Teszt a fegyelem elméletéről és az edény szerkezetéről. A vízsűrűség hatása a hajó merülésére Lehet-e rakodni 40 000 vízkiszorítású hajóra
A víz sűrűségének változásával a hajó merülése is változik. Ugyanakkor a víz sűrűségének növekedésével a hajó merülése csökken, és fordítva, az üledék sűrűségének csökkenésével nő. A hajó merülésében a vízsűrűség változása miatti változás a következő képlettel számítható ki:
Azt a mennyiséget, amellyel a hajó merülése édesvízből 1,025 t/m³ sűrűségű tengervízbe való átálláskor csökken, ún. édesvíz korrekció , és általában milliméterben mérik. Ezt a módosítást minden hajó esetében fel kell tüntetni a hajó rakományvonal-bizonyítványában.
A hajó mindkét oldalán jelölt rakományvonal azt mutatja, hogy 1,025 t/m³ sűrűségű tengervízben mekkora minimális szabadoldal lehet a hajó. Amikor egy hajó édesvízi kikötőben rakodnak, a rakományvonal az édesvízi engedménynek megfelelő mértékben süllyedhet. 1,025 t/m³ sűrűségű tengervízbe való beköltözéskor a hajó merülése a módosítás mértékével csökken, és a hajó rakományvonal merüléssel rendelkezik.
Olyan kikötőben történő berakodáskor, ahol a vízsűrűség nagyobb, mint 1000 t/m³, de kisebb, mint 1025 t/m³. Azt a mennyiséget, amennyivel a rakományvonal süllyeszthető, a vízsűrűség merüléséhez való igazításnak nevezzük (angolul Dock Water Allowance), és a következő képlettel számítható ki:
A fenti képlettel számított huzatkorrekciót centiméterben kapjuk meg.
Példa: A hajó merülése a rakományvonalnál 6,25 m Az édesvízre vonatkozó korrekció 255 mm. A kikötőnél a víz sűrűsége 1,009 t/m³. Számítsa ki, mennyivel növelhető a huzat úgy, hogy az 1,025 t/m³ sűrűségű vízre váltva! a hajó rakományvonal merülése volt.
Számítási sorrend:
1. Számolja ki, hány centiméterre süllyeszthető be a tehervonal:
A rakományvonal 16 centiméterrel süllyeszthető.
2. Számítsa ki azt az átlagos merülést, amellyel a hajót meg lehet rakodni:
A hajó súlykiszorításának üledék alapján történő meghatározásakor, ha a víz tényleges sűrűsége, amelyben a hajó elhelyezkedik, eltér annak a víznek a sűrűségétől, amelyre a terhelési skálát vagy a hidrosztatikai görbéket számítják, akkor a vízkiszorítás korrekciója A víz sűrűségét a következő képlettel határozzuk meg:
Meg kell jegyezni, hogy a víz hőmérsékletének csökkenésével vagy növekedésével a sűrűsége változik. Ezért, ha a hajó édesvízben van, annak hőmérsékletét kell figyelembe venni, mivel magas édesvíz hőmérsékleten a sűrűsége 1000 t/m³ alatt van. Ha ezt nem vesszük figyelembe a számításoknál, akkor a valós és a számított elmozdulás közötti különbség igen jelentős lehet.
Az édesvíz sűrűségének táblázata különböző hőmérsékleteken:
t°C | ρ, t/m³ | t°C | ρ, t/m³ | t°C | ρ, t/m³ |
0 | 0,99987 | 12 | 0,99952 | 24 | 0,99732 |
1 | 0,99993 | 13 | 0,99940 | 25 | 0,99707 |
2 | 0,99997 | 14 | 0,99927 | 26 | 0,99681 |
3 | 0,99999 | 15 | 0,99913 | 27 | 0,99654 |
4 | 1,00000 | 16 | 0,99897 | 28 | 0,99626 |
5 | 0,99999 | 17 | 0,99880 | 29 | 0,99597 |
6 | 0,99997 | 18 | 0,99862 | 30 | 0,99537 |
7 | 0,99993 | 19 | 0,99843 | 31 | 0,99537 |
8 | 0,99988 | 20 | 0,99823 | 32 | 0,99505 |
9 | 0,99981 | 21 | 0,99802 | 33 | 0,99472 |
10 | 0,99973 | 22 | 0,99780 | 34 | 0,99440 |
11 | 0,99963 | 23 | 0,99757 | 35 | 0,99406 |
Amikor a hajó tengervízben van, a tengervíz hőmérsékletének korrekcióját nem veszik figyelembe, és csak a hidrométer leolvasása alapján kell vezérelni.
Hidrométer (Sűrűségmérő) egy folyadék sűrűségének mérésére szolgáló eszköz. A modern hidrométerek általában üvegből készülnek. A mérési skála beosztása kg/m³. A folyadéksűrűség értékét a folyékony meniszkusz szintjén lévő skálaosztásról olvassuk le, amint az 1. ábrán látható.
A mérésekhez legalább 50 mm átmérőjű edényt használjon. Tengervízmintát kell venni mindkét oldalról a hajó közepén, a hajó merülésének felével megegyező mélységből, a merülés eltávolítása után a lehető leggyorsabban. Rizs. 1: A víz sűrűségének meghatározása hidrométerrel
Megjegyzendő, hogy ugyanazt a hidrométert használják a ballaszttartályokban lévő víz sűrűségének mérésére, amikor a rakomány mennyiségét a csapadék alapján határozzák meg. Ezt a témát részletesen tárgyalja a sorozat könyve " Tengerészet": "A rakomány tömegének kiszámítása csapadék alapján."
Határozza meg a fajlagos rakománykapacitást, és jellemezze a hajót rendeltetés, építészeti és szerkezeti típus szerint, ha:
A hajó rakománykapacitása W = 181 683 m 3;
A hajó nettó teherbírása D h = 144 000 tonna.
Megoldás:
A hajó fajlagos rakománykapacitása:
A körülbelül 1,45 m 3 /t fajlagos rakománykapacitású hajókat nehéz és kis térfogatú (ömlesztett és folyékony) rakományok szállítására tervezték - rendeltetésének megfelelően ez a hajó lehet tartályhajó vagy ömlesztettáru-szállító hajó. minimális szabadoldal és egy fedélzet.
4. feladat
Mennyire lesz kihasználva vagy alulhasználva a hajó rakománykapacitása, ha:
A rakomány fajlagos rakodási térfogata – u = 1,25 m 3 /t;
A hajó rakodóképessége - W c = 22 340 m 3;
A hajó nettó teherbírása D h = 14 700 tonna.
Megoldás:
Terhelési mennyiség teljes kapacitáskihasználás mellett:
A hajó raktereinek kihasználatlansága:
5. probléma
Hajó két kikötőben történő berakodása esetén a második kikötőben mennyi rakomány rakodható fel a hajóra a következő kezdeti adatokkal:
A hajó rakodóképessége W c = 63 068 m 3;
Nettó rakománykapacitás ehhez a járathoz - D h = 49 500 tonna;
Az első kikötőben rakományt raktak be - Q 1 = 20 650 tonna;
Az első rakomány fajlagos rakodási térfogata - u 1 = 1,5 m 3 /t;
A második kikötőben történő berakodásra szánt rakomány meghatározott berakodása
u 2 = 1,28 m 3 /t.
Megoldás:
A második kikötőben berakodandó rakomány mennyisége a hajó teherbírásának teljes kihasználásához:
A teljes rakomány által elfoglalt térfogat a hajó rakterében:
Ezért a teljes rakomány elfér a hajón.
Fennmaradó rakománykapacitás az első kikötőben történő berakodás után:
A második kikötőben átvehető rakomány mennyisége a hajó rakománykapacitásának teljes kihasználásáig:
6. probléma
Határozza meg a hajó hordképességét a trópusi rakományvonal mentén történő berakodáskor, ha:
A hajó merülése a nyári rakományvonal szerint T l = 12,6 m;
A névleges önsúly D W = 54 500 t;
A huzatot 1 cm-rel megváltoztató tonnák száma a = 59,5 t/cm.
