Разработка грузового плана морского судна 2

Федеральное агентство морского и речного флота РФ

Морской Государственный Университет

Имени адмирала Г. И. Невельского

Кафедра УМТ

Расчётно-графическая работа

«Разработка грузового плана морского судна»

Выполнил студент 07.31 группы:

Игнатюк Алексей Валерьевич

Проверил преподаватель:

Прудникова Валентина Петровна

Владивосток

2008 год

Исходные данные:

Вариант 96

Дальность плавания, R= 1850 миль

Грузовая марка, T

Дифферент, D_f=- 0 м

Скорость, n= 12 узлов

Удельный расход топлива, q_т = 35 т/сут

Удельный расход воды, q_в = 4,5 т/сут

Обязательные грузы:

1. Березовый квадратик, p₁= 900 т

2. Железо обручное, p₂= 1000 т

3. Агар-агар, p₃= 800 т

Так как груз Агар-агар несовместим, меняем на Инструменты всякие.

Инструменты всякие, р₃ = 800 т

Факультативные грузы:

1. Чугун в чушках, m_т = 0,99 м³/т

2. Черепица, m_л = 3,9 м³/т

1. Транспортная характеристика грузов

Транспортные характеристики грузов

Мешковые грузы (Мел)

В мешках перевозят различные сыпучие грузы растительного происхождения, порошкообразные пылевидные вещества, соли, плавящиеся и твердые вещества, т. е. грузы, не требующие защиты от механических повреждений. Мешки являются мягкой упаковкой и разделяются в зависимости от материла изготовления на тканевые, бумажные, рогожные и пластмассовые. Наибольшее внимание в обеспечении сохранности груза, упакованного в мешковую тару необходимо уделять в процессе перегрузки груза. Категорически запрещается пользоваться крючьями, тащить мешки волоком и сбрасывать с силой с большой высоты, применять металлические стропы. При перегрузке мешковых грузов, особенно в бумажных мешках, не следует вообще применять стропы, а пользоваться площадкам или сетками. Число рядов мешков в пакете на площадке колеблется от 3 до 8 число мест в пакете от 15-60, масса пакета обычно 1400-1500 кг. Мешковые грузы укладывают плотными ровными рядами. В тех случаях когда по условиям рейса и свойствам груза необходима усиленная вентиляция для обеспечения тепло, влаго и воздухообмена применяют так называемые веницианские воздуховоды прокладываемые внутри груза. Мешковые грузы необходимо перегружать и укладывать с осторожностью так как легко может быть порвана упаковка, что приведет к порче и убыли груза.

Глицерин

бесцветная, вязкая жидкость сладкого вкуса. Сырье в производстве нитроглицерина, алкидных смол, полиуретанов; мягчитель в кожевенной, текстильной, бумажной и др. промышленностях; используется в медицине, косметике и пр. Тара: бочки, барабаны (металл), УПО - 1,0-1,3 м3/т. или бутылки (стекло), упакованные в ящики (картон), УПО -1,3-1,5 м3/т. См. ЖИДКИЕ ГРУЗЫ в таре.Может быть предъявлен к перевозке наливом, см. РАЗДЕЛ 1. НАЛИВНЫЕ грузы. Включен в список грузов, перечисленных в главе 18 Кодекса 1ВСИМО, 1994г.

Ящичные грузы (Аппараты телефонные)

Технические требования к прочности и размерам ящиков зависят от характера и массы упакованного в них груза.

В зависимости от материала изготовления ящики могут быть: дощатые, фанерные или картонные.

Некоторые грузы до укладки их в ящики предварительно упаковывают в потребительскую тару – коробки, пакеты, бутылки или банки. Если груз необходимо предохранить от влияния влаги, то его упаковывают в герметическую тару или обертывают влагонепроницаемой бумагой, пленкой.

Деревянные ящики размещают на судне в зависимости от их габаритов, массы и прочности тары.

В зависимости от категории ящичных грузов, прочности тары и их массы устанавливаются определенные требования к их укладке, сепарированию и креплению.

Тяжелые ящики грузят в нижнюю часть трюма, более легкие – сверху. Если между отдельными крупными ящиками и бортами остаются свободные пространства, то их заполняют ящиками меньших размеров, но с прочной упаковкой.

При загрузке трюма однородным ящичным грузом необходимо внимательно следить за укладкой первого яруса. Ящики, уложенные в первом ярусе, не должны выступать по высоте за его пределы. Все свободные пространства у бортов закладывают сепарационным материалом. Последующие ряды укладывают на ровную поверхность. Если это условие не будет выполнено, то выступающие ящики могут быть раздавлены верхними слоями груза.

Для устойчивости штабеля применяют метод кирпичной кладки, т. е. ящик верхнего яруса укладывают на два нижних ящика.

Способы укладки ящиков в трюме – вдоль, поперек или на торец – зависят от соотношения размеров ящиков и трюма, а также от характера упакованного в них груза и прочности тары.

Жесть в пачках

Неправильная укладка пачек жести приводит к повреждениям кромок листов, их изгибу или гофрировке. Жесть подвержена ржавлению, поэтому ее нужно оберегать от увлажнения или попопадания на нее щелочей, кислот, овощных рассолов и т. п. Пачки укладывают на ровную поверхность из сухих досок изолированы от сырых грузов .

Жесть белую, листовую, холоднокатаную, горячего лужения упаковывают в пачки по 1000 листов в каждой размером 512х712 мм. По соглашению сторон количество листов может быть увеличено до 1500 штук в пачке.

Крепление любого груза металлоизделий должно быть надежно и выполнено при помощи стоек, распорок и других надежных средств, способных предотвратить подвижку грузовых мест на качке.

Пачки жести обертывают водонепроницаемой бумагой или обкладывают битуминизированным гофрированным кортоном. Сверху и снизу укладывапют листы бракованной черной жести или кортона и стальными полосами крепят к деревянному поддону. Ребра и боковые грани закрывают металлическими уголками. Поддоны снизу имеют опорные брусья размером 60х60.

Шифер

прессованные тонкие плиты из отходов асбестового волокна и цемента, используется как кровельный материал. Подвержен механическим повреждениям, что ухудшает его товарный вид, снижает стоимость и вызывает обоснованные претензии получателей. В остальном - нейтральный груз. Предъявляется к перевозке в пакетированном виде. УПО -0,8-1,2 м3/т. Особенно внимательно следует относиться к высоте укладки груза: она может быть ограничена во избежание деформации нижележащих грузовых мест.

2. Эксплуатационно-технические характеристики судна

3. Расчет грузоподъемности и грузовместимости судна на заданный рейс

3.1 Рассчитываем количество запасов воды и топлива на заданный рейс по формуле: åP_зап = (q_т * К^т_шт +q_в * К^в_шт) *R/24 *n = (35*1,2+4,5*1,1)*2900/24*12 = 301,58 т, где:

q_т – удельный расход топлива

q_в – удельный расход воды

К^т_шт – коэффициент штормового запаса для топлива, К^т_шт = 1,2

К^в_шт – коэффициент штормового запаса для воды, К^в_шт = 1,1

R – дальность плавания

n- скорость судна

3.2 Определяем объём грузовых помещений для обязательного и для факультативного грузов

W_об=P₁*m₁ +P₂*m₂ +P₃*m₃ = 900*1,6+1000*0,99+800*3 = 4830 м³, где

P₁, P₂, P₃ – масса обязательных грузов

m₁, m₂, m₃ – удельные погрузочные объёмы обязательных грузов

W_фак=W-W_об = 17900-4830 = 13070 м³

3.3 Определяем массу тяжёлых и лёгких не факультативных грузов

Масса факультативного груза:

P_фак =D_w- (P₁ +P₂ +P₃) + åP_зап = 13500-(900+1000+800+301,58) = 10498,42 т

Масса тяжёлого груза:

