Метод вказівки до практичних робіт

19

В формулі (5.4) величина h/B обирається шляхом зіставлення її значень по

обране значення h/B не перевищувало граничне значення по завданому періоду

а значення kρ може бути обране в залежності від форми носової гилки ван-

тажної ватерлінії:

Недостаючі величини α, δ, ξg, Н/В можна обрати по судну-прототипу. Умова зменшення опору води рухові судна диктується правильним вибо-

ром відносної довжини судна l і інших параметрів форми корпусу. Знаючи величину l з рівняння плавучості можливо визначити відношення L/B, яке повинно і забезпечити добру ходовість судна, тобто зменшення залишкового опору:

5.3. Методичні вказівки.

Практичне заняття розраховано на 4 години і складається з двох завдань. Завдання 5.1. Розрахувати значення (H/T)вмс і (H/T)нпт при яких забезпечу-

ється вантажомісткість і потрібний запас плавучості.

чити співвідношення B/T, яке забезпечить потрібну остійність і повільність бортової хитавиці судна завданого типу.

Вказівки до виконання завдання 5.1.

18

В цих формулах крім визначеного вище

γ = 1,025 т/м3 – питома вага морської води, δп- коефіцієнт повноти об’єму судна по ВП, kвч = 1,01 – коефіцієнт виступаючих частин корпусу, ν = 0,05 – ко-

ефіцієнт враховуючий недолив і набір танку, γв – питома вага вантажу – по завданню, С = 0,02 – коефіцієнт, який враховує наявність відстійних танків,

ηбл = PDб – коефіцієнт утилізації D по баласту,

γб = γ = 1,025 т/м3, Hвд/T = 0,16 – відносна висота другого дна. Співвідношення H/T впливає на величину запасу плавучості, який поряд з

поділенням судна на водонепроникливі відсіки забезпечує його непотоплюваність. В зв’язку з цим співвідношення H/T слід розрахувати і за умови забезпечення необхідного запасу плавучості, завдаючи відносну довжину затопленого відсіку lˆз , коефіцієнт проникливості µv і параметри середнього поперечного пе-

рерізу відсіку β і kω.

З двох значень H/T обирається найбільше і використовується для подальших розрахунків.

Початкова остійність забезпечується правильним вибором співвідношення B/T і відносною метацентричною висотою h/B за умов забезпечення достатньої остійності і необхідної повільності бортової хитавиці [1. С. 155 – 160], [2, пп. 3.5, 3.6] за формулою:

17

3. Бондаренко О.В., Кротов О.І., Сорокін В.І. Конспект лекцій з дисциплі-

ни “Проектування суден”. – Миколаїв: УДМТУ, 2002.

Практичне заняття № 5

РОЗРАХУНОК СПІВВІДНОШЕНЬ ГОЛОВНИХ РОЗМІРІВ СУДНА 5.1. Постановка задачі і мета роботи.

Від співвідношень головних розмірів залежать експлуатаційні, навігаційні і виробничо-економічні якості суден. Знаючи співвідношення головних розмірів, водотоннажність і коефіцієнт загальної повноти можливо однозначно визначити головні розміри судна.

В цій роботі становиться задача визначити співвідношення H/T, B/T і L/B, які забезпечать вантажомісткість, непотоплюваність, остійність і ходовість проекту судна.

Мета роботи: одержати навички в рішенні рівнянь місткості, непотоплюваності і остійності.

5.2. Короткі теоретичні відомості.

При розташуванні машинного відділення в середній частині судна удиферентування його виконується без утруднення. В цій роботі вирішемо рівняння місткості при кормовому варіанті розташування машинного відділення і визначимо відношення H/T з урахуванням удиферентовування судна.

Для цього в рівняння місткості поряд з питомою навантажною кубатурою вантажу µв (густиною γв), коефіцієнтом утилізації ηв, коефіцієнтом заповнення трюмів ki (ν – для танкерів) вводиться коефіцієнт використання довжини судна

для танкерів за наявності 2-го дна:

16

Приріст умовно постійних мас dP для вантажного судна дорівнює приросту вантажопідйомності dPв

dP = dPв = Pв − Pв

Іноді сума в фігурних дужках рівняння (4.1) зветься частковим приростом водотоннажності, тобто

[dD]= dP + [dF]0

Тоді повний приріст водотоннажності визначиться як dD = ηн[dD],

а водотоннажність проекту обчислюється по (4.2).

Навантаження мас проекту судна може бути обчислена по формулам типу

Pi = Pi +[dPi ]0 + k PDi dD ,

де k = 2/3 – якщо Pi визначається через D2/3 і k = 1 – в інших випадках. Повна водотоннажність проекту

D1 = ∑Pi + Pв .

Якщо вірно виконані розрахунки і при умові різниці прототипу від проекту по швидкості ходу не більше 4-5 % і не більше 20 % по усім іншим характеристикам

D1 = D ± (0,5 ÷1)% .

Рекомендована література

1.Ашик В.В. Проектирование судов. – Л.: Судостроение, 1985. – 318 с.

2.Бронников А.В. Проектирование судов. – Л.: Судостроение, 1991. –320 с.

15

Загальний запис диференційного рівняння мас Нормана [1, с.58 – 65], [2, с.60 – 64] має вигляд

де dD – повний приріст водотоннажності.

Водотоннажність проекту визначається як водотоннажність судна-

прототипу D плюс dD

Таким чином, щоб визначити водотоннажність проекту судна треба розра-

хувати коефіцієнт Нормана ηн, приріст незалежних величин dP і приріст усіх перемінних мас [dF]0, обумовлений зміненням швидкості, далечини плавання, вимірників мас, пропульсивних і інших характеристик судна-прототипу у відповідності з завданням на проектування судна.

4.3. Методичні вказівки.

Практична робота розрахована на 2 години і містить в собі одне завдання: вирішити рівняння Нормана з використанням опису судна-прототипу.

Вказівки до виконання завдання

Використовуючи дані навантаження мас судна-прототипу розрахувати коефіцієнт Нормана

розділу навантаження мас. В цій роботі визначення прирісту слід виконати методом кінцевих різниць:

−приріст маси корпусу [dPк ]0 = (aк − aк )D ;

−приріст запасу водотоннажності [dPзв ]0 = (aзв − aзв ) D ;

−приріст маси обладнання [dPоб ]0 = (qоб − qоб ) D 23 ;

14

nD – mD2/3 – Pв=F(D)

і вирішити його графічним способом.

Визначивши водотоннажність D і підставивши його в рівняння 3.1 розрахувати значення мас розділів Рк, Рзв, Роб, Реу, Рп і Рпост.. Якщо ∑Pi + Pв = D , то рів-

няння мас вирішено вірно.

Водотоннажність судна порожнем розрахувати за формулою

Dпор=Pк+Pоб+Pеу+Pзв

Значення D і Dпор використовуються в подальшому при визначенні головних розмірів і удиферентуванні проекту судна.

Рекомендована література.

1.Ашик В.В. Проектирование судов. – Л.: Судостроение, 1985. – 318 с.

2.Бондаренко О.В., Кротов О.І., Сорокін В.І. Конспект лекцій по дисцип-

ліні "Проектування суден". – Миколаїв: УДМТУ, 2002.

Практичне заняття №4

РІВНЯННЯ МАС В ДИФЕРЕНЦІЙНІЙ ФОРМІ І ЙОГО РІШЕННЯ 4.1. Постановка задачі і мета роботи.

Диференційне рівняння мас при наявності близького судна-прототипу дозволяє знайти водотоннажність проекту судна, яке відрізняється від суднапрототипу вантажопідйомністю, швидкістю ходу, дальністю плавання, вимірниками мас і іншими характеристиками.

В цій роботі ставиться задача змінити характеристики судна-прототипу таким чином, щоб вони відповідали усім вимогам завдання на проектування судна.

Це можливо без особливих ускладнень виконати вирішуючи рівняння мас в диференційній формі.

Мета роботи: одержати навички в складанні і вирішенні рівнянь мас в диференційній формі.

4.2. Короткі теоретичні відомості.

13

3.3. Методичні вказівки

Практичне заняття розраховане на 4 години і складається двох завдань. Завдання 3.1. Розрахувати вимірники мас і інші складові частини рівняння

мас.

Завдання 3.2. Вирішити рівняння мас і розписати навантаження мас по розділам.

Вказівки до виконання завдання 3.1

Використовуючи дані судна-прототипу визначити вимірники мас по розділам навантаження:

– запас водотоннажності азв = PDзв , азв приймається в розрахунках на ме-

нше 0,01…0,02.

