Test z teórie disciplíny a štruktúry plavidla. Vplyv hustoty vody na ponor lode Je možné naložiť na loď s výtlakom 40 000

So zmenou hustoty vody sa mení ponor plavidla. Zároveň s nárastom hustoty vody klesá ponor plavidla a naopak, s poklesom hustoty sedimentu sa zvyšuje. Zmenu ponoru plavidla v dôsledku zmien hustoty vody možno vypočítať pomocou vzorca:

Množstvo, o ktoré klesá ponor plavidla pri prechode zo sladkej do morskej vody s hustotou 1,025 t/m³, sa nazýva korekcia sladkej vody a zvyčajne sa meria v milimetroch. Pre každú loď je táto zmena uvedená v osvedčení o nákladovej značke lode.

Nákladná čiara vyznačená na oboch stranách lode ukazuje, aký minimálny voľný bok môže mať loď v morskej vode s hustotou 1,025 t/m³. Keď loď nakladá v sladkovodnom prístave, nákladná čiara sa môže potopiť o množstvo, ktoré sa rovná povolenej hodnote sladkej vody. Pri prechode do morskej vody s hustotou 1,025 t/m³ sa ponor plavidla zníži o hodnotu tejto úpravy a plavidlo bude mať ponor na čiare nákladu.

Pri nakladaní v prístave, kde je hustota vody vyššia ako 1 000 t/m³, ale nižšia ako 1 025 t/m³. Množstvo, o ktoré sa môže záťažová čiara potopiť, sa nazýva úprava ponoru pre hustotu vody (v angličtine, Dock Water Allowance) a možno ju vypočítať pomocou vzorca:

Korekcia ponoru vypočítaná pomocou vyššie uvedeného vzorca sa získa v centimetroch.

Príklad: Ponor plavidla na čiare nákladu je 6,25 m Korekcia pre sladkú vodu je 255 mm. Hustota vody v kotvisku je 1,009 t/m³. Vypočítajte, o koľko sa môže ťah zvýšiť tak, aby pri prechode na vodu s hustotou 1,025 t/m³. plavidlo malo ponor nákladnej čiary.

Poradie výpočtu:

1. Vypočítajte, o koľko centimetrov môže byť nákladná čiara zapustená:

Nákladnú líniu je možné zapustiť o 16 centimetrov.

2. Vypočítajte priemerný ponor, pri ktorom môže byť loď naložená:

Pri určovaní hmotnostného výtlaku lode na základe ponoru, ak sa skutočná hustota vody, v ktorej sa loď nachádza, líši od hustoty vody, pre ktorú sa počíta záťažová stupnica alebo hydrostatické krivky, potom korekcia výtlaku pre Hustota vody sa zistí pomocou vzorca:

Treba poznamenať, že so znižovaním alebo zvyšovaním teploty vody sa mení jej hustota. Preto, ak je loď v sladkej vode, je potrebné vziať do úvahy jej teplotu, pretože pri vysokých teplotách sladkej vody je jej hustota nižšia ako 1 000 t/m³. Ak sa to vo výpočtoch nezohľadní, potom môže byť rozdiel medzi skutočným a vypočítaným posunom veľmi významný.

Tabuľka hustoty sladkej vody pri rôznych teplotách:

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

Keď je loď v morskej vode, korekcia na teplotu morskej vody sa neberie do úvahy a je potrebné riadiť sa iba údajmi hustomera.

Hustomer (hustomer) je zariadenie na meranie hustoty kvapaliny. Moderné hustomery sú zvyčajne sklenené. Stupnica merania je odstupňovaná v kg/m³. Hodnota hustoty kvapaliny sa odčíta z dielika stupnice umiestnenej na rovnakej úrovni ako meniskus kvapaliny, ako je znázornené na obrázku 1.

Na meranie použite nádobu s priemerom minimálne 50 mm. Vzorky morskej vody sa musia odoberať z oboch strán v strednej oblasti lode z hĺbky rovnajúcej sa polovici ponoru plavidla, čo najskôr po odstránení ponoru. Ryža. 1: Určenie hustoty vody pomocou hustomera

Treba poznamenať, že rovnaký hustomer sa používa na meranie hustoty vody v balastných nádržiach pri určovaní množstva nákladu na základe zrážok. Táto téma je podrobne diskutovaná v knihe série „ Námorníctvo": "Výpočet hmotnosti nákladu na základe zrážok."

Určite špecifickú kapacitu nákladu a charakterizujte plavidlo podľa účelu a architektonického a konštrukčného typu, ak:

    Nákladná kapacita plavidla je W = 181 683 m 3;

    Čistá nosnosť plavidla je D h = 144 000 ton.

