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: