного и стандартного значений P/T = 3.5, непосредственно снимается с диаграммы рис. VII.6 (Я.И. Войткунский, справочник по теории корабля, том 1, стр 352).

Результаты расчетов представляются в виде графиков зависимостей R=R(v) (рисунок 4.1) и NR=NR(v) (рисунок 4.2), где v- скорость движения судна в узлах.

рисунок 4.1. график зависимости R=R(v)

Рисунок 4.2. график зависимости NR=NR(v)

4.2 Предварительный выбор диаметра гребного винта и частоты вращения

Надбавка к буксировочному сопротивлению, кН

,

где  - коэффициент, учитывающий надбавку к буксировочному сопротивлению.

Для судна с дедвейтом свыше 7000 т - =1,25

.

Число гребных винтов определяется из условия передачи мощности, при  кВт принимается .

Диаметр гребного винта предварительно задается D=Dmax.

Dmax=5,48 м.

Выполняем расчет гребного винта в первом приближении.

Определяем коэффициент попутного потока для одновального судна с U-образной формой шпангоутов в корме и δ < 0,6

,

.

Определяем коэффициент засасывания:

,   

где .

kф – форм-фактор, определяемый по формуле:

.

Численно:

.

С учетом полученных коэффициентов вычисляем упор гребного винта, кН:

,

.

Для выбора числа лопастей рассчитываем  по правилу Э. Э. Папмеля коэффициент упора-диаметра:

,

где - скорость обтекания движителя.

.

Согласно правилу Э. Э. Пампеля при > 1,5 принимаем число лопастей

z = 5.

Рассчитываем гребной винт во втором приближении.

Рассчитываем коэффициент засасывания во втором приближении по формуле:

,

.

Вычисляем упор гребного винта во втором приближении:

.

Условие отсутствия первой стадии кавитации (по Келлеру):

,

где - глубина погружения оси гребного вала в месте расположения гребного винта, м;

;

.

.

Условие обеспечения прочности при заданной относительной толщине сечения лопасти в самом широком месте:

,

где  m – коэффициент, характеризующий нагрузку лопасти;

 - заданная относительная толщина сечения лопасти в самом широком месте.

.

Принимаем дисковое отношение .

Вычисляем расчетную скорость воды в диске гребного винта, м/с:

,

.

По диаграмме при z=5,  в зависимости от величины  определяем относительную поступь винта, коэффициент полезного действия, шаговое отношение:

,

,

.

Оптимальная частота вращения, Гц

,

.

Мощность, подведенная к винту, кВт:

,

.

4.3 Выбор главного двигателя

Потребную мощность (эксплуатационную) главного двигателя определяем по формуле:

,

где - потребная мощность главного двигателя, кВт;

        - КПД валопровода.

.

Определяем номинальную мощность Nном, которая больше рассчитанной эксплуатационной на 6-8 %:

Nном = 8281,49*1,06 = 8778,25 кВт

Выбираем двигатель по каталогу :

марка   L87GF (ДКРН 67/170)

мощность Nном = 9020 кВт;

число цилиндров 5;

частота вращения 94 об/мин.

Устанавливаем редуктор на уменьшение количества оборотов.

4.4 Расчет гребного винта, обеспечивающего полное использование мощности выбранного двигателя, и определение достижимой скорости хода

Определяем верхнюю границу достижимой скорости по формуле:

,

где - верхняя граница достижимой скорости, уз.

.

Расчет производится в табличной форме (табл. 4.2), где последний столбец, заполняется после ее определения по результатам расчетов в предыдущих трех столбцах.

Таблица 4.2 -  Расчет гребного винта во втором приближении

Обозначения величин

Численные значения

1

2

3

4

5

1.  уз.

17,35

15,75

14,75

16,00

2. , м/с

5,95

5,40

5,05

5,48

3. ,кН

542,00

446,00

393,00

515,00

4. , кН

677,50

557,50

491,25

643,75

5. ., кН

820,68

675,32

595,07

779,80

6. 

0,80

0,77

0,74

0,75

7. 

0,62

0,63

0,62

0,61

8. 

0,65

0,63

0,62

0,61

9. , м

4,72

4,43

4,22

4,66

10. D, м

4,66

4,66

4,66

4,66

11. 

0,65

0,63

0,62

0,61

12. 