Riešenie:

    Špecifická nákladná kapacita plavidla:

    Plavidlá so špecifickou kapacitou nákladu do cca 1,45 m 3 /t sú určené na prepravu ťažkého a maloobjemového nákladu (voľného aj tekutého) - podľa účelu použitia môže byť týmto plavidlom tanker alebo loď na hromadný náklad s minimálny voľný bok a jedna paluba.

Úloha č.4

Do akej miery bude využitá alebo nedostatočne využitá kapacita lode, ak:

    Špecifický ložný objem nákladu – u = 1,25 m 3 /t;

    Nákladná kapacita plavidla - W c = 22 340 m 3;

    Čistá nosnosť plavidla je D h = 14 700 ton.

Riešenie:

    Objem náplne pri plnom využití kapacity:

    Nedostatočne využitá kapacita nákladných priestorov lode:

Problém #5

Pri nakladaní lode v dvoch prístavoch, koľko nákladu možno naložiť na loď v druhom prístave s nasledujúcimi počiatočnými údajmi:

    Nákladná kapacita plavidla je W c = 63 068 m 3;

    Čistá nákladná kapacita pre tento let - D h = 49 500 ton;

    V prvom prístave bol naložený náklad - Q 1 = 20 650 ton;

    Špecifický ložný objem prvého nákladu - u 1 = 1,5 m 3 /t;

    Špecifická nakládka nákladu určená na nakládku v druhom prístave

    u2 = 1,28 m3/t.

Riešenie:

    Množstvo nákladu, ktoré je potrebné naložiť do druhého prístavu, aby sa plne využila nosnosť plavidla:

    Objem, ktorý zaberá plný náklad v nákladných priestoroch lode:

Na loď sa teda zmestí celý náklad.

    Zostávajúca kapacita nákladu po naložení v prvom prístave:

    Množstvo nákladu, ktoré možno prijať v druhom prístave, kým sa kapacita lode úplne nevyčerpá:

Problém #6

Určite nosnosť lode pri jej nakladaní pozdĺž tropickej nákladnej čiary, ak:

    Ponor plavidla podľa letnej línie zaťaženia je T l = 12,6 m;

    Pasová hodnota mŕtvej hmotnosti je D W = 54 500 t;

    Počet ton pri zmene ponoru o 1 cm je a = 59,5 t/cm.

Riešenie:

    Zmena ponoru plavidla počas prechodu z leta do tropického obdobia:

    Zmena výtlaku plavidla počas prechodu z letnej na tropickú značku:

3. Zmena mŕtvej váhy zodpovedá zmene výtlaku o rovnakú hodnotu:

Úloha č. 7 Určte ponor plavidla po obdržaní zásobníka a logistike, ak:

    Celkové množstvo prijatých zásob je G rezerva = 1 060 ton;

    Ponor plavidla pred prijatím zásob je T = 15,26 m;

    Počet ton, ktoré menia ponor o 1 cm, je a = 87,5 t/cm.

Riešenie:

    Zmena sedimentu po prijatí zásob:

    Ťah plavidla po prijatí zásob:

Problém č.8

Zistite, koľko nákladu môže loď prijať v prístave s obmedzenou hĺbkou, ak:

    Nosnosť plavidla - Dw = 22 330 t;

    Množstvo rezerv na plavbu - G rezerva = 580 t;

    Ponor plavidla pri plnom naložení zodpovedajúci danej plavebnej oblasti

Tc = 9,8 m;

    Počet ton, ktoré menia ponor o 1 cm - a = 34,8 t/cm;

    Obmedzenia ponoru v nakladacom prístave - T limit = 9,3 m.

Riešenie:

    Zmena ponoru plavidla pri nakladaní v prístave s obmedzenými hĺbkami:

    Maximálne množstvo nákladu, ktoré môže loď prijať v súlade s rezervami na plavbu:

    Zmena zaťaženia plavidla v dôsledku obmedzení ponoru:

    Množstvo nákladu, ktoré možno naložiť v prístave s obmedzením ponoru.

1. Určite všetky koeficienty úplnosti trupu lode, ktorého prvky:
dĺžka (L) – 100 m
šírka (B) - 14 m
ponor (T) - 5,70 m
objemový výtlak nádoby (V) - 4150 m3
plocha vodorysky (S) - 980 m2
plocha stredového rámu (?F) - 73 m2

Koeficient úplnosti výtlaku (celková úplnosť) ? je pomer objemu telesa ponoreného vo vode k objemu rovnobežnostena so stranami L, B, T.

Faktor plnosti oblasti vodnej čiary? - pomer plochy vodorysky S k ploche obdĺžnika so stranami L, B

Koeficient úplnosti plochy stredného rámu? - pomer plochy stredného rámu k ploche obdĺžnika so stranami B, T

Koeficient pozdĺžnej úplnosti? - pomer objemového výtlaku V k objemu hranola, ktorého základňa je plocha stredného rámu a dĺžka je dĺžka plavidla L.

Vertikálny pomer plnosti? - pomer objemového výtlaku V k objemu hranola, ktorého plocha je plocha vodorysky S, a výška ponoru plavidla T.

2. Loď s výtlakom D = 1600 ton a ťažiskom Zg = 4,8 m prijala náklad s hmotnosťou P1 = 200 t s ťažiskom z1 = 3,2 m a následne odčerpala P2 = 80 ton balastu s ťažiskom z2 = 0,6 m Určite nový výtlak a použitie ťažiska plavidla.

Použitie ťažiska po prijatí 200 ton nákladu:

P1, – hmotnosť nákladu, t;
z1 – načítať aplikáciu, m;

Zg – aplikácia ťažiska plavidla, t.j.

Po odčerpaní 80 ton balastu sa ťažisko plavidla približuje:

P2 – záťažová hmotnosť, t;
Z2 – aplikácia ťažiska evakuovaného balastu, m;
P – hmotnostný výtlak plavidla s prihliadnutím na prijatý náklad 200 ton, t;
Z – uplatnenie ťažiska plavidla po prevzatí nákladu 200 t, m.

3. Dĺžka plavidla L=110 m, šírka B=12,5 m, ponor T=4,20 m, počiatočná priečna metacentrická výška h=0,75 m, koeficient plnosti vodorysky?=0,81, celkový koeficient plnosti?=0,77, hustota morskej vody =1,025 t /m3. Určte zmenu ponoru a metacentrickej výšky plavidla, ak plavidlo prijalo náklad s hmotnosťou P = 40 ton, ktorého ťažisko je z = 5,2 m.

Na určenie prírastku ponoru plavidla?T po prijatí nákladu používame rovnovážny stav plavidla vyjadrený rovnosťou hmotnosti nákladu P a dodatočného výtlaku:
P=?*?V
Objem dodatočnej vrstvy?V možno považovať za objem valca, ktorého základňou je plocha vodorysky S a výška sa rovná zmene ponoru?T
?V=S*?T
Potom
P=?*S*?T
Plochu vodorysky možno nájsť tak, že poznáte koeficient plnosti vodorysky a veľkosť plavidla.

Preto tá zmena priemerný ťah bude:

Určme hmotnostný výtlak plavidla:
D=?*V=?*L*B*T*?=1,025*110*12,5*4,2*0,77=4558 t
? - hustota morskej vody;
L - dĺžka plavidla, m;
B - šírka plavidla, m;
T - ponor plavidla, m;
? - koeficient celkovej úplnosti.

Zmena metacentrickej výšky po prijatí záťaže:

P - hmotnosť nákladu, t;
D - hmotnostný výtlak plavidla, t;
T - ponor plavidla pred prijatím nákladu, m;
?T - zmena ponoru plavidla, m;
h - počiatočná metacentrická výška, m;
z- uplatnenie ťažiska preberaného nákladu, m.

4. Výtlak plavidla D=3700 t, aplikované ťažisko zg=4,7 m Vypočítajte nový výtlak a použite ťažisko plavidla, ak bolo zvalcované P=100 t záťaže s aplikovaným ťažiskom z=0,7 m. cez palubu.

Po odčerpaní 100 ton balastu sa ťažisko plavidla približuje:

P – balastná hmotnosť, t;
Z – aplikácia ťažiska evakuovaného balastu, m;
Zg – aplikácia ťažiska plavidla, m.

5. Na palube osobná loď n=60 pasažierov sa presunulo nabok vo vzdialenosti l=1,8 m od stredovej roviny, v dôsledku čoho došlo k nakloneniu o ?=4°. Určte hodnotu počiatočnej priečnej metacentrickej výšky. Hmotnosť jedného pasažiera je p=75 kg, výtlak lode D=60 ton.

