Test privind teoria disciplinei și structura navei. Influența densității apei asupra pescajului unei nave Este posibil să se încarce pe o navă cu o deplasare de 40.000

Pe măsură ce densitatea apei se modifică, pescajul vasului se modifică. În același timp, odată cu creșterea densității apei, pescajul vasului scade și, invers, odată cu scăderea densității sedimentului, acesta crește. Modificarea pescajului navei din cauza modificărilor densității apei poate fi calculată folosind formula:

Cantitatea cu care pescajul navei scade la trecerea de la apa dulce la apa de mare cu o densitate de 1,025 t/m³ se numeste corectarea apei proaspete , și se măsoară de obicei în milimetri. Pentru fiecare navă, această modificare este indicată în Certificatul de linie de încărcare a navei.

Linia de încărcare, marcată pe ambele părți ale navei, arată ce bord liber minim poate avea nava în apa de mare cu o densitate de 1,025 t/m³. Când o navă se încarcă într-un port cu apă dulce, linia de încărcare poate fi scufundată cu o sumă egală cu alocația pentru apă dulce. La trecerea în apă de mare cu o densitate de 1,025 t/m³, pescajul navei va scădea cu valoarea acestui amendament, iar nava va avea un pescaj al liniei de încărcare.

La încărcarea într-un port unde densitatea apei este mai mare de 1.000 t/m³, dar mai mică de 1.025 t/m³. Cantitatea cu care linia de încărcare poate fi scufundată se numește ajustare la pescaj pentru densitatea apei (în engleză, Dock Water Allowance) și poate fi calculată folosind formula:

Corecția de proiect calculată folosind formula de mai sus se obține în centimetri.

Exemplu: Pescajul navei la linia de încărcare este de 6,25 m. Corecția pentru apă dulce este de 255 mm. Densitatea apei la dană este de 1,009 t/m³. Calculați cu ce cantitate poate fi mărită tirajul astfel încât, cu trecerea la apă cu o densitate de 1,025 t/m³. nava avea un pescaj al liniei de sarcină.

Ordine de calcul:

1. Calculați câți centimetri poate fi îngroșată linia de sarcină:

Linia de încărcare poate fi încasată cu 16 centimetri.

2. Calculați pescajul mediu la care poate fi încărcată nava:

Atunci când se determină deplasarea greutății unei nave pe baza sedimentului, dacă densitatea reală a apei în care se află nava diferă de densitatea apei pentru care se calculează scara de încărcare sau curbele hidrostatice, atunci corectarea deplasării pentru densitatea apei se găsește folosind formula:

Trebuie remarcat faptul că, pe măsură ce temperatura apei scade sau crește, densitatea acesteia se modifică. Prin urmare, dacă nava se află în apă dulce, trebuie luată în considerare temperatura acesteia, deoarece la temperaturi ridicate ale apei dulci densitatea ei este sub 1.000 t/m³. Dacă acest lucru nu este luat în considerare în calcule, atunci diferența dintre deplasarea adevărată și cea calculată poate fi foarte semnificativă.

Tabel cu densitatea apei proaspete la diferite temperaturi:

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

Când nava este în apă de mare, corecția pentru temperatura apei de mare nu este luată în considerare și este necesar să se ghideze numai după citirile hidrometrului.

Hidrometru (densimetru) este un dispozitiv pentru măsurarea densității unui lichid. Hidrometrele moderne sunt de obicei din sticlă. Scara de măsurare este gradată în kg/m³. Valoarea densității lichidului este citită din diviziunea scalei situată la același nivel cu meniscul lichid, așa cum este indicat în Figura 1.

Pentru măsurători, utilizați un recipient cu un diametru de cel puțin 50 mm. Probele de apă de mare trebuie prelevate de pe ambele părți în zona mijlocului navei de la o adâncime egală cu jumătate din pescajul navei, cât mai repede posibil după îndepărtarea pescajului. Orez. 1: Determinarea densității apei cu ajutorul unui hidrometru

Trebuie remarcat faptul că același hidrometru este utilizat pentru a măsura densitatea apei în tancurile de balast atunci când se determină cantitatea de încărcătură pe baza precipitațiilor. Acest subiect este discutat în detaliu în cartea seriei „ Mănăstire": "Calculul masei încărcăturii pe baza precipitațiilor."

Determinați capacitatea specifică de încărcare și caracterizați nava după scop și tip arhitectural și structural dacă:

    Capacitatea de marfă a navei este W = 181.683 m 3;

    Capacitatea netă de transport a navei este D h = 144.000 tone.

Soluţie:

    Capacitatea specifică de marfă a navei:

    Navele cu o capacitate specifică de încărcătură de până la aproximativ 1,45 m 3 /t sunt proiectate pentru transportul de mărfuri grele și de volum redus (vrac și lichide) - în funcție de scopul propus, această navă poate fi cisternă sau vrachier cu un bord liber minim și o punte.

Sarcina nr. 4

Cât de mult va fi utilizată sau subutilizată capacitatea de marfă a navei dacă:

    Volumul specific de încărcare a încărcăturii – u = 1,25 m 3 /t;

    Capacitatea de marfă a navei - W c = 22.340 m 3;

    Capacitatea netă de transport a navei este D h = 14.700 tone.

Soluţie:

    Volumul de încărcare când este utilizată capacitatea maximă:

    Capacitatea subutilizată a spațiilor de marfă ale navei:

Problema #5

Când încărcați o navă în două porturi, câtă marfă poate fi încărcată pe navă în al doilea port cu următoarele date inițiale:

    Capacitatea de marfă a navei este W c = 63.068 m 3;

    Capacitate neta de marfa pentru acest zbor - D h = 49.500 tone;

    În primul port s-a încărcat marfa - Q 1 = 20.650 tone;

    Volumul specific de încărcare al primei mărfuri - u 1 = 1,5 m 3 /t;

    Încărcarea specifică a mărfurilor destinate încărcării în al doilea port

    u 2 = 1,28 m 3 /t.

Soluţie:

    Cantitatea de marfă care trebuie încărcată în al doilea port pentru a utiliza pe deplin capacitatea de transport a navei:

    Volumul ocupat de încărcătura completă în spațiile de marfă ale navei:

Prin urmare, încărcătura completă se va potrivi pe navă.

    Capacitatea de marfă rămasă după încărcarea în primul port:

    Cantitatea de marfă care poate fi acceptată în al doilea port până când capacitatea de marfă a navei este utilizată pe deplin:

Problema #6

Determinați greutatea maximă a navei atunci când o încărcați de-a lungul liniei de încărcare tropicală dacă:

    Pescajul navei conform liniei de sarcină de vară este T l = 12,6 m;

    Greutatea nominală este D W = 54.500 t;

    Numărul de tone care modifică pescajul cu 1 cm este a = 59,5 t/cm.

Soluţie:

    Modificarea pescajului navei în timpul tranziției de la vară la tropical:

    Modificarea deplasării navei în timpul tranziției de la marcajul de vară la marcajul tropical:

3. O modificare a greutății reale corespunde unei modificări a deplasării cu aceeași valoare:

Sarcina nr. 7 Determinați pescajul navei după primirea buncărului și a logisticii, dacă:

    Cantitatea totală de rezerve acceptate este G rezervă = 1.060 tone;

    Pescajul navei înainte de primirea proviziilor este T = 15,26 m;

    Numărul de tone care modifică pescajul cu 1 cm este a = 87,5 t/cm.

Soluţie:

    Modificarea sedimentului după primirea proviziilor:

    Pescajul navei după primirea proviziilor:

Problema nr. 8

Determinați câtă marfă poate accepta o navă într-un port cu adâncimi limitate dacă:

    Greutatea proprie a navei - Dw = 22.330 t;

    Cantitatea rezervelor de voiaj - G rezerva = 580 t;

    Pescajul navei când este complet încărcat, corespunzător zonei de navigație date

Tc = 9,8 m;

    Numărul de tone care modifică pescajul cu 1 cm - a = 34,8 t/cm;

    Restricții la pescaj la portul de încărcare - T limită = 9,3 m.

Soluţie:

    Modificarea pescajului navei la încărcarea într-un port cu adâncimi limitate:

    Cantitatea maximă de marfă pe care nava o poate accepta în conformitate cu rezervele pentru voiaj:

    Modificarea încărcării navei din cauza restricțiilor de pescaj:

    Cantitatea de marfă care poate fi încărcată într-un port cu o restricție de pescaj.

1. Determinați toți coeficienții de completitudine ai carenei navei, ale căror elemente:
lungime (L) – 100 m
latime (B) - 14 m
pescaj (T) - 5,70 m
deplasarea volumetrica a vasului (V) - 4150 mc
suprafata liniei de plutire (S) - 980 m2
suprafața cadrului mijlociu (?F) - 73 m2

Coeficientul completității deplasării (completitudinea totală) ? este raportul dintre volumul corpului scufundat în apă și volumul unui paralelipiped cu laturile L, B, T.

