Грузоведение и стивидорные операции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Разработка плана комплектации  грузов

 

 

Комплектация  грузов по судовым помещениям сопровождается многовариантностью решений и должна учитывать все факторы рациональной загрузки, сохранности груза и  безопасности судна.

Разработку  плана комплектации грузов удобно проводить  с помощью специальной таблицы, в строках которой указываются все грузовые помещения, а в столбцах отдельные их параметры и транспортные характеристики грузов, подлежащих к погрузке в портах захода.

Определяем  значения удельной грузовместимости каждого  грузового помещения по формуле:

где киповая вместимость j-того помещения, м³;

      распределенная масса j-того помещения, т;

 м³/т;

м³/т

Результаты  расчетов остальных значений, а также план комплектации грузов представлены в табл.5.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Графическое изображение грузового  плана

 

План комплектации грузов изображается на масштабной схеме  диаметрального разреза судна в  масштабе 1:200 по длине и 1:50 по высоте.

Для изображения  размещения грузов по помещениям на масштабной схеме используем масштаб высоты и масштаб клетки.

При использовании  масштаба клеток схема грузового  помещения на диаметральном разрезе  разбивается на n-ое количество равных клеток и определяется объем грузового помещения, приходящийся на одну клетку:

Объем, занимаемый грузом в j-том помещении на схеме грузового плана, рассчитывается по количеству занятых клеток:

где - объем i-того груза в j-том грузовом помещении.

Так для чугуна в трюме №1 эти величины составят:

  м³/клетку;

клетки.

Масштаб высоты по грузовому помещению определяется как отношение вместимости грузового помещения к его высоте, измеренной на масштабной схеме:

где - высота грузового помещения на масштабной схеме.

Высота слоя груза на масштабной схеме определяется по формуле:

Так для удобрений  в трюме №1 эти величины составят:

;

 см

План комплектации грузов представлен в Приложении1.

 

 

По масштабной схеме определяем координаты центра тяжести каждой партии грузов. Результаты измерений занесены в табл.6.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Проверка и исправление дифферента

 

 

7.1. Расчет  дифферента на момент отхода  из порта погрузки 

Определяем  значение статического момента относительно миделя от суммарного воздействия всех нагрузок:

,

где - масса i-той партии груза в j-том грузовом помещении;

       - абсцисса центра тяжести i-той партии груза в j-том грузовом помещении.

 тм

Результаты  расчетов нагрузок и суммарных статических моментов от постоянных и переменных нагрузок относительно миделя и киля представлены в табл. 7.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для полученного  варианта грузового плана определяем абсциссу центра тяжести груженого судна:

 м

Рассчитываем  плечо дифферентующей пары сил:

 м

Вычисляем дифферентующий момент:

 тм

Рассчитываем  дифферент судна в начальном порту отхода при данном варианте загрузки:

= 194,3 тм/см;

 см 

Таким образом, , т.е. необходимо удифферентовать судно, что обеспечить нулевой дифферент, принятый за оптимальный.

 

 

7.2. Удифферентовка  судна

Определяем  отклонение начального дифферента от оптимального:

 м

 Рассчитываем  величину изменения дифферентующего  момента,  соответствующую отклонению дифферента:

 тм

Исправление дифферента на требуемую величину можно получить при помощи переноса груза. Поэтому  определяем грузы, которые будут  обменены местами и расстояние переноса:

,

где = 49,8 м - абсцисса центра тяжести пробки в твиндеке №1;

      =-52,1 м - абсцисса центра тяжести удобрений в трюме №5 ;

      - расстояние переноса из отсека №5 в отсек №1;

 м

Определяем  массу партии груза, при переносе которой обеспечивается изменение  дифферента на требуемую величину:

 т

Производим  равнообъемный обмен тканей («легкий» груз) и удобрений («тяжелый» груз). Для этого решаем систему уравнений:

 т

 т 

Определяем  исправленный суммарный статический  момент относительно миделя:

 тм

 м

 м

 тм

Таким образом, , т.е. судно удифферентовано.

 

 

7.3. Проверка  дифферента в порту назначения

Рассчитываем  водоизмещение по израсходованию рейсовых запасов:

 т

Новому значению водоизмещения соответствуют новые  значения абсциссы центра величины и  удельного дифферентующего момента, которые определяем по кривым элементов теоретического чертежа:

 м;

 тм/см

Уточняем значение статического момента от всех нагрузок относительно миделя после расхода  запасов:

тм

По уточненному значению статического момента определяем абсциссу центра тяжести:

 м 

 

 

 

Рассчитываем  плечо дифферентующей пары сил:

 м

Вычисляем дифферентующий момент:

 тм

Рассчитываем  дифферент судна после расхода  запасов:

 см 

Таким образом, дифферент после расхода запасов  – величина положительная. Это связано  с тем, что порту отхода нами был принят нулевой дифферент из-за ограниченной осадки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Проверка и исправление остойчивости

 

 

Остойчивость  судна считается удовлетворительной, если в допускаемых пределах находятся  значения метацентрической высоты – h и статических (предельных) моментов - . Если эти требования не удовлетворяются, то необходимо перераспределить нагрузку по вертикали между трюмами и твиндеками.

 

 

8.1 Оценка  остойчивости в порту отправления

Рассчитываем статический момент нагрузок относительно киля:

,

где - масса i-той партии груза в j-том грузовом помещении;

       - аппликата центра тяжести i-той партии груза в j-том грузовом помещении.

 тм  (см. табл.7.1)

Определяем  аппликату  центра тяжести груженого  судна для порта отправления:

 м

Определяем  метацентрическую высоту судна  в  порту отправления:

 м

Таким образом, , т.е. необходимо перераспределить груз в вертикальном направлении между трюмами и твиндеками.

 

 

8.2. Исправление  остойчивости 

Определяем  отклонение полученного значения метацентрической высоты от оптимального ( =1,1):

 м

 Рассчитываем  дополнительный восстанавливающий  момент:

 тм

Исправление остойчивости на требуемую величину можно получить при помощи переноса груза в вертикальном направлении. Однако полученное значение момента слишком велико, т.е. в грузовых помещениях нет партий груза достаточной массы, потому принимаем в качестве расчетной величину  тм. Определяем грузы, которые будут обменены местами и плечо переноса:

,

где = 2,175 м – аппликата центра тяжести чугуна в трюме №5;

      =-53,1 м – аппликата центра тяжести  удобрений в твиндеке №5;

      - расстояние переноса из трюма №5 в твиндек №5;

 м

Определяем  массу партии груза, при переносе которой обеспечивается изменение  остойчивости  на требуемую величину:

 т

Производим  равнообъемный обмен удобрений («легкий» груз) и чугуна («тяжелый» груз). Для  этого решаем систему уравнений:

 т

 т 

Определяем  исправленный суммарный статический  момент относительно киля :

 тм

Определяем  аппликату  центра тяжести:

 м

Определяем  метацентрическую высоту:

 м

 

 

8.3 Определение  метацентрической высоты в порту  назначения

Уточняем значение статического момента от всех нагрузок относительно киля после расхода  запасов:

тм

По уточненному  значению статического момента определяем аппликату центра тяжести:

 м 

Новому значению водоизмещения соответствуют новые  значения возвышения поперечного метацентра, которое определяем по кривым элементов теоретического чертежа:

 м;

 

 

Рассчитываем  метацентрическую высоту на порт прихода:

 м

Таким образом, величина метацентрической высоты находится  в допустимых пределах.

 

 

8.4. Проверка  остойчивости по диаграмме предельных  моментов

Метацентрическая  высота не является достаточным условием остойчивости судна, поэтому кроме  метацентрической высоты необходимо проверить  остойчивость по диаграмме предельных  моментов. Диаграмма допускаемых статических (предельных) моментов построена  относительно условной расчетной плоскости, возвышающейся над килем на величину z = 8 м.

Производим  пересчет моментов от всех нагрузок (массы  судна порожнем, грузов и запасов) относительно киля, к моменту относительно условной расчетной плоскости:

 тм

По диаграмме  предельных моментов определяем значение допустимого момента: тм

Таким образом, < , т.е. судно удовлетворяет нормам остойчивости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Проверка прочности судна

 

 

Проверка продольной прочности судна является одним  из важных факторов обеспечения безопасного  плавания. Оценка продольной прочности  необходима, так как загрузка судна  в реальных условиях существенно отличается от проектных вариантов. Оценить необходимо общую прочность корпуса судна и местную прочность судовых конструкций.

 

 

9.1. Проверка  общей прочности 

Критерием оптимальной  загрузки с точки зрения общей  прочности, является отношение фактической  полусуммы моментов сил дедвейта без учета знака к его оптимальному значению, обеспечивающему минимальное значение момента:

Таким образом, можно сказать, что судно удовлетворяет  условиям сохранения общей прочности.

 

 

9.2. Проверка  местной прочности

Численное значение технически допустимой нагрузки  на верхнюю палубу и крышки люков  – 1,6 т/м²; на палубу 1,2,3 и 4 твиндеков – 3,0 т/м²; 5 твиндека – 3,9 т/м²; на палубы трюмов  - 9,5 т/м²