Hmotnosť všetkých cestujúcich:
P=p*n=75*60=4500kg=4,5t

Krútiaci moment v dôsledku pôsobenia zaťaženia:

l – rameno pohybu cestujúceho, m;
P – hmotnosť všetkých cestujúcich, t;
? – uhol natočenia.
Moment zotavenia:

D – hmotnostný výtlak plavidla, t;
? – uhol natočenia;

Z rovnosti momentov náklonu a vyrovnávania:

Pretože uhol natočenia je malý:
(v radiánoch)
Hodnota metacentrickej výšky je teda:

6. Výtlak plavidla D=500 t, dĺžka L=51 m, počiatočná priečna metacentrická výška h=1,4 m, počiatočná pozdĺžna metacentrická výška H=68 m Vypočítajte hodnotu momentu, ktorý nakloní loď o jeden stupeň, a moment ktorý sa skráti o 1 m.

Okamih, ktorý nakloní loď o jeden stupeň, možno určiť podľa nasledujúceho vzorca:

D – hmotnostný výtlak plavidla, t;
h – hodnota metacentrickej výšky, m.

Pri malých uhloch sklonu:

T - rozdiel v ťahu provy a kormy, m;
L je dĺžka nádoby, m.
Moment, ktorý skráti loď o 1 m:

D – hmotnostný výtlak plavidla, t;
h – hodnota metacentrickej výšky, m;
L – dĺžka nádoby, m.

7. Výtlak nádoby D=16200 t, aplikácia ťažiska nádoby zg=8,2 m, aplikácia metacentra zm=9,32 m Pomocou tabuľky ramien tvarovej stability (Príloha A) zostrojte diagramy statických a dynamická stabilita. Pomocou získaných diagramov zostrojte kontrolný trojuholník a určte maximálny dynamický moment náklonu, ktorý nevedie k prevráteniu plavidla?

Počiatočná metacentrická výška:
h=zm-zg=9,32-8,20=1,12m
Uhly rolovania 0 10 20 30 40 50 60 70
Tvar ramena 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
Hmotnosť rameno Zg*sin() , m 0,000 1,424 2,804 4,100 5,270 6,281 7,101 7,705
Rameno stability lst 0,000 0,213 0,502 0,951 1,248 1,209 0,931 0,532
Ramenná dynamika. ldin,m 0,000 0,019 0,081 0,208 0,400 0,614 0,801 0,928

Na diagrame statickej stability urobíme pomocné konštrukcie: nakreslíme dotyčnicu od začiatku k diagramu stability, nakreslíme zvislú čiaru rovnajúcu sa 1 rad = 57,3°. Z diagramu odstránime výslednú hodnotu metacentrickej výšky, ktorá sa rovná h=1,12m

Na diagrame dynamickej stability urobíme pomocné konštrukcie: nakreslíme dotyčnicu od začiatku k diagramu stability, nakreslíme zvislú čiaru rovnajúcu sa 1 rad = 57,3°. Berieme hodnotu klopného momentu ramena lopr = 0,75 m a hodnotu uhla natočenia = 58°

8. Popíšte princíp činnosti palubných pasívnych pitching tankov.

Systém palubných nádrží s pasívnym riadením nárazu je znázornený na obrázku. Veľké palubné nádrže sú naplnené vodou, čo vytvára veľký moment odolnosti voči klopeniu. Voda však môže prúdiť z jednej nádrže do druhej.

Vo vzduchovom kanáli medzi dvoma nádržami je systém ventilov, ktoré sú aktivované špeciálnym mechanizmom v závislosti od rolovania plavidla. Vzhľadom na rozdiel tlakov v vzdušné priestory nádrží sa reguluje prietok tekutiny a fáza maximálnej stabilizácie čerpania.
Systém stabilizácie sklonu pomocou nádrží je navrhnutý špeciálne pre každé plavidlo s prihliadnutím na testovanie modelu. Hladina vody musí byť presne definovaná a upravená v závislosti od zaťaženia plavidla.

Literatúra

1. Bronstein D.Ya. Štruktúra a základy teórie plavidla - L.: Shipbuilding, 1988.-336 s.: ill.
2. Malyshev A.N. Vztlak a stabilita rybárskych plavidiel.-M.: Mir.2003.-272 s.: ill.
3. Námorný register lodnej dopravy. Klasifikačné a konštrukčné pravidlá námorné plavidlá. Zväzok 1. Jedenáste vydanie. Námorný register lodnej dopravy. – Petrohrad, Palácové nábrežie, 8. 2008. – 502 s.
4. Posúdenie pristátia, stability a pevnosti plavidla počas prevádzky/A.I. Novikov: Učebnica - Sevastopoľ: Vydavateľstvo SevNTU, 2003-135 s.: ill.
5. Samsonov S.V. Prvky vztlaku a stability a ich výpočet v podmienkach lode. Vladivostok: Dalrybvtuz, 2001.-60s.

 

Môže byť užitočné prečítať si: