Расчет грузового плана проекта "Сормовский"

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ТЕМА: «Рассчет грузового плана проекта 1557» Сормовский»»

1. Данные о рейсе

Транспортно-эксплуатационные характеристики судна

№п/п	Характеристика	значение
1	Тип судна	Сормовский
2	Проект	1557
3	Длина наибольшая	114,0 м
4	Длина между перпендикулярами	110,0 м
5	Ширина судна	13,2 м
6	Высота борта	5,5 м
7	Осадка судна по ЛГМ в грузу	3,75 м
8	hдн Возвышение дна трюма над основной плоскостью	0,9 м
9	Водоизмещение в грузу по ЛГМ	4426 т
10	Дедвейт	3130 т
11	Грузоподъемность по ЛГМ	3000 т
12	Водоизмещение порожнем	1286 т
13	Скорость в грузу	9 уз.
14	Скорость в балласте	10,5 уз.
15	Экипаж	15 человек
16	Расстояние между портами	1500 миль
17	Осадка судна носом перед погрузкой	0,3 м
18	Осадка судна кормой перед погрузкой	2,1 м
19	Осадка судна на миделе перед погрузкой	1,3 м
20	Абсцисса ЦТ судна порожнем	– 9,85 м
21	Аппликата ЦТ судна до погрузки	4,72 м
22	Плотность забортной воды в порту до погрузки	1,016
23	Плотность забортной воды в порту до выгрузки	1,025
24	Груз	Сахар в мешках
25	Удельный погрузочный объем груза	1,4 м3/т
26	Расход топлива на ходу	5,64 т/сутки
27	Расход пресной воды на 1 человека	0,1 т/сутки

Данные о парусности судна в грузу при осадке 3,75 м:

1	Площадь парусности (при осадке 3,75 м)	460 м2
2	Возвышение центра парусности в грузу над ВЛ	2,7 м
3	Суммарная площадь скуловых килей	40 м2

Расчет ходового времени производится по формуле:

Tx = S /V·24, (1.1)

где S – расстояние между портами;

V – скорость хода судна.

Тх = 1500/9*24 =7,0 сут.

Расчет необходимых запасов на рейс произведем по следующим формулам:

– необходимое количество топлива определяем по формуле:

Pт = Kзт·q·tx, (1.2)

где Кзт – коэффициент запаса топлива Кзт = 1,1;

q – норма расхода топлива на ходу;

tx – время судна в ходу.

Рт = 1,1·5,64·7,0 = 43,4т

– запасы масла принимаем в количестве 5% от количества топлива:

Рм = 0.05·Рт, (1.3)

Рм = 0,05·43,4 = 2,15 т

– запасы пресной воды определим по формуле:

Pв = q·Чэк·tx,  (1.4)

где q – количество воды приходящееся на одного человека экипажа в сутки;

Чэк – количество членов экипажа.

Рв= 0,1·15·7,0 = 10,5 т

Для исключения влияния свободных поверхностей жидкости заполним бортовую цистерну пресной воды вместимостью 10,9 т полностью.

Итого судно на отход будет иметь 10,5 т пресной воды.

Сумму всех запасов найдем по формуле:

Рзн=Рт+Рм+Рв, (1.5)

 

Рзн = 43,4+2,15+10,5= 56,05т

К концу рейса остается 10% от суммарных запасов и плюс остаток пресной воды, которые находятся по формуле:

Рзк = 10·Рзн/100+DРв, (1.6)

где DРв – остаток пресной воды, который равен DРв = 10,9 – 10,5 = 0,4 т

Рзк = 10%·56,05 /100%+0,4 = 6,0т

Распределение грузов и запасов

Данные по грузовым помещениям судна

Запасы топлива размещаем в первую очередь в расходных цистернах, расположенных в районе машинно-котельного отделения (МКО), танках двойного дна и в последнюю очередь в топливно-балластных танках. Танки, как правило, заполняем полностью, чтобы исключить влияние свободной поверхности жидких грузов на остойчивость. Цистерны пресной воды заполняем полностью.

Расчёт положения центра тяжести принятых запасов производим в табличной форме.

Таблица 1.1 – Распределение запасов

Данные о грузовых помещениях

Наименование помещения	Площадь трюма, м2	Зерновая грузовмест. м3	Киповая грузовмест. м3	Абсцисса ЦТ, м Х	Аппликата ЦТ, м Z1	Возвышение днища над ОП, hдн, м	Условный объемный кренящий момент от смещения зерна
Трюм №1	343,3	951	664	33,80	3,65	0,88	219
Трюм №2	433,6	1136	793	15,45	3,5	0,88	255
Трюм №3	439,1	1146	800	-4,18	3,49	0,88	255
Трюм №4	400,0	1064	743	-23,2	3,54	0,88	226
Всего		4297	3000				955

При частичной загрузке трюмов (когда Z<Z1) аппликату центра объема Z по трюмам можно определить по формуле:

(1.7)

Где Vi – объем, занятый грузом: Vi = Р ∙ ω, м^3;

S – площадь трюма, м²;

Р – масса груза, т;

ω – удельный погрузочный объем груза, м³/т;

h_дн− возвышение днища трюма над основной плоскостью, м.

Распределяем груз по трюмам, используя данные грузовых помещений

Таблица 1.2 – Распределение грузов

На основании выполненного распределения запасов и грузов составляем таблицу сводных данных и расчета водоизмещения с указанием координат центра тяжести судна. Эти расчеты представлены в таблице 3.5.

Таблица 1.3 – Расчет водоизмещения

 

Определяем параметры судна до приема балласта

 

На отход	На приход
Для водоизмещения судна после загрузки D = 3493т и плотности воды gи=1,0 т/м3 по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т`ср = 2,91 м.	Для водоизмещения судна после загрузки D =3437 т и плотности воды gи=1,0 т/м3 по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т`ср = 2,85 м.
Грузовая шкала построена для плотности γ≠γи, то следует учесть поправку к средней осадке Т`ср, определённой по грузовой шкале, на плотность воды в порту отхода g = 1,016 т/м3	Грузовая шкала построена для плотности γ≠γи, то следует учесть поправку к средней осадке Т`ср, определённой по грузовой шкале, на плотность воды в порту прихода g = 1,025 т/м3
(1.8)	(1.8)
где g = 1,0 т/м3 – плотность, для которой построена грузовая шкала; Т`ср = 2,91 м – средняя осадка по грузовой шкале при g = 1,0 т/м3; δ = 0,835 – коэффициент полноты водоизмещения; α= 0,863 – коэффициент полноты площади ватерлинии	где g = 1,0 т/м3 – плотность, для которой построена грузовая шкала; Т`ср = 2,85 м – средняя осадка по грузовой шкале при g = 1,0 т/м3; δ = 0,834 – коэффициент полноты водоизмещения; α= 0,862 – коэффициент полноты площади ватерлинии
Tcp1 = 2,91 м – 0,034 м = 2,88 м	Tcp2 = 2,85 м – 0,069 м = 2,78 м
Для средней осадки Tcp1 = 2,88 м из информации по остойчивости для капитана (приложение 1) определяем значение величин: Xc1 = – 0,81 м – абсцисса центра величины; Xf1 = -1,53 м – абсцисса центра тяжести площади ватерлинии; Zc1 = 1,5 м – аппликата центра величины; r1 = 4,82 м – поперечный метацентрический радиус; R1 = 317 м – продольный метацентрический радиус;	Для средней осадки Tcp2 =2,78 м из информации по остойчивости для капитана (приложение 1) определяем значение величин: Xc2 = – 0,79 м – абсцисса центра величины; Xf2 = -1,49 м – абсцисса центра тяжести площади ватерлинии; Zc2 = 1,41 м – аппликата центра величины; r2 = 5,05 м – поперечный метацентрический радиус; R2 = 340 м – продольный метацентрический радиус;
Определяем момент, дифферентующий судно на 1 см по формуле:  (1.9) где D – водоизмещение судна в грузу; H – продольная метацентрическая высота; L – расчетная длина судна (между перпендикулярами).
H1 = R1+Zc – Z g, где Z g – аппликата центра тяжести.	H2 = R2+Zc – Z g, где Z g – аппликата центра тяжести.
H1= 317 + 1,5 − 3,93 =314,5 м	H2= 340 + 1,41 − 3,98 =337,4 м
Определение дифферента судна
На отход	На приход
где Xg1 – абсциса центра тяжести судна.	где Xg1 – абсциса центра тяжести судна.

После загрузки судно получило дифферент на нос. Рекомендуется иметь дифферент на корму в пределах от 0 до -0,5 м. Все судовые запасы находятся в кормoвой части судна, поэтому при движении судна расход судовых запасов приведёт к увеличению дифферента на нос. Кроме того, для уменьшения заливаемости судна при движении на встречном волнении необходимо иметь дифферент на корму. Однако необходимо помнить, что для судов проекта 1557 осадка кормой не должна превышать 4,1 м, иначе будет нарушено требование к высоте остаточного надводного борта при затоплении машинного отделения. Полученные расчеты дифферента удовлетворяют требованию, поскольку дифферент для начала рейса составляет 0,23 м на корму.

Расчет посадки и остойчивости судна на отход и приход выполняется по грузовой шкале и кривым элементов теоретического чертежа и дублируется расчетами по диаграмме осадок носом и кормой.

Расчет посадки судна по грузовой шкале и гидростатическим кривым представлен в таблице 1.4

Таблица 1.4

Наименование величины и формулы	Обозначение	Значение величины
		Отход	Приход
Водотоннажность (т)	D	3493	3437
Абсцисса ЦТ судна (м)	Xg (дополнение 1)	-1,468	-0,855
Плотность забортной воды	Ρ (задание)	1,016	1,025
Осадка судна (м)	T (дополнение 3)	2,88	2,78
Момент, дифф. Судно на 1 см (т/см)	M1 (формула 1.9)	100	105,4
Абсцисса ЦВ судна (м)	Xc (дополнение 1)	-0,81	-0,79
Абсцисса ЦТ площади ватерлинии (м)	Xf (дополнение 1)	-1,53	-1,49
Аппликата поперечного метацентра (м)	Zm* (дополнение 1)	6,32	6,46
Коэффициент общей полноты	δ (дополнение 1)	0,835	0,834
Дифферент судна (м)	d=[D∙(Xg − Xc)/M]/100	-0,23	-0,02
Осадка судна носом (м)	Tн = T – d (1/2 – Xf/L)	3,0	2,79
Осадка судна кормой (м)	Tк = T + d (1/2 + Xf/L)	2,77	2,77

* Zm = Zc + r

Для дальнейших расчетов принимаем значения величин, полученные при расчетах по грузовой шкале и кривым элементов теоретического чертежа.