Курсовая работа: Разработка проекта морской перевозки груза по маршруту Находка – Корсаков – Отару

Рис. 3.1. Универсальная диаграмма статической остойчивости

Рис. 3.2. Диаграмма статической остойчивости

После построения ДСО, необходимо определить графически метацентрическую высоту, а затем сравнить ее с рассчитанной по формуле:

h = Zm - Zg = 6,46 - 6,38 = 0,08 м

где: Zm - аппликата метацентра, выбирается из приложения 7;

Zg - центр тяжести судна находится по формуле:

где: Mz - суммарный момент по Z выбирается из таблицы 3.2;

- поправка за свободную поверхность считаем равна 12.

Метацентрическая высота рассчитанная совпадает с определенной после построения.

Построение ДДО

Это способ интегральных сумм, который заключается в следующем:

1. Найденные значения плеч статической остойчивости на определенные углы крена (в нашем случае через 10°), заносим их значения во вторую строку таблицы 3.3, по значению угла крена.

Таблица 3.3

2. Принимаем единственное допущение, что интегральная сумма на угол крена = 10° равна значению плеча статической остойчивости на угол крена 10° (в нашем случае = 0,138) . Это значение заносим в таблицу, строка 3.

3. Для получения значения интегральных сумм, на остальные углы крена, производим последовательно сложения по стрелке:

Таблица 3.4

lдин = Slcm * 0,08725

Рис. 3.3. Диаграмма динамической остойчивости

Эту величину заносим в таблицу в графу интегральных сумм на 20°.

Далее, по этой же методике заполняем остальные графы строки три (S).

Для получения плеча динамического момента lдин, необходимо интегральную сумму (по углу крена) умножить на натуральное значение синуса угла равного половинному значению интервала накренения судна принятого для расчета плеча статической остойчивости. Мы приняли интервал 10°, значит -

Величину значения lдин заносим в четвертую строку таблицы lдин.

ДДО, являясь интегральной кривой от ДСО, обладает следующими свойствами:

- точка перегиба кривой ДДО соответствует максимуму ДСО;

- ордината ДДО, соответствующая определенному углу крена lдин представляет в масштабе заштрихованную на рисунке площадь ДСО;

- максимум ДДО соответствует углу заката диаграммы статической остойчивости (ДСО).

В эксплуатационных условиях достаточность остойчивости судна проверяется экипажем.

Остойчивость судна, по основному критерию погоды К, рассчитывается в соответствии с Правилами Российского морского Регистра судоходства, 2009 г. т.1. ч. IV по формуле:

Порядок расчета:

1. Величину кренящего момента от действия ветра MKp(v) находим из формулы:

где: MKp(v) - кренящий момент от действия ветра в т/м.;

Av - площадь парусности судна в м2 = 1075 м2;

Z- отстояние центра парусности судна от действующей ватерлинии = 3,5м;

Pv - условное расчетное давление ветра = 1010 Па = 103 кг*м2 .

Величина Pv выбирается из таблицы 3.3 или 2.1.2.2. т.1 .ч. IV Регистра. Входными данными в таблицу являются:

- район плавания;

Z - отстояние ЦП судна от действующей ватерлинии. Значения Av и Z выбираются из кривых теоретического чертежа. При отсутствии таких кривых значения Av и Z получают расчетным путем.

Таблица 3.5 - Давление ветрав Па.

Отстояние центра парусности от действующей ватерлинии рассчитывается по формуле:

где: Si; S2; S3......Sn - площади отдельных частей судна;

Zi; Z2; Z3.....Zn - отстояние центров тяжести отдельных площадей борта от

действующей ватерлинии.

2. Минимальный (условный) опрокидывающий момент Мопр можно определить по диаграммам статической либо динамической остойчивости, если диаграммы остойчивости построены в масштабе работ.

Если диаграммы остойчивости построены в масштабе плеч, то величина минимального опрокидывающего момента Мопр рассчитывается по формуле:

Мопр = lопрD--=--_,16--*--6124 = 980

где: lопр - минимальное плечо опрокидывающего момента;

D - массовое водоизмещение судна.

