Расчет посадки и устойчивость рефрижераторного судна при затоплении отсека
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
bsp;
Рассчитываю водоизмещение судна и площадь ватерлинии, используя зависимости:
?=; (1)
?=, (2)
где ? - коэффициент общей полноты;
? - коэффициент полноты ватерлинии;
V - объёмное водоизмещение судна (м);
- площадь ватерлинии (м);
- длина судна;
- ширина судна (м);
- осадка судна (м).
Соответственно объёмное водоизмещение и площадь ватерлинии судна находятся по формулам:
V = ? (м) (3)
V = 172 25 8,53 0,66= 24208,14 (м);
? (м) (4)
172250,78 = 3354 (м)
Так как в задании не были определены параметры посадки судна, допускаю, что первоначально (до аварии) судно находилось на ровном киле, т. е. крен равен нуля, дифферент равен нулю.
2.1 Расчет количества воды, поступающий в аварийный отсек через пробоину
Количество воды, поступающеё в отсек через пробоину, определяется по формулам:
Q = F (м/с) (5)
Q = 0,7 0.5 = 2,69 (м/с);
Q = 60F (м/мин.) (6)
Q = 60 0,7 = 161,4 (м/мин.);
- коэффициент расхода - он нужен, так как пробоина - это рваная рана, поэтому завихрения воды могут быть различными( = 0,650,75; для больших пробоин значение коэффициента больше; в данном случае = 0,7);
F - площадь пробоины (м);
g = 9,81 м/с - ускорение свободного падения;
Нв - расстояние от ватерлинии до центра пробоины (м).
При переменном напоре вместо НВ следует подставить (Hв - hв) - разность между уровнями ватерлинии и воды в отсеке над центром пробоины.
Рисунок 1 вид пробоины
В справочниках значения Q в зависимости от F и Hв даются в виде графиков или таблиц. Если пробоина бортовая, то процесс затопления отсека состоит из двух периодов: затопления объёма V? (от днища до центра пробоины) и затопления объёма V? (от центра пробоины до ватерлинии).
Продолжительность первого периода в минутах равна:
t? = = ,(7)
Во втором периоде гидростатический напор (Hв - hв) является переменной величиной. Его значение зависит от высоты воды в отсеке над пробоиной hв. Время затопления верхней части отсека рассчитывается по формуле:
t? = .(8)
Общее время затопления отсека до ватерлинии в минутах
t = t? + t? = (? + 2?) / Q . (9)
Если пробоина днищевая, то:
t = / Q ,(10)
где - объём отсека от днища до ватерлинии ( = + ).
Как бы ни были мощны водоотливные средства судна, они не в состоянии справиться с откачкой воды, вливающейся в отсек даже через среднюю пробоину.
Расчёты показывают, что через пробоину площадью F = 0,2 м (при диаметре пробоины ? 0,5 м), расположенную на глубине Hв = 4 м, интенсивность поступления воды в отсек будет равна 55 м/мин., или 3300 м/ч, а при пробоине F = 1 м (при диаметре пробоины ?1,13 м) - 320 м/мин., или 1900 м/ч. В то же время самые мощные водоотливные средства имеют подачу не более 1000 т/ч.
Рассчитываю - объём отсека от днища до центра пробоины и - объём отсека от центра пробоины до ватерлинии.
= ? b (T - Hв) (м)
= 23 18 (7,39 - 4) = 1403,46 (м);
= ? b Hв (м)
= 23 18 4 = 1656 (м),
где ? - длина затопленного отсека (м);
b - ширина затопленного отсека (м).
Рассчитываю полный объём затопленного отсека:
= +
= 1403,46+ 1656= 3059,46 (м).
Рассчитываю время затопления нижней части отсека по формуле (7):
t? = = = 8,7 (мин.) .
Рассчитываю время затопления верхней части отсека по формуле (8):
t? = = = 20,5 (мин.) .
Рассчитываю общее время затопления отсека до ватерлинии по формуле (9):
t = t? + t? = ( + 2 / Q
t = 8,7 + 20,5 = (1403,46 + 2 161,4) / 161,4 = 29,2 (мин) .
Маловероятно, что за это время, возможно, заделать пробоину и обеспечить водоотлив. Наибольшая площадь пробоины, при которой водоотливной насос ещё будет в состоянии справить с поступающей водой, определяется:
F = (м), (11)
Где Qвон - объёмная подача водоотливного насоса (м/ч).
Располагаемое время для заделки пробоины при работающем водоотливном насосе:
t? = / 60(Q - Qвон) (мин). (12)
Чем больше пробоина и напор воды, тем большие усилия необходимо прикладывать для постановки пластыря. Один человек способен преодолеть сопротивление струи воды силой 700800 Н (7080 кгс). 1 кгс = 9,81 Н.
Гидродинамическое давление водяной струи:
Рдин = 2?FHв? (Н, кгс), или Рдин = 20,2 FHв (кН), (13)
где ? - коэффициент местного сопротивления, близкий к единице;
F - площадь пробоины (м);
Hв - напор столба воды от ватерлинии до центра пробоины (м вод. ст.);
непотопляемость судно пробоина пластырь
? = 9,8 1025 Н/м (? = 1025 кг/м) - удельный (объёмный) вес забортной воды.
Гидростатическое давление на установленный пластырь:
Pст = ?FплНв (Н, кгс), или Рст = 5,1DплВплНв (кН), (14)
где Fпл - площадь пластыря или другой заделки (м).
Количество людей для заделки пробоин и прочность пластырей должны соответствовать динамическому и статическому давлению воды.
Ели принять, что в среднем человек способен сдержать напор, равный более 500 Н (50кгс), то расчетное количество людей, необходимое для преодоления динамического напора воды, равно:
Nлс 2Рдин (15)
2.2 Определение параметров посадки судна после аварии
Посадка судна - это положение относительно поверхности