Задание на курсовую работу 4 страница

║ расчет масштаба Бонжана и кривых В.Г. Власова ║

╠════════════════════════════════════════════════════════════╣

║ шпангоут номер: 10 X = -32.00 м ║

╠════════════════════════════════════════════════════════════╣

║ (T) - осадка, м ║

║ (O) - площадь шпангоута, м**2 ║

║ (B) - статический момент относительно ОY, м**3 ║

║ (C) - статический момент относительно ОZ, м**3 ║

║ (Z) - аппликата центра площади шпангоута, м ║

╠════════╤═══════════╤══════════════╤═════════════╤══════════╣

║ (T) │ (O) │ (B) │ (C) │ (Z) ║

╟────────┼───────────┼──────────────┼─────────────┼──────────╢

║ 11.00 │ 64.6 │ 76.7 │ 193.7 │ 6.00 ║

║ 10.45 │ 64.6 │ 76.7 │ 193.7 │ 6.00 ║

║ 9.90 │ 64.6 │ 76.7 │ 193.7 │ 6.00 ║

║ 9.35 │ 64.6 │ 76.7 │ 193.7 │ 6.00 ║

║ 8.80 │ 60.9 │ 70.4 │ 177.5 │ 5.83 ║

║ 8.25 │ 53.4 │ 57.6 │ 145.6 │ 5.45 ║

║ 7.70 │ 46.0 │ 45.0 │ 115.8 │ 5.04 ║

║ 7.15 │ 39.5 │ 35.6 │ 91.9 │ 4.65 ║

║ 6.60 │ 32.9 │ 25.7 │ 69.1 │ 4.21 ║

║ 6.05 │ 27.5 │ 19.1 │ 52.2 │ 3.79 ║

║ 5.50 │ 22.3 │ 13.1 │ 37.2 │ 3.33 ║

║ 4.95 │ 18.3 │ 9.3 │ 26.6 │ 2.91 ║

║ 4.40 │ 14.9 │ 6.8 │ 18.8 │ 2.52 ║

║ 3.85 │ 12.2 │ 5.1 │ 13.1 │ 2.15 ║

║ 3.30 │ 10.0 │ 4.1 │ 9.3 │ 1.85 ║

║ 2.75 │ 8.1 │ 3.2 │ 6.3 │ 1.57 ║

║ 2.20 │ 6.1 │ 2.3 │ 3.9 │ 1.27 ║

║ 1.65 │ 4.1 │ 1.4 │ 2.0 │.96 ║

║ 1.10 │ 2.3 │.7 │.8 │.64 ║

║.55 │.9 │.2 │.1 │.32 ║

╚════════╧═══════════╧══════════════╧═════════════╧══════════╝

&&

╔════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ расчет масштаба Бонжана и кривых В.Г. Власова ║

╠════════════════════════════════════════════════════════════╣

║ шпангоут номер: 11 X = -40.00 м ║

╠════════════════════════════════════════════════════════════╣

║ (T) - осадка, м ║

║ (O) - площадь шпангоута, м**2 ║

║ (B) - статический момент относительно ОY, м**3 ║

║ (C) - статический момент относительно ОZ, м**3 ║

║ (Z) - аппликата центра площади шпангоута, м ║

╠════════╤═══════════╤══════════════╤═════════════╤══════════╣

║ (T) │ (O) │ (B) │ (C) │ (Z) ║

╟────────┼───────────┼──────────────┼─────────────┼──────────╢

║ 11.00 │ 23.5 │ 20.0 │ 91.8 │ 7.82 ║

║ 10.45 │ 23.5 │ 20.0 │ 91.8 │ 7.82 ║

║ 9.90 │ 23.5 │ 20.0 │ 91.8 │ 7.82 ║

║ 9.35 │ 22.8 │ 19.0 │ 88.9 │ 7.78 ║

║ 8.80 │ 18.5 │ 14.6 │ 69.1 │ 7.48 ║

║ 8.25 │ 14.2 │ 10.4 │ 50.7 │ 7.16 ║

║ 7.70 │ 10.1 │ 6.7 │ 34.5 │ 6.83 ║

║ 7.15 │ 6.5 │ 3.8 │ 21.3 │ 6.51 ║

║ 6.60 │ 3.5 │ 1.7 │ 10.9 │ 6.19 ║

║ 6.05 │ 1.1 │.4 │ 3.3 │ 5.86 ║

║ 5.50 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 4.95 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 4.40 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 3.85 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 3.30 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 2.75 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 2.20 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 1.65 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║ 1.10 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

║.55 │ -- │ -- │ -- │ -- ║

╚════════╧═══════════╧══════════════╧═════════════╧══════════╝

&&

6. РАСЧЕТ НАГРУЗКИ

Нагрузка корабля (судна) - это подробная сводка всех элементов корабля (судна) и грузов, которая составляется во время проектирования или строительства корабля для определения расчетным путем массы корабля и его центра тяжести. В нагрузку корабля входят масса корпуса, брони, полезного груза или вооружения и боеприпасов, механизмов, топлива, воды и масла, снабжения, провизии, запаса водоизмещения, команды и др.

