Проектирование судов

Приведенные выше исследования носят общий характер и могут применяться для определения вместимости различных типов судов. Но в то же время для судов отдельных архитектурно-конструктивных типов можно дать более конкретные решения. Так, Л.М. Ногид вывел специальное уравнение для сухогрузных судов, базирующееся на рассмотрении объема их грузовых помещений. Рассмотрим вначале уравнение для судов со

средним расположением МО.

Рис. 14. Схема судна со средним расположением МО

Объем, заключенный между верхней палубой и настилом двойного дна

Wп = δпLB(H – hдд),

где – δп коэффициент общей полноты теоретического объема Wп, отнесенный к LB(H – hдд), hдд – высота двойного дна.

К объему Wп могут быть добавлены объемы между комингсами люков, выступающими над верхней палубой.

Исключая из Wп объемы пиков, цистерн разного назначения (кроме цистерн между переборками МО), коридора гребного вала и т.п. и считая, что отношение исключенных объемов к Wп составляет (1 – kп), получим теоретический объем трюмной части и МО

Wт = kпδпLB(H – hдд).

Объем заключенный между переборками МО

Wм = δмLмB(H – hдд).

Тогда объем грузовых трюмов

или с учетом двойных бортов (рис. 16)

,

где Вб – средняя ширина междубортного пространства.

По полученным зависимостям можно найти удельную грузовместимость судна μс = Wгр/Ргр или переходя от теоретической к вместимости по сыпучему или штучному грузу μгр = kΔWгр/Ргр, где kΔ – коэффициент вычета, равный 0,97 – 0,98 для сыпучего груза и 0,87 – 0,89 для штучного груза.

.

С учетом выражения для Wгр получим

.

Сравнивая уравнения для Wгр и μс можно сделать следующие выводы:

1. абсолютная грузовместимость растет пропорционально В, но ширина практически не оказывает влияния на удельную грузовместимость (при Вб = 0, ширина судна в уравнении для μс не фигурирует);

2. длина судна L, от которой Wгр зависит довольно значительно, на μс влияет сравнительно мало;

3. поскольку коэффициент общей полноты δ связан с коэффициентом δп, для определения его влияния сделаем следующие преобразования (учитывая, что по статистике δп ≈ δ + 0,1, а δм ≈ β ≈ 1)

.

По данным А.В. Бронникова, для грузовых судов Lм/L ≥ 0,12, а kп всегда меньше единицы. Из-за этого, при увеличении δ грузовместимость растет, хотя и незначительно, поскольку второй член последнего выражения мал по сравнению с kп;

4. С увеличением коэффициента ηг уменьшается μс, так как, чем больше значение ηг, тем меньше при данной грузоподъемности водоизмещение D, а следовательно, и внутренний объем судна;

5. Увеличение Н и отношения hТ = Н/Т вызывает прямо почти пропорциональный рост абсолютной и удельной грузовместимости.

Для определения отношения hT, соответствующего заданной удельной грузовместимости, преобразуем выражение, полученное для μгр

.

Подставляя в данное выражение значения δ, а также принятые по прототипу или по статистическим данным δп/δ, Lм/L, kп и hдд/Т, можно найти hT. Чтобы оценить порядок величины hT, упростим выражение. Принимая, что по статистике δ/[kпδп – δм(Lм/L)] ≈ 1,29, а γ = 1,025 т/м3, получим

.

Данное выражение позволяет грубо оценить значение hT, при котором обеспечивается заданная грузовместимость судна.

При перевозке части груза на палубе при определении hT необходимо учитывать только тот объем, который должен находиться в трюмах и твиндеках, т.е. nРг, где n – доля трюмного груза.

Следует заметить, что по данным Л.М. Ногида и Н.Е. Путова отношение высоты двойного дна к осадке hдд/Т составляет для сухогрузных судов в среднем 0,16, но для таких судов, как рудовозы значение hдд/Т может быть существенно превосходить указанную величину.

При перевозке относительно тяжелых грузов (μг < 1) вместимость судна (при определенном из уравнения нагрузки водоизмещением) обеспечивается уже при нулевом надводном борте, то есть при hT = 1 (рис. 15). Составлять уравнение нагрузки в этом случае не требуется, а высоту

борта необходимо определять по требованиям предъявляемым к другим характеристикам судна (например, по Правилам о грузовой марке).

Вместимость судов с кормовым расположением МО

При расположении МО в кормовой части судна более сложным является вопрос об определении значений Lм и δм. Однако, можно предположить, что объем помещений МО, приходящийся на один киловатт мощности μм = Wм/N, остается постоянным независимо от расположения МО. Тогда

Wм = δм срLм срB(H – hдд) ≈ δм кLм кB(H – hдд),

где индексы "ср" и "к" обозначают соответственно среднее и кормовое расположение МО. Из этой зависимости следует, что

δм срLм ср ≈ δм кLм к,

что дает право использовать формулы выведенные для судов со средним МО.

Рис. 16. Схема судна с кормовым расположением МО

Полезная грузовместимость судна, с учетом двойных бортов (рис. 16)

Wг = kΔδтLт(В – 2Вб)(H – hдд),

где δт – коэффициент полноты теоретического объема трюмной части, Lт – длина трюмной части. С учетом того, что μг = Wг/Pг = Wг/ηгγδLBT, получим

,

где ηдл = Lт/L – коэффициент утилизации (использования) длины судна.

Анализ формулы приводит к тем же выводам, что и в случае расположения МО в средней части судна.

Теперь можно найти отношение hT, удовлетворяющее заданной удельной погрузочной кубатуре груза, при определенном водоизмещении.

.

Принимая, что по статистике δт ≈ 1,15δ, а γ = 1,025 т/м3, получим

.

Вместимость наливных судов

В отличие от сухогрузов, наливные суда в своей танковой части, кроме грузовых танков имеют балластные и отстойные цистерны (рис. 17). Таким образом, общий объем танковой части будет складываться из трех объемов

Wт = Wг + Wбл + Wо.

где Wг = Pг/γг = (ηг/γг)D – объем грузовых танков, Wбл = (ηбл/γ)D – объем балластных цистерн, ηбл – коэффициент балластировки, Wо = сWг – объем отстойных танков, с – доля вместимости отстойных цистерн, которая по правилам должна составлять не менее 3 % от Wг.

 Скачать реферат