Процесс загрузки судна

Процесс загрузки судна

Введение

Правильно загрузить судно - значит обеспечить его безопасное плавание при одновременном максимальном экономическом эффекте. Расчет грузового плана - серьезная инженерная работа с большим количеством решений, из которых надо выбрать оптимальное для данных условий. При этом само понятие «оптимальное» не всегда может быть однозначным. В одном случае - это наиболее полное использование грузоподъемности и грузовместимости, в другом - получение максимального дохода, в третьем - сохранение судном каких либо заранее заданных характеристик мореходных качеств.

Выработать и рекомендовать все возможные на практике способы достижения оптимальной загрузки судна невозможно. Многочисленность конструктивных типов транспортных судов, широкая номенклатура перевозимых грузов и бесконечное количество возможных их сочетаний, разнообразие направлений и условий перевозок требуют творческого подхода к составлению грузового плана в каждом конкретном рейсе.

Курсовая работа имеет цель закрепления теоретических и практических знаний при самостоятельном решении задач по расчету и оценке мореходных качеств судна как перед загрузкой, так и в процессе и после загрузки судна в порту.

Курсовая работа носит комплексный подход по выполнению теоретических обоснований и производстве расчетов по оценке мореходных качеств судна, а также охватывает основные темы по дисциплине.

Особенностью курсовой работы является то, что процесс загрузки судна это трудоемкий, напряженный и сложный процесс, который в конечном итоге оказывает существенное влияние на следующие качества судна: плавучесть, остойчивость и непотопляемость судна в период рейса, а следовательно, правильная аккуратная и тщательная загрузка судна в порту перед рейсом позволяет добиться такого равновесного положения судна, при котором оно имело бы достаточные плавучесть и остойчивость.

В результате выполнения курсовой работы студент должен приобрести основные сведения о судне, понять его транспортные возможности, уметь производить расчеты по продолжительности рейса и по определению судовых запасов на него. А затем произвести размещение судовых запасов и груза так, чтобы судно после загрузки имело бы достаточные и необходимые показатели по мореходным качествам.

Задание на курсовую работу

1. Расчёт посадки, водоизмещения и остойчивости судна перед загрузкой

.1 Расчёт продолжительности рейса судна

Расчёт продолжительности рейса судна от порта отправления до порта назначения и обратно рассчитывается по формуле:

 (1.1)

Ходовое время (t^/_х) судна от порта отправления до порта назначения рассчитывается по формуле:

 (1.2)

Общее ходовое время (t_х) судна от порта отправления до порта назначения и обратно:

 (1.3)

Стояночное время (t_cт) судна рассчитывается по фактическому времени, затрачиваемому судном на стоянку перед входом в порт, перед проходом проливов, каналов и узкостей. Оно уточняется постоянно от рейса к рейсу и равно: t_cт =40 ч.

Дополнительное время (t_доп) рассчитывается по фактическому времени, затрачиваемому судном на проход каналов, проливов, входа в порт и на выход из порта, а также времени, затрачиваемом на швартовочные операции, которые уточняются от рейса к рейсу и равно: t_доп =120 ч.

Продолжительность рейса судна в сутках от порта отправления до порта назначения и обратно рассчитывается по формуле (1.4):

 (1.4)

Подставим значения величин в формулы:

=7000/17,3=405 часов

=405*2=810 часов

=810+40+120=970 часов

=970/24=40,4 суток

Результаты расчетов сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Составляющих продолжительности рейса (1)

1.2 Расчет судовых запасов на рейс

Судовые запасы (топливо, смазочные масла, пресная вода, продовольствие) рассчитываются:

запас топлива на рейс судна с учетом штормового запаса по формуле:

 (1.5)

запас смазочного масла на рейс судна в% от запаса топлива по формуле:

 (1.6)

запас пресной воды для нужд экипажа, исходя из санитарной нормы в литрах на одного человека в сутки по формуле:

 (1.7)

запас продовольствия для нужд экипажа, исходя из нормы потребления в кг на одного человека в сутки по формуле:

 (1.8)

Общее количество судовых запасов на рейс рассчитывается по формуле:

 (1.9)

Подставим значения величины в формулы и получим:

Р_топл =1,05*8100*970*0,245/1000=2019,7 т

Р_{см. м} =4,2*2019,7/100=84,8 т

Р_пр.в=80*40,4*40/1000=129,2 т

Р_прод=3,4*40,4*40/1000=5,5 т

Р_зап=2019,7+84,8+129,2+5,5= 2239,2 т

Результаты расчета составляющих судовых запасов на рейс судна заносим в таблицу 1. 2.

Таблица 1.2 - Количество судовых запасов на рейс судна

.3 Расчёт водоизмещения судна перед загрузкой

А. Для начальной посадки судна рассчитываются по формулам:

средняя осадка судна

дифферент судна:

₀= Т_н0-Т_к0 (1.11)

отношение дифферента судна к длине судна между перпендикулярами:

 (1.12)

Подставляем значения величин и получим:

Т_{ср 0}=(-0,17+5,82)/2=2.825 м₀= -0,17-5,82=-5,99 м₀=-5,99/173,94= -0,034

Б. С рассчитанным значением средней осадки судна Т_ср0 входим в «Грузовую шкалу» и путём линейной интерполяции определяем значения следующих величин для плотности пресной воды r_пр.в =1.0 т/м³

водоизмещение судна для положения на ровный киль, которое равно:

₀^'=6800 т

число тонн на 1 см осадки судна:

g₀=29,101 т/см

которые исправляются поправкой на плотность морской воды в порту погрузки по формулам:

= ((1,005-1)/1)*6800= 34,0 т (1.13)

= ((1,005-1)/1)*29,101= 0,145 т/см (1.14)

Значение водоизмещения судна  и числа m на 1 см осадки судна g₀ с учетом поправок на плотность морской воды в порту погрузки рассчитываются по формулам:

= 6800+34,0=6834,0 т (1.15)

= 29,101+0,145=29,246 т (1.16)

Подставим значения в формулы:

=34,0 т =0,145 т/см =6834,0 т =29,246 т/см

В. С рассчитанным значением средней осадки Т_ср.0. входим в «Кривые элементов теоретического чертежа судна» и путём линейной интерполяции определяем следующие 17 значений расчётных величин, которые сведены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 - Значения расчётных величин, снятых с «Кривых элементов теоретического чертежа»

Г. Рассчитываем значение момента, дифферентующего судно на 1 см по формуле:

= 253/100*2,825=0,896 т/см (1.17)

Д. По чертежу расположения марок углубления судна путем графических построений определяем:

отстояние носовой марки углубления судна от носового перпендикуляра:

9,55

отстояние кормовой марки углубления судна от кормового перпендикуляра:

4,35

Е. Рассчитываются поправки к водоизмещению судна D_о, определяемому по «грузовой шкале»:

на дифферент судна:

 (1.18)

ДDдиф =100*29,246*(-0,034)*(0,454+(0,896/2*29,246))=-47,23 т

на обводы корпуса судна в оконечностях:

 (1.19)

ДDотв=50*29,246*(-0,034)*(9,55-4,35)=-261,86 т

на изгиб корпуса судна в средней части:

 (1.20)

ДDизг=0,74*29,246*0,454= 9,82 т

где - стрелка прогиба корпуса судна в средней части, измеряемое в сантиметрах и рассчитывается по формуле:

 (1.21)

fo=(2.74-2.825*((9.55-4.35)/2)*(-0.034))*100= 0,454 м

Водоизмещение судна с учётом поправок при начальной посадке:

 (1.22)

Do=6834,0-47,23-261,86+9,82=6534,73 т

Ж. Положение центров величины судна X_со и центра тяжести судна X_g с учётом дифферента судна при начальной посадке рассчитывается по формуле:

центра величины судна:

=2,46+(-0,034)*574=-17,31 м (1.23)

центра тяжести судна:

=-17,31 - (10,85-1,46)*(-0,034)=-16,98 м (1.24)

З. По значению осадки судна в полном грузу по летнюю грузовую марку входят в «Грузовую школу» и путём линейной интерполяции определяем значение следующих величин для плотности пресной воды (r=1,0 т/м³);

водоизмещение судна в полном грузу по летнюю грузовую марку: 29000 т

дедвейт судна в полном грузу на летнюю грузовую марку: 22200 т

число тонн на 1 см осадки судна по летнюю грузовую марку: 34,01 т/см

Эти величины корректируются с учётом поправки на плотность морской воды в порту погрузки:

= 29000*((1,005-1)/1)=144,3 т (1.25)

= 22200*((1,005-1)/1)=110,4 т (1.26)

= 34,01*((1,005-1)/1)=0,169 т/см (1.27)

Значения водоизмещения судна - D_гр, дейдвейта судна DW_гр и числа тонн на 1 см осадки - g_гр в полном грузу по летнюю грузовую марку с учетом поправок на плотность морской воды в порту погрузки рассчитываются:

=29000+144,3=29144,3 т (1.28)

=22200+110,4=22310,4 т (1.29)

= 34,01+0,169=34,179 т/см (1.30)

И. Величина значения чистой грузоподъёмности судна на заданный рейс рассчитывается:

=29144,3 - (6534,73+2239,2)=20370,35 т (1.31)

полученное значение чистой грузоподъёмности судна сравнивается с массой перевозимого груза на заданный рейс:

 20370,35 т>15050 т (1.32)

1.4 Расчёт остойчивости судна перед загрузкой

По окончании расчёта параметров посадки и водоизмещения судна производится расчёт элементов остойчивости судна перед загрузкой:

поперечной h₀ и продольной H₀ метацентрических высот судна по формулам:

 (1.33)

ho=13,36 - (10,85-1,46)=3,97 м

 (1.34)

Но=574,0 - (10,85-1,46)=564,61 м

аппликат метацентров начальной, поперечной Zm и продольной Zм остойчивости судна:

 =13,36+1,46=14,82 м (1.35)

 =574+1,46=575,46 м (1.36)

2. Составление грузового плана загрузки судна

.1