Пересчет масс отдельных статей нагрузки судна

Коэффициент общей полноты

δ = = 0,571.

01 раздел.

Площадь НО:

Ω = 83,408 ∙ (1,7 ∙ 8,94 + 0,571 ∙ 16) = 2030 (м²).

Р_но = 1,80∙10^-2 ∙ (1,23 – 0,11 ∙ 1) ∙ 2030 ∙ 6^1/3 ∙ 8,94^1/2 = 222 (т).

Высота двойного дна по правилам DNW:

Н_норм = 0,15 ∙ 16^1/2 ∙ 6^1/4 = 0,94 (м), примем Н_дд = 1 (м).

Р_дд = 3,27∙10^-2 ∙ 0,571 ∙ 83,408^4/3 ∙ 16^4/3 ∙ (⁶/_8,94)^8/9 ∙ (¹/_0,94) = 205 (т).

Ледовые усиления класса ЛУ3:

Р_лу = 3,00∙10^-5 ∙ 83,408³ = 17 (т).

Р ₀₁₀₁₀₁ = 222 + 205 + 17 = 444 (т).

Главная палуба:

Коэффициент влияния люков:

k_л = 1,784 – 0,56 =1,784.

Р_гп = 8∙10^-2 ∙ 1,784 ∙ 83,408 ∙ 16 = 190 (т).

Поперечные переборки:

Р_пп = 0,69∙10^-2 ∙ 7 ∙ 0,571 ∙ 16 ∙ 8,94^7/3 = 73,2 (т).

Продольная переборка и двойные борта:

p_пp = 0,62∙10^-2 ∙ 77,00 ∙ 83,408 ∙ (^8,94/_8/94) = 40 (т).

Р_дб = 0,62∙10^-2 ∙ 2 ∙ 75,00 ∙ 83,408 ∙ (^7,94/_8,94) = 69 (т).

Р₀₁₀₁₀₃ = 73,2 + 40 + 69 = 182,2 (т).

Надстройки:

Длина надстроек L_н = 7м. Высоту надстроек примем H_н = 3,00 м.

f(H_н) = 0,24 *3 + 0,45=1,2.

Р_н = 0,239 ∙ 7,00 ∙ 16^3/4 ∙ 1,2 = 14 (т).

Рубка:

Высота рубки H_р = 3 ∙ 2,50 = 7,50 (м).

f(H_p) = 0,24 *7,5 + 0,45= 2,25.

Ширина рубки B_р ≈ 0,9 В = 0,9 ∙ 16 ≈ 14,4 (м).

f(B_p) = 0,73(14,4/16) + 0,44 = 1,097.

Р_р = 0,239 ∙ 11 ∙ 16^3/4 ∙ 1,097 ∙ 2,25 = 52 (т).

Р ₀₁₀₁₀₄= 14+ 52 = 66 (т).

Специальные конструкции и выступающие части:

Р ₀₁₀₁₀₅ + Р ₀₁₀₁₀₆= Р_мк = 4,33∙10^-3 ∙ 83,408 ∙ 16 ∙ 8,94 = 52 (т).

Масса металлического корпуса:

Р ₀₁₀₁= 444+ 190 + 182 + 66 + 52 = 934(т).

Фундаменты и подкрепления: Р ₀₁₀₂= 3,25∙10^-3 ∙ 83,408 ∙ 16 ∙ 8,94 = 39 (т).

Дельные вещи: Р ₀₁₀₃= 0,338 ∙ (83,408 ∙ 16 ∙ 8,94)^2/3 = 176 (т).

Неметаллические части корпуса: Р ₀₁₀₄= 0,02 ∙ (83,408 ∙ 16 ∙ 8,94)^2/3 = 10 (т).

Окраска и протекторы: Р_оп = 0,0425 ∙ (83,408 ∙ 16 ∙ 8,94)^2/3= 22 (т).

Цементировка: Р_ц = 2,75∙10^-2 ∙ 83,408 ∙ 16= 37 (т).

Покрытия и окраска: Р ₀₁₀₅= 22 + 37 = 59 (т).

