Расчет посадки и устойчивость рефрижераторного судна при затоплении отсека
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
водой; они закрыты сверху, могут сообщаться или не сообщаться с забортной водой. Такие отсеки расположены, как правило, ниже ватерлинии и поэтому повышают начальную остойчивость (см. рисунок 2).
Отсеки II категории - отсеки, заполненные частично (имеют свободную поверхность) и не сообщаются с забортной водой. Такое затопление возможно при тушении пожаров, при повреждении трубопроводов, при фильтрации воды из смежных отсеков или через неплотно заделанные пробоины. Остойчивость судна повышается из-за свободной поверхности жидкости и приёма воды выше ватерлинии.
Рисунок 2 варианты затопленных отсеков
Отсеки III категории - отсеки, имеющие свободную поверхность и сообщающиеся с забортной водой. Уровень воды в них всегда будет на одном уровне с действующей ватерлинией. Остойчивость судна снижается из-за влияния свободной поверхности и из-за возможного принятия новых порций воды при наклонении.
Затопление отсеков всех категорий увеличивает Тср и уменьшает запас плавучести. При несимметричном затоплении отсеков любых категорий судно получает крен или дифферент.
Запас плавучести (А) - это непроницаемый объём корпуса от действующей ватерлинии до верхней непрерывной палубы, включая объём полубака. После того, как верхняя непроницаемая палуба сравняется с поверхность воды, судно начинает погружаться. Для неповреждённого судна:
Ао = 100, %, (16)
где (весь непроницаемый объём корпуса судна) - объём корпуса до верхней непрерывной палубы;
вп - объём подводной части судна.
Об остаточном запасе плавучести судна можно также судить по величине условной средней высоты надводного борта.
При запасе плавучести численно равному значению 30% и менее Ао а также при высоте надводного борта менее 0,2-0,4 м, положение поврежденного судна следует считать тяжелым.
В зависимости от категории затопленного отсека расчёт элементов остойчивости и посадки судна производится по совершенно разным формулам и зависит от метода расчёта.
При затоплении отсека первой категории вес заполнившей его воды может рассматриваться, как принятый на судно твёрдый груз и расчёт элементов остойчивости и посадки судна производится по тем же формулам, как и перед приёмом на борт твердого груза.
В случае затопления отсека второй категории вода в них может рассматриваться, как принятый на судно жидкий груз. При этом должно быть учтено влияние свободной поверхности жидкости. В этом случае элементы посадки и остойчивости судна рассчитывают по формулам, соответствующим случаю загрузки на судно жидкого груза со свободной поверхностью.
При затоплении отсека третьей категории для расчёта элементов посадки и остойчивости судна применяется метод постоянного водоизмещения. Объем воды в затопленном отсеке исключается из запаса плавучести судна. При этом водоизмещение судна и положение его центра тяжести остаются такими же, как и до аварии, а изменяются форма подводного объема и средняя осадка судна.
Если принять, что в пределах изменения осадки (?Т) борта судна остаются прямостенными, то дополнительный объём, заключенный между старой и новой ватерлиниями будет равен произведению площади новой ватерлинии на величину изменения осадки:
+ = S ?Т. (17)
С другой стороны, этот объём равен объёму затопленного отсека, который можно рассчитать по формуле:
= ? b T,(18)
где T - высота затопленного отсека.
Так как эти объёмы равны, то можно приравнять их правые части. Отсюда изменения осадки рассчитываю по формуле:
?Т = ,(19)
где S - площадь новой (действующей) ватерлинии (м).
Площадь новой ватерлинии определяю по формуле:
= S - S?,(20)
где S - первоначальная площадь ватерлинии (м);? = ? b - площадь потерянной ватерлинии (площадь затопленного отсека на уровне ватерлинии).
Рассчитываю площадь потерянной ватерлинии:? = ? b (м)
S? = 23 18 = 414 (м).
Рассчитываю площадь новой ватерлинии по формуле (20): = S - S? (м) = 3345- 414 = 2931 (м).
Рассчитываю величину изменения осадки по формуле (19):
?Т = (м)
?Т = = 1,2 (м).
Изменение продольной и поперечной метацентрических высот определяю по формулам:
?h = (To + - zv - ),(21)
?H = (To + - zv),(22)
- объёмное водоизмещение (м);
То - первоначальная осадка судна (м);v - аппликата затопленного отсека - вертикальное расстояние от основной плоскости до центра тяжести затопленного отсека (м);
ipx, ipy - моменты инерции потерянной ватерлинии относительно поперечной и продольной осей (м?).
Моменты инерции рассчитываю по зависимостям:
ipx = i?x + S? y? + S (yf), (23)
ipy = i?y + S? x? + S (xf) - S xf,(24)
где i?x, i?y - моменты инерции свободной поверхности воды затопленного отсека относительно поперечной и продольной осей, проходящих через центр тяжести этого отсека (м?);f, yf - координаты центра тяжести площади новой ватерлинии относительно продольной и поперечной осей (м);f - абiисса центра тяжести площади ватерлинии (м);?, y? - координаты центра тяжести аварийного отсека (м).
Координаты центра тяжести новой ватерлинии определяю следующим образом:
xf = (м)(25)f = =- 7,96f = (м)(26)f = = 0,28 (м).
Моменты инерции площади затопленного отсека рассчитываю по формулам:
i?x = (м?) (27)