Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






А) Определение нормируемых Регистром судоходства и Кодексом ИМО параметров остойчивости




 

Требования к остойчивости неповрежденных судов Международной Морской Организации (IMO) содержатся в Code on Intact Stability for All Types of Ships Covered by IMO Instruments (Кодекс остойчивости ИМО) и определяют предельные значения следующих параметров для судов всех типов:

ü критерий погоды;

ü угол крена от действия постоянного ветра;

ü наибольшее плечо и угол максимума диаграммы статической остойчивости;

ü площади диаграммы статической остойчивости до углов крена 30, 40° (или угла заливания, если он меньше) и между 30 и 40° (или углом заливания);

ü исправленную начальную метацентрическую высоту.

Для проверки остойчивости по требованиям Кодекса выполняем расчеты нормируемых параметров.

Значения нормируемых Кодексом остойчивости величин приведены в табл. 5.16.

Проверка остойчивости судна по критерию погоды выполняется с помощью ДСО, построенной для принятого варианта нагрузки (рис. 5.5).

На рис. 5.5:

θ1– угол крена судна при качке навстречу шквалу от исходного положения;

θ1r – угол условной амплитуды бортовой качки судна на волнении;

θw2– угол крена судна, равный 500, или θf, или θс (берется меньшее значение);

θw1– угол крена, вызванный постоянным ветром;

θf – угол заливания (угол крена судна, при котором входят в воду открытые отверстия на корпусе);

θс – угол, соответствующий второй от посадки прямо точке пересечения кренящего плеча lw2 с диаграммой статической остойчивости.

lwl – плечо постоянного кренящего момента, вызванного постоянным ветром;

lw2 – плечодинамически действующего на судно момента от порыва ветра.

 

 

Рис. 5.5 Проверка остойчивости судна по критерию погоды.

 

Считается, что судно находится под действием ветра постоянной скорости, направленного перпендикулярно к его диаметральной плоскости. На судно будет действовать постоянный кренящий момент от ветра.

1) Определяем плечо lwl (м) постоянного кренящего момента:

lw1 =( Zр + d/2) Av·Pv / Δ∙1000g = (7,76+5,95/2)1646,7*504/11018,013*1000*9,81 = 0,082 (м);

где Zр, м – возвышение центра парусности над действующей ватерлинией, соответствующей осадке d;

Av, м2– площадь парусности т/х при осадке d;

Pv, Па – расчетное давление ветра, которое принимается в зависимости от района плавания (для неограниченного района плавания Pv= 504 Па);

Δ – водоизмещение судна при заданном варианте загрузки;

g – ускорение свободного падения принимается равным 9,81 м/с2.

Величины Zp (м) и Av (м2) рассчитываем по формулам:

 

Zp =[Av0·Zp0 – (Av0 – δA/2)( d – d0)]/ (Av0 – δA) = (2040*8,84-(2040-393,3/2)2,85)/1646,7 = 7,76 (м);



δA= L·(d – d0) = 138*2,85 = 393,3 (м2);

Av= Av0 – δA= 2040-393,3 = 1646,7 (м2);

 

где d0 – средняя осадка порожнего судна (d0 = 3,1 м для т/х «Вячеслав Шишков»);

Zр0 – возвышение парусности порожнего судна над действующей ватерлинией (Zр0= 8,84 м для т/х «Вячеслав Шишков»);

L – длина действующей ватерлинии (для т/х «Вячеслав Шишков» принимается равной 138 м).

2) Определяемстатический угол кренаθw1, вызванный постоянным ветром. Для этого на ДСО откладываем плечо постоянного кренящего моментаlwl и проводим горизонтальную линию. Точка пересечения этой линии с кривой l(θ)дает статический угол крена, вызванный постоянным ветром:

θw10 = 7°.

Угол крена от постоянного ветра θW1 не должен превышать 16º или 0,8 угла, при котором входит в воду кромка открытой палубы θd (а при перевозке контейнеров – больше 0,5 того же угла).

Определяем угол входа палубы в воду:

θd = arctg[2(D–d)/B] = arctg(2(12-5,95)/20,6) = arctg 0,5874 = 30,43 0;

где D – высота борта, м;

d – средняя осадка судна, м;

B – ширина судна по ватерлинии, м.

Проверяем выполнение требования .

3) Определяем плечо lw2 динамически действующего на судно момента от порыва ветра:

lw2 = 1,5·lw1= 1,5*0,082 = 0,123 м.

Полученное плечо откладывается на ДСО и проводится горизонтальная линия.

4) Определяем условную амплитуду бортовой качки судна θ1r. Для судна со скуловыми килями:

= 109*0,97*0,8*0,97 = 15,350.

Входящие в вышеприведенную зависимость коэффициенты определяются из табл. 5.12-5.15.



Множитель X1 определяют из табл. 5.12 по отношению ширины судна к его осадке

В/d = 20,6/5,95 = 3,46 ; X1= 0,8 .

Таблица 5.12

Множитель X1

В/d ≤2,4 2,8 3,0 3,2 3,4 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 ≥6,5
X1 1,00 0,93 0,9 0,86 0,82 0,8 0,78 0,76 0,72 0,68 0,64 0,62

 

МножительX2=097 , определяют из табл. 5.13 по значению коэффициента общей полноты δ.

Таблица 5.13

Множитель X2

δ 0,45 и менее 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 и более
X2 0,75 0,82 0,89 0,95 0,97 1,00

 

Коэффициент общей полноты δ определяется по зависимости:

δ = Δ /ρLBd = 11018/1,025*138*20,6*5,95 = 0,636 ;

где L – длина судна, м;

В – ширина судна, м;

Δ – водоизмещение судна при заданном варианте загрузки, т;

ρ – плотность забортной воды, т/м3;

d – осадка судна, м.

Таблица 5.14

Коэффициент k

Аk / LB ×100 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,6 4,0 и выше
k 1,00 0,98 0,95 0,88 0,79 0,74 0,72 0,70

 

Величину k = 0,97, выбирают из табл. 5.14 по величине {Аk / LB} ×100 = ,

где Аk =36,0 м2 для т/х «Вячеслав Шишков»;

Параметр r определяется по формуле:

r = 0,73+[0,6(zg – d)/d]= 0,73+(0,6(7,89-5,95)/5,95) = 0,926 .

Значениеrне должно приниматься больше 1

Безразмерный множительS = 0,038, определяется по табл. 5.15 в зависимости от района плавания судна и периода качки τθ, который рассчитывается по формуле:

τθ = 2сВ/ = 2*0.394*20.6/ = 19.83;

гдес = 0,373+0,023 В/d − 0,043 L/100 = 0.373+0.023*20.6/5.95-0.043*138/100 = 0.394;

h– исправленная метацентрическая высота (с поправкой на свободные поверхности жидких грузов).

Таблица 5.15

Множитель S

τθ, с ≤5
S 0,1 0,1 0,098 0,093 0,079 0,065 0,053 0,044 0,038

Полученное значение угла θ1r откладываем на ДСО влево от угла θw1, и проводим вертикальную линию от кривой l(θ) до горизонтальной линии плеча lw2.

5) Вычисляем и сравниваем площади а и b, заштрихованные на рис. 5.5.

Площадь b ограничена кривой l(θ) восстанавливающих плеч, горизонтальной прямой, соответствующей кренящему плечу lw2, и углом крена θ w2 = 50°, либо углом заливания θf, либо углом крена θС, соответствующим точке второго пересечения прямой lw2 с кривой восстанавливающих плеч, в зависимости от того, какой из этих углов меньше.

Площадь а ограничена кривой восстанавливающих плеч, прямой lw2 и углом крена, равным θw1 − θ1r.

Определяем величины площадей а и b. С погрешностью в безопасную сторону по форме их можно принять за треугольники:

а=[0,5·( θ1 – θ2)· l1]/57,3°= 0.5*17*0.205/57.3 = 0.03 м·рад;

b=[0,5·( 50° – θ2)· l2]/57,3°= 0.5*40.6*(1.6-0.123)/57.3 = 0.52 м·рад;

 

6) Определяем значение критерия погоды (критерия сильного ветра и бортовой качки по Кодексу ИМО):

К = b/а = 0.52/0.03 = 17.33 .

Остойчивость судна по критерию погоды К = 17.33считается достаточной, т.к. К ≥1.

 

Результаты расчета критерия погоды сводятся в табл. 5.16.

Таблица 5.16

Расчет критерия погоды

Наименование величин Обозначение и формулы Значение величин
Возвышение ЦП, м zv = z р + d/2 23.086
Кренящее плечо постоянного ветра, м lw1 =zv· Av· Pv / Δ∙1000g 0.082
Кренящее плечо порыва ветра, м lw2= 1,5∙lw1 0.123
Инерционный коэффициент с=0,373+0,023∙B/d–0,043∙L/100 0.394
Период качки, с τθ = 2∙c∙B/ 19.83
Коэффициент S S (из табл. Кодекса) 0.038
Коэффициент r r = 0,73+0,6(zg–d)/d 0.926
Амплитуда качки, град θ1r = 109∙k∙X1∙X2 15.35
Угол крена от постоянного ветра, град θw1 (по ДСО)
Угол входа палубы в воду, град θd = arctg(2(D–d)/B) 30.42
Угол крена при качке навстречу ветру, 0 θ1= θ1r – θw1 8.35
Угол крена соотв. плечу lw2, град θ2 (по ДСО)
Граница площади «b» справа θw2
Площадь «а» диаграммы, м·рад а= 0,5∙[θ1 2]∙l1 / 57,30 0.03
Площадь «b» диаграммы, м·рад b=0,5∙[500 − θ2]∙l2 / 57,30 0.52
Критерий погоды K = b/a 17.33

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.019 сек.)Пожаловаться на материал