Для определения минимального плеча опрокидывающего момента lопр мин необходимо рассчитать амплитуду бортовой качки q1r

Амплитуда качки, в градусах, для судна с круглой скулой, не снабженного скуловыми килями и брусковым килем, вычисляется по формуле:

q1r =X1X2Y1 = 0,95 * 1 * 24 = 22,8о

где: X1 и Х2 - безразмерные множители;

Y-- множитель, град.

Y - множитель (град) принимается по таблице 3.5 или 2.1.3.1-1 t.1.4.IV: (Регистра) в зависимости от района плавания и отношения , где:

В - наибольшая ширина судна = 15,6 м;

h0- начальная метацентрическая высота = 0,08 м.

Таблица 3.6 - Множитель Y

Значение множителя X1 принимается из таблицы 3.6 в зависимости от величины отношения, где: В - наибольшая ширина судна = 15,6 м;

d - средняя осадка по грузовую ватерлинию = 5,7.

Таблица 3.7 - Множитель X1

Значение множителя Х2 принимается из таблицы 3.6 в зависимости от коэффициента общей полноты судна Св

Таблица 3.8 - Множитель Х2

Расчетные значения амплитуды качки следует округлять до целых градусов.

После расчета амплитуды бортовой качки qr приступаем к определению величины опрокидывающего момента или плеча опрокидывающего момента.

Рис. 3.4. Определение опрокидывающего момента по диаграмме динамической остойчивости

Переход: Корсаков - Отару

1. Расчет груза в трюмах (металлические изделия - 1850 т - 1,7 м3/т):

Из приложения таблицы № 6 выбираем объем трюма для штучных грузов и находим массу груза в трюме:

Ргр = V / m--= 6060/1,7 = 3565 т - можно принять к перевозке

где: Ргр - масса груза (т)

V- объем трюма для штучных грузов (м3)

m--- удельно-погрузочный объем (м3/т)

Т.к. количество груза задано заданием (1850 т) распределяем его:

Трюм № 1: Ргр1 = 1251/1,7 = 736 т - загружаем 396 т

Трюм № 2: Ргр2 = 1752/1,7 = 1031 т - загружаем 400 т

Трюм № 3: Ргр3 = 1775/1,7 = 1044 т - загружаем 300 т

Трюм № 4: Ргр4 = 1282/1,7 = 754 т - заполняем полностью 754 т

Всего: 1850 т

4. Транспортная характеристика, безопасная укладка и крепление заданного груза

Перевозка лесных грузов морем связана с определенной степенью опасности и риска, что объясняется характером загрузки лесовоза, поскольку обычно 30-35% груза располагается на палубе судна. При таком характере загрузки судна его мстацентрнческая высота составляет 10-20 см и в определенных условиях эксплуатация может оказаться недостаточной для сохранения судном мореходных качеств. Поэтому разработана целая серия международных и национальных правил, регламентирующих перевозку леса морем, К числу международных документов относятся:

-- Кодекс безопасной практики для судов, перевозящих палубные лесные грузы, 1991 г., в дальнейшем «Кодекс»;

-- международная конвенция о грузовой марке. 1966 г. К национальным документам относятся:

-- Правила Регистра Судоходства в части остойчивости судна и назначения высоты надводного борта;

-- Правила безопасности морской перевозки лесных грузов -- РД 31.11.21Л1-97. В категорию лесных грузов входят:

--пиломатериалы--пилопродукция в виде досок, обрезков досок, брусьев и брусков;

-- круглые лесоматериалы -- короткомерный сортимент длиной до 2-х м включительно, средний сортимент от 2 до 6,5 м длины, длинномерный сортимент длиной более 6,5 м;

-- пропсы -- рудничная стойка;

-- балансы -- сырье для целлюлозно-бумажной продукции;

-- кряжи -- круглый сортимент, предназначенный для выработки специальных видов лесопродукции. Более подробную информацию о номенклатуре лесных грузов смотри в Приложении J& 1 РДЗМ1.21.01-97.

Древесина, предъявляемая к перевозке, обладает различными физико-механическими свойствами, зависящими от породы дерева, из которого она заготовлена.

В зависимости от исходного сырья лесоматериалы разделяются на следующие породы:

-- хвойные -- лиственница, сосна, ель, пихта, кедр и арча;

-- лиственные -- береза, осина, бук, дуб, ольха, липа, граб, ясень, тополь, клен, саксаул, вяз, ильм, ивовые.

К физическим свойствам древесины, имеющим важное значение при перевозке, относится ее влажность. Древесину можно представить как трехфазную систему -- древесное вещество, вода и воздух (рис. 4.1).

Влажностью (W) называется отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. В древесине различают две формы влаги: связанную, или гигроскопическую, и свободную, или капилярную» Связанная влага пропитывает клетки, а свободная заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Изменение содержания связанной влаги отражается на многих свойствах древесины. А свободной влаги -- лишь на ее массе.

Состояние древесины, при котором отсутствует свободная влага, а клеточные оболочки при данной температуре содержат максимальное количество связанной влаги, называется пределом гигроскопичности Wпг или пределом их насыщения Wпн.

Предел гигроскопичности соответствует максимальной влажности древесины при ее увлажнении в насыщенном влагой воздухе (при ф = 1). Предел насыщения характеризует максимальную влажность клеточных стенок у древесины свежесрублеиной или увлажненной путем выдержки в воде.

Рис. 4.1. Древесина--трехфазная система. На вертикальной шкале объемы составляюшнх древесину фаз {древесного вещества, воды, воздуха); на горизонтальной -- влажность древесины. Wn н -- предел насыщения клеточных оболочек.

Разбуханием древесины (a) называется увеличение ее линейных размеров и объема за счет увеличения содержания связанной влаги. Таким образом, древесина разбухает в пределе изменения влажности от 0% до Wпг

Усушка древесины (b) -- процесс, обратный разбуханию; усушка древесины происходит за счет уменьшения содержания связанной влаги.

Пористость древесины (п) -- объем внутренних пустот, выраженный в процентах от объема древесины в абсолютно сухом состоянии.

Плотность древесины (r) -- физическая величина, определяемая массой натуральной древесины в единице объема.

Основными сортообразующи факторами лесных грузов являются различные пороки древесины -- трещины, сучки, кривизна, червоточина, гниль, синева. Внутренняя темника или храснина, плесени, сердцевина, наклон волокон, смоляные карманы и т. д.

Однако значение одних и тех же пороков для различных категорий лесных грузов различно. Трещины не оказывают влияния на сортность ряда круглых лесоматериалов, как, например, пропсов и балансов, но наличие трещин в пиломатериалах существенно снижает их качество. Внутренняя гниль допускается в некоторых категориях пиловочных бревен хвойных пород и низших сортов балансов, но ока недопустима в пиломатериалах, кроме четвертого сорта, идущего на изготовление тары, и малоответственных деталей для строительства.

Лесные грузы, предъявляемые к перевозке, разделяют на следующие группы: пиломатериалы; лес круглый; лес тесаный и колотый; технологическая щепа; фанера и т. д.

Маркировка лесных грузов. Пиломатериалы обрезные, поставляемые на экспорт, маркируют согласно требованиям ГОСТ 2292, которые сводятся в основном к выполнению следующих условий,

Маркировке подлежат все пиломатериалы с абсолютной влажностью не более 22%, размеры которых или равны или не меньше по ширине 75 мм, толщине 16 мм, длине 1 м. Пиломатериалы шириной 100 мм и более при толщине 22 мм и более должны иметь поштучную маркировку с двух концов. Если толщина не более 19 мм, то поштучную маркировку не производят. При укладке в пакет досок одной длины маркировку производят с обоих концов а доски разной длины, уложенные в пакет, маркируют только со стороны выровненного торца. Пиломатериалы шириной менее 100 мм и толщиной от 16 до 22 мм, сформированные в пакет, маркируют только на боковой и верхней плоскостях пакета маркировочными штампами размером 40x130 мм. Если их толшина 25 мм и более, то маркировку наносят поштучно на два торца в пакетах с пиломатериалами одной длины и на один тореи в пакетах с пиломатериалами разной длины. При отгрузке пиломатериалов, увязанных в транспортные пакеты, кроме поштучной маркировки на верхней и боковой плоскостях пакетов, на расстоянии 100-150 мм от ребра красной краской наносят строчный штамп, содержащий номер коносамента, номер партии, размеры сечения в мм и длины в метрах.