3. Обгрунтування розрахункових варіантів проектного типу судна

3.1. Обгрунтування найбільшої вантажопідйомності судна

При визначенні найбільшої допустимої вантажопідйомності судна в даній роботі використовується метод визначення максимального значення вантажопідйомності судна по допустимої глибині в портах схеми рейсу і на шляху прямування. Глибини морського шляху обмежують розміри судна, в першу чергу осадку, а внаслідок цього - і величину вантажопідйомності судна. Цей метод заснований на існуючій емпіричної зв'язку між осадкою судна і його вантажопідйомністю.

Розраховуємо допустиму осадку завантаженого судна (Т_доп), м:

Т_доп = h − h^′, (3.1)

Т_{доп = 12,5 – 0,5=12 м}

где h – найменша глибина на ділянках роботи судна м;

h^′ – безпечний запас під кілем судна, (0,2 ÷ 0,5) м. Він залежить від величини судна і ґрунту морського дна, де є найменша глибина. Для більшого судна і скельних ґрунтів запас під кілем повинен бути більше.

Визначаємо:

• найбільшу водотоннажність судна для допущеної осадки за формулою:

де t_отн– відносна осадка, визначається по даним судна-прототипу, м.

де Т_пр – осадка судна-прототипу, м;

Д_пр – водотоннажність судна-прототипу Т_пр, т.

- найбільше значення дедвейту судна для осадки – Т_доп, т

де 𝜂_Д – коефіцієнт використання водотоннажності судна, знаходимо з характеристик судна-прототипу за формулою:

в

де Д_в^пр– дедвейт судна-прототипу, т.

- найбільше значення чистої вантажопідйомності судна для обмежених глибин, т:

де 𝜂_Дв – коефіцієнт використання дедвейту, визначається з характеристик судна-прототипу:

ч

де Д^пр – чиста вантажопідйомність судна-прототипу, т.

3.2 Визначення діапазону значень по швидкості і чистої вантажопідйом ності проектних суден.

У даній роботі при обгрунтуванні проектного судна для роботи на перспективному напрямку використовується варіантний метод. При варіантному методі необхідно попередньо встановити діапазон значень по вантажопідйомності і швидкості, всередині якого передбачається знаходження оптимального значення і кількість розрахункових варіантів. Кількість варіантів судів може змінюватися в значних межах. У даній роботі слід, призначить 9 варіантів. Три варіанти по вантажопідйомності і три варіанти по швидкості.

ч

ч

ч

Наявність варіантів судів по чистої вантажопідйомності, виконується в наступному діапазоні від максимального значення:

;

Для призначення варіантів по швидкості судів необхідно враховувати:

1. сумарну дальність схеми руху суден;

2. інтенсивність вантажних робіт в заданих портах;

3. вартість однієї тонни вантажу і т.д.

Для перевезення таких вантажів як: руда, вугілля, ліс, зерно і т.д. призначення варіантів по швидкості слід призначати в сторону зменшення від швидкості судна-прототипу.

3.3 Визначення варіантів потужності головного двигуна судна

Визначення потужності головного двигуна виконується з урахуванням характеристики сучасних суден. Проведемо розрахунки для першого варіанту типу судна.

Ефективна потужність головного двигуна судна (N_e) розраховується за формулою, кВт:

де V – щвидкість за варіантом, вуз

Двигуни різних типів мають відмінності за родом палива і масел, питомої величини їх витрат, габаритам, ваги, вартості та витрат на обслуговування і т.д.

З урахуванням вищевикладеного, а також використовуючи інформацію з характеристик судна-прототипу і з огляду на сучасні тенденції слід вибрати тип суднового двигуна - двигун внутрішнього згоряння.

Знаючи ефективну потужність головного двигуна можна визначити добові витрати палива на ходу і будівельну вартість проектного судна.

Добовий витрата палива на ходу визначається за формулою:

де 24 ∙ 10⁻⁶ – коефіцієнт, що змінює розмірність з грамів у годину на тонни на добу;

q – питома витрата палива, приймається з інтервалу (180 – 230) грам на 1 кВт на годину. Ця величина залежить від типу головного двигуна.

Будівельна вартість проектного судна, дол.:

де К – вартість однієї тонни дедвейту і 1 кінської сили потужності головного двигуна.

Для кожного значення чистої вантажопідйомності і технічної швидкості розраховують проектний дедвейт і водотоннажність за формулами:

Розрахуємо для першого варіанту.

Результати розрахунків показників вносимо в табл. 3.1.

Таблиця 3.1. Результати розрахунків показників за обраними варіантами судів

Показник і його од. вим.	Чиста вантажопідйомність, т											Судно- прототип
	38502			43315				48128				47105
	Технічна швидкість, вузл.
	11,4	12,9	14,3	11,4	12,9	14,3	11,4		12,9	14,3	14,3
𝜂Дв	0,95	0,94	0,93	0,95	0,94	0,93	0,95		0,94	0,93	0,84
Дв, т	40528	40960	41400	45595	46080	46575	50661		51200	51751	49880
𝜂Д	0,81	0,8	0,79	0,8	0,79	0,78	0,79		0,78	0,77	0,8
Д, т	50035	51199	52405	56993	58329	59712	64128		65641	67208	62555
𝑁𝑒, л.с./кВт	4921,28	7168,54	9817,30	5219,82	7603,41	10412,85	5502,19		8014,71	10976,14	10775,94
Кс, дол.	30396316	30719681	31050000	34196053	334559840	34931452	37995789		38400000	38812903	37410000
𝑞𝑥, т/доб.	23,62	34,41	47,12	25,06	36,50	49,98	26,41		38,47	52,69	51,72