Расчёт критериев рациональной загрузки судна
Введение
В данной курсовой работе рассмотрено решение
сложной задачи рациональной загрузки судна с соблюдением требований его
мореходных качеств, сохранности перевозимого груза, максимального использования
грузовместимости и грузоподъёмности в соответствии с условиями данного рейса.
Для выполнения этих требований было обеспеченно:
· Сохранение необходимой остойчивости, прочности и
дифферента судна;
· Наиболее выгодное использование
грузовместимости и грузоподъёмности судна;
· Безопасность плавания судна;
· Гидрометеорологическая и
навигационная характеристика района перехода и портов захода;
Задание
Порт погрузки:
Владивосток
Порт выгрузки:
Провидения
Сезон плавания:
Лето
Обязательные грузы:
Мясо говядина 2000 т.
(полутуши).
Масло сливочное 336.7 т. (ящики).
Субпродукты 351.3 т. (ящики).
1. Гидрометеорологическая и навигационная
характеристики перехода и портов захода
Переход осуществляется из Владивостока через
Японское море, пролив Цугару, Охотское море, вдоль Курильских островов, и
Берингово море. Ниже рассмотрены гидрометеорологические и навигационные
особенности этих районов перехода, характеристики порта Находка и других
крупных портов встречающихся в пути следования (на случай штормов или других не
благоприятных факторов), а также некоторые меры по контролю за состоянием и
сохранностью груза.
Гидрометеорологические и
навигационные условия.
Температура воздуха западной части Берингова
моря в течение всего года в юго-западной части выше, чем в северо-восточной.
Зимой она понижается в направлении к побережью, особенно к вершинам заливов.
Средняя месячная температура воздуха самых холодных месяцев (январь - февраль)
изменяется от -2º, -7º
в ю-з части района; -12º, -17º
в с-в. Наименьшая температура на побережье в это время колеблется от -25º
до -47º;
на островах и в открытом море температура ниже -24º
не наблюдается.
Относительная влажность воздуха велика в течение
всего года. С октября по апрель колеблется от 70 до 85%.
В период с октября по апрель повсеместно
преобладают ветры от NW,
N и NO;
повторяемость их в суме составляет 50 - 85%. Средняя месячная скорость ветра с
октября по март составляет 8 - 13 м/с. Повторяемость штормов в период с октября
по март составляет 15 - 20%. Во время штормов скорость ветра зимой достигает 30
- 40 м/с.
Туманы в описываемом районе довольно часты. Они
имеют резко выраженный годовой ход. С сентября по апрель туманы повторяются не
более 10%.
Осадки, как правило, увеличиваются с с-в на ю-з.
Часто выпадают в виде снега. В открытом море повторяемость осадков колеблется
от 20 - 45% с ноября по март, увеличиваясь с с-в на ю-з.
Грозы в данном районе чрезвычайно редки и
наблюдаются летом. Метели бывают часто. Среднее годовое число дней с метелью
колеблется от 20 - 50 в ю-з части, до 55 - 100 в с-в. Наиболее часты метели с
ноября по март.
Средняя месячная температура воздуха района
Курильских островов в январе - феврале составляет -6º,
-7ºС.
Зимой температурный режим отличается большой неустойчивостью. В отдельные годы
отклонение от среднемесячной температуры может составлять 10 - 17ºС.
Значительное повышение температуры воздуха зимой повсеместно сопровождается
усилением ветра. Как правило, очень низкая температура отмечается при слабых
ветрах, морозы при этом могут достигать в южной части Охотского моря -22,
-27ЧС. Зимой на температурный режим Охотского моря оказывают влияние фёны.
Повышение температуры при этом может составлять 6 - 10ºС.
Среднегодовая относительная влажность воздуха с
сентября по май - 48-86%. В отдельные дни относительная влажность может
понижаться до 30% и менее, во время туманов и дождей она составляет 100%.
В период зимних муссонов над большей частью
Охотского моря господствуют северные ветры. Средняя месячная скорость ветра
зимой в районе Курильских островов составляет 8 - 12 м/с. Наибольшая
повторяемость штормовых ветров зимой наблюдаются в районе Курильских островов,
где она составляет 20 - 30%.
Туманы в Охотском море часты и продолжительны. В
среднем за год в районе Курильских островов бывает 100-160 дней с туманами.
Годовой ход осадков соответствует характеру распространения
облачности. В районе Курильских островов выпадает 1200 - 1700 мм. Зимой среднее
месячное кол-во осадков в основном не превышает 40 - 90 мм.
Грозы в Охотском море - явление редкое. Метели
могут быть с октября по апрель. В районе Курил в январе бывает до 20 - 22
метелей.
На подходах к проливу Цугару с запада и в самом
проливе наблюдается преимущественно ю-в ветер, называемый «ямасе». Ветер ямасе
тёплый и влажный, сопровождается осадками. Зимой при этом ветре выпадает снег в
виде крупных хлопьев. Часто меняет своё направление. Осенью и зимой бывает
очень сильным и резким. В проливе цугару зимой туманы практически не
наблюдаются.
Японское море. Существенное влияние на плавание
судов оказывают сильные ветры, тропические циклоны (тайфуны), туманы, обледенение
судов, ледовый режим. В январе средняя месячная температура составляет -9, -13ºС.
В отдельные дни января возможно понижение температуры до -28, -37ºС.
Оттепели бывают в любой зимний месяц.
С декабря по февраль отмечаются наименьшие
значения относительной влажности (45 - 60%).
В период зимних муссонов преобладают с-з и
северные ветры, повторяемость их колеблется от 40 до 73%, а в открытом море
составляет 21 30%. Средняя месячная скорость ветра в январе в открытом море
составляет 10 м/с.
грузоподъёмность порт сепарационный грузовместимость
2. Характеристики портов
У восточного берега полуострова Камчатка
находится единственный в этом районе большой порт Петропавловск-Камчатский,
расположенный в Авачинской губе. В нём можно произвести полный ремонт судна.
Портов в Охотском море немного. Почти во всех портах и портовых пунктах якорная
стоянка при свежих ветрах или сильном волнении невозможна. У северо-западного
берега Японского моря суда могут укрываться от штормов в бухте Преображения и в
заливе Ольги. От ветров, дующих с берега, суда могут найти укрытие в бухтах, в
изгибах берега, около мысов.
Залив Находка находится в восточной части залива
Петра Великого между мысом Средний и мысом Крылова. При подходе к заливу
Находка ориентирами являются горы Сестра и Арсения, мысы Попова, Крылова,
Поворотный и остров Лисий. Ветры зимой в заливе преобладают северные. Среднее
годовое число дней с туманами составляет 43. С октября по март туманы
наблюдаются редко. Скорость течения в заливе Находка в среднем не превышает 0.4
уз. Лёд в заливе появляется в начале декабря и исчезает в конце марта.
Обеспечение сохранности груза.
В процессе морской перевозки на грузы оказывает
окружающая среда - атмосферный воздух и забортная вода, которая омывает
грузовые трюмы и танки судна. Влияние гидрометеорологических условий внешней
среды может привести к изменению физического и химического составов различных
грузов и повлиять на их качество. В условиях морской перевозки грузов различают
три вида изменений температуры наружного воздуха: эпизодический, зависящий от
местных условий плавания и изменения погоды; суточный, зависящий от солнечной
радиации, свойств предметов, формы поверхности и цвета их окраски;
общерейсовый, зависящий от района плавания судна. Грузовые помещения, в которых
находятся грузы в процессе морской перевозки, являются закрытыми
пространствами, в которых образуется свой микроклимат. Перевозчик на всём
протяжении рейса обязан контролировать, а, если возможно, то и регулировать
атмосферу трюмного воздуха для создания оптимальных условий хранения всей массы
погруженного в трюм груза. Для правильного регулирования атмосферы трюмного
воздуха перевозчик обязан регулярно, на всём протяжении рейса проводить замеры
параметров атмосферы наружного и трюмного воздуха. Это может быть выполнено
только при наличии определённых знаний свойств воздуха и умения определять его
параметры.
