Контрольная работа по дисциплине теория и устройство судна

1. Определить все коэффициенты полноты корпуса судна, элементы кото-рого:
длина (L) — 100 м
ширина (B) — 14 м
осадка (T) — 5,70 м
объемное водоизмещение судна (V) — 4150 м3
площадь ватерлинии (S) — 980 м2
площадь мидель-шпангоута (?Ф) — 73 м2

Коэффициент полноты водоизмещения (общей полноты) ? – это отношение погруженного в воду объема корпуса, к объему параллелепипеда со сторонами L, B, T.

Коэффициент полноты площади ватерлинии ? – отношение площади ватерлинии S к площади прямоугольника со сторонами L, B

Коэффициент полноты площади мидель-шпангоута ? – отношение площади мидель-шпангоута к площади прямоугольника со сторонами B, T

Коэффициент продольной полноты ? – отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, основанием которой служит площадь мидель-шпангоута ??, а длиной длина судна L.

Коэффициент вертикальной полноты ? – отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, оанованием которой служит площадь ватерлинии S, а высотой осадка судна Т.

2. На судно водоизмещением D=1600 т и аппликатой центра тяжести Zg=4.8м приняли груз весом P1=200т с аппликатой центра тяжести z1=3.2м и за¬тем откачали P2=80 тонн балласта с аппликатой центра тяжести z2=0.6 м. Опреде¬лить новое водоизмещение и аппликату центра тяжести судна.

Аппликата центра тяжести после приема 200 т груза:

P1, – вес груза, т;
z1 – аппликата груза, м;
D- весовое водоизмещение судна, т;
Zg – аппликата центра тяжести судна, т.

После откачки балласта 80 т аппликата центра тяжести судна:

P2 – вес балласта, т;
Z2 – аппликата центра тяжести откаченного балласта, м;
P – весовое водоизмещение судна с учетом принятого груза 200 т, т;
Z – аппликата центра тяжести судна после принятия груза 200 т, м.

3. Длина судна L=110 м, ширина B=12.5 м, осадка T=4.20 м, начальная попереч¬ная метацентрическая высота h=0.75 м, коэффициент полноты ватерлинии ?=0.81, коэффициент общей полноты ?=0.77, плотность забортной воды ?=1.025 т/м3. Определить изменение осадки и метацентрической высоты судна, ес¬ли на судно принят груз массой P=40 т, аппликата центра тяжести которого z=5.2 м..

Для определения приращения осадки судна ?Т после приема груза используем условие равновесия судна, выражающееся равенством масс груза Р и дополнительным водоизмещением:
P=?*?V
Объем добавочного слоя ?V можно рассматривать как объем цилиндра, основание которого является площадь ватерлинии S, а высота равна изменению осадки ?T
?V=S*?T
Тогда
P=?*S*?T
Площадь ватерлинии можно найти, зная коэффициент полноты ватерлинии и размерения судна.

Отсюда, изменение средней осадки будет:

Определим весовое водоизмещение судна:
D=?*V=?*L*B*T*?=1.025*110*12.5*4.2*0.77=4558 т
?- плотность морской воды;
L- длина судна, м;
B- ширина судна, м;
Т- осадка судна, м;
?- коэффициент общей полноты.

Изменение метацентрической высоты после приема груза:

P- вес груза, т;
D- весовое водоизмещение судна, т;
Т- осадка судна до принятия груза, м;
?Т- изменение осадки судна, м;
h- начальная метацентрическая высота, м;
z- аппликата центра тяжести принятого груза, м.

4. Водоизмещение судна D=3700 т, аппликата центра тяжести zg=4.7 м. Рассчи¬тать новое водоизмещение и аппликату центра тяжести судна, если за борт откатали P=100 т балласта с аппликатой центра тяжести z=0.7 м.

После откачки балласта 100 т аппликата центра тяжести судна:

P – вес балласта, т;
Z – аппликата центра тяжести откаченного балласта, м;
D – весовое водоизмещение судна, т;
Zg – аппликата центра тяжести судна, м.

5. На палубе пассажирского теплохода n=60 пассажиров перешли к бор¬ту на расстояние l=1.8 м от диаметральной плоскости, вследствие чего возник крен ?=4°. Определить значение начальной поперечной метацентрической высоты. Масса одного пассажира равна p=75 кг, водоизмещение теплохода D=60 т.

Вес всех пассажиров:
P=p*n=75*60=4500кг=4.5т

Кренящий момент от действия груза:

l – плечо перемещения пассажиров, м;
Р – вес всех пассажиров, т;
? – угол крена.
Восстанавливающий момент:

D – весовое водоизмещение судна, т;
? – угол крена;
h – значение метацентрической высоты, м.
Из равенства кренящего и восстанавливающего моментов:

Поскольку угол крена мал:
(в радианах)
Отсюда, значение метацентрической высоты:

6. Водоизмещение судна D=500 т, длина L=51 м, начальная поперечная метацентрическая высота h=1.4 м, начальная продольная метацентрическая высо¬та H=68 м. Вычислить значение момента, кренящего судно на один градус, и момента, дифферентующего на 1 м.

Момент, кренящий судно на один градус можно определить по следующей формуле:

D – весовое водоизмещение судна, т;
h – значение метацентрической высоты, м.

При малых углах дифферента:

?Т- разница осадок носом и кормой, м;
L- длина судна, м.
Момент, дифферентующий судно на 1 м:

D – весовое водоизмещение судна, т;
h – значение метацентрической высоты, м;
L – длина судна, м.

7. Водоизмещение судна D=16200 т, аппликата центра тяжести судна zg=8.2 м, аппликата метацентра zm=9.32 м. Пользуясь таблицей плеч остойчивости фор¬мы (Приложение А), построить диаграммы статической и динамической остойчивости. Используя полученные диаграммы, построить проверочный треугольник и определить максимальный динамический кренящий момент, не приводящий к опрокидыванию судна?

Начальная метацентрическая высота:
h=zm-zg=9.32-8.20=1.12м
Углы крена 0 10 20 30 40 50 60 70
Плечо формы lк ,м 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
Плечо веса Zg*sin( ) ,м 0,000 1,424 2,804 4,100 5,270 6,281 7,101 7,705
Плечо остойчивости lст 0,000 0,213 0,502 0,951 1,248 1,209 0,931 0,532
Плечо динам. lдин ,м 0,000 0,019 0,081 0,208 0,400 0,614 0,801 0,928

На диаграмме статической остойчивости делаем вспомогательные построения: проводим касательную из начала координат к диаграмме остойчивости, проводим вертикальную линии равную 1 рад=57.3°. Снимаем полученную величину метацентрической высоты с диаграммы, которая равна h=1.12м

На диаграмме динамической остойчивости делаем вспомогательные построения: проводим касательную из начала координат к диаграмме остойчивости, проводим вертикальную линии равную 1 рад=57.3°. Снимаем величину плеча опрокидывающего момента lопр= 0.75м и величину угла крена ?=58°

8. Описать принцип действия бортовых пассивных цистерн-упокоителей качки.

Cсистема бортовых цистерн с регулированием пассивного воздействия показана на рисунке. Большие по высоте бортовые цистерны заполнены водой, благодаря чему создается большой момент сопротивлению качке. Но вода может перетекать из одной цистерны в другую.

В воздушном канале между двумя цистернами расположена система клапанов, которые приводятся в действие специальным механизмом в зависимости от крена судна. Благодаря разности давлений в воздушных пространствах цистерн регулируется переток жидкости и фаза максимальной стабилизации качки.
Система стабилизации качки с помощью цистерн проектируется специально для каждого судна с учетом испытаний моделей. Уровень воды должен быть строго определенным и регулируется в зависимости от загрузки судна.

Литература

1. Бронштейн Д.Я. Устройство и основы теории судна-Л.:Судостроение, 1988.-336 с.: ил.
2. Малышев А.Н. Плавучесть и остойчивость промысловых судов.-М.:Мир.2003.-272 с.: ил.
3. Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1. Одиннадцатое издание. Морской Регистр Судоходства. – С.-Петербург, Дворцовая набережная, 8. 2008. – 502 с.
4. Оценка посадки, остойчивости и прочности судна в процессе эксплуатации/А.И. Новиков: Учебное пособие-Севастополь:Изд-во СевНТУ, 2003-135 с.: ил.
5. Самсонов С.В. Элементы плавучести и остойчивости и их расчет в судовых условиях. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2001.-60с.





Похожие статьи





Добавить комментарий

Рекомендуем

Заказать новую работу