Комплексное квалификационное задание № 30 (вариант эталонного ответа)

30.1. Состаляющими нагрузки масс проекта судна, которые используются при проекти-ровании, являются: массы корпуса (01); устройств судовых (02); систем (03); установки энергетической (04); электроэнергетической системы, внутрисудовой связи и управления (05); вооружения (07); запасных частей (09); балласта (10); запаса водоизмещения и остойчивости (11); постоянных жидких грузов (12) и снабжения и имущества (13) – составляют водоизмещение порожнем. В дедвейт судна входят массы экинажа, провизии, во-ды, расходных материалов, расходных жидких сред (14); груза перевозимого (15); запасов топлива, масла, воды (16); переменных жидких грузов (17); жидкого балласта (18); грузов, снабжения, запасов дополнительных (19). На начальных стадиях проектирования учитываются только основные разделы нагрузки масс, а именно: 01, 04, 05, 11, 13, 14, 15, 16.

Водоизмещение проектируемого судна в первом приближении

т

(5 баллов)

30.2. Для судов с горизонтальной грузообработкой используют компактные двигатели – средне- и высокооборотные дизели, газовые турбины, дизель-электрические установки. При-меняются механические установки с распределением мощности между двумя отдельными двигателями, работающими каждый на свой вал, что благоприятно сказывается на компоновке их в стесненных условиях.

Масса топлива проектируемого судна

т.

Масса установки энергетической

т.

(8 баллов)

30.3. Ширина судна

м.

Длина судна

L = B 32,7 х 4,9 = 160,2 м.

Осадка судна

T = B 32,7 х 0,3125 = 10,2 м.

Высота борта

H = T 10,2 х 2,2 = 22,4 м.

Вследствие высокой удельной погрузочной кубатуры груза суда с горизонтальной грузо-обработкой (СГГ) имеют значительно большие отношения высоты борта к осадке (2,2-2,6), чем сухогрузные суда. В связи с этим отношения B/T у них также имеют большие значения (3,0-4,0). Отношение L/B СГГ соответствует нижнему пределу этой величины, характер-ному для современных универсальных сухогрузных судов (5,0-5,4).

(12 баллов)

30.4. Особое внимание уделяется вентиляции грузовых помещений СГГ в связи с тем, что в них скапливается большое количество паров бензина и выхлопных газов моторов тягачей. Поэтому необходимо обеспечивать 20-30-кратный обмен воздуха в час во время грузовых операций и не менее 10-кратного обмена на ходу судна.

(3 балла)

30.5. Изменение средней осадки при приеме или снятии малого груза

; S = α L B = 0,8 х 154 х 23,1 = 2846 м²;

ρ_в = 1,02 т/м³.

Изменения осадки:

см;

см.

Суммарное изменение осадки

ΔT = - (ΔT₁ + ΔT₂) = - 1,11 см.

(14 баллов)

30.6. Если растягивать металлический стержень, то его длина увеличится до l₁, а попереч-ный размер уменьшится от d₀ до d₁. Величина называется относительным удли-нением стержня, - относительным сужением поперечного сечения. Ε₂ связыва-ет с ε₁ коэффициентом Пуассона μ, который показывает, какую часть относительного удли-нения составляет относительное сужение. Для сталей μ 0,3.

(6 баллов)

30.7. Корпус судна является сложной инженерной конструкцией и в расчетах прочности он представляется различным способом. С одной стороны, поскольку поперечные размеры корпуса судна в 5-8 раз меньше длины судна, то корпус судна можно рассматривать как безопорную упругую балку, плавающую на поверхности воды. Такая балочная модель (рас-четная схема) корпуса судна обычно применяется в расчетах общей прочности. Но, с другой стороны, корпус судна есть совокупность соединенных между собой перекрытий днища, борта, палубы, переборок и др., которые, в свою очередь, состоят из набора, пластин обшивки и настила. Поскольку для каждой из этих конструкций должны быть обеспечены запасы прочности, то расчеты общей прочности дополняются расчетами местной прочности отдельных судовых конструкций.

Можно указать три уровня судовых конструкций в расчетах местной прочности. Первые уровни составляют судовые перекрытия, изолированные или в составе отсека корпуса. Вто-рой уровень составляют отдельные балки главного направления (ребра жесткости) и третий уровень – пластины обшивки или палуб между ребрами жесткости. При этом в балках пере-крытий происходит суммирование напряжений от общего изгиба и от изгиба перекрытия; в ребрах жесткости – от общего изгиба, изгиба перекрытия и изгиба ребра; наконец, в пластинах к указанным напряжениям добавляются еще напряжения от изгиба пластины.

В большинстве случаев расчеты местной прочности производятся с целью проверки прочности конструкций, набранных по Правилам классификационных обществ.