Megoldás:
A hajó merülés változása a nyáriról a trópusira való átmenet során:
A hajó vízkiszorításának változása a nyáriról a trópusi jelre való átmenet során:
3. A holtsúly változása az elmozdulásban bekövetkezett változásnak felel meg azonos mértékű:
7. feladat Határozza meg a hajó merülését a bunker és a logisztika átvétele után, ha:
Az átvett készletek teljes mennyisége G tartalék = 1060 tonna;
A hajó merülése az utánpótlás átvétele előtt T = 15,26 m;
A huzatot 1 cm-rel megváltoztató tonnák száma a = 87,5 t/cm.
Megoldás:
Az üledékben bekövetkezett változás a készletek átvétele után:
Hajó merülés az ellátás átvétele után:
8. számú probléma
Határozza meg, hogy egy hajó mennyi rakományt tud fogadni egy korlátozott mélységű kikötőben, ha:
A hajó hordképessége - Dw = 22 330 t;
Utazási tartalék mennyisége - G tartalék = 580 t;
A hajó merülése teljesen megrakott állapotban, az adott navigációs területnek megfelelően
Tc = 9,8 m;
A huzatot 1 cm-rel megváltoztató tonnák száma - a = 34,8 t/cm;
Huzatkorlátozás a rakodónyílásnál - T határ = 9,3 m.
Megoldás:
A hajó merülés változása korlátozott mélységű kikötőben történő berakodáskor:
A maximális rakománymennyiség, amelyet a hajó az útra vonatkozó tartalékokkal összhangban fogadhat:
Változás a hajó rakodásában a merülési korlátozások miatt:
Egy merüléskorlátozással rendelkező kikötőben berakodható rakomány mennyisége.
1. Határozza meg a hajótest teljességi együtthatóját, amelynek elemei:
hossz (L) – 100 m
szélesség (B) - 14 m
merülés (T) - 5,70 m
az edény térfogati elmozdulása (V) - 4150 m3
vízvonal terület (S) - 980 m2
középhajó keretterülete (?F) - 73 m2
Eltolás teljességi együttható (teljes teljesség) ? a vízbe merített test térfogatának az L, B, T oldalú paralelepipedon térfogatának aránya.
Vízvonal terület teljességi tényezője? – az S vízvonal területének aránya egy L, B oldalú téglalap területéhez
A középhajó keretterületének teljességi együtthatója? – a hajóközépkeret területének aránya egy B, T oldalú téglalap területéhez
Longitudinális teljességi együttható? – a V térfogati elmozdulás és a prizma térfogatának aránya, amelynek alapja a hajó középső keretének területe??, a hossza pedig az L hajó hossza.
Függőleges telítettségi arány? – a V térfogati elmozdulás és a prizma térfogatának aránya, amelynek területe az S vízvonal területe és a hajó merülésének T magassága.
2. Egy D=1600 tonna vízkiszorítású, Zg=4,8m tömegközéppontú hajó P1=200t súlyú, z1=3,2m tömegközéppontú rakományt kapott, majd P2=80 tonna ballasztot szivattyúzott ki. a tömegközéppont alkalmazása z2=0,6 m Határozza meg a hajó súlypontjának új elmozdulását és alkalmazását.
A súlypont alkalmazása 200 tonna terhelés után:
P1, – rakomány tömege, t;
z1 – terhelési alkalmazás, m;
Zg – a hajó súlypontjának alkalmazása, pl.
80 tonna ballaszt kiszivattyúzása után a hajó súlypontja megközelítőleg:
P2 – ballasztsúly, t;
Z2 – a kiürített ballaszt tömegközéppontjának alkalmazása, m;
P – a hajó súlykiszorítása, figyelembe véve az átvett 200 tonnás rakományt, t;
Z – a hajó súlypontjának alkalmazása 200 t terhelés elfogadása után, m.
3. Hajóhossz L=110 m, szélesség B=12,5 m, merülés T=4,20 m, kezdeti keresztirányú metacentrikus magasság h=0,75 m, vízvonal telítettségi együttható?=0,81, teljes teliségi együttható?=0,77, tengervíz sűrűsége =1,025? t/m3. Határozza meg a hajó merülés és metacentrikus magasság változását, ha a hajó P = 40 tonna tömegű rakományt kapott, amelynek súlypontja z = 5,2 m.