Для предохранения продуктов питания от порчи и
повреждения их подвергают специальной обработке. Идеальным условием для
сохранной перевозки является наличие «рефрижераторной цепи» на всём пути
следования груза от места производства до места потребления. Суда с батарейной
системой охлаждения используются для перевозки мороженных и охлаждённых грузов
с температурой охлаждения до -25ºС.
Для сохранной перевозки мясо охлаждают или
замораживают. Мороженное мясо можно хранить в течение полутора лет, при этом
оно сохраняет вкусовые качества и пищевую ценность. Морские перевозки
осуществляют на рефрижераторных судах с батарейной системой охлаждения при
минимальной вентиляции, что резко снижает потери массы и усушку груза.
Охлаждённое мясо сохраняется без заметного ухудшения 15 17 сут. Рыбу и
рыбопродукты также перевозят в замороженном и охлаждённом состоянии.
Оптимальный срок хранения охлаждённой рыбы - 10-12 сут. В процессе хранения не
следует также допускать большой усушки мяса. Влажность воздуха в
рефрижераторных камерах должна быть такой, чтобы давление паров воды в тканях
мяса не превышало давления водяного пара в воздухе. Относительная влажность в
камерах при перевозке мороженного мяса должна быть 95%, а охлаждённого 90%.
Поскольку полностью избежать усушки мяса в процессе перевозки невозможно, то
устанавливается норма естественной убыли в размере 0.34% от массы партии груза.
. Грузовой план
Твиндек №1 (верхний) 320 м³:
Субпродукты - 128 т. 3.00 м³/т
Твиндек №1 (нижний) 440 м³:
Масло сливочное - 146.7 т. 2.25 м³/т
Твиндек №2 670 м³:
Субпродукты - 223.3 т. 2.28 м³/т
Твиндек №3 720 м³:
Мясо говядина - 240 т 3.00 м³/т
Твиндек №4 690 м³:
Мясо говядина - 230 т. 3.00 м³/т
Трюм №1 380 м³:
Масло сливочное - 190 т. м³/т
Трюм №2 1710 м³:
Мясо говядина - 570 т. 3.00 м³/т
Трюм №3 1470 м³:
Мясо говядина - 490 т. 3.00 м³/т
Трюм №4 1260 м³:
Мясо говядина - 420 т. 3.00 м³/т
4. Определим координаты центра тяжести и посадку
груженного судна
Абсцисса центра тяжести судна:
= Mx/∆
= -23941.36/7828.7 = -3.06 м.
Аппликата центра тяжести судна:
= Mz/P
= 52699.78/7828.7 = 6.73 м.
Объёмное водоизмещение (объём воды вытесненной
судном):
Используя объёмное водоизмещение
находим допустимое значение аппликаты центра тяжести судна:
доп. = 6,74
Значение Xg численно
принимаем равным Xc и зная объёмное водоизмещение,
находим осадку носом dн и кормой dк, используя
диаграмму Фирсова:
dн = 6,42 м.
dк = 7,25 м.
Дифферент равен:
= dн - dк = 6,42 - 7,25 = -0,83 м.
Средняя осадка:
dс = (dн + dк)/2 = (6,42
+ 7,25)/2 = 6,34 м.
Используя среднюю осадку находим
аппликату метацентра:
= 7,15 м.
Метацентрическая высота равна:
= Zm - Zg = 7,15 -
6,73 = 0,42 м.
5. Расчёт потребности в
сепарационных материалах
Род
груза
|
Норма
расходования материалов на 1 тонну груза
|
|
Лес,
мБумага, кг
|
Крафт
- бумага , кг
|
Брезент,
м
|
|
Мешковые
|
0.102
|
0.129
|
0.153
|
___
|
Ящичные
|
0.041
|
0.00158
|
0.043
|
___
|
Бочковые
|
0.0178
|
__
|
__
|
__
|
Киповые
|
0.066
|
0.092
|
0.058
|
0.5
|
. Субпродукты : 351.3 т - ящики
Лес : 14.4 м;
Бумага : 0.56 кг;
Крафт - бумага : 15.11 кг.
. Масло сливочное : 336.7 т - ящики
Лес : 13.8 м;
Бумага : 0.56 кг;
Крафт - бумага : 15.11 кг.
. Мясо говядина : 1950 т - киповые
Лес : 128.7 м;
Бумага : 179.4 кг;
Крафт - бумага : 113.1 кг.
Брезент : 975 м.
Всего: Лес: 156. 9 м; Бумага:
180.5 кг; Крафт - бумага: 142.7 кг;Брезент: 975 м.
Примечание : Брезент был заменен на
пленку в количестве 975 м.
6. Манипуляционные знаки
а. - осторожно, хрупкое; б. - боится нагрева; в.
- боится сырости; г. - боится излучения; д. - боится мороза; е. - скоропортящийся
груз; ж. - герметическая упаковка; з. - крюками непосредственно не брать; и. -
место строповки; к. - место подъёма тележкой; л. - верх, не кантовать; м. -
центр тяжести; н. - тропическая упаковка
7. Расчёт критериев рациональной загрузки.
.1 Критерий использования грузоподъемности и
грузовместимости.
Критерием грузовместимости является отношение
удельного погрузочного объёма к удельной грузовместимости:
Кu = = 1.
.2 Критерий местной прочности
отсеков
Критерием оценки рациональной
загрузки судна с точки зрения местной прочности является отношение фактической
нагрузки к предельно допустимой:
Кu = < 1
Кu = < 1 -
условие выполнено.
Кu = < 1 -
условие выполнено.
Кu = < 1 -
условие выполнено.
Кu = < 1 -
условие выполнено.
.3 Расчёт критериев общей прочности
K oпт = → 1
Для определения оптимального
значения величины изгибающего момента следует выполнить:
. Определить оптимальный изгибающий
момент:
М опт. = 0.5 (К - К ) * С * В * L
М опт = 712.8
где К = 0.0325 ‚ К = 0.0360
С= = =0.422
. Определить изгибающий момент на
миделе от сил поддержания на спокойной воде:
Мс = Кс* ∆ * L
где: Кс = 0.0315 + 0.0895 * 0.422 =
0.0693
Мс = 0.0693*7828.7*119 = 85019.2
. Определить изгибающий момент на
миделе в балласте:
Мо = Ко * ∆о * L 1 ‚
где: Ко = 0.126 для грузовых судов
Мо = 70260.3
. Определить оптимальное значение
величины полученных моментов сил дедвейта:
Мх опт. = Мс + Мопт. - Мо = 15463.7
Копт. = 0.5 Мх / Мх опт. = 1.1 -
условие выполняется
Заключение
В данном курсовом проекте был выбран
принцип размещения и комплектации судна , и определена группа факультативного
груза наиболее подходящего для района плавания, исходя из их совместимости и
экономической целесообразности с учётом соответствующих критериев загрузки
судна, очерёдности погрузочных, разгрузочных операций, без ущерба для
сохранности груза и безопасности груза.
Список использованной литературы
1.
Карпушин И. С. Технология морских перевозок. Владивосток, 2010. 27 с.
.
Снопков В. И.Технология перевозки грузов морем . М., 2012. 560 с.
.
Лоция Берингова моря. Часть I.
.
Лоция Охотского моря. Выпуск 1.
5.
Лоция острова Хоккайдо и пролива Цугару.
.
Лоция западной части Японского моря.