Составление грузового плана судна т/х "Сейфула Кади", оценка остойчивости и прочности корпуса судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический университет

Курсовая работа

По дисциплине: "Теория устройства судна, судовые системы и движители"

Тема: "Составление грузового плана судна т/х "Сейфула Кади", оценка остойчивости и прочности корпуса судна"

Выполнил студент гр. ЭС-22д

Соколовский Сергей

Принял: к.т.н. Чемакина Т.Л.

Севастополь

2010

Содержание

Введение

Основные характеристики судна

1. Расчет переменных ходовых запасов

2. Расчет весовой нагрузки

3. Расчет балласта

4. Дифферентовка судна

5. Оценка остойчивости судна

6. Расчет диаграммы статической остойчивости

7. Проверка прочности корпуса судна

8. Составление грузового плана судна

9. Оценка аварийной остойчивости

Вывод

Список литературы

Введение

Одним из путей повышения эффективности работы флота на перевозках, не требующих дополнительных капиталовложений, является улучшение использования судов по загрузке. Последнее может быть достигнуто за счет правильной загрузки судна, обеспечивающей в процессе рейса требуемое значение остойчивости, нормальный дифферент и прочность корпуса при заданном уровне производственно-экономических показателей.

Составление оптимального грузового плана представляет собой сложную инженерную задачу, особенно при перевозке большого числа разнородных партий груза и нескольких портах погрузки - выгрузки Правильно загрузить судно - значить взять как можно больше груза, обеспечив при этом его сохранную перевозку и безопасность судна. Размещение груза влияет на провозную способность судна не только через степень использования грузоподъемности и грузовместимости, но и своим воздействием на скорость хода и нормы грузовых работ. При неудачном размещении грузов судно приобретает нежелательный дифферент, испытывает усиленную качку, возможна его заливаемость. Эти обстоятельства снижают скорость судна, увеличивают опасность штормовых повреждений и способствуют возникновению аварийных ситуаций.

Основные характеристики судна

Тип

Стальное, однопалубное, двухвинтовое наливное судно, без седловатости,

С двойным дном, двойными бортами, с баком, с машинным отделением и рубками, расположенными в корме, с шестью грузовыми танками.

Назначение

Перевозка нефтепродуктов I,II,III разрядов грузовых танках с одновременной загрузкой одним сортом груза.

Название

Сейфула Кади.

Номер РС

800525.

Год и место постройки

1981, Волгоград, Российская Федерация

Класс

КМ Л4|А2 нефтеналивное (ОРП)

(Л3 при d?4,43м)

Классификационные ограничения

Судно предназначено для эксплуатации при волнении моря с высотой волны 3% обеспеченности не более 8.5м

Главные размерения судна:

Длина между перпендикулярами L₊₊=120,56 м.

Наибольшая длина L_max=125,06 м.

Ширина В=16,6 м.

Высота борта D=6,9 м.

Водоизмещение 2603,1 т.

1. Расчет переменных ходовых запасов

Количество топлива, необходимое для перехода, рассчитывается с учетом штормового запаса и метеорологического коэффициента неравномерности.

1) Масса топлива без штормовых запасов m_т=215 т.

Штормовой запас для Каспийского моря m_шт - 5% от массы топлива

Коэффициент метеорологической неравномерности - k=1,25

Общая масса топлива:

m_т.общ.=m_т+0.05* m_т*k=215+0.05*1.25*215=228,43 т.

2) Запасы масла:

m_м= 5% от m_т=228*0.05=11.42 т.

3) Запасы пресной воды:

Расстояние Астрахань - Окарем L=621 миля

Время перехода:

=621/(24*10)= 3 сут.

Запас воды - 100л/чел. в сутки

k - неприкосновенные запас - 10% на человека равен 1.1

m_пр.в.=0.1*n*t*k=0.1*12*3*1.1=3.96 т.

4) Запасы провизии:

Запас провизии составляет 3 кг. на человека в сутки

m_пр=0.003*n*t*k=0.003*12*3*1.1=0.12 т.

5) Масса экипажа:

Масса 1 члена экипажа с учетом личных вещей - 200 кг.

m_э=n*0.2=0.2*12=2.4 т.

2. Расчет весовой нагрузки

Вес груза при 100% загрузке - Р=4164 т.

Вариант загрузки - 80%

P_80%=0.85*P=0.8*4164=3539.4 т.

Тогда:

Танк 1 ПБ: 697 т.

Танк 2 ЛБ: 691 т.

Танк 3 ПБ: 697 т.

Танк 4 ЛБ: 691 т.

Танк 5 ПБ: 697 т.

Танк 6 ЛБ: 66,4 т.

Тогда для танка №5 z определяем из пропорции:

м



z_100%=3.97 м.

а=1 м.

3. Расчет балласта

Параметры цистерны:

Длина цистерны: l=44 м.

Ширина цистерны: b=B/2=8.3 м.

Высота цистерны: а=1 м.

Плотность забортной воды:

г=1.012 т/м³

Кренящий момент, создаваемый танком №6:

М_кр=Р₆*у₆, где у₅=(b-1)/2=3.45 м.

М_кр=630,6*3.45=2175.57 т*м

Из условия:

М_кр=М_в1+М_в2

М_в1=Р_б1*у_б1, где у_б1=b/2=4.15 м.; Р_б1=l*b*a*г=44*8.3*1*1.012=369.5 т.

М_в1 =369.5*4.15=1533.76 т*м

М_в2=Р_б2*у_б2, где у_б2=b-a/2=7.8 м.

Р_б2=М_в2/у_б2

Р_б2=l₂*b₂*a₂*г, где l₂=44 м.; b₂=1 м.; a₂=

М_в2=М_кр-М_в1=2026.48-1533.4=493.08 н*м

Р_б2=493.08/7.8=63.22 т.

a₂=м.

z_б2= a₂/2+1=1.73 м. z_б=Р_бz_б/ Р_б=294.12/432.72=0.68 м.

Определение z_б

	Рб	zб	Рбzб
1	369.5	0.5	184.75
2	82.3	1.93	158.42
	451.8	0.76	342.61

4. Дифферентовка судна

Объемное водоизмещение судна:

судно балластировка остойчивость крен

V=м³

По таблицам гидростатических элементов для капитана выбираем следующие значения:

Осадка - d=3.76 м.

Водоизмещение - D=6766.8 т.

Водоизмещение - V=6665.2 м³

Число тонн на 1 см осадки - q=19.34 т.

Абсцисса центра величины - x_c=-0.56 м.

Абсцисса центра тяжести площади ватерлинии - x_f=-2.9 м.

Аппликата поперечного метацентра - z_m=8.104 м.

Момент дифферентующий на 1 см - МТС=175.49 тм

Аппликата центра величины - z_c=1.95м.

Метацентрическая высота:

h=z_m-z_g=8.1-4.5=3.6 м.

Дифферентующий момент:

М_диф=Р_х-Д*х_с=2684.8-6665.2*(-0.56)=6417.3 тм.

Дифферент:

t=М_диф/(100*МТС)= 6556.87 /(100*175.65)=0.37 м.

Осадка носом:

d_н=d+t*(0.5-x_f/L)=3.6 +0.37(0.5+2.91/120.56)=3.91 м.

Осадка кормой:

d_к=d-t*(0.5-x_f/L)= 3.77-0.37(0.5+2.91/120.56)=3.58 м.

Осадка на миделе:

d_м=(d_н+d_к)/2=3.75 м.

Угол дифферента:

tgш=t/L=0.37/120.56=0.003069

ш=0.18^o

Допустимое значение угла дифферента: ш=0.5^o. Угол дифферента находится в допустимых пределах. Дифферентовка не требуется.

5. Оценка остойчивости судна при расчетном варианте загрузки судна

d=3.77 м.

Осадка м.	Угол крена и, град.
	10	12	20	30	40	50	60	70
3.60	1.455	1.750	2.961	4.199	4.748	4.942	4.892	4.645
3.80	1.415	1.702	2.879	4.060	4.612	4.822	4.795	4.578
0.2	0.04	0.048	0.082	0.139	0.136	0.12	0.097	0.067

z_gc=z_g-z_c=4.5-1.95=2.57 м.

?d=0.04

10^o: l_ф=1.415+0.04/0.2*0.04=1.423 м.

12^o: l_ф=1.702+0.048/0.2*0.04=1.712 м.

20^o: l_ф=2.879+0.082/0.2*0.04=2.895 м.

30^o: l_ф=4.060+0.139/0.2*0.04=4.088 м.

40^o: l_ф=4.612+0.136/0.2*0.04=4.64 м.

50^o: l_ф=4.822+0.12/0.2*0.04=4.846 м.

60^o: l_ф=4.795+0.097/0.2*0.04=4.814 м.

70^o: l_ф=4.578+0.067/0.2*0.04=4.591 м.

6. Расчет диаграммы статической остойчивости

Расчет ДСО	Угол крена и, град.
	10	12	20	30	40	50	60	70
lф, м.	1.423	1.712	2.895	4.088	4.64	4.846	4.814	4.591
sinи	0.1736	0.2079	0.3420	0.5000	0.6427	0.7660	0.8660	0.9397
zgc*sinи	0.4427	0.5302	0.8721	1.275	1.6389	1.9533	2.2083	2.3962
lстат, м.	0.98	1.182	2.023	2.813	3.001	2.893	2.606	2.195

7. Расчет прочности корпуса судна

Изгибающий момент равен:

М_изг=М_о+М_гр-М_с.п

где, М₀ - изгибающий момент от сил тяжести на миделе порожнего судна;

М_гр - изгибающий момент от масс грузов и запасов (сил дедвейта);

М_с.п. - изгибающий момент на миделе от сил поддержания.

М_о=k_o*Д_o*L, где k_o=0.126

М_о=0.126*2603.1*120.56=39542.55 тм

М_гр=0.5*=0.5*(13047,85+23106+22907+6541+6485+7983,78)=61280.66тм

М_с.п=k_с.п*Д*L, где k_с.п=0.0315+0.0895*С_в,

где С_в - коэффициент полноты ватерлинии

С_в=

k_с.п=0.0315+0.0895*0.875=0.11

М_с.п=0.11*6665.2*120.56=88391.22 тм

М_изг=39542.55+61280.66-88391.22=12432 тм

Рассчитываем допустимую величину изгибающего момента:

М_доп.=k*B*(L)^2.3

k₁ (прогиб) =0.0199

k₂ (перегиб) =0.0173

М_доп1.=k₁*B*(L)^2.3=0.0199*16.6*(120.56)^2.3=20217.55 тм

М_доп2.=k₂*B*(L)^2.3=0.0173*16.6*(120.56)^2.3=17576.06 тм

|М_изг|=12432 тм<|М_доп1|=20217.55 тм

|М_изг|=12432 тм<|М_доп2|=17576.06 тм

Модуль величины изгибающего момента меньше модуля допускаемой величины изгибающего момента как при прогибе, так и при перегибе, значит продольная прочность корпуса обеспечена.

8. Составление грузового плана судна

Составление грузового плана судна является одним из необходимых требований для выхода судна в море. От правильной загрузки судна зависит количество принятого груза, а так же безопасность самого судна. При неудачном размещении груза может появиться нежелательный дифферет или крен, усиленная качка, и, вследствие этого, снижение скорости судна, увеличение опасности штормовых повреждений и возникновений аварийных ситуаций. Основными критериями оценки качества составления предварительного грузового плана является обеспечение безопасности плавания и сохранной перевозки грузов. В данной работе на основе полученных расчетов разработан чертеж предварительного грузового плана судна.

9. Оценка аварийной остойчивости

Вариант затопления отсеков №2

Затоплены Грузовой танк №1 и балластный отсек №3 правого борта



Цистерны	V	гV	k	Pв.в
ГТ 1	987.9	999.75	0.6	599.85
БТ 3	485.0	490.82	0.98	481.0

P_в.в=1080.85 т

Водоизмещение после получения пробоины:

Д₁= Д+P_в.в=6665.2+1080.85=7746.06 т

Новая метацентрическая высота:

h₁= Д/Д₁*h=3.6*6665.2/7746.06=3.1 м

h_min=0.05 м

h₁=3.1 м >h_min=0.05 м

Аварийная остойчивость обеспечена

= P_в.в*4.15=1080,85*4,15=4485,57

tgи=

и=10,5^о

Так как угол крена находится в допустимых пределах, то аварийная остойчивость и посадка судна обеспечена.

Вывод

Результатом проведенной работы стал грузовой план т/х "Сейфула Кади", который решает вопрос о планировании загрузки на судно 3331 т. груза, 12 человек экипажа и запасов на переход Махачкала - Энзели, протяженностью 429 мили: 228 т. топлива, 11.4 т. масла, 66 т. технической воды, 0.08 т. провизии, 2.4 т. пресной воды. В ходе работы мы выполнили балластировку судна, провели оценку остойчивости, выполнили расчет на прочность корпуса судна, рассчитали угол дифферента, а так же аварийную остойчивость и угол крена при получении пробоины заданного типа. Все величины находятся в допустимых пределах, значит судно способно выполнить перевозку груза с данным типом загрузки.

Список литературы

1. Информация об аварийной посадке и остойчивости т/х "Сейфула Кади".

2. Информация об остойчивости и прочности для капитана судна т/х "Сейфула Кади"

3. Грузовой план нефтеналивного судна. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Теория устройства судна, системы и движители", сост. Чемакина Т.Л. Севастополь, 2007г.

4. Расчет грузоподъемности и грузовместимости судна. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Теория устройства судна, системы и движители", сост. Чемакина Т.Л. Севастополь, 2005г.

Размещено на Allbest.ru