(13 баллов)

30.8. Как правило, надстройки, предназначаемые для размещения различных помещений, не входят в непроницаемый объем корпуса и не участвуют в обеспечении продольной проч-ности корпуса судна. Чтобы в настилах и стенках надстройки не развивались напряжения от общего изгиба судна, и предусматриваются скользящие либо расширительные (компенсатор-ные) соединения в надстройках.

(4 балла)

30.9. В консмтрукцию днищевого набора судна без двойного дна входят продольные связи: вертикальный киль, боковые стрингеры; поперечные связи: флоры и шпангоуты.

(2 балла)

30.10. Вследствие неравномерной усадки наплавленного металла по толщине сваривае-мых листов, особенно в V-образных швах, стыгивание верхних волокон больше, чем в нижних. Результатом этого является изгиб свариваемых листов. Каждый стыковой шов в зависимости от сварочного режима получает поперечную усадку, величина которой зависит от ширины зоны расплавленного металла и ширины зоны разогрева, то есть от интенсивно-сти нагревания, скорости перемещения дуги и эффективности охлаждения шва. Эта усадка в зависимости от толщины свариваемых листов может составлять 0,5-2,5 мм. При сварке сты-ковых соединений в жестком контуре величина поперечных усадок может быть уменьшена вдвое.

(7 баллов)

30.11. На стадии конструкторской подготовки производства:

- проектирование «ящичной» формы корпуса судна;

- увеличение длины цилиндрической вставки корпуса судна;

- замена, по-возможности, лекальных поверхностей отдельных конструкций плоскими.

На стадии технологической подготовки производства:

- применение (использование) поточно-механизированных линий при тепловой резке листового проката;

- механизированного оборудования гибки листовых и профильных деталей, сборка и сварка плоскостных секций на поточно-механизированных линиях;

- формирование корпуса судна из блоков, предварительно собранных и сваренных из ряда секций;

- применение поточно-позиционного способа при постройке корпуса судна.

(6 баллов)

30.12. Удельные приведенные затраты транспортного судна

,

где К – строительная стоимость судна;

θ – нормативный коэффициент оборачиваемости капитальных вложений судна;

Е – годовые эксплуатационные расходы по судну;

Q – объем годовых перевозок.

Удельные приведенные затраты измеряют в рублях на тонну перевезенного груза.

(5 баллов)

30.13. Если на стоящее у причала судно действуют статические нагрузки, качество швар-товов оценивается их прочностью, а если динамические нагрузки, то еще и способностью поглощать кинетическую энергию судна. Кинетическая энергия рывка погашается работой упругой деформации швартовов, которую можно вычислить по формуле

,

где Т – динамическое усилие;

l – длина швартова;

Е – модуль нормальной упругости каната;

F – площадь сечения каната.

(5 баллов)

30.14. Эффективная мощность равна N = R v = 750 х 0,514 х 19 = 7325 кВт.

(2 балла)

30.15. Оценку природоохранного уровня можно выполнять отдельно для производства в целом, или для технологического процесса, операции, образца оборудования с помощью еди-ничных показателей или интегральных показателей.

Оценка природоохранного уровня технологических процессов начинается с определения показателя вредности газопылевых выбросов К_врГПВ. Этот показатель оценивает долю выбро-са вредных веществ в атмосферу конкретным производством или источником в общезавод-ском выбросе и его загрязненность относительно максимальной разовой предельно допусти-мой концентрации ПДК_м.р в атмосферном воздухе.

Удельный газопылевой выброс вредных веществ К_уд.ГПВ оценивает количество вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду при расходовании единицы материала, про-изводстве единицы продукции или единицы работы, на единицу времени работы оборудова-ния.

Отдельную группу составляют показатели оценки состояния водопотребления и загряз-ненности использованных производственных вод.

Показатель водооборота К_об оценивает уровень замыкания (бессточности) системы и может быть определен как отношение расхода оборотной воды к общему расходу.

Удельное потребление свежей воды К_уд.ВП оценивает потребление свежей воды на единицу израсходованного материала, единицу производственной продукции или работы, на единицу времени работы оборудования.

Показатель загрязненности использованных производственных вод К_з оценивает отно-шение концентрации контролируемых компонентов в использованной производственной воде к их предельно допустимым концентрациям.

Обобщенно оценки природоохранного уровня технологических процессов можно дать с помощью так называемого интегрального показателя.

Интегральный показатель природоохранного уровня технологических процессов есть от-ношение суммы расчетных значений показателей оценки объемов и загрязненности газопы-левых выбросов, состояния водопотребления и загрязненности промышленных вод, объема потерь сырья, степени и рентабельности утилизации отходов к сумме их оптимальных значений.

( 8 баллов)

_____________________________

В с е г о: 100 баллов