0,43

0,46

0,49

0,43

13.  по диаграмме

0,55

0,54

0,52

0,54

14. Пропульс. КПД

0,64

0,66

0,64

0,67

15. по диаграмме

0,80

0,81

0,79

0,80

16. , кВт

9137,04

6951,17

5901,71

8078,48

 По результатам расчетов строится график зависимости         (рисунок 4.3), по которому при заданном  определяется величина достижимой скорости . Значение этой скорости заносится в последний столбец таблицы 4.2, и расчет повторяется.

Рисунок 4.3. график зависимости

Параметры гребного винта во втором приближении:

=4,66 м;

=0,80;

0,61;

0,54.

4.5 Расчет характеристик гребного винта за корпусом судна и расчет зависимости частоты вращения и потребной мощности от скорости судна

Предварительно определяется условный шаг гребного винта , равный величине относительной поступи нулевого упора для данного гребного винта. Он определяется по точке пересечения линии  с осью абсцисс на соответствующей диаграмме.

=0,80

Вычисляется коэффициент засасывания на швартовах по формуле:

,

где  и  берутся для режима полного хода.

Расчет характеристик гребного винта за корпусом судна ведется в табличной форме (табл. 4.3)

Таблица 4.3. Расчет характеристик гребного винта за корпусом судна

Обозначения величин

Численные значения

1.   (задаемся)

0,00

0,30

0,60

1,03

2.

0,00

0,45

0,90

1,54

3.

1,00

0,71

0,41

0,00

4.

0,07

0,10

0,17

0,00

5.  по диаграмме

0,00

0,35

0,62

0,00

6.  по диаграмме

0,00

0,35

0,62

0,00

7.

0,43

0,32

0,18

0,01

8.

0,06

0,05

0,03

0,01

9.

0,00

0,48

0,77

0,00

10.

0,00

0,79

2,13

0,00

По результатам расчетов в таблице 4.3 строятся графики зависимостей коэффициентов , , , , ,  от  и (рисунки 4.4 и 4.5 соответственно)

Рисунок 4.4. график зависимости коэффициентов  , , , , ,  от

Рисунок 4.5. график зависимости коэффициентов  , , , , ,  от

Расчет зависимостей числа оборотов и мощности от скорости судна производится согласно формулам таблицы 4.4.

Таблица 4.7 – Расчет зависимости числа оборотов и мощности от скорости судна

Обозначения величин

Численные значения

1. , уз.  Задаемся

15,00

16,00

16,20

16,30

16,40

2. , м/с

5,14

5,48

5,55

5,59

5,62

3. , кН

420,00

498,00

527,00

541,00

572,00

4. , кН

525,00

622,50

658,75

676,25

715,00

5.

1,59

1,55

1,53

1,52

1,49

6.

0,660

0,665

0,665

0,655

0,645

7.

0,44

0,44

0,44

0,44

0,43

8.   по графику

0,525

0,527

0,527

0,525

0,520

9. Пропульс. КПД

0,65

0,65

0,65

0,65

0,64

10. , Гц

2,51

2,66

2,69

2,75

2,81

11. , кВт

6352,98

8004,52

8576,53

8892,46

9550,65

По результатам расчетов строятся графики зависимостей  и  от  – скорости судна в узлах, что и является целью данного расчета (рисунки 4.6 и 4.7 соответственно)

Рисунок 4.6 график зависимости N(v)

3.1 Построение эпюры ёмкости

Эпюру ёмкости строим с помощью данных теоретического чертежа и чертежей общего расположения судна.  Строевую по шпангоутам строим по данным чертежа масштаба Бонжана.  Площади бака и юта вычисляем по данным проекции «корпус» теоретического чертежа.

При построении эпюры ёмкости учитываем следующие группы помещений:

I – грузовые помещения;

II – отсеки второго дна, двойных бортов, пиков;

III – машинное отделение;

IV – помещения бака и юта.

 3.2 Расчет вместимости

При расчете вместимости использованы следующие обозначения:

;

,

где  - вместимость, м3;

, - координаты центров объёмов, м.

,т·м

Таблица 2.6 – Вместимость судна

группа

Название помещения

Wт, м3

x, м

y, м

Мх,т·м

Мy,т·м

I

2

Грузовой трюм №1

2261

33,64

0

76060,04

0

I

3

Грузовой трюм №2

2478

10,12

0

25077,36

0

I

4

Грузовой трюм №3

2399

23,77

0

57024,23

0


Продолжение таблицы 2.6

группа

Название помещения

Wт, м3

x, м

y, м

Мх,т·м

Мy,т·м

II

4

Отсек форпика

192,10

52,84

0,00

10405

0

II

10

Отсек второго дна

42,77

47,25

0,00

2071

0

II

2

Отсек диптанка

222,39

47,25

0,00

10770

0

II

11

Отсек второго дна

317,34

34,64

0,00

11267

0

II

20

Отсек двойных бортов

343,04

34,64

7,30

6090

1283

II

12

Отсек второго дна

149,41

18,11

0,00

2774

0

II

21

Отсек двойных бортов

158,04

18,11

7,30

1467

591

II

13

Отсек второго дна

143,43

10,06

0,00

1478

0

II

22

Отсек двойных бортов

151,68

10,06

7,30

782

567

II

23

Отсек второго дна

147,47

-4,94

0,00

-747

0

II

14

Отсек двойных бортов

155,95

-4,94

7,30

-395

583

II

24

Отсек второго дна

34,28

-34,55

0,00

-1214

0

II

3

Отсек диптанка

229,30

-38,55

0,00

-9060

0

II

4

Отсек диптанка

176,55

-38,55

0,00

-6976

0

II

6

Машинное отделение

810,24

-48,24

0,00

-40067

0

III

15

Помещения бака

611,25

52,84

0,00

33104

0

IV

17

Помещения юта

834,18

-54,26

0,00

-46398

0

  

Грузовместимость судна определим как сумму вместимостей грузовых трюмов судна, м3:

,

.

5.Расчет удифферентовки судна в грузу и балласте.

Относительная абцисса ЦВ Хс;

ХсL=-0,022; Lp=.

Абсолютная абцисса ЦВ Хс,м; .

Удифферентовка в грузу при Хс=-2,879 (от миделя).

Сталь: Рст=2450

Xст=

Поперечные перебоки:

Рпп=120,83

Хпп=2,612

Оконечности:

Ро=131,28

Хо=-6,66

Палуба бака и юта:

Рбю=16,78

Хбю=2,089

Местные конструкции:

Рмк=271,37

Хмк=-7,313

Фундаменты и подкрепления:

Рф=56,72

Хф=-16,976

Общеуровневые надстройки, рубки:

Рнр=78,35

Хнр=-46,8

Пассажирские надстройки и рубки:

Рнрп=0; Хнрп=0

Защитные покрытия:

Рзп=26,33

Хзп=-5,61

Конструктивные и защитные материалы:

Ркз=3,122

Люковые закрытия:

Рл=290,790

Хл=4,8

Грузоподъемные устройства:

Ргп=78,59

Хгп=13,591

Спасательные устройства:

Рсп=4,52

Хсп=-38,19

Общесудовые системы:

Рос=84,62

Хос=-19,588

Якорно-швартовные устройства:

Ряш=74,73

Хяш=40,87

Прочее оборудование корпуса:

Рпр=389,597

Хпр=-24,81

Оборудование корпуса:

Рок=2050

Хок=

ЭУ

Рэу=298,42

Хэу=20,5

Инвентарное снабжение и запчасти:

Рис=8,71

Хис=26,87

Постоянные жидкие грузы:

Ржг=33,64

Хжг=-19,54

Воздух в корпусе:

Рв=9,21

Хв=-11,753

Водоизмещение порожнем:

Dп=4280,192

xDп=

Запасы топлива и смазочного масла при расположении топливных цистерн в зоне М.О.

Ртм=2500

Хтм=-20,87

Запасы экипажа и пассажиров, расходные материалы общесудового снабжения.

Рэзп=0,01

Хэзп=-20,83

Груз трюмный:

Ргрт=9000

Хгрт=6,02

дедвейт:

DW=11500

xDW=

Водоизмещение в грузу:

D=15780

Xgt=

Удифферентовку судна в грузу можно считать обеспеченной т.к Хс=Xgt

Удифферентовка в балласте (от миделя)

Tк=4,69, т.к. Dopt=4,69м

Tн=0,03Lp=3.91м

Tср=

Водоизмещение судна в балласте:

Dб=P*

Дедвейт судна в балласте DWб,т

DWб=Dб-Dп=3323,49т

Масса балласта при 10% запасов топлива:

Pбл=DWб-0,5Ртм*Рэу

Рбл=2073,49

Абцисса ЦВ судна в балласте Хбл,м

Хбл=2.09

Абцисса ЦТ балласта при 10% запасах топлива:

Хбл=

ЦТ массы балласта должен находиться в районе 9 теоретического шпангоута при размещении его в цистернах двойного дна и борта.

Рбл=Dбл-Dп-0,1Pсэз-0,1(Рпров.+Рпр.воды)-Рэю=2525,24т

Рбл – необходимое количество балласта для обеспечения посадки судна.


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

13

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

8

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

38

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

39

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

40

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

12

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Кафедра Кораблестроения

9

Листов

Лит.

2. Построение элементов чертежа: ГВЛ, строевой по шпангоутам, баланс – шпангоутов 2½ и 17½ :

Тарануха Н.А.

Утв.

Н. Контр.

 Т.контр.

Бурменский А.Д.

Провер.

Назаров М.В.

Разраб.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

5

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

10

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

9

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Утв.

Н. Контр.

 Т.контр.

Бурменский А.Д.

Провер.

Назаров М.В.

Разраб.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

35

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

21

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

3

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

37

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

36

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Кафедра КС

Листов

Лит.

3 Вместимость

Изм.

Кафедра Кораблестроения

Листов

Лит.

3 Расчет и проверка непотопляемости судна

Тарануха Н.А.

Утв.

Н. Контр.

 Т.контр.

Бурменский А.Д.

Провер.

Назаров М.В.

Разраб.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

20

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Разраб.

Назаров М.В.

Провер.

Бурменский А.Д.

 Т.контр.

Н. Контр.

Утв.

Тарануха Н.А.

4. Расчеты ходкости судна

Лит.

Листов

Кафедра КС

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

23

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

27

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

28

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

29

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

30

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

32

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

33

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

Тарануха Н.А.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

34

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.04.0000ПЗ

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

31

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

17

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ

19

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

7КС1.2.00.00.0000ПЗ

7КС1.3.00.00.0000ПЗ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16326. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА ПРИ ПОМОЩИ МИКРОСКОПА 137.5 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА ПРИ ПОМОЩИ МИКРОСКОПА Теоретическая часть В основе определения показателя преломления стекла в данной работе используется один из фундаментальных законов геометрической оптики: закон преломления света. Согласно ...
16327. ИЗУЧЕНИЕ МИКРООБЪЕКТОВ ПРИ ПОМОЩИ МИКРОСКОПА 259.5 KB
  Лабораторная работа ИЗУЧЕНИЕ МИКРООБЪЕКТОВ ПРИ ПОМОЩИ МИКРОСКОПА Теоретические основы эксперимента Принцип действия микроскопа основан на формировании увеличенного изображения исследуемого объекта за счет увеличения угла зрения линзами. На рис.1 показан ход ...
16328. Поляризация света. Лабораторный практикум по общей физике 648.5 KB
  Поляризация света Лабораторный практикум по общей физике Оптика Содержание Часть I Теоретические основы эксперимента Электромагнитная природа света. Уравнения Максвелла Поперечность световой волны и поляризация света Поляризация при отражении
16329. Программирование алгоритмов линейной структуры 131.5 KB
  Лабораторная работа № 1 Программирование алгоритмов линейной структуры Цель: приобретение навыков программирования алгоритмов линейной структуры с помощью подпрограммыфункции вычисляющей значение арифметических выражений. Индивидуальные варианты лаборатор
16330. Программирование алгоритмов разветвляющейся структуры 293 KB
  Лабораторная работа № 2 Программирование алгоритмов разветвляющейся структуры Цель: приобретение навыков программирования алгоритмов разветвляющейся структуры с помощью пользовательской подпрограммыпроцедуры где на определенном этапе производится выбор очеред...
16331. Программирование алгоритмов ветвлений со многими вариантами 54.5 KB
  Лабораторная работа № 3 Программирование алгоритмов ветвлений со многими вариантами Цель: приобретение навыков программирования алгоритмов ветвлений со многими вариантами с помощью пользовательской подпрограммыфункции позволяющей выбрать необходимый вариант из...
16332. Программирование алгоритмов циклической структуры 128.5 KB
  Лабораторная работа № 4 Программирование алгоритмов циклической структуры Цель: приобретение навыков программирования алгоритмов циклической структуры с помощью подпрограммыпроцедуры позволяющую вычислять сумму произведение конечного ряда с помощью операторо
16333. Табулирование функции 209.5 KB
  Лабораторная работа № 5 Табулирование функции Цель: приобретение навыков программирования вычисления значений функции вида y=fx на промежутке [ab] с шагом h и z=fxy на промежутке [ab] и [cd] с шагом hx и hy с помощью пользовательской подпрограммыпроцедуры. Индивидуальные в
16334. Одномерные массивы 60 KB
  Лабораторная работа № 6 Одномерные массивы Цель: приобретение навыков программирования обрабатывать последовательности с помощью пользовательской подпрограммыпроцедуры. Индивидуальные варианты лабораторной работы № 6 представлены в таблице 22 Таблица 22 ...