A rakomány átvétele utáni hajó merülés?T növekedésének meghatározásához a hajó egyensúlyi állapotát használjuk, amelyet a P rakománytömegek és a járulékos vízkiszorítás egyenlősége fejez ki:
P=?*?V
A kiegészítő?V réteg térfogata egy henger térfogatának tekinthető, amelynek alapja az S vízvonal területe, magassága pedig megegyezik a huzatváltozással?T
?V=S*?T
Majd
P=?*S*?T
A vízvonal területét a vízvonal telítettségi együtthatójának és az edény méretének ismeretében találhatja meg.
Ezért a változás átlagos huzat akarat:
Határozzuk meg az edény súlyelmozdulását:
D=?*V=?*L*B*T*?=1,025*110*12,5*4,2*0,77=4558 t
? - a tengervíz sűrűsége;
L - a hajó hossza, m;
B - hajó szélessége, m;
T - hajó merülés, m;
? - általános teljességi együttható.
A metacentrikus magasság változása a terhelés után:
P - rakomány tömege, t;
D - a hajó súlyelmozdulása, t;
T - a hajó merülése a rakomány átvétele előtt, m;
?T - a hajó merülés változása, m;
h - kezdeti metacentrikus magasság, m;
z- az elfogadott teher súlypontjának alkalmazása, m.
4. A hajó vízkiszorítása D=3700 t, alkalmazott tömegközéppont zg=4,7 m. Számítsa ki a hajó új elmozdulását és alkalmazza a súlypontját, ha P=100 t z=0,7 m alkalmazott súlypontú ballasztot gördítettek. túl a fedélzeten.
100 tonna ballaszt kiszivattyúzása után a hajó tömegközéppontja megközelítőleg:
P – ballasztsúly, t;
Z – a kiürített ballaszt tömegközéppontjának alkalmazása, m;
Zg – a hajó súlypontjának alkalmazása, m.
5. A fedélzeten személyszállító hajó n=60 utas a középsíktól l=1,8 m távolságra oldalra mozdult, aminek következtében ?=4°-os gurulás következett be. Határozza meg a kezdeti keresztirányú metacentrikus magasság értékét! Egy utas tömege p=75 kg, a hajó vízkiszorítása D=60 tonna.
Az összes utas súlya:
P=p*n=75*60=4500kg=4,5t
Billenőnyomaték terhelés hatására:
l – utasmozgás válla, m;
P – az összes utas tömege, t;
? – dőlésszög.
A helyreállítás pillanata:
D – az edény súlyelmozdulása, t;
? – dőlésszög;
A dőlési és kiegyenlítési pillanatok egyenlőségéből:
Mivel a dőlésszög kicsi:
(radiánban)
Ezért a metacentrikus magasság értéke:
6. Hajó vízkiszorítása D=500 t, hossza L=51 m, kezdeti keresztirányú metacentrikus magasság h=1,4 m, kezdeti hosszanti metacentrikus magasság H=68 m. Számítsa ki a hajót egy fokkal dőlő nyomaték értékét és a nyomatékot! amely 1 m-rel levágja.
Az a pillanat, amikor a hajó egy fokkal megdől, a következő képlettel határozható meg:
D – az edény súlyelmozdulása, t;
h – metacentrikus magasság értéke, m.
Kis vágási szögeknél:
T - különbség az orrban és a tatban, m;
L a hajó hossza, m.
Pillanat, amely a hajót 1 m-rel levágja:
D – az edény súlyelmozdulása, t;
h – metacentrikus magasságérték, m;
L – a hajó hossza, m.
7. A hajó elmozdulása D=16200 t, a hajó tömegközéppontjának alkalmazása zg=8,2 m, a metacentrum alkalmazása zm=9,32 m Az alakstabilitási karok táblázata (A melléklet) segítségével készítse el a statikus ill dinamikus stabilitás. A kapott diagramok felhasználásával készítsen ellenőrző háromszöget, és határozza meg azt a maximális dinamikus dőlési nyomatékot, amely nem vezet az ér felborulásához?