Factor de completitudine a zonei liniei de plutire? – raportul dintre aria liniei de plutire S și aria unui dreptunghi cu laturile L, B

Coeficientul de completitudine al zonei cadrului din mijlocul navei? – raportul dintre aria cadrului din mijlocul navei și aria unui dreptunghi cu laturile B, T

Coeficientul de completitudine longitudinală? – raportul dintre deplasarea volumetrică V și volumul prismei, a cărei bază este aria cadrului din mijlocul navei??, iar lungimea este lungimea vasului L.

Raportul de plenitudine verticală? - raportul dintre deplasarea volumetrică V și volumul prismei, a cărei aria este aria liniei de plutire S și înălțimea pescajului vasului T.

2. O navă cu o deplasare de D = 1600 tone și o aplicație de centru de greutate Zg = 4,8 m a primit o sarcină cântărind P1 = 200 t cu o aplicație de centru de greutate z1 = 3,2 m și apoi a fost pompată P2 = 80 de tone de balast cu aplicarea centrului de greutate z2 = 0,6 m Determinați deplasarea și aplicarea centrului de greutate al navei.

Aplicarea centrului de greutate după primirea a 200 de tone de sarcină:

P1, – greutatea încărcăturii, t;
z1 – aplicat de sarcină, m;

Zg – aplicarea centrului de greutate al navei, i.e.

După pomparea a 80 de tone de balast, centrul de greutate al navei este aproximativ:

P2 – greutatea de balast, t;
Z2 – aplicatul centrului de greutate al balastului evacuat, m;
P – deplasarea greutăţii navei ţinând cont de încărcătura acceptată de 200 tone, t;
Z – aplicarea centrului de greutate al navei după acceptarea unei sarcini de 200 t, m.

3. Lungimea vasului L=110 m, lățimea B=12,5 m, pescaj T=4,20 m, înălțimea metacentrică transversală inițială h=0,75 m, coeficient de plinătate a liniei de plutire?=0,81, coeficient de plenitudine globală?=0,77, densitatea apei de mare=1,025 t/m3. Determinați modificarea pescajului și înălțimea metacentrică a navei, dacă nava a primit o sarcină cu o masă de P = 40 tone, al cărei centru de greutate este z = 5,2 m.

Pentru a determina creșterea pescajului navei?T după primirea încărcăturii, folosim starea de echilibru a navei, exprimată prin egalitatea maselor de marfă P și deplasarea suplimentară:
P=?*?V
Volumul stratului suplimentar?V poate fi considerat ca volumul unui cilindru, a cărui bază este aria liniei de plutire S, iar înălțimea este egală cu modificarea pescajului?T
?V=S*?T
Apoi
P=?*S*?T
Zona liniei de plutire poate fi găsită cunoscând coeficientul de plenitudine al liniei de plutire și dimensiunea navei.

De aici schimbarea pescaj mediu voinţă:

Să determinăm deplasarea greutății navei:
D=?*V=?*L*B*T*?=1,025*110*12,5*4,2*0,77=4558 t
? - densitatea apei de mare;
L - lungimea vasului, m;
B - latimea vasului, m;
T - pescajul vasului, m;
? - coeficient de completitudine generală.

Modificarea înălțimii metacentrice după primirea sarcinii:

P - greutatea încărcăturii, t;
D este deplasarea în greutate a vasului, t;
T - pescajul navei înainte de a accepta încărcătura, m;
?T - modificarea pescajului vasului, m;
h - inaltime metacentrica initiala, m;
z- aplicat al centrului de greutate al sarcinii acceptate, m.

4. Deplasarea vasului D=3700 t, aplicati centrul de greutate zg=4.7 m Calculati deplasarea noua si aplicati centrul de greutate al vasului daca a fost rulat P=100 t balast cu aplicat centru de greutate z=0.7 m. peste bord.

După pomparea a 100 de tone de balast, centrul de greutate al navei este aproximativ:

P – greutatea de balast, t;
Z – aplicatul centrului de greutate al balastului evacuat, m;
Zg – aplicarea centrului de greutate al navei, m.

5. Pe punte navă de pasageri n=60 de pasageri s-au deplasat în lateral la o distanță de l=1,8 m față de planul central, în urma căreia s-a produs o rotire de ?=4°. Determinați valoarea înălțimii metacentrice transversale inițiale. Masa unui pasager este p=75 kg, deplasarea navei este D=60 tone.

Greutatea tuturor pasagerilor:
P=p*n=75*60=4500kg=4,5t

Moment de înclinare datorat acțiunii sarcinii:

l – umărul mișcării pasagerului, m;
P – greutatea tuturor pasagerilor, t;
? – unghiul de rulare.
Moment de recuperare:

D – deplasarea greutăţii vasului, t;
? – unghiul de rulare;

Din egalitatea momentelor de înclinare și de îndreptare:

Deoarece unghiul de rulare este mic:
(în radiani)
Prin urmare, valoarea înălțimii metacentrice este:

6. Deplasarea vasului D=500 t, lungime L=51 m, înălțimea metacentrică transversală inițială h=1,4 m, înălțimea metacentrică longitudinală inițială H=68 m Calculați valoarea momentului care înclină nava cu un grad, și momentul care se taie cu 1 m.

Momentul care înclină nava cu un grad poate fi determinat prin următoarea formulă:

D – deplasarea greutăţii vasului, t;
h – valoarea înălțimii metacentrice, m.

La unghiuri mici de tăiere:

T - diferența de pescaj la prova și pupa, m;
L este lungimea vasului, m.
Moment care decupează nava cu 1 m:

D – deplasarea greutăţii vasului, t;
h – valoarea înălțimii metacentrice, m;
L – lungimea vasului, m.

7. Deplasarea vasului D=16200 t, aplicarea centrului de greutate al vasului zg=8,2 m, aplicarea metacentrului zm=9,32 m Cu ajutorul tabelului brațelor de stabilitate a formei (Anexa A), se construiesc diagrame de statică și stabilitate dinamică. Folosind diagramele obținute, construiți un triunghi de verificare și determinați momentul maxim de înclinare dinamică care nu duce la răsturnarea vasului?

Înălțimea metacentrică inițială:
h=zm-zg=9,32-8,20=1,12m
Unghiuri de rulare 0 10 20 30 40 50 60 70
Forma umărului 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
Greutate braț Zg*sin() , m 0,000 1,424 2,804 4,100 5,270 6,281 7,101 7,705
Braț de stabilitate lst 0,000 0,213 0,502 0,951 1,248 1,209 0,931 0,532
Dinamizarea umerilor. ldin,m 0,000 0,019 0,081 0,208 0,400 0,614 0,801 0,928

Pe diagrama de stabilitate statică facem construcții auxiliare: trageți o tangentă de la origine la diagrama de stabilitate, trageți o linie verticală egală cu 1 rad = 57,3°. Înlăturăm din diagramă valoarea rezultată a înălțimii metacentrice, care este egală cu h=1,12m

Pe diagrama de stabilitate dinamică facem construcții auxiliare: trageți o tangentă de la origine la diagrama de stabilitate, trageți o linie verticală egală cu 1 rad = 57,3°. Luăm valoarea momentului de răsturnare braț lopr = 0,75 m și valoarea unghiului de rulare = 58°

8. Descrieți principiul de funcționare al tancurilor de tangaj pasive la bord.

Sistemul rezervoarelor de bord cu control pasiv al impactului este prezentat în figură. Rezervoarele mari de la bord sunt umplute cu apă, ceea ce creează un moment mare de rezistență la tanar. Dar apa poate curge dintr-un rezervor în altul.

În canalul de aer dintre cele două rezervoare există un sistem de supape, care sunt activate printr-un mecanism special în funcție de ruliul vasului. Datorită diferenței de presiune în spatii aeriene rezervoarele, debitul fluidului si faza de stabilizare maxima a pomparii sunt reglate.
Sistemul de stabilizare a pasului folosind rezervoare este proiectat special pentru fiecare navă, ținând cont de testarea modelului. Nivelul apei trebuie să fie strict definit și ajustat în funcție de sarcina navei.

Literatură

1. Bronstein D.Ya. Structura şi fundamentele teoriei unui vas - L.: Construcţii navale, 1988.-336 p.: ill.
2. Malyshev A.N. Flotabilitatea si stabilitatea vaselor de pescuit.-M.: Mir.2003.-272 p.: ill.
3. Registrul maritim de transport maritim. Clasificare și reguli de construcție nave maritime. Volumul 1. Ediția a unsprezecea. Registrul maritim de transport maritim. – Sankt Petersburg, Digul Palatului, 8. 2008. – 502 p.
4. Evaluarea aterizării, stabilității și rezistenței navei în timpul exploatării/A.I. Novikov: Manual - Sevastopol: Editura SevNTU, 2003-135 p.: ill.
5. Samsonov S.V. Elemente de flotabilitate și stabilitate și calculul acestora în condițiile navei. Vladivostok: Dalrybvtuz, 2001.-60p.

 

Ar putea fi util să citiți: