Теория и устройство судна

Часть 2 « Плавучесть и остойчивость судна »

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

Определение с помощью грузовой шкалы характеристик судна в условиях эксплуатации.

1. Цель практической работы: Научиться пользоваться грузовой шкалой при решении

практических задач связанных с условиями эксплуатации судна.

2. Задание: С помощью грузовой шкалы определить необходимые величины в соответствии

с вариантом задания.

3. Материалы, необходимые для выполнения работы.

а) Грузовая шкала в соответствии с вариантом.

б) Линейка, карандаш.

в) Вычислительная машинка.

4. Общие теоретические сведения.

В морской практике широкое применение нашла грузовая шкала вместо кривой объемного водоизмещения и грузового размера. Грузовая шкала представляет собой номограмму зависимости водоизмещения судна ∆ и его дедвейта DW от осадки судна. Для каждой из этих величин построена вертикальная шкала осадок. Шкала водоизмещения и дедвейта построена для двух значений плотности p = 1,025 т/м³ – для морской воды. На некоторых шкалах водоизмещения и дедвейта построены шкалы для плотности воды от 1,0 т/м³ до 1,025 т/м³ с промежуточными значениями. Кроме того, на грузовой шкале дополнительно нанесены шкалы числа тонн не 1 см. осадки q момента, Дифферентующего судно на 1 см. шкалы надводного борта. Грузовая шкала построена для положення судна на ровный киль.

Чтобы войти в грузовую шкалу необходимо знать среднюю осадку, водоизмещение или дедвейт судна. При помощи грузовой шкалы можно решать разнообразные задачи, которые возникают в условиях эксплуатации.

Например, по грузовой шкале можно определить:

1. Водоизмещение ∆ , если известна средняя осадка d и наоборот.

2. водоизмещение в грузу ∆ , дедвейт DW, водоизмещение порожнем ∆_n , если известна средняя осадка.

3. Масса груза m , если известная начальная d ₁ и конечная d ₂ осадки.

4. Масса груза, которую необходимо снять с судна при осадке d , чтоб обеспечить прохождение канала, стоянку и причала глубиной Н.

5. Масса груза при начальной осадке d и малом изменении средней осадки δ d после приема или расходования грузов.

6. Масса груза, которую необходимо переместить вдоль судна при осадке d , чтобы получить заданный дифферент судна.

И другие задачи.

5. Порядок выполнения практической работы.

В соответствии с заданием по заданным величинам входим в грузовую шкалу и определяем необходимые характеристики судна.

6. Выводы: По грузовой шкале без большой затраты времени и сложных расчетов

определили необходимые характеристики судна в условиях эксплуатации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

ПРИМЕРЫ

1. Судно с осадкой d = 8,0 м. находится в морской воде плотностью p = 1,025 т/м³. определить водоизмещение судна в грузу ∆ , порожнем ∆ _n и дедвейт DW.

Воспользоваться грузовой шкалой № 2.

Решение: На грузовой шкале при осадке d = 8 м. проводим горизонтальную линию 1 – 1 , которая пересекает все шкалы. В графе «Водоизмещение» для плотности воды p = 1,025 т/м³ линия 1 – 1 находится между делениями 12000 т. и 13000 т. Расстояние между ними разделено на 10 частей. Следовательно, каждое мелкое деление соответствует 100 т. Линия пересекает мелкое деление на половину. Поэтому водоизмещение равно: ∆ = 12250 т. В графе „Дедвейт” линия находится на три мелких деления выше деления 700 т., этому положения линии соответствует дедвейт DW = 7300 т.

Определяем водоизмещение судна порожнем:

∆_n = ∆ - DW = 12250 – 7300 = 4950 т.

2. Судно в пресноводном порту при осадке d₁ = 5,0 м. приняло груз и его осадка стала d₂ = 8,5 м. определить водоизмещение судна в полном грузу ∆ ₂, дедвейт DW масса принятого груза m и водоизмещение порожнем ∆ _n .

Решение по шкале № 2.

Для осадки d₁ = 5 м. на грузовой шкале проводим горизонтальную линию 2 – 2, которая пересекает все шкалы и в графе «Водоизмещение» для плотности p = 1,0 т/м³ находим ∆₁ = 6700 т. Затем для осадки d₂ = 8,5 м. проводим горизонтальную линию 3 -3 и в графе «Водоизмещение» пресной воды находим ∆₂ = 12900 т, а в графе «Дедвейт» для пресной воды находим DW = 7950 т.

Определяем водоизмещение судна порожнем:

∆_n = ∆ - DW = 12900 – 7950 = 4950 т.

Получили результат такой же, как и в первом примере.

Определяем массу принятого груза:

m = ∆ ₂ - ∆ ₁ = 12900 – 6700 = 6200 т.

3. Судно в морском порту (p = 1,025 т/м ) имеет осадку d = 7,5 м. Сколько судовых запасов израсходовало судно во время стоянки в порту, если его осадка уменьшилась на δ d = 0,12 м.? Определить конечное водоизмещение судна.

Решение:

На грузовой шкале проводим горизонтальную линию 5 – 5, соответствующую осадке d = 7,5 м. для плотности p = 1,025 т/м ³ в графе «Водоизмещение» находим ∆ = 11300 т. а в графе „Число тонн на 1 см. осадки» находим число тонн, изменяющих осадку на 1 см. q = 18,27 т/см. Чтобы определить число тонн на 1 см. для морской воды надо число тонн на 1 см. для пресной воды умножить на плотность морской воды.

Для морской воды q₁ = q × p = 18,27 1,025 = 18,70 т/см.

Масса расходованных запасов определяем из формулы:

Откуда находим: δd = знак (-) т.к. груз снят.

m = δd × 100 × d₁ = (- 0,12) 100 × 18,70 = - 224 т.

Конечное водоизмещение:

∆ ₁ = ∆ + m = 11300 + (- 224) = 11076 т.

4. Судно с осадкой d = 9,0 м. в морском порту (p = 1,25 т/м³) должно подойти к причалу глубина которого Н = 8,8 м. Сколько груза надо снять с судна, чтобы под килем у причала было не менее 0,5 м. воды?

Решение: Определяем водоизмещение судна при осадке = 9 м. На грузовой шкале при осадке = 9 м. проводим горизонтальную линию 4 – 4 и при плотности = 1025 т/м. находим водоизмещение = 14250 т.

Определяем изменение осадки для обеспечения постановки судна у причала.

δd₁ = d – Н + δd = 9,0 – 8,8 + 0,5 = 0,70 м.

где δd = 0,5 м. – запас под килем.

Определяем осадку для обеспечения постановки судна у причала:

d_{1 =} d – δd₁ = 9,0 – 0,70 = 8,3 м.

определяем водоизмещение при осадке 8,3 м.

Осадка 8,3 м. находится между делениями шкалы осадок 8,0 м. и 8,50 м. расстояние между этими делениями 0,50 м. разделено на 10 частей. Следовательно одно мелкое деление соответствует 0,05 м. , а два деления – 0,10 м. Осадка 8,3 м. больше осадки 8,0 м. на 0,3 м. На шкале осадок 0,3 м. будет соответствовать 6 мелких делений . Проводим горизонтальную линию 6 – 6 при осадке 8,3 м. и в графе «Водоизмещение» при плотности р = 1,025 т/м ³ находим водоизмещение ∆₁ = 12900 т.

Массу груза который необходимо снять находим вычитая из конечного водоизмещения начальное.

m = ∆₁ - ∆ = 12900 – 14250 = - 1350 т.

5. С судна при осадке d = 8,5 м. в морском порту сняли груз m = 7000 т. Определить конечное водоизмещение дедвейт и осадку судна после грузовых операций.

Решение: на грузовой шкале при осадке d = 8,5 м. проводим горизонтальную линию 3 – 3 и при плотности р = 1,025 т/м ³ в графе «Водоизмещение» находим ∆ = 13250 т.

Определяем водоизмещение судна после разгрузки:

∆₁ - ∆ = m = 13250 – 7000 = 6250 т.

На шкале «Водоизмещений» при плотности 1,025 т/м ³ находим водоизмещение ∆₁ = 6250 т. и проводим горизонтальную линию7 – 7 которая пересекает шкалу осадок выше отметки 4,5 м. на два деления тоесть на 0,1 м. Следовательно конечная осадка судна d₁ = 4,6 м. Линия пересекает шкалу дедвейта (при р = 1,025 м. ) выше деления 1000 т. на три мелких деления и, следовательно дедвейт равен DW = 1300 т. И в этом случае водоизмещение судна порожнем не изменяется.

∆_n = ∆ ₁ – DW = 6250 – 1300 = 4950 т.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГРУЗОВОЙ ШКАЛЫ № 4.

1. С судна при осадке d = 3,45 м. в морском порту сняли груз m = 130 т. Определить конечное водоизмещение ∆ ₁ дедвейт DW и осадку d₁.

Решение: Чтобы правильно определить осадку необходимо разобраться с устройством

шкалы осадок.

На шкале отмечены только четные осадки 2,8 3,0 3,2 и 3,4 м. Нечетные осадки находятся между четными на расстоянии 0,1 м, которое в свою очередь разделено на 10 мелких делений. Каждое мелкое деление соответствует 0,01 м. Поэтому 5 делений выше отметки 3,4 м. будет соответствовать осадке d = 3,45 м. На шкале осадок при осадке 3,45 м. проводим горизонтальную линию 1-1, которая пересекает все шкалы. В графе «Водоизмещение» в морской воде находим водоизмещение ∆ = 652 т.

Определяем конечное водоизмещение после снятия груза.

∆ ₁ = ∆ - m = 652 – 130 = 522 т.

На шкале при водоизмещении ∆ ₁ = 522 т. проводим горизонтальную линию 2 – 2 и по шкале осадок определяем конечную осадку d₁ = 3,0 м., а в графе «Дедвейт» в соленой воде находим дедвейт DW = 52 т.

Определяем водоизмещение судна порожнем:

∆n = ∆₁ - DW = 522 – 52 = 470 т.

2. Сколько судовых запасов m израсходовало судно в морском порту, при осадке d = 3,2 м., если его осадка изменилась на δd = 0,06 м ? Определить конечное водоизмещение и дедвейт.

Решение при осадке 3,2 м проводим горизонтальную линию 3 - 3 и в графе «Водоизмещение в соленой воде» находим водоизмещение ∆ = 580 т. Горизонтальная линия пересекает шкалу число тонн на 1 см. осадки между делениями 2,8 и 2,9 т/см. Расстояние между делениями 0,1 разделено в свою очередь на 5 мелких делений и, поэтому одному мелкому делению соответствует 0,2 т/см. На шкале при осадке 3,2 м. находим q = 2,84 т/см.

Массу запасов находи м воспользовавшись формулой δd =

m = - δd × 100 × q = (- 0,06) 100× 2,84 = - 17 т.

Знак минус перед - δd означает что осадка уменьшается при расходовании запасов.

Определяем конечное водоизмещение:

∆₁ = ∆ + m = 580 + (-17) = 563 т.

Для водоизмещения ∆₁ = 563 т. проводим линию 4 – 4 и по шкале «Дедвейт в соленой воде» находим DW = 93 т.

Водоизмещение судна порожнем:

∆_n = ∆₁ – DW = 563 – 93 = 470 т.

Решение задач с использованием остальных грузовых шкал не представляет трудностей.

ПРАКТИЧЕСКА РАБОТА № 7

Определение посадки и остойчивости судна после перемещения грузов.

1. Цель практической работы: Убедиться в том, что перемещение грузов влияет на

посадку и остойчивость судна.