Изоляция и зашивка: Р ₀₁₀₆= 0,136 ∙ (83,408 ∙ 16 ∙ 8,94)^2/3= 71 (т).

Воздух в корпусе: Р ₀₁₀₇ = 9,3∙10^-4 ∙ 4690 = 4,4 (т).

Оборудование помещений: Р ₀₁₀₈= 1,26 ∙ 22 = 28 (т).

Масса корпуса: Р₀₁ = 934+ 39 + 176 + 10 + 59 +71 +4 + 28 = 1321 (т).

Масса устройств: Р₀₂ = 0,30 ∙ 4690^2/3 = 84 (т).

Масса систем: Р₀₃ = 0,35 ∙ 4690^2/3 = 98 (т).

Скорость хода υ = 0,514 ∙ 13 = 6,7 (м/с).

Площадь лобового сопротивления:

ω_лс = (8,94 –6 + 2,5) ∙ 16 + 7,50 ∙ 11 = 170 (м²).

= 4,2 (кН).

Площадь смоченной поверхности:

Ω = 83,408 ∙ (1,7 ∙ 6 + 0,571 ∙ 16) = 1613 (м²).

Число Рейнольдса:

Re = = 3,6∙10⁸.

Число Фруда:

Fr = = 0,23.

Коэффициент сопротивления трения:

1,8∙10^-3.

По графику находим для Fr = 0,23 и δ = 0,718: ξ_ос = 0,7∙10^-3.

Примем ξ_ш = 0,5∙10^-3.

ξ_в = 1,8∙10^-3 + 0,7∙10^-3 + 0,5∙10^-3 = 3∙10^-3.

= 111,3 (кН).

Полное сопротивление:

R = 111,3 + 4,2 = 115,5 (кН).

Буксировочная мощность:

N_букс = 115,5∙ 6,7 = 774 (кВт).

Пропульсивный коэффициент:

Примем k = 1,20.

КПД винта примем η_д = 0,7;

Коэффициент влияния корпуса η_к = 0,980;

КПД передачи для МОД η_п = 0,970,

КПД валопровода для промежуточного расположения МО η_в = 0,980.

η = 0,700∙0,980∙0,970∙0,980 = 0,652.

Мощность СЭУ:

1425 (кВт).

Масса СЭУ: Р₀₄ = 0,100 ∙ 1425 = 142,5 (т).

Поскольку МО смещено в корму масса снижается на 5-6%.

Тогда, Р₀₄ = 0,95 ∙ 142,5 = 135 (т).

Масса электрооборудования: Р₀₅ = 0,7 ∙ 4690^2/3 = 196 (т).

Масса постоянного балласта: Р₁₀ = 0 (т).

Масса запаса водоизмещения: Р₁₁ = 0.

Массу постоянных жидких грузов примем равной 1 % от водоизмещения:

Р₁₂ = 0,01 ∙ 4690 = 47 (т).

Сумма разделов: Р _Σ= 1321 + 84 +98+ 135+196 + 0 + 47 = 1881 (т).

Масса экипажа:

Примем k_м = 1,10, р_э = 150 кг/чел, р_э = 5 кг/чел∙сут, р_в = 150 кг/чел∙сут, А_в = 5 сут.

Р ₁₄ = 0,150 ∙ 22 + 1,10 ∙ 22 ∙ (5 ∙ 0,150 + 40 ∙ 0,005) = 26 (т).

Масса груза: Р ₁₅ = 2600 (т)

Масса топлива: Примем k_в = 1,05, k_т = 1,07, р₁₆ = 0,17 кг/кВт∙час.

Р₁₆ = 0,17∙10^-3 ∙ 1,10 ∙ 1,05 ∙ 1,07 ∙ 1425 ∙ ⁴⁰⁰⁰/₁₃ = 92 (т).

Сумма разделов дедвейта:

Р₁₄ + Р₁₅ + Р₁₆ = 26 + 2600+ 92 =2718 (т).

Примем, что дедвейт DW = 2750 т.

Тогда масса остальных разделов переменных грузов:

Р₁₇ + Р₁₈ = DW – (Р₁₄ + Р₁₅ + Р₁₆) = 2750– 2718 = 32 (т).

Масса остальных разделов постоянных грузов:

Р₀₇ + Р₀₉ + Р₁₃ = D – DW – Р _Σ=4690-2750-1881= 59 (т).

Используем раздел mass – ввод составляющих нагрузки / весов. Выбираем судно порожнем, запоминаем данные.

Рисунок 6.1 - данные для металлического корпуса.

Затем нажимаем «выход» и заходим в пункт вариант нагрузки 1.

Рисунок 6.2 - данные для масс варианта нагрузки 1.

7. УДИФФЕРЕНТОВКА

Удифферентовка судна – это процесс придания судну желаемого дифферента или посадки на ровный киль. Различают удифферентовку судна проектную и эксплуатационную. Проектная удифферентовка судна заключается в таком распределении по длине проектируемого судна всех масс, составляющих его нагрузку, чтобы центр тяжести судна совпал с центром величины, положение которого обеспечивает наилучшие ходовые качества судна. Эксплуатационная удифферентовка судна заключается в размещении перевозимого груза и балласта таким образом, чтобы обеспечить в течение рейса желаемый с точки зрения мореходности дифферент судна.

Раздел trim – расчет посадки судна (удифферентовка).

Рисунок 7.1 - удифферентовка.

8. ОСТОЙЧИВОСТЬ

8.1. Что такое остойчивость.

Остойчивость – способность плавучего средства противостоять внешним силам, вызывающим его крен или дифферент, и возвращаться в состояние равновесия по окончании возмущающего воздействия.

Равновесием считается положение с допустимыми величинами углов крена и дифферента. Отклоненное от него плавсредство стремится вернуться к равновесию. То есть остойчивость проявляется только тогда, когда имеется выведение из равновесия.

Остойчивость – одно из важнейших мореходных качеств плавучего средства. Применительно к судам используется уточняющая характеристика остойчивость судна. Запасом остойчивости называется степень защищенности плавучего средства от опрокидывания.

Внешнее воздействие может быть обусловлено ударом волны, порывом ветра, сменой курса и т.п.

Виды остойчивости:

· В зависимости от величины наклонения различают остойчивость на малых углах наклонения (начальную остойчивость) и остойчивость на больших углах наклонения

· В зависимости от характера действующих сил различают статическую и динамическую остойчивость

Статическая остойчивость – рассматривается при действии статических сил, то есть приложенная сила не изменяется по величине.

Динамическая остойчивость – рассматривается при действии изменяющихся (то есть динамических) сил, например ветра, волнения моря, подвижки груза и т.п.

8.2. Расчет остойчивости.

Используем раздел stab - расчет остойчивости на больших углах крена. Выбираем вариант нагрузки 1

Рисунок 8.2.1 - расчет остойчивости.

Результат расчета:

программа S1 - KURSOVOY.OS1

╔════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Расчет посадки и остойчивости - исходные данные Вариант: 01 ║

╟────────────────────────────┬───────────┬─────────┬────────┬────────╢

║ название статьи нагрузки │ P,т │ Xg,м │ Yg,м │ Zg,м ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ корпус металлический │ 934.00 │ 1.28 │.00 │ 5.00 ║

║ 0102-0108 │ 387.00 │.00 │.00 │ 5.50 ║

║ 02 │ 84.00 │ 3.09 │.00 │ 4.00 ║

║ 03 │ 98.00 │ 3.09 │.00 │ 6.00 ║

║ 04 │ 135.00 │ -32.00 │.00 │ 2.50 ║

║ 05 │ 196.00 │ 3.09 │.00 │ 5.00 ║

║ 06 │ 47.00 │ 7.00 │.00 │.50 ║

║ 070913 │ 59.00 │ 3.09 │.00 │ 5.00 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ 14 │ 26.00 │ -31.00 │.00 │ 9.88 ║

║ 1718 │ 32.00 │ 21.00 │.00 │.50 ║

║ 15 │ 2600.00 │.40 │.00 │ 6.00 ║

║ 16 │ 92.00 │ -32.00 │.00 │.50 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ сумма │ 4690.00 │ -.74 │.00 │ 5.39 ║

╚════════════════════════════╧═══════════╧═════════╧════════╧════════╝

##

╔════════════════════════════════════════════════════╗

║ Pасчет посадки и остойчивости ║

║ Результаты - Вариант 01 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ водоизмещение, м**3 4575.57 ║

║ крен, град.00 ║

║ дифферент, град -.01 ║

║ осадка носом, м 5.94 ║

║ осадка на миделе, м 5.95 ║

║ осадка кормой, м 5.96 ║

║ нач. попер. метацентр. высота, м 1.11 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ (O) - угол крена, град ║

║ (Tm) - осадка на ДП, м ║

║ (Yc) - ордината центра величины, м ║

║ (Zc) - аппликата центра величины, м ║

║ (ls) - плечо статической остойчивости, м ║

║ (ld) - плечо динамической остойчивости, м ║

╟───────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────╢

║ (O) │ (Tm) │ (Yc) │ (Zc) │ (ls) │ (ld) ║

╟───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────╢