Грузоподъемность

4.2 Грузоподъемность

Чистая грузоподъемность судна Р_гр определяется по полезным объемам всех грузовых помещений, поделив их на суммарный объем на заданный удельный погрузочный объем.

Σ W_тр 5259,32

Р_гр = ———— = ————— = 2842,88 т,

q 1.85

где Р_гр - чистая грузоподъемность судна, т;

Σ W_тр – суммарная киповая вместимость трюмов судна, м³;

q – удельный погрузочный объем, м³/т (задан равным 1.85 м³/т).

Дедвейт определяем поформуле:

DW = s_*Р_гр , т,

где s – коэффициент, значение которого приблизительно определяется по формуле:

2.5_*10^-6_*R_*V_s² 2.5_*10^-6_*5050_*15.8²

s =1.02 + —————— = 1.02 + ———————— = 1.079

Р_гр^0.5 2842.88^0.5

где R – дальность плавания ( R = 5050 м.миль);

V_s – эксплуатационная скорость (V_s = 15,8 узлов).

Данный коэффициент должен составлять не менее 1,15, поэтому для расчета принимаем s = 1,15. Тогда определим дедвейт:

DW = 1,15*2842,88 = 3269,312 т

9

4.3 Водоизмещение и расчетная осадка

Водоизмещение судна Δ определяется суммированием веса порожнего судна и дедвейта:

 Δ = LW + DW,

где LW – вес порожнего судна, определяемый по формуле:

LW = (0,176-0,0003*L)*L*B*D = (0,176-0,0003*98)*98*14*6,67 = 1341,57 т ,

где L – длина судна, м;

В – ширина судна, м;

D – высота борта, м.

Тогда определяем водоизмещение:

Δ = 1341,57+3269,312 = 4610,882 т

Соответствующее значение осадки можно определить из уравнения плавучести в виде:

Δ = γ*с_b*L*B*d,

где с_b – коэффициент общей полноты, с_b = 0,7

γ – удельный вес морской воды, γ = 1,025 т/м³.

Тогда получим:

Δ 4610.882

d = —————— = ——————— = 4.684 м

γ*с_b*L*B 1.025*0.7*98*14

4.4 Грузовой размер

Грузовой размер упрощенно может быть представлен в виде прямой линии, которая проводится через точку А, отстоящую от оси на высоте 0,12d, и точку В.Данный график представлен на рисунке1.

d,м

В

d

d_конт

А

0 Δ_конт  Δ Δ, т

рис.1

10

4.5 Мощность СЭУ и запас топлива

4.5.1 Мощность гребной установки

Мощность гребной установки определяется по формуле:

 N_букс

N_e  = ——, кВт

η_п

где N_e  - мощность гребной установки, кВт;

N_букс – буксировочная мощность (с учетом выступающих частей), кВт;

η_п – пропульсивный коэффициент.

4.5.2 Буксировочная мощность

Буксировочная мощность определяется для эксплуатационной скорости V_э так:

 ρ V_э

N_букс = ξ* — * V_э²*Ω* — *0,736, кВт

2                    75

где ρ – массовая плотность морской воды (ρ = 104,5 кг*с²/м⁴);

V_э = 15.8*0.514 = 8.12 м/с – эксплуатационная скорость судна в м/с;

Ω – смоченная поверхность, м²;

ξ – коэффициент полного сопротивления, который определяется по формуле:

ξ = ξ_r + ξ_f + ξ_n + ξ_a,

ξ_f  - коэффициент сопротивления трения, который определяется по графику согласно заданной скорости V_s = 15.8 узлов. ξ_f  = 1,62*10^-3 = 0,00162;

ξ_r – коэффициент остаточного сопротивления, определяемый по графикам работы Guldhmmer H.E. и Harvald S.V., на которых ξ_r дан в виде функции коэффициента продольной полноты с_р, числа Фруда Fr, а также отношения Lпп/³√∇.

с_b 0.7

с_р = —— = —— = 0.71,

с_m 0.985

где с_m = 0,985 – коэффициент полноты мидель-шпангоута,

V_э 8.12

Fr = ———— = ———— 0.262,

√gL √9.8*98

Тогда согласно графику ξ_r = 1,8*10^-3 = 0,0018.

Значение надбавки на шероховатость определяется по таблице8:

Таблица8

Длина судна Lпп , м	Надбавка на шероховатость ξn *103
100	0,4
150	0,2
200	-,1

Таким образом, ξ_n = 0,4*10^-3 = 0,0004,

Надбавка на выступающие части ξ_a принимается равной ξ_a = 0,45*10^-3 = 0,00045.

Тогда получим:

ξ = 0,0004+0,0018+0,00045+0,00162 = 0,00427;

Смоченная поверхность для судов с коэффициентом полноты с_b > 0,65 определяется по формуле В.А. Семеки:

Ω = L*d*[ 2.0+1.37*( с_b –0.274)*B/d] , м²

Ω = 98*4.684*[2.0+1.37*(0.7-0.274)*14/4.684]=1718.79 м²;

11

Таким образом, можно рассчитать буксировочную мощность:

104,5 8,12

N_букс = 0,00427* —— * 8,12²*1718,79* —— *0,736 = 2014,752 кВт

2                                    75

4.5.3 Пропульсивный коэффициент

Значение пропульсивного коэффициента может быть определено по формуле:

η_п =η_{0 *}η_р* η_k* η_в ,

где η₀ – практически достижимое значение ККД гребного винта на свободной воде для одновинтового судна, η₀ = 0,98 – 0,55* с_b = 0,595;

η_в – значение КПД гребного вала при кормовом расположении машинного отделения, η_в = 0,99;

η_р – КПД редуктора, η_р = 0,98;

η_к – коэффициент влияния корпуса одновинтового судна, определяется по формуле:

1 – t 1 - 0.18

η_к = ———— = ———— = 1.17

1 – w 1 - 0.3

причем w – коэффициент попутного потока, w = 0,5* с_b – 0,05 = 0,3 – для винта, расположенного в диаметральной плоскости;

t –коэффициент засасывания для расчетного режима работы для гребного винта в диаметральной плоскости, t = 0.6*w = 0.18.

Таким образом, получим:

η_п = 0,595*0,98*0,99*1,17 = 0,675.

Исходя из полученных данных, определим мощность гребной установки:

2014,752

N_e  = ———— = 2984,818 кВт.

0,675

4.5.4 Запас топлива

Вес топлива и смазки Р_т определяется по формуле:

N*R 2.9848*5050

Р_т = ( 1+ζ )*q_т*0,85*———— = ———————— =165,424 т,

(V_s*10³) 15,8*1000

где q_т – удельный расход топлива и смазки на все нужды на ходу, который принимается равным 170 кг/(МВт*ч) для МОД;

ζ – коэффициент резерва, который учитывает работу вспомогательных механизмов в портах, а также задержки в рейсе вследствие погодных и навигационных обстоятельств, принимается равным 0,2;

N – суммарная максимальная продольная мощность главных двигателей, МВт.