– постачання qпост = Pпост2/ 3 ;

D

– паливо qп=f(Ne, тип СЕУ);

Питома витрата палива qп визначається за паспортними даними головного двигуна, який обирається в залежності від потужності, що обчислюється по адміралтейській формулі за результатам розрахунку D = f(D).

kмз = 1,2 – коефіцієнт морського запасу.

kдоп = 1,15 – для УСВ і 1,2 – для танкерів. Цей коефіцієнт враховує витрату палива на роботу допоміжних двигунів. Адміралтейські коефіцієнти Св і Се визначити як в практичному занятті № 2.

Вказівки до виконання завдання 3.2

Рівняння мас, перетворене до вигляду (3.2) записати як

12

3. Практичне заняття № 3

АЛГЕБРАЇЧНЕ РІВНЯННЯ МАС У ФУНКЦІЇ ГОЛОВНИХ РОЗМІРІВ І ЙОГО ВИРІШЕННЯ

3.1.Постановка задачі і мета роботи

Рівняння мас у функції головних розмірів дозволяє точніше визначити водотоннажність судна, розподілити масове навантаження по розділам і при наявності співвідношень головних розмірів і коефіцієнта загальної повноти визначити головні розміри проекту судна.

В цій роботі ставиться задача: визначити розділи навантаження мас з використанням співвідношень головних розмірів і коефіцієнта загальної повноти і вирішити рівняння мас в функції головних розмірів проекту судна.

Мета роботи – одержати навички складання і вирішення рівняння мас.

3.2.Короткі теоретичні відомості

Масова водотоннажність судна дорівнює сумі мас розділів навантаження

[1, с.70–72], [2, п.п.3.3.5].

D = Рк + Рзв + Роб + Реу + Рп + Рпост + Рв.

Виражаючи кожний розділ навантаження через співвідношення головних розмірів, вимірників мас, потужність СЕУ, дальність плавання, швидкість ходу і ін., одержуємо алгебраїчне рівняння мас у вигляді

Якщо при повному завантаженню судно буде мати рідкий баласт, то його теж записують в це рівняння.

Після підстановки усіх відомих величин в (3.1.) і перетворень маємо

де n і m – коефіцієнти при D і D2/3 відповідно.

11

установки на випробуваннях і експлуатаційна відповідно.

Підставивши розраховані вимірники мас , адміралтейські коефіцієнти і початкові дані завдання Vi, Ve, Z, Рв і Рр.бал слід скласти рівняння мас у формі (2.1.)

Вказівки до виконання завдання 2.2.

Рівняння мас, приведене до вигляду (2.2) записати як nD − mD2 / 3 − Pв − Рр.бал = F(D)

і вирішити його методом підбору значення D , щоб відхіл F(D) був мінімальним.

Масу рідкого баласту Рр.бал, якщо він приймається при повній водотоннажності (100 % вантажу і 100 % запасів), в рівняння мас слід включати, як задану величину, прийнявши її за прототипом.

Визначивши водотоннажність D і підставивши її в рівняння (2.1) визначити маси розділів Рк, Рзв, Рпост, Реу, Рп, Роб.

Якщо ∑Pi + Pв + Рр.бал = D , то рівняння мас вирішене вірно. Інакше слід шукати помилку.

Водотоннажність судна порожнем розраховується за формулою

Dпор = Рк + Роб + Реу + Рзв .

Рекомендована література:

1.Ашик В.В. Проектирование судов. – Л.: Судостроение, 1985. – 318с.

2.Бондаренко О.В., Кротов О.І., Сорокін В.І. Конспект лекцій з дисциплі-

ни "Проектування суден". – Миколаїв: УДМТУ, 2002.

10

Завдання 2.1. Розрахувати вимірники мас і скласти рівняння мас проекту судна.

Завдання 2.2. Вирішити рівняння мас визначити маси розділів і перевірити правильність вирішення рівняння.

Вказівки до виконання завдання 2.1

Вимірником маси називається коефіцієнт пропорційності маси розділу навантаження обраному модулю.

В якості модулів можуть бути: водотоннажність D або D2/3 потужність головного двигуна N кубічний модуль LBН або (LBН)2/3, добуток потужності на

час переходу з одного порту до другого тобто Ne Z , де Z – дальність плавання. ve

Використовуючи дані судна-прототипу, необхідно розрахувати вимірники мас розділів навантаження (дані прототипу позначені рискою):

– вимірник маси корпусу aк = PDк ;

– вимірник маси енергетичної установки qеу = Pеу ;

N в

– вимірник маси запасу водотоннажності aзв = РDзв – приймається в межах

Для складання і вирішення рівняння мас необхідно розрахувати адміралтейські коефіцієнти Св і Се для швидкості ходу на випробуваннях і експлуатаційної швидкості відповідно: