Организация перевозок грузов в судах

 

Так как удельный погрузочный  объем груза оказался меньше удельной грузовместимости судна w_г w_c , то этот груз условно называется «тяжёлым». При этом возможная загрузка судна принимается равной его регистрационной грузоподъемности Q_э=Q_р.

Результаты обоснования  технических норм загрузки судов  сводятся в табл.1.3

 

Таблица 1.3 – Технические нормы загрузки

Тип или № проекта	Регистровая грузоподъёмность судна	Род груза	Возможная загрузка, т		Техническая норма загрузки, т
			по условиям плавания	по условиям размещения
Волго-Балт (2-95)	2700	соль	2700	4536	2700
	2700	Металл	2700	16823	2700
Баржа открытая (р-29)	3000	соль	3000	4270	3000
	2700	Металл	3000	17484	3000

 

В качестве технической нормы  загрузки судна принимается наименьшее значение из двух возможных величин, полученных с учетом ограничений  по условиям плавания и условиям размещения груза Q_э – мин.

 

 

2. Расчёт размеров  судопотоков (составопотоков)

 

Судопоток (составопоток) измеряется числом однотипных грузовых судов (составов), подлежащих отправлению за расчётный период из определенного пункта с однородным грузом или порожнём в один пункт назначения. Размер судопотока (составопотока) зависит от количества предъявляемых к перевозке груза и принятой технической нормы загрузки грузовых судов.

Расчет размеров судопотоков (составопотоков) в прямом и обратном направлениях производится по формуле  с округлением до большего целого числа, (ед. отпр.):

 

m=G/Q_э (7)

 

где m – размер судопотоков

G –объем перевозимого груза (размер грузопотока) в прямом и обратном направлениях, т;

Q_э – нормы загрузки судов (вес состава) в прямом или обратном направлениях, т.

По условию задания  предусмотрены только прямые перевозки (см. табл. 2.1 и схему водного пути).

 

Таблица 2.1 - Корреспонденция грузовых потоков

Пункты		Род груза	количество перевозок  за эксплуатационный период, тыс. т
отправления	назначения
Г	А	Соль	450
В	А	Металл	390

Используя исходные данные, рассчитаем размер судопотоков разного состава.

При неравенстве судопотоков (составопотоков) по направлениям движения их следует выровнять за счет некоторого снижения норм загрузки в обратном направлении. За прямое направление принимается направление движения, в котором судопоток имеет большее значение.

При этом норма загрузки корректируется по формуле (т):

 

Q_эоб =G_об/m_пр (8)

 

где Q_эоб – объем перевозимого груза в обратном направлении, т;

m_пр – размер судопотока (составопотока) в прямом направлении, ед. отпр.

 

Таблица 2.1 – Расчет размеров судопотоков

Показатели	условное обозначение  и порядок расчёта	Размерность	Волго-Балт (проект 2-95)	Баржа открытая (проект р-29)	Примечание
объем перевозимого груза (размер грузопотока) в прямом и обратном направлениях	G	Т	450000	450000	соль  участок Г-А
	G	Т	390000	390000	металл участок В-А
нормы загрузки судов	Qэ	Т	2700	6000 - ?	соль
	Qэ	Т	2700	6000 - ?	металл
Размер судопотоков	mпр=G/Qэ	ед.	167	75	соль участок Г-А
			145	65	металл участок В-А

 

Примечание: Поскольку в данном случае использование двух барж в судопотоке толкаемого состава является оптимальным (см. задание), при дальнейших расчётах будем использовать именно этот вариант (2 баржи).

 

3. Расчет технической  скорости движения судов и  составов

 

Технической называется скорость движения судна (состава) относительно берега. Она рассчитывается дифференцированно по направлениям движения и участкам пути по формуле (км/сутки):

 

U=VW (9)

 

где V – скорость движения относительно спокойной и глубокой воды, км/сут.;

W – нормы приращения (+) при движении вниз или потерь (-) при движении вверх скорости (принимаются по заданию), км/сут.

 

3.1 Скорость движения относительно воды для грузовых самоходных судов

 

Скорость движения относительно воды для грузовых самоходных судов  с грузом и порожнём принимаются по паспортным характеристикам (приложение 3).

 

3.2 Для толкаемых составов скорость относительно воды

 

Для толкаемых составов скорость относительно воды определяется на основе тяговых характеристик (приведенная сила упора) толкачей и приведенного сопротивления составов. При этом имеется в виду, что при равномерно установившемся движении приведенная сила упора толкачей равна приведенному сопротивлению составов.

 

F_T=R_C

 

Зависимость приведенного упора  от скорости движения относительно воды приведенная к тяговой строке толкача (приложение 4).

 

Таблица 3.1 – Предельна сила упора для толкача «Дунайский» (номер проекта 112, разряд Речного Регистра – О, мощность 1340л.с.)

Приведенная сила упора, км/сут.	Предельная сила упора  буксиров толкачей, кН*с2/м2
200	2840
210	2530
220	2230
230	2007
240	1790
250	1615
260	1453
280	1130
300	960
320	773
340	614
350	485
380	360
400	255

 

Приведенное сопротивление  типового состава кг*с²/м² определяется по формуле

 

R_c=k_cч*R_э (10)

 

где k_cч – эмпирический коэффициент, учитывающий форму счала состава (таблица 2)

R_э – приведенное сопротивление судов состава с грузом или порожнём, принимается по паспортным характеристикам (см. приложение 3), кН.

 

 

Таблица 3.2 – Коэффициенты счала.

Форма счала состава	Для груженых составов (при  загрузке на 75-10%)	Для порожних составов
Т+1	0,94	0,97
Т+1+1	0,84	0,92
Т+2	0,92	0,94
Е+2+2	0,80	0,90

 

Таблица 3.3 – Скорость относительно воды (приведенное сопротивление) судов состава с грузом или порожнём

Судно	№ проекта	Q, т	N,(л.с.)	* -скорость относительно воды (км/ч), ** - приведенное сопротивление (кг*с2/м2)
				с грузом	Порожнем
Самоходное грузовое «Волго-Балт»	2-95	2700	1400	20,0*	21,7*
Открытая баржа	р-29	3000	-	578**	238**
Толкач «Дунайский	112	-	1340

 

При известном значении приведенного сопротивления состава R_c по тяговой строке типового толкача (приложение 4) определяется скорость относительно воды по интерполяционной формуле (км/сут.):

 

V_э=V₁+ (V₂-V₁)*  (11)

 

 и  - соответственно большее и меньшее значение приведенного упора толкача, в пределах которого находится приведенное сопротивление состава, кН*с²/м²;

V₂ и V₁ – скорости движения относительно воды, соответствующие большему и меньшему значению приведенного упора, км/сут.

Рассчитаем скорость толкача относительно воды (см. табл. 3.4)

 

Таблица 3.4 - Расчёт скорости толкаемого состава относительно воды

Показатель	условное обозначение  и порядок расчета	схема счала	размерность	значение
				с грузом	порожнём
эмпирический коэффициент, учитывающий форму счала состава	kcч	Т+1		0,94	0,97
		Т+1+1		0,84	0,92
		Т+2		0,92	0,94
приведенное сопротивление  судов состава с грузом или  порожнём, принимается по паспортным характеристикам	Rэ	Т+1	кг*с2/м2	578	238
		Т+1+1		1156	476
		Т+2		1156	476
приведенное сопротивление  типового состава	Rc=kcч*Rэ	Т+1	кг*с2/м2	543	231
		Т+1+1		971	438
		Т+2		1064	447
большее значение приведенного упора толкача			кН*с2/м2	1130	485
меньшее значение приведенного упора толкача				485	255
скорости движения относительно воды, соответствующие значению приведенного упора	V1		км/сут.	280	350
скорости движения относительно воды, соответствующие меньшему значению приведенного упора	V2			350	400
скорость толкача относительно воды	Vэ=V1+ (V2-V1)*	Т+1	км/сут.	344	405
		Т+1+1		297	360
		Т+2		287	358

 

Техническая скорость по направлениям движения для соответствующих участков пути, с учётом предусмотренных заданием средних норм приращения и потерь скорости движения определяется в табличной форме (табл. 3.5).

Так как ставится задача исследовать целесообразность применения самоходных грузовых судов или толкаемых  составов при освоении заданных грузопотоков, необходимо использовать наиболее оптимальные  варианты. По условию в случае использования толкаемого состава применение 2-х барж является оптимальным. В случае применения варианта счала Т+1+1, по расчётам (см. табл.3.4) обеспечивается оптимальная скорость движения толкача, поэтому при расчёте технической скорости используем полученные расчётные данные по скорости толкача именно для данного варианта счала.

По условию задания  в пункте Б имеется гидроузел, подпор, от которого распространяется до пункта В. С учетом потерь и приращений на различных участках (см. условия задания) рассчитаем техническую скорость движения судопотоков.

Согласно условию потери и приращения скорости движения, км/сутки:

Потери:

на речных участках 25

на водохранилище 10

Приращения:

на речных участках 30

на водохранилище 10.

Используем эти данные при расчете технической скорости судов (см. табл. 3.5).

 

Таблица 3.5 – Расчет технической скорости

Виды флота	Скорость относительно воды		участок пути	направление движения	Нормы приращения и потерь скорости движения, км/сут.	Техническая скорость
	с грузом	порожнём				с грузом	порожнем
Самоходный грузовой (Волго-Балт)	480	520,8	Г-В	Вверх	-20	460	500,8
	480	520,8		Вниз	+30	510	550,8
	480	520,8	В-Б	Вверх	-10	470	510,8
	480	520,8		Вниз	+10	490	530,8
	480	520,8	Б-А	Верх	-25	455	495,8
	480	520,8		Вниз	+30	510	550,8
Толкаемые составы (Т+1+1=толкач «Дунайский»+ 1баржа+1баржа)	297	360	Г-В	Вверх	-20	277	340
	297	360		Вниз	+30	327	390
	297	360	В-Б	вверх	-10	287	350
	297	360		Вниз	+10	307	370
	297	360	Б-А	Вверх	-25	272	335
	297	360		Вниз	+30	327	390