P_т=P_фак*m_л-W_фак /m_л-m_т = 10498,42 *3,9-13070/3,9-0,99 = 9578,63 т

Объём занятый тяжёлым грузом:

W_т =P_т*m_т = 9578,63*0,99 = 9482,84 м³

Вес лёгкого груза:

P_л=P_фак -P_т = 10498,42-9578,63 = 919,79 т

Объём занятый лёгким грузом:

W_л =P_л*m_л = 919,79*3,9 = 3587,18 м³

Определяем чистую грузоподъёмность груза:

D_ч=D_w-åP_зап = 13500-301,58=13198,42 т

Делаем проверку:

W=W_об +W_т + W_л= 4830 + 9482,84 + 3587,18 = 17900

P₁ +P₂ +P₃ +P_т +P_л +åP_зап =D_w=900 + 1000 + 800 + 9578,63 + 919,79 + 301,58 = 13500 т

4. Распределение груза по грузовым помещениям

4.1 Определение грузоподъёмности помещений

Q_j*( P₁ +P₂ +P₃ +P_т +P_л); т

К_j– коэффициент соизмеримости грузовых помещений

К_j=W_j/W

W_j– объём j-го грузового помещения

4.2 Комплектация грузов при составлении грузового плана:

Для комплектации грузов выбирается одно грузовое помещение с грузоподъемностью Q_j; т; и грузовместимостью W_j; м³. Из всех пяти грузов выбираются два груза, при условии, что первый груз будет лёгкий, а второй тяжёлый. Решается два уравнения:

X^т₁+X^л₂=Q_j; т (1); X^т₁*m₁^т+X^л₂*m^л₂=W_j; м³ (2)

X^т₁- доля выбранного тяжёлого груза, которую планируется погрузить в выбранное помещение; m₁^т- его удельный погрузочный объём.

X^л₂- доля выбранного лёгкого груза, которую планируется погрузить в выбранное помещение; m₂^л- его удельный погрузочный объём.

Решаются два равенства:

X^т₁=Q_j*m^л₂-W_j/m₂^л-m₁^т; X^л₂=Q_j-X^т₁;

Далее определяется объём, который займут доли грузов в выбранном помещении:

W^т₁=X^т₁*m₁^т; W^л₂=X^л₂*m₂^л;

Проводится проверка правильности комплектации:

X^т₁+X^л₂=Q_j(3) ; W^т₁+W^л₂=W_j (4);

Если равенства (3) и (4) верны, то выбранное помещение полностью загружено грузом. Если равенства (3) и (4) не верны, то помещение не загружено, и необходимо выбрать два других груза для загрузки данного помещения. Если помещение загружено, необходимо определить остатки грузов.

Таблица комплектации:

5. Проверка правильности распределения грузов по грузовым помещениям судна

5.1 Распределение запасов топлива и воды по танкам

P_топ=q_т * К^т_шт*R/24 *n = 30*1,2*2900/24*16=271,8 т

P_в=q_в * К^в_шт*R/24 *n = 2,5*1,1*2900/24*16=20,7 т

Топливо: №1 ПБ = 231,4 т Вода: №8 ПБ =29,0 т

№7 = 30,4 т

Расходный ЛБ = 10,9 т

5.2 Расчёт моментов и массового водоизмещения судна.

1. Определяем массовое водоизмещение судна по формуле:

D=D_о+åР, т; D_о=5380 т

D= 5380+12809,2=18189,2 т

2. Определяем момент массового водоизмещения относительно мидель шпангоута по формуле:

å₁М_х=å М_х+D_о*х_о; т*м

х_о - абсцисса центра тяжести порожнего судна х_о=-10,98 м

å₁М_х=56062,814+5380*(-10,98) = -3009,586 т*м

5.3 Проверка посадки и остойчивости судна для заданного варианта загрузки.

å₁М_х-[M_х]=0, (1); -3009,586 -3800 = -6809,586

[M_х]-допускаемое значение моментов: [M_х]=½D_f½*M = 0,2*19000 = 3800

M-удельный дифферентующий момент (таблица №2)

Если равенство (1) не выполняется, необходимо найти расчётный D_fисходя из условия: å₁М_х=[M_х] или å₁М_х=½D_f½^расч*M

½D_f½^расч=å₁М_х/M<=½D_f½ (3)

½D_f½^расч=-3009,586/19000 = -0,16 <= - 0,2

Если условие (3) не выполняется, то необходимо в свободные танки принять воду в таком количестве, чтобы выполнилось условие (1) или (3). Если воды не хватает, то можно взять топливо для выполнения условия (1) или (3).

В данном случае не выполняется условие (1) и условие (3). Следовательно возьмём свободный танк с водой №8 ЛБ и сделаем перерасчёт:

1. Определяем массовое водоизмещение судна по формуле:

D=D_о+åР, т; D_о=5380 т

D= 5380+12845,5=18225,5 т

2. Определяем момент массового водоизмещения относительно мидель шпангоута по формуле:

å₁М_х=å М_х+D_о*х_о; т*м

х_о - абсцисса центра тяжести порожнего судна х_о=-10,98 м

å₁М_х=54559,814+5380*(-10,98) = -4512,586 т*м

å₁М_х-[M_х]=0, (1); -4512,586 -3800 = -8312,586

[M_х]-допускаемое значение моментов: [M_х]=½D_f½*M = 0,2*19000 = 3800

M-удельный дифферентующий момент (таблица №2)

Если равенство (1) не выполняется, необходимо найти расчётный D_fисходя из условия: å₁М_х=[M_х] или å₁М_х=½D_f½^расч*M

½D_f½^расч=å₁М_х/M<=½D_f½ (3)

½D_f½^расч=-4512,586/19000 = -0,24 <= - 0,2

åМ_z-[M_z]=<0, (2); 82798,928 -103930 = -21131,072

[M_z]- находим из таблицы №3 по соответствующей осадке, по минимальной или максимальной остойчивости для выполнения условия (2).

5.4 Проверка прочности палуб

Прочность палуб проверяется по критерию местной прочности, которая рассчитывается по формуле: К_мп=P_фак/P_доп<=1,0

P_фак – фактическая нагрузка на 1 м² площади палубы

Фактическая нагрузка для каждой палубы рассчитывается по формуле:

P_факj=Q_j/S_j; т/ м²

Q_j – грузоподъёмность помещения

S_j– площадь палубы помещения, определяется по формуле: S_j=W_j/Н_j; м²

W_j – объём помещения

Н_j – высота помещения

P_доп – допустимая нагрузка на 1 м²площади палубы.

Расчёт выполняем в табличной форме.

5.5 Проверка общей прочности корпуса судна

Контроль общей прочности производится по изгибающему моменту на миделе на тихой воде. Проверка производится следующим образом:

1.Определяем расчетный дедвейт судна:

D_w=D_ч+åP_зап = 12507,5 + 338 = 12845,5 т

2. Определяем расчетный деферент судна: D_f^расч=-0,24

3. Рассчитываем сумму положительных моментов части D_w, расположенных в носовой части судна:

åM^н_х=åM_х^гр.+åM_х^зап.= 197362,994 + 3934 = 201296,994 т*м

Строим диаграмму проверки прочности корпуса судна

6. Проверка правильности составления грузового плана

6.1 Расчёт метацентрической высоты на момент отхода судна

Метацентрическая высота на начало рейса определяется по формуле:

h=z_m-(D₀*z₀+åM_z/D₀+åP) = 8,55-(5380*8,78+82831,928/5380+12845,5)=1,41 м, где

D₀ – водоизмещение судна порожнем (D₀=5380 т)

z₀ – абцисса центра тяжести порожнего судна (z₀=8,78 м)

z_m- высота метацентра над основной плоскостью (из табл. 2 по заданной осадке)

6.2 Построение диаграммы статической остойчивости