Kezdeti metacentrikus magasság:
h=zm-zg=9,32-8,20=1,12m
Gördülési szögek 0 10 20 30 40 50 60 70
Vállforma lк,m 0,000 1,637 3,306 5,051 6,518 7,490 8,032 8,237
sin() 0,000 0,174 0,342 0,500 0,643 0,766 0,866 0,940
Súlykar Zg*sin() , m 0,000 1,424 2,804 4,100 5,270 6,281 7,101 7,705
Stabilitási kar lst 0,000 0,213 0,502 0,951 1,248 1,209 0,931 0,532
Váll dinam. ldin,m 0,000 0,019 0,081 0,208 0,400 0,614 0,801 0,928
A statikus stabilitási diagramon segédkonstrukciókat készítünk: húzunk egy érintőt az origóból a stabilitási diagramra, húzunk egy függőleges vonalat, amely egyenlő 1 rad = 57,3°-kal. A kapott metacentrikus magasság értékét kivesszük a diagramból, ami egyenlő h=1,12m-rel
A dinamikus stabilitási diagramon segédkonstrukciókat készítünk: húzzunk egy érintőt az origóból a stabilitási diagramra, húzzunk egy függőleges vonalat, amely egyenlő 1 rad = 57,3°-kal. Vegyük a billenési nyomaték kar értékét lopr = 0,75 m és a bukószög értékét = 58°?
8. Ismertesse a fedélzeti passzív dobótartályok működési elvét!
A passzív ütközésvezérléssel ellátott fedélzeti tartályok rendszere az ábrán látható. A nagyméretű fedélzeti tartályok vízzel vannak feltöltve, ami nagy ellenállási pillanatot hoz létre a dőlés ellen. De a víz áramolhat egyik tartályból a másikba.
A két tartály közötti légcsatornában egy szeleprendszer található, amelyeket a hajó gurulásától függően egy speciális mechanizmus működtet. A nyomáskülönbség miatt légterek tartályok, a folyadékáramlás és a szivattyúzás maximális stabilizálásának fázisa szabályozott.
A tartályokat használó dőlésszög-stabilizáló rendszert kifejezetten minden hajóhoz tervezték, figyelembe véve a modellvizsgálatokat. A vízszintet szigorúan meg kell határozni és a hajó terhelésétől függően be kell állítani.
Irodalom
1. Bronstein D.Ya. A hajó elméletének felépítése és alapjai - L.: Hajóépítés, 1988.-336. old.: ill.
2. Malysev A.N. Halászhajók felhajtóereje és stabilitása.-M.: Mir.2003.-272 p.: ill.
3. Tengeri hajózási nyilvántartás. Osztályozási és építési szabályok tengeri hajók. 1. kötet. Tizenegyedik kiadás. Tengeri hajózási nyilvántartás. – Szentpétervár, Palota rakpart, 2008. 8. – 502 p.
4. A hajó kirakodásának, stabilitásának és szilárdságának értékelése működés közben/A.I. Novikov: Tankönyv - Szevasztopol: SevNTU Kiadó, 2003-135 pp.: ill.
5. Samsonov S.V. A felhajtóerő és a stabilitás elemei és számításuk hajóviszonyok között. Vlagyivosztok: Dalrybvtuz, 2001.-60p.
Hasznos lehet elolvasni:
- Hogyan lehet kirándulni az Antarktiszon?;
- Csehország Trója vára. Trója vára Prágában. Ősi pincészet és múzeum;
- Böcklin és „halottak szigete” Korának kulturális jelensége;
- Repülőjegyek Krím-félszigetre Olcsóbbak lesznek a Krím-félszigetre induló repülőjegyek;
- Mit vihetsz magaddal és mit nem;
- Bal oldali menü megnyitása Hévíz Hogyan juthat el Budapestről a Hévízi-tóhoz;
- Sikló Nha Trangban (Vinpearl) A világ leghosszabb felvonója, Vietnam;
- Kamenyec-Podolszk erőd - Ukrajna történelmi emlékműve Élet a Kamenyec-Podolszk erőd falain kívül;