Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Универсальное сухогрузное судно

Работа из раздела: «Транспорт»

/

АННОТАЦИЯ

Объектом разработки дипломного проекта является универсальное сухогрузное судно грузоподъемностью 5000 т. Цель разработки - проектирование судна предназначенного для морских перевозок генеральных и навалочных грузов, включая двадцати и сорокафутовые контейнеры международного стандарта высотой до девяти футов.

Пояснительная записка содержит технико-экономическое обоснование, техническое задание, обоснование выбора основных элементов судна, расчеты по теории корабля, прочности, конструкции корпуса, расчеты по механической части, определение высоты надводного борта, расчет чистой и валовой вместимости, технологию постройки, разработку конструкции корпуса в районе грузовых люков, экономические расчеты. Также выполнены расчеты по охране окружающей среды и охране труда в процессе эксплуатации судна.

Список прилагаемых чертежей

1. Пояснительная записка 7.100201.51.09.001 ПЗ

2. Теоретический чертеж 7.100201.51.09.002 ТЧ

3. Общий вид (вид сбоку, сечение по ВП) 7.100201.51.09.003 ВО

4. Общий вид (сечение по трюму, МКО) 7.100201.51.09.003 ВО

5. Рамный мидель - шпангоут 7.100201.51.09.004

6. Поперечное сечение по 71 шпангоуту 7.100201.51.09.005

7. Конструктивный продольный разрез 7.100201.51.09.006

8. Палуба в районе вырезов 7.100201.51.09.007

9. Разбивка на блоки и секции 7.100201.51.09.008

ВВЕДЕНИЕ

Сухогрузные суда, перевозящие генеральные грузы _ это суда, перевозящие сборные, относительно лёгкие грузы широкого ассортимента в различной таре. Это наиболее многочисленная группа судов мирового транспортного флота. Степень универсальности сухогрузных судов зависит прежде всего от их прочностных характеристик и остойчивости, а также от размеров и оборудования грузовых помещений.

Дедвейт большинства универсальных судов _ от 500т. до 15тыс. т., реже до20 тыс. т. и более. В зависимости от размеров универсальные сухогрузные суда условно подразделяют на:

_ малотоннажные - дедвейтом 1,5-2 тыс. т.;

_ среднетоннажные - дедвейтом 2-8 тыс. т.

_ крупнотоннажные - дедвейтом до 8- 10 тыс. т. и более,;

Относительно крупные суда используют на океанских линиях, а малотоннажные- преимущественно в рейсах вдоль побережий.

В последнее время появилось так называемые параграфные суда, стандартные и суда открытого типа. Параграфными называют суда, которые проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при максимально возможном дедвейте их валовая регистровая вместимость не превышала определённой величины, оговорённой статьями (параграфами) международных правил и предписаний.

Для замены устаревших стандартных судов в разных странах было разработано несколько десятков проектов новых стандартных судов, в основу которых положены требования экономичности и универсальности. Подобные суда лишь условно можно было назвать стандартными, т.к. они постепенно модернизировались, а стандартизация не выходила за рамки одной строительной фирмы.

В последний период развития стандартных судов 1974- 1975 гг., стали заметны новые тенденции:

а) Появление судов второго и даже третьего поколения, более совершенных и разнообразных;

б) Расширение диапазона вариантов базового проекта судна, дополнений к нему, предлагаемых на выбор заказчику;

в) Значительное расширение типажа, т.е. появление стандарта судна для массовых грузов, сухогрузы, комбинированные сухогрузно _ наливные суда.

Существенным шагом вперёд по пути сокращения простоев в портах и уменьшения стоимости грузовых операций явилось создание судов открытого типа.

Универсальные сухогрузные суда превращаются в многоцелевые. Они занимают промежуточное положение между универсальными и специализированными судами.

Как правило на универсальных сухогрузных судах используют кормовое расположение МО. При этом увеличивается объём грузовых помещений удобных для проведения грузовых работ, что способствует ускорению погрузки и выгрузки генерального груза. Сокращение времени стоянки судов в портах часто оказывает большее влияние на скорость доставки груза, чем прямое увеличение скорости хода.

На всех сухогрузных судах длиной более 60 м. на всей их длине между форпиковой и ахтерпиковой переборками должно иметься второе дно. Его наличие- важный фактор повышения живучести при повреждении наружной обшивки днища, а образованные им объёмы междудонного пространства служат ёмкостями для приёма водяного балласта, хранения топлива.

В настоящем дипломном проекте рассматривается среднетоннажное сухогрузное судно дедвейтом 5500т.

1. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Универсальные сухогрузные суда представляют собой старейший тип сухогрузного судна. За сто с лишним лет своего существования суда этого типа практически очень мало изменились.

Хотя их скорость и грузоподъемность увеличились, машинное отделение переместилось в корму, стрелы были заменены кранами, заметно увеличилось раскрытие палубы, механизированы работы по открытию и закрытию люков, - судно осталось прежним универсалом конца прошлого века как по принципу осуществления грузовых работ и роду перевозимого груза, так и по эксплуатационному использованию.

Обычно суда этого типа как наиболее дешевые из судов, перевозящих генеральные грузы, используются в трамповом судоходстве, где фрахты относительно невелики, что не способствует обновлению флота судов этого типа[1].

На рисунке 1.1, приведено изменение относительных объемов строительства и заказов на универсальные сухогрузные суда различных тоннажных групп, начиная с 1980 г.

Анализ приведенных данных показывает, что наиболее устойчивым спросом на мировом рынке универсальных сухогрузов пользуются суда дедвейтом 2-5 и 5-10 тыс. т. [1].

В мировом торговом флоте на 01.01.2005 среди 12691 универсальных сухогрузов (средний возраст 22,6 года) 8635 (68%) имели дедвейт до 5000 тонн, 2278 (18%) - от 5000 до 10000 т, 1145 (9%) - от 10000 до 20000 т. За 2004 г. были сданы на металлолом 191 судно дедвейтом до 10000 т, построено 152 единицы, причем опережение списания над поступлением новых судов этого типа устойчиво наблюдается с начала 90-х годов [2, 3].

Согласно табл. 1, составленной по данным [4], на начало 2003 г. из 4575 европейских многоцелевых сухогрузов дедвейтом до 10000 т. 58% были старше 20 лет, а 42% - старше 25 лет.

Тип судна

Старше
20 лет

Старше
25 лет

Старше
30 лет

Старше
35 лет

Всего

Сухогрузы

2640

1916

1067

478

4575

Таблица 1.1- Распределение по возрастам европейских сухогрузных судов (по состоянию на начало 2003 года)

Рисунок 1.1 - Изменение долей универсальных сухогрузных судов различных тоннажных групп в общем количестве строившихся в соответствующие годы судов этого типа.

Средний возраст, при котором списывали сухогрузы в 2005 г. - 30,6 года. До 2010 г. ожидается списание около 4700 судов, причем в основном твиндечных.

76% заказанного новостроя - суда дедвейтом до 10 тыс. тонн, которые активно списываются (80%).

Очевидно, что в подобной ситуации строительство морских сухогрузов для отечественных судовладельцев будет экономически оправданным при условии, что их главные характеристики будут отвечать реальной грузовой базе и путевым условиям.

Особенно интересны многоцелевые сухогрузные суда, имеющие относительно небольшие осадки, что позволяет им работать на порты с ограниченными путевыми условиями, куда не смогут заходить их главные конкуренты - специализированные контейнеровозы и балкеры.

До 1991 г. при обосновании программ пополнения флота ЦНИИ Морского Флота РФ разрабатывались параметрические ряды судов-претендентов, которые содержали основные технико-эксплуатационные характеристики перспективных транспортных судов [5]. Такие исследования проводились на базе анализа судов-прототипов, с учетом сложившейся практики перевозок тех или иных грузов, особенностей грузопотоков, проходных глубин в портах исследуемых линий, указаний директивных органов власти, направлений совершенствования аналогичных объектов в зарубежном судостроении и мировой торговле [6].

В настоящее время подобные централизованные исследования не проводятся, что вынуждает проектные организации и судовладельцев определять главные характеристики судов, исходя из собственных, порой достаточно субъективных, взглядов и ограниченных финансовых возможностей, часто получая при этом недостаточно убедительные решения.

Анализ путевых условий, важных для отечественных судовладельцев, показывает, что проход через Керчь _ Еникальский канал в светлое время допускается для судов с осадкой до 8,0 м, рекомендованные осадки для порта Керчь _ 8,3 м, Мариуполя _ 8,0 м (для причалов 2-6, 9, 10, 16-18, где глубины 8,5 м и более, причем суда с осадками 7,5 м и более считаются находящимися в стесненных условиях для судовождения) и 7,5 м (для причалов 11-15, где глубины 8-8,25 м); Новороссийска _ 7,5-11,0 м; Туапсе - 9,2-12,0 м.

Таким образом, для судов нового поколения рекомендуется осадка 7,5-8,0 м.

Анализ ледовой обстановки позволяет сделать вывод, что зимой для работы на Черном, Азовском, Средиземном, Балтийском и Северном морях требуется не менее ЛУ3.

Как показывает практика, в условиях экономического кризиса относительно небольшие суда имеют преимущества перед крупнотоннажными, поскольку успешнее реагируют на предложения грузоперевозок: они могут без труда и промежуточных разгрузок проходить по каналам и при неограниченном районе плавания ориентированы на получение большего количества заказов. В Drewry Shipping Consultants отмечают, что, по их наблюдениям, 'когда судоходство находится в цикле подъема, как правило, отдается предпочтение крупнотоннажным судам, как наиболее эффективным и выгодным, но как только наступает цикл спада, выгодными оказываются малотоннажные. Крупнотоннажные суда - самые рискованные' [7].

В таблице 1.2 приведены сравнительные характеристики универсальных сухогрузных судов наиболее подходящие к проектируемому судну.

Таблица 1.2-Прототипы сухогрузных судов наиболее подходящие к проектируемому судну.

Характеристика

Haj Ismail

Капитан лусь

Углегорск

'A.B. Bilbao'

Год постройки

1980

1994

1989

1997

Длина, м:

наибольшая, Lнб

-

98,2

97,8

89,8

между перпендикулянами, Lpp

95,73

90,14

90,22

85

Ширина В, м

16,5

17,6

17,3

13,17

Высота борта Н, м

9,7

7,8

7

7,15

Осадка по ЛГВЛ, м

7,7

6,99

5,62

5,69

Кубический модуль LBH

-

13481

11844

8456

Валовая вместимость GT

4348

4998

3936

-

Чистая вместимость NT

2622

1651

1312

-

Объем грузовых трюмов

(по нижнюю кромку люковых закрытий), м3

-

5539

-

5716

Контейнеровместимость всего/ в трюмах, TEU

-

241

224

221

Размер грузового трюма lxbxh, м

-

-

-

Размер грузового люка lxb, м

-

-

2(25,7х12,5)

-

Тип люкового закрытия

-

-

-

-

Нагрузка на второе дно, т/м2

-

-

-

-

Количество, мощность (кВт) и тип главных двигателей

-

1х3360 БМЗ 6ДКРН 35/105-10

1х3360 МАН 6L35MC

1x1800 Deutz

Скорость при осадке по ЛГВЛ, уз

12

12,5

13,1

12,5

Движительно-рулевой комплекс

-

ВРШ+руль

ВРШ+руль

ВРШ+руль

Мощность вспомогательных ДГ и ВГ, кВт

-

ДГ 3х320 ВГ 1х500

ДГ 2х264 ВГ 1х300

-

Мощность аварийного ДГ, кВт

-

100

-

-

Подруливающее устройство, кВт

-

50-60

-

-

Автономность, сут

-

-

-

-

Экипаж / количество мест

-

22

-

13

Масса судна порожнем, т

-

3292

-

-

Водоизмещение, т

-

8328

6623

-

Коэффициент общей полноты Сb

0,87

0,733

0,737

-

Дедвейт, т

7160

5036

4168

4210

Коэффициент использования водоизмещения по дедвейту

-

0,605

0,629

-

Характеристика

Пр. DCV16

Пр. DCV36

Пр. DCV33

Пр. 1/1942

Год постройки

2009

-

Длина, м:

наибольшая, Lнб

136,72

89,96

89,99

89,5

между перпендикулянами, Lpp

111,8

84,89

84,43

83,4

Ширина В, м

15,85

14,5

14

13,7

Высота борта Н, м

12,15

7,2

7,15

8

Осадка по ЛГВЛ, м

9,2

6,4

5,812

5,9

Кубический модуль LBH

26329

9392

9008

9809

Валовая вместимость GT

5890

-

2989

3000

Чистая вместимость NT

3121

-

1628

-

Объем грузовых трюмов (по нижнюю кромку люковых закрытий), м3

10597

6228

5611

5700

Контейнеровместимость всего/ в трюмах, TEU

363/144

178/102

138/102

111/111

Размер грузового трюма lxbxh, м

-

-

60,0x11,5x8,4

60,51х11,0х83

Размер грузового люка lxb, м

-

-

55,2х8,4

60,51х11,0

Тип люкового закрытия

-

-

Понтонные с козловым краном

Понтонные с козловым краном

Нагрузка на второе дно, т/м2

-

-

12

12

Количество, мощность (кВт) и тип главных двигателей

1х6600 МаК 6М601

1x2640

1х1950 6L26A2

1х1850

МаК 6М25

Скорость при осадке по ЛГВЛ, уз

20

12

11,5

12

Движительно-рулевой комплекс

ВРШ+руль

ВРШ+руль

ВРШ+руль

ВРШ+руль

Мощность вспомогательных ДГ и ВГ, кВт

ДГ 2х450 ВГ 1х980

ДГ 2х180 ВГ 1х292

ДГ 2х180 ВГ 1х298

ДГ 2х214 ВГ 1х448

Мощность аварийного ДГ, кВт

200

85

190

-

Подруливающее устройство, кВт

-

170

170

220

Автономность, сут

-

25

30

-

Экипаж / количество мест

16/17

10/12

11/12

9

Масса судна порожнем, т

-

-

1514

1460

Водоизмещение, т

-

-

6017

5960

Коэффициент общей полноты Сb

-

-

0,854

0,863

Дедвейт, т

8470

5284

4503

4500

Коэффициент использования водоизмещения по дедвейту

-

-

0,748

0,755

Характеристика

'Alegra'

Пр. 00221

'Izabella'

'Celtic Monarch'

Год постройки

1997

Длина, м:

наибольшая, Lнб

89,9

93,3

89,9

99,98

между перпендикулянами, Lpp

84,99

84,5

84,99

94,27

Ширина В (габаритная Внб), м

13,17

16,3

13,17

17,0

Высота борта Н, м

7,15

7,6

7,15

8,2

Осадка по ЛГВЛ, м

5,69

6,25

6,22

6,35

Кубический модуль LBH

8465

11700

8465

13937

Валовая вместимость GT

2805

3767

2844

-

Объем грузовых трюмов (по нижнюю кромку люковых закрытий), м3

5718

6260

5718

7080

Контейнеровместимость всего/ в трюмах, TEU

213/117

274

213/117

478

Размер грузового трюма lxbxh, м

-

-

-

-

Размер грузового люка lxb

62,5х11,0

2х(53,25х12,8)

62,5х11,0

-

Тип люкового закрытия

Понтонные с козловым краном

Folding

Понтонные с козловым краном

-

Нагрузка навтороедно,т/м2

18

10

18

-

Количество, мощность (кВт) и тип главных двигателей

1х2200 Deutz MWM TBD 645L6

1х3520

МаК 8М32

1х2200 Deutz MWM TBD 645L6

1x4900 MAN

Скорость при осадке по ЛГВЛ, уз

12,5

14,7

12

15,5

Движительно-рулевой комплекс

ВРШ+руль

ВРШ+руль

ВРШ+руль

ВРШ+руль

Мощность вспомогательных ДГ и ВГ, кВт

ДГ 2х136 ВГ 1х360

ДГ 2х300 ВГ 1х300

ДГ 2х136 ВГ 1х360

-

Мощность аварийного ДГ

162

180

162

-

Подруливающее устройство, кВт

300

200

300

-

Автономность, сут

-

30

-

-

Экипаж / количество мест

-

10/15

-

10

Масса судна порожнем, т

-

-

-

2150

Водоизмещение, т

-

-

-

8224

Коэффициент общей полноты Сb

-

-

-

0,788

Дедвейт, т

4223

4500

4716

6074

Коэффициент использования водоизмещения по дедвейту

-

-

-

0,739

Ниже приведены некоторые прототипы универсальных сухогрузных судов.

Рисунок 1.2 _ Многоцелевое сухогрузное судно дедвейтом 5284 тонн проекта DCV36.

Назначение _ морская перевозка генеральных и навалочных грузов, включая контейнеры международного образца, металл, зерно, лес, уголь, крупногабаритные и тяжеловесные грузы, опасные грузы классов 1.4S, 2, 3, 4, 5, 6.1, 8, 9 и Приложения В Кодекса ВС.

Таблица 1.3 - Место постройки судна проекта DCV36.

Название

Верфь, строительный номер

Дата закладки

Дата спуска

Дата сдачи

Китай, Qingdao Hyundai Shipbuilding Co. Ltd, QHS-301

16.11.09

Рисунок 1.3 _ Быстроходное многоцелевое сухогрузное судно дедвейтом 8470 тонн проекта DCV16.

Назначение _ морская перевозка генеральных и навалочных грузов, включая зерно, опасных грузов классов 1.4S, 2, 3, 4, 5, 8, 9 МК МПОГ и Приложения В Кодекса ВС.

Таблица 1.4 - Место постройки судна проекта DCV16.

Название

Верфь, строительный номер

Дата закладки

Дата спуска

Дата сдачи

Kaya Pioneer

Херсонский СЗ, 08137

31.03.08

23.02.09

Рисунок 1.4 - Многоцелевое сухогрузное судно дедвейтом 4416 тонн типа 'Caspian Express' класса 'Азовский трехтысячник проекта 003RSD04/ALB03

Назначение _ перевозка генеральных, навалочных, лесных и крупногабаритных грузов, включая двадцати и сорока футовые контейнеры международного стандарта высотой до 9 футов.

Таблица 1.5 - Место постройки судна проекта 003RSD04/ALB03.

Название

Верфь, строительный номер

Дата закладки

Дата спуска

Дата сдачи

Modulus 1

Aksoy Shipyard, H-31

30.12.06

01.03.08

15.08.08

Modulus 2

Aksoy Shipyard, H-36

02.04.08

10.03.09

01.06.09

Modulus 3

Aksoy Shipyard, H-37

22.07.08

Рисунок 1.5 _ Многоцелевое морское сухогрузное судно проекта DCV33 дедвейтом 4500 тонн.

Назначение - морская перевозка генеральных и навалочных грузов, включая двадцати и сорока футовые контейнеры международного стандарта высотой до девяти футов, металла, зерна, леса, угля, крупногабаритных и тяжеловесных грузов, опасных грузов классов 1.4S, 2, 3, 4, 5, 6.1, 8, 9 и Приложения В Кодекса ВС.

В целом, морские сухогрузы нового поколения для отечественных судовладельцев должны:

а) по осадкам соответствовать отечественным портам с относительно небольшими проходными глубинами (рекомендуется осадка 7,5-8,0 м);

б) иметь ледовые подкрепления, достаточные для работы в Черном, Азовском, Средиземном, Балтийском и Северном морях зимой.

в) перевозить прокат черных и цветных металлов, слябы, штрипсы, чугун, зерновые грузы, бревна и пиломатериалы, уголь, бумагу, кокс, металлолом, серу, руды и рудные концентраты;

г) обеспечивать перевозку контейнеров, причем, в том числе 40-футовых контейнеров, высотой до 9 футов;

д) иметь эксплуатационную скорость, оптимальную для переходов в порты Средиземного моря.

е) объединять в себе черты универсального сухогруза, балкера, лесовоза и фидерного контейнеровоза, причем приоритетом является приспособленность к перевозкам массовых грузов.

Большинство сухогрузных судов имеют простые полные обводы, бульбообразный форштевень, применяют такую оконечность на судах для снижения сопротивления. В результате такого использования уменьшаются волновая составляющая и полное сопротивление судна.

Автоматизированные системы предусмотрены для управления судном без несения постоянной вахты в ЦПУ и МО и с периодическим обслуживанием (степень автоматизации А1). В качестве прототипа принято судно проекта DCV33. В разделе 2 разработано техническое задание, в котором учтены требования технико-экономического обоснования.

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

2.1 Назначение, тип и класс судна

Тип судна: универсальный сухогруз;

Назначение судна: морская перевозка генеральных и навалочных грузов, включая двадцати и сорокафутовые контейнеры международного стандарта высотой до девяти футов, металла, зерна, леса, угля, крупногабаритных и тяжеловесных грузов.

Класс судна: судно должно проектироваться на класс Регистра КМ Ice3 АUT1

2.2 Грузоподъемность, район и дальность плавания, скорость и автономность

Грузоподъемность: 5000 т.

Район плавания: неограниченный.

Дальность плавания: 5000 миль.

Скорость: 12 узлов.

Автономность: 30 суток.

2.3 Категория ледовых усилений и класс автоматизации

Категория ледовых усилений: Ice3 позволяет работать в Азовском, Черном, Средиземном, Балтийском и Северном морях зимой.

Класс автоматизации: АUT1 позволяет эксплуатацию механической установки без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях и в центральном посту управления.

2.4 Численность экипажа

Численность экипажа принять в количестве 11 чел;

2.5 Тип энергетической установки

В качестве главного двигателя на проектируемом судне должен быть установлен дизель.

2.6 Движительно-рулевой комплекс

Движительно-рулевой комплекс - ВРШ+руль

2.7 Судовые устройства

Спасательные устройства

Спасательные устройства - два плота вместимостью по 12 человек. Дежурная шлюпка на 6 человек с подвесным мотором.

Швартовное устройство

Для швартовных операций предусмотреть брашпиль швартовный и кормовой швартовный шпиль, обеспечивающий ручное натяжение и травление швартовных канатов при швартовных операциях.

Для буксировки судна использовать буксирный канат, кнехты, клюз, установленные в диаметральной плоскости на палубе бака.

Для швартовки - швартовные и буксирные кнехты, клюзы литые, клюзы с роульсами.

Якорное устройство

Судно должно быть снабжено двумя становыми якорями, якорными цепями для носовых становых якорей. Для подъема и отдачи якорей и швартовки предназначен электрический якорно-швартовный брашпиль.

Рулевое устройство

Управление судном должно осуществляться при помощи руля Беккера, расположенного в ДП. Рулевая машина - роторная электрогидравлическая.

Подруливающее устройство

Подруливающее устройство типа «винт в трубе» для улучшения управляемости на малых ходах, при проходе узкостей и швартовках. Управление им - дистанционное из рулевой рубки с пульта судовождения и аварийное - ручное, непосредственно из помещения подруливающего устройства.

2.8 Осадка

Осадку судна принять исходя из анализа путевых условий - до 7,5- 8,0 м;

2.9 Количество трюмов - 2

2.10 Тип люковых закрытий - понтонные с козловым краном

2.11 Расположение МКО

Размещение МКО - кормовое. Это дает существенные преимущества:

- уменьшает кубатуру корпуса, занимаемую под МО;

- сокращает длину валопровода, а, следовательно снижает его массу, т.е. увеличивает полезную грузоподъемность судна;

- исключает необходимость предусматривать туннель гребного вала из района МО в корму для размещения и обслуживания валопровода.

Движение судна обеспечить одним четырехлопастным ВРШ с механическим приводом от главного дизеля через редуктор.

Защита корпуса от коррозии гарантируется применением короткозамкнутой протекторной защиты и эффективного лакокрасочного покрытия.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ГЛАВНЫХ РАЗМЕРЕНИЙ

Выбор основных элементов и главных размерений произведен по программе “SHIP-BRIG“. Таблицы исходных данных и результатов расчетов находятся ниже.

4. ОБОСНОВАНИЕ СООТНОШЕНИЙ ГЛАВНЫХ РАЗМЕРЕНИЙ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛНОТЫ

Соотношения главных размерений и коэффициенты полноты оказывают влияние как на мореходные качества судна - ходкость, остойчивость, качку и т.п., так и на водоизмещение судна, его весовую нагрузку, прочность. При определении основных элементов судна влиянием этих характеристик формы судна мы пренебрегали. Иначе обстоит дело при определении главных размерений, когда такие характеристики формы корпуса, как относительная длина - l, отношения - L/B; B/d; D/d, коэффициенты полноты _ Cp; Cв; Сwp; Cm; оказывают существенное влияние на названные выше качества.

Соотношение B/d определяет в первую очередь начальную остойчивость, вместимость и влияет на ходкость судна. При установлении главных размерений следует уделять определенное внимание величине смоченной поверхности и ее изменений при различных L/B и B/d.

Соотношение D/d характеризует запас плавучести судна и влияет на его вместимость, непотопляемость, остойчивость, как начальную, так и на больших углах крена. Для его определения в первом приближении можно воспользоваться зависимостями, предложенными различными авторами для отдельных типов судов.

Возможность качественного нового решения проблемы оптимизации судов открылась в связи с появлением мощной вычислительной техники. Так, для обоснования наиболее подходящего, из рассматриваемых проектов, можно использовать систему автоматизированного проектирования Tribon M3. Для получения наиболее подходящего проекта с помощью программы Tribon M3 варьировались девять проектов при различных коэффициентах общей полноты и отношениях ширины к осадке. Результаты, полученные программой, сведем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Сравнительные характеристики проектов.

Характеристика

1

2

3

4

5

6

7

8

L, м

90,50

95,70

80,80

86,20

91,40

96,40

100,80

100,00

B, м

16,50

16,00

16,15

15,70

15,20

14,80

14,40

14,85

D, м

7,80

7,50

7,80

7,80

7,70

7,60

7,20

8,60

D, м

6,30

6,15

6,50

6,53

6,35

6,15

6,00

6,00

Vs, уз

12,00

12,00

12,00

12,00

12,00

12,00

12,00

12,00

Cb

0,76

0,76

0,82

0,81

0,82

0,82

0,81

0,75

Cp

0,85

0,86

0,84

0,85

0,85

0,86

0,86

0,86

Fr

0,21

0,20

0,22

0,21

0,21

0,20

0,20

0,20

L/B

5,48

5,98

5,00

5,49

6,01

6,51

7,00

6,73

B/d

2,62

2,60

2,48

2,40

2,39

2,41

2,40

2,48

D/d

1,24

1,22

1,20

1,19

1,21

1,24

1,20

1,43

без бульба Pd, кВт

1205,00

1188,00

1092,00

1080,00

1238,00

1197,00

1172,00

1082,00

без бульба Ps кВт

1255,21

1237,50

1137,50

1125,00

1289,58

1246,88

1220,83

1127,08

с бульбой Pd, кВт

1042,00

1142,00

1083,00

1062,00

1194,00

1170,00

1141,00

1115,00

с бульбой Ps, кВт

1085,42

1189,58

1128,13

1106,25

1243,75

1218,75

1188,54

1161,46

Из таблицы следует, что наиболее подходящий из рассматриваемых проектов № 1, т.к. имеет минимальную мощность двигателя при той же заданной скорости.

После результатов расчета принимаем (для проекта):

L = 90,50 м, B = 16,50 м, d = 6,30 м, D = 7,80 м, CB = 0,757.

5. ВЫБОР АРХИТЕКТУРНО_КОНСТРУКТИВНОГО ТИПА СУДНА

Архитектурно-конструктивный тип - стальной однопалубный, двухтрюмный, одновинтовой теплоход с баком и ютом, с кормовым расположением жилой рубки и машинного отделения, с двойными дном и бортами в районе грузовых трюмов, с бульбовой носовой и транцевой кормовой оконечностями, люковыми закрытиями съемного типа, козловым краном для обеспечения открытия, закрытия и перемещения секций люкового закрытия, с носовым подруливающим устройством. Трехъярусная кормовая рубка со служебными и жилыми помещениями для экипажа.

В носовой оконечности с высоким для данного типов судов баком расположены форпик, аварийный пожарный насос, шахта лага и эхолота, шкиперская, малярная, а также носовое подруливающее устройство типа «винт в трубе».

Оба трюма ящичной формы, гладкостенные, удобные для проведения грузовых работ и размещения груза без штивки, гарантирует размещение трех ярусов контейнеров международного стандарта высотой до девяти футов, а также позволяет перевозить крупногабаритные нестандартные грузы.

Движение судна обеспечивается одним четырехлопастным винтом регулируемого шага. Передача крутящего момента от главных дизелей к винтам осуществляется с помощью редуктора.

Управление судном осуществляется при помощи руля Беккера, расположенного в ДП.

Корпус имеет двойное дно, двойные борта, верхнюю палубу с шириной раскрытия 0,8 В, непрерывные продольные комингсы грузовых люков высотой 1,2 м.

Днище и верхняя палуба набраны по продольной системе набора, а борта по поперечной системе набора. Выбор системы набора обоснован следующими ниже приведенными факторами:

1. Продольная система набора позволяет более рационально использовать наружную обшивку корпуса для повышения его прочности

2. Устойчивость листов при продольной системе набора при одинаковой толщине почти в четыре раза выше, чем у поперечной.

3. Сечения балок продольного набора засчитывают в общую прочность (эквивалентный брус).

4. Деформации обшивки между балками не снижают их устойчивости.

5. Продольная система набора по палубе и днищу используется в средней части корпуса и компенсирует при проверке прочности эквивалентного бруса наличия бортов на ширине вырезов под грузовые люки.

6. Поперечная система набора бортовых перекрытий позволяет лучше воспринимать динамические нагрузки от волнения и статическое гидродинамическое давление.

Корпус в районе отсеков грузовых трюмов имеет двойной борт, набранные по поперечной системе. Конструкция борта включает диафрагмы, расположенные в плоскости рамных связей днища и палубы и обычные шпангоуты установленные на наружном и внутреннем бортах.

Наличие двойного дна и двойных бортов существенно повышает сопротивление действий внешних сосредоточенных нагрузок и защищает окружающую среду от выброса вредных веществ при повреждении конструкций.

Боковой вид судна показан в приложении А.

6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ФОРМЫ КОРПУСА И ПОСТРОЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА

Построение теоретического чертежа будем выполнять с использованием системы автоматизированного проектирования Tribon M3.

Система TRIBON M3 является системой проектирования судов, включающей в себя множество программных модулей, охватывающих процесс проектирования судна от технического предложения до разработки эксплуатационной документации. Модуль эскизного проектирования Tribon Initial Design позволяет выполнить проработку проекта и расчеты по статике и динамике корабля.

Проектирование судна начинается с использованием модуля FORM, который позволяет создать файл теоретического чертежа судна.

Tribon M3 Form» - это программный модуль, который является частью интегрированной системы автоматизированного проектирования Tribon M3 Initial Design (TID), главная задача которого предопределение и оценка мореходных качеств проектируемого судна.

Tribon M3 Form основан на систематических исследованиях формы корпуса различных типов судов. Он позволяет генерировать 3D-модель судовой поверхности, используя минимальное количество исходных данных, таких как: тип судна, длина, ширина, осадка, водоизмещение и абсцисса центра величины.

Модуль Form позволяет гибко изменять параметры уже сгенерированной поверхности, редактировать как отдельные линии, так и фрагменты поверхности, задавать судовую поверхность, используя таблицы с координатами. Полученные обводы корпуса судна могут быть выведены в виде теоретического чертежа или плазовой книги, экспортированы в другие модули TID или в AutoCAD в формате dxf.

Исходные данные для построения теоретического чертежа в модуле Form:

1. HullDes:

-Type = General Cargo

-Lbp = 90,5 м

2. General Particulars Screen:

-Design Speed (расчетная скорость хода) = 12 узлов

- Design draft = 6,3м

- Beam = 16,5 м

-Max depth = 7,8 м

3. Hull shape parameters:

- Block coefficient = 0,757

4. Entrance/Run ratio (отношение носового к кормового заострения) = 1

- Long centre of buoyancy (отклонение Хc от миделя в нос) = default

- Parallel mid-body length (длина цилиндрической вставки) = 30 м

- Flare type (развал борта) = none

- Aft-body shape = Moderate U

- Fore-body shape = Moderate U

5. HULLDES Parameter Input:

- Fore-body parameters (Edite)

Bulb

- Aft-body parameters (Edite)

Single (одновинтовое)

На рисунке 6.1 изображен результат построения проектируемого судна в модуле Form.

После формирования корпуса в модуле Form, экспортируем его в модуль Lines с заданием теоретических шпангоутов, батоксов и ватерлиний. На рисунке 6.2 приведены результаты экспорта теоретических элементов судна из модуля Form в модуль Lines.

Рисунок 6.1 - результат формирования корпуса в модуле Form

Рисунок 6.2 - Формирование теоретических элементов в модуле Lines7. РАСЧЕТ ГИДРОСТАТИЧЕСКИХ КРИВЫХ И ПЛЕЧ ОСТОЙЧИВОСТИ НА БОЛЬШИХ УГЛАХ КРЕНА (ПАНТОКАРЕНЫ)

Кривые элементы теоретического чертежа представляют собой графическое изображение. В зависимости от осадки, элементов плавучести и начальной остойчивости, а именно следующих величин:

В расчёт гидростатических кривых входят: расчёт кривой водоизмещения и кривых элементов теоретического чертежа. Кривой водоизмещения называется кривая, ординаты которой дают величину объёмного водоизмещения в функции от углубления судна.

Кривая водоизмещения служит для быстрого определения водоизмещения при любом значении осадки судна на ровный киль. Вычисление её сводится к вычислению интеграла с верхним переменным пределом:

Кривая площади ватерлинии определяется по следующему выражению:

Кривая абсцисс центра тяжести площади ватерлинии определяется по следующему выражению:

Кривая абсцисс центра величины определяется следующим выражением:

Кривая аппликат центра величины определяется следующим выражением:

Кривая момента инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:

Кривая момента инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси:

Кривая поперечного метацентрического радиуса:

Кривая продольного метацентрического радиуса:

Кривая коэффициента полноты площади ВЛ:

Кривая коэффициента полноты площади мидель-шпангоута:

Расчёт выполняется для двадцать одного равноотстоящего шпангоута. Количество равноотстоящих ватерлиний принимаем равным количеству полных ватерлиний, помещающихся по всей высоте борта. Непосредственное графическое построение кривых элементов теоретического чертежа производится по координатам, рассчитанным на персональном компьютере по программе Tribon M3.

Исходными данными для расчёта являются координаты теоретических шпангоутов в табличной форме. На основании произведённых расчётов представлены распечатки полученных результатов. По данным последних таблиц строятся кривые элементы теоретического чертежа (рисунок 7.1) и зависимость плеча формы относительно основной линии от угла крена (рисунок 7.2).

Расчет гидростатических кривых и плеч остойчивости на больших углах крена сведен в таблицы 7.1, 7.2.

Сравним критическую осадку полученную на графике пересечением и , построенных в одном масштабе и вычислением:

, м (7.1)

где В - ширина судна, м,

(7.2)

(7.3)

где _ коэффициент, учитывающий форму корпуса < 1,2.

м.

Погрешность:

Таблица 7.1 - Гидростатические кривые.

d,м

D, т

V, м3

Xc

Zm

S

Zc

R

Xf

r

Cm

Cb

Cw

0,7

689

706

1,38

27,40

1038

0,36

607

3,37

27,61

0,59

0,718

0,719

1,4

1462

1498

1,23

15,05

1106

0,72

328

3,02

14,37

0,61

0,720

0,743

2,1

2266

2323

1,15

10,61

1134

1,09

228

2,76

9,50

0,64

0,721

0,754

2,8

3087

3164

1,10

8,58

1152

1,45

175

2,66

7,10

0,65

0,726

0,765

3,5

3919

4017

1,06

7,51

1163

1,81

142

2,63

5,68

0,66

0,730

0,774

4,2

4756

4875

1,03

6,91

1168

2,17

118

2,53

4,72

0,67

0,735

0,775

4,9

5596

5736

0,99

6,59

1177

2,52

103

2,04

4,04

0,67

0,740

0,785

5,6

6444

6605

0,94

6,44

1183

2,88

91

1,22

3,54

0,68

0,742

0,785

6,3

7302

7484

0,87

6,43

1207

3,24

87

0,73

3,40

0,68

0,757

0,789

7

8178

8382

0,79

6,53

1235

3,61

83

0,07

3,30

0,68

0,757

0,787

7,7

9077

9304

0,71

6,70

1272

3,98

82

-0,08

3,28

0,68

0,757

0,803

8,4

10005

10255

0,7

6,94

1315

4,35

81

-0,10

3,23

0,68

0,757

0,804

Рисунок 7.1 - Гидростатические гривые.

Таблица 7.2 - Плечи остойчивости на больших углах крена

d, м

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0,7

0

3,83

5,1

5,58

5,71

5,61

5,40

5,24

5,14

4,83

1,4

0

2,52

4,13

4,97

5,44

5,69

5,84

5,73

5,35

4,76

2,1

0

1,85

3,49

4,53

5,23

5,74

5,92

5,76

5,34

4,73

2,8

0

1,50

3,00

4,21

5,08

5,65

5,81

5,67

5,28

4,71

3,5

0

1,31

2,67

3,96

4,94

5,47

5,63

5,53

5,21

4,70

4,2

0

1,21

2,46

3,76

4,75

5,25

5,44

5,38

5,12

4,69

4,9

0

1,15

2,34

3,60

4,52

5,02

5,25

5,24

5,04

4,67

5,6

0

1,13

2,29

3,43

4,27

4,79

5,05

5,10

4,96

4,66

6,3

0

1,12

2,28

3,26

4,01

4,54

4,84

4,95

4,89

4,66

7

0

1,14

2,23

3,07

3,75

4,27

4,63

4,80

4,81

4,66

Рисунок 7.2 - Плечи остойчивости на больших углах крена.

8. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ НАБОРА И МАРКИ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА КОРПУСА

8.1 Исходные данные

Основные размерения:

Водоизмещение:

Количество палуб: 1

Расположение МКО - кормовое

Ширина люка:

Высота двойного дна

Радиус скулы:

Категория подкреплений Ice 3

Район эксплуатации - неограниченный

Скорость Vо =12уз

Определение элементов конструкции корпуса проектируемого судна ведется по Правилам Регистра 'Корпус'.

Шпация

м

Принимаем шпацию в средней части 0,7 м.

8.2 Система набора корпуса

В системе набора корпуса будет приниматься верхняя палуба, двойное дно, двойные борта, днище, главная палуба и продольные комингсы люка выполнены по продольной системе набора; платформы, палубы бака и юта, оконечности судна - по поперечной.

В качестве материала основных конструкций корпуса будем использовать судостроительную сталь категории D c пределом текучести 235 МПа

8.3 Расчет минимальных толщин связей корпуса судна

Правилами Регистра рекомендуется при разработке конструкций корпуса минимальные толщины элементов ниже которых расчетные толщины элементов не допускаются.

Толщина наружной обшивки:

, (8.1)

где - длина судна, м; - коэффициент использования механических свойств стали, равный 1

.

Принимаем .

Толщина настила верхней палубы судна на участке между бортом и линией больших вырезов в средней части и в районе танков наливного судна, мм

, (8.2)

.

Принимаем .

Толщина настила второго дна, мм

, (8.3)

.

Принимаем .

Толщина вертикального киля:

(8.4)

Принимаем .

Толщина днищевого стрингера и сплошных флоров при поперечной системе набора:

(8.5)

Принимаем .

Толщина флоров при продольной системе набора:

(8.6)

Принимаем .

Толщина элементов конструкций внутри двойного дна:

(8.7)

Принимаем .

Толщина обшивки борта:

(8.8)

Принимаем .

Толщины обшивки водонепроницаемых переборок:

(8.10)

Толщина листов для балластных цистерн:

(8.11)

Принимаем .

8.4 Определение расчетных нагрузок на корпус судна

Внешние нагрузки на корпус судна со стороны моря.

Расчетное статическое давление, КТО, для точек приложения ниже ЛГВЛ, определим по формуле:

(8.12)

где Zi- отстояние точки приложения нагрузки от ЛГВ, м; =1,025 плотность морской воды, т/м3.

(8.13)

(8.14)

(8.15)

(8.16)

(8.17)

Расчетное статическое давление:

Расчетное статическое давление, обусловленное перемещением корпуса относительно профиля волн, кПа, определяется по формуле:

кПа (8.18)

где - волновой коэффициент, м, принимаемый равным

при L<90 м; (8.19)

при 90L300 м (8.20)

при L300 м

Следовательно для судна L=90,5 м,

где

(8.21)

(8.22)

Кх - 0.8 - для поперечного сечения в нос от миделя;

Кх = 0.5 - для поперечного сечения в корму от миделя;

V0 - спецификационная скорость, уз.

Х1 - отстояние поперечного сечения от ближайшего (носового или кормового) перпендикуляра, м.

В носовую часть:

Х1=4; Х2=22,9;

форпик

1 трюм

В кормовую часть:

Х3=39,1; Х4=23,6; Х5=15; Х6=3,5.

2 трюм

коффердам

МКО

ахтерпик

Расчетное статическое давление, кПа:

форпик

1 трюм

2 трюм

коффердам

МКО

ахтерпик

Расчетное волновое давление, кПа: ниже уровня ватерлинии

(8.23)

форпик

1 трюм

2 трюм

Коффердам

МКО

ахтерпик

выше уровня ватерлинии

(18.24)

форпик

1 трюм

2 трюм

коффердам

МКО

Ахтерпик

8.5 Нагрузки на корпусе от перевозимого груза

Расчетное давление, кПа, на перекрытия грузовых палуб, платформ, двойного дна от штучного груза определяется по формуле:

(18.25)

где -- плотность груза, т/м3;

(18.26)

где --удельная погрузочная кубатура, м3/ т, для генеральных грузов м3/ т.

Следовательно т/м3

h - расчетная высота укладки груза, м

(18.27)

.

az - проекция расчетного ускорения в вертикальном направле-нии, определяемого по формуле

(18.28)

где -- в носовой части корпуса

1 трюм

где -- в кормовой части корпуса

2 трюм

коффердам (топливные цистерны)

МКО

ахтерпик

Проекция расчетного ускорения в вертикальном направлении:

1 трюм

2 трюм

коффердам

МКО

Нагрузки от перевозимого груза

1 трюм

2 трюм

коффердам (топливные цистерны)

_ плотность топлива , т/м3

МКО

Давление на второе дно сухогрузного судна, в котором размеще-ны балластные и топливные цистерны, определяется по формуле

(18.29)

(18.30)

в зависимости от того, что больше.

где - плотность морской воды, т/м3

PК - давление, кПа, на которое отрегулирован предохранительный клапан, но не более 15 кПа, для балластных цистерн сухогрузов.

Расчетное давление Р, кПа для точек приложения нагрузок, расположенных ниже летней грузовой ватерлинии

(18.31)

форпик

борт

днище

1 трюм

борт

днище

2 трюм

борт

днище

коффердам

борт

днище

МКО

борт

днище

ахтерпик

борт

днище

9. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА ПО ПРАВИЛАМ МОРСКОГО РЕГИСТРА СУДОХОДСТВА

9.1 Расчет листовых элементов корпуса

Под листовым элементом понимается участок обшивки или настила, ограниченный подкрепляющим набором. К листовым элементам относятся участки настилов, палуб, платформ, второго дна и участки обшивки днища, борта, переборок, а также стенок рамного набора.

Толщина настила или обшивки, мм, нагруженных поперечной нагрузкой, должна быть не менее:

, (9.1)

где при ;

при ;

при ;

где а1, а - размер меньшей и большей сторон листового элемента, м;

Р - максимальное значение давления, кПа;

S - запасы на износ и коррозию, мм;

, (9.2)

где Т = 24 - срок службы; m = 22,4

Наружная обшивка при отсутствии второго борта выше переменных ватерлиний.

Борта:

; ; ;

где - размеры листа.

,

.

В носу мм,

В средней части мм,

В корме мм.

Днища:

В носу мм,

В средней части мм,

В корме мм.

Во всех случаях , поэтому на все длины судна принимем .

Бортовая обшивка в районе переменной ватерлинии.

,

.

мм,

мм.

Принимаем .

Бортовая обшивка ниже переменной ватерлинии:

,

.

мм,

мм.

Принимаем .

Настил верхней палубы.

,

.

мм,

мм.

Во всех случаях , поэтому на все длины судна принимем .

Настил второго дна.

,

.

мм.

Принимаем .

Горизонтальный киль.

Толщина горизонтального киля должна быть увеличена по сравнению толщиной обшивки в средней части:

9.3)

принимаем

Ширина горизонтального киля:

(9.4)

Обшивка переборок:

,

.

мм.

Принимаем расчетное значение

9.2 Расчет элементов набора корпуса

Набор корпуса, подкрепляющий листовые конструкции, делится на основной и рамный. Балки рамного набора являются опорами для балок основного набора. К балкам основного набора относятся продольные балки по палубам, бортам, продольным переборкам, настилу второго дна и днищу, стойки и горизонтальные балки переборок, шпангоуты бимсы. К балкам рамного набора относятся рамные бимсы, карлингсы. Рамные шпангоуты, бортовые стрингеры, флоры, днищевые стрингеры, вертикальный киль, рамные стойки переборок.

Размеры балок основного и рамного набора определяются требуемыми моментами сопротивления. Моментом инерции, площадью поперечного сечения, толщинами стенки и свободного пояcка. Длина пролета балки основного и рамного набора l измеряется вдоль свободного пояска как расстояние между ее опорными сечениями. При установке концевых книц опорные сечения принимаются посередине длины кницы. При этом высота кницы в опорном сечении на должна превышать высоты стенки балки.

Размеры элементов балок набора.

Момент сопротивления W, см3, и момент инерции I, см4, поперечного сечения балок основного набора катанного профиля должен быть на менее:

(9.5)

(9.6)

где W` - момент сопротивления рассматриваемой балки, см3, к середине срока службы судна;

I` - момент инерции балки, см4, к середине срока службы судна.

, (9.7)

где Q = Pal - поперечная нагрузка на рассматриваемую балку, кН;

P - расчетное значение, кН;

l - длина пролета балки, м;

a - расстояние между балками, м;

m, KБ - коэффициенты изгибающего момента и допускаемых напряжений.

щk, jk - учитывают поправку на износ и коррозию, принимаются равными наибольшей из величин, определяемых по формулам:

для несимметричного полособульба и полосы:

(9.8)

для расчетов в первом приближении принимаем jk щk = 1,05.

Балки основного набора днища и второго дна:

Второе дно:

см3,

см3, полособульб № 22а.

Днище:

см3,

см3, полособульб № 22а.

Бортовой набор:

см3,

см3, полособульб № 14б.

Продольные палубные балки расчетной палубы:

см3,

см3, полособульб № 20б.

Балки основного набора переборок, стойки и горизонтальные балки:

см3,

см3, полособульб № 16б.

10 РАСЧЕТ ОБЩЕЙ И МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИ КОРПУСА

10.1 Распределение нагрузки по шпациям

Для определения изгибающего момента на тихой воде необходимо распределить массы по длине судна. Для этого судно разбивается на 20 теоретических шпаций с нумерацией с кормы в нос.

Для построения кривой нагрузки масс судна необходимо иметь данные о величине и расположении всех грузов, составляющих водоизмещение.

а) укрупненные статьи нагрузки, включающие в себя массы всех грузов, корпуса и оборудования.

б) чертеж продольного разреза судна, позволяющий определить районы, занимаемые каждым грузом в отдельности.

Полученные данные сводятся в таблицу 10.1 - 10.3.

Таблица 10.1 _ Разбивка судна на отсеки

Длина ахтерпика LАХТ, м

8,4

Длина МО LМО, м

14,7

Длина трюмов № 1, м

28,7

Длина трюма №2, м

28,7

Длина форпика LФОР, м

7,2

Длина коффердама, м

2,8

Таблица 10.2 _ Масса укрупненных статей нагрузки

Водоизмещение весовое D, т

7300

Вес корпуса РК

1610

Вес СЭУ с механизмами РМ

250

Вес полезного груза РГР

5000

Вес снабжения экипажа РСН. ЭК.

90

Жидкий балласт РЖ.БВ.

40

Вес топлива, масла и воды РТ

265

Специальное снабжение РСП.СН

25

Cудовой снабжение РСУД.СН

20

На основании данных таблицы 10.3 можно определить абсциссу центра тяжести судна , м. м. (10.1)

Таблица 10.3 _ Распределение весовой нагрузки по шпациям

Статья нагрузки

Р, т

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

10-11

Вес корпуса РК

1610

59,93

65,48

71,03

76,58

82,13

84,52

86,13

86,13

86,13

86,13

86,13

Вес СЭУ с механизмами РМ

250

73,53

79,28

85,03

Вес полезного груза РГР

5000

445,83

445,83

445,83

445,83

445,83

Вес снабжения экипажа РСН. ЭК.

265

278,25

Судовой снабжение РСУД.СН.

20

5,88

6,34

6,80

Вес топлива, масла и воды РТ

90

26,47

28,54

30,61

Специальное снабжение РСП.СН

25

7,353

7,92

8,50

Жидкий балласт РЖ.БВ.

40

7,44485

8,13454

?

7300

67,37

73,61

184,27

198,68

213,08

362,7

531,96

531,96

531,96

531,96

531,96

11-12

12-13

13-14

14-15

15-16

16-17

17-18

18-19

19-20

Р, сумма

86,13

86,13

86,13

86,13

79,27

72,39

65,52

58,62

51,74

1482,554

237,8483

445,83

445,83

445,83

445,83

410,34

374,71

339,16

5136,728

278,25

19,02787

85,6254

23,78483

7,28278

6,42

29,28976

531,96

531,96

531,96

531,96

489,62

447,10

404,69

65,90

58,16

7293,108

Рис. 10.1-Распределение нагрузки по шпациям

10.2 Расчет изгибающих моментов и перерезывающих сил на тихой воде и на волнении

Расчет выполняется на ЭВМ с помощью программы 'STH'.

Исходные данные:

Длина судна между перпендикулярами LПП, м 90,5

Ширина судна В, м 16,5

Высота борта D, м 7,8

Осадка d, м 6,3

Коэффициент общей полноты СВ 0,757

Предел текучести материала у, МПа 235

Водоизмещение , т 7300

Нагрузки масс на шпации берутся из таблицы 10.3.

Результаты представлены в виде таблиц и графиков ниже.

Ординаты шпангоутов принимаются с теоретического чертежа проекции корпус.

Табл.10.4- Перерезывающие силы и изгибающие моменты на тихой воде

Шпация

Погруж. площадь,

Перерез. сила, кН

Изгиб. Момент, кНм

0

1,02

0

0

1

11,14

3840

8690

2

34,37

720

19010

3

56,70

1920

16290

4

65,47

10210

11160

5

75,52

21370

82620

6

93,11

24150

185610

7

101,82

16350

277230

8

104,52

11140

339430

9

105,66

6810

380040

10

106,50

-2930

402070

11

107,31

-580

407380

12

108,13

-3720

397760

13

108,95

-6480

374580

14

108,43

-9180

339160

15

107,30

-12250

290700

16

99,50

-13230

233050

17

82,22

-15750

167480

18

62,38

-22550

80830

19

38,34

-6120

15980

20

13,66

0

2140

Водоизмещение 7350т.

Абсцисса центра плавучести -3.32м.

Рисунок 10.2 _ Перерезывающие силы и изгибающие моменты на тихой воде.

Табл.10.5 - Перерезывающие силы и изгибающие моменты на вершине волны.

Шпация

Погруж. площ,

Перерез. сила, кН

Изгиб. Момент, кНм

0

0

0

0

1

15,7

4480

11040

2

31,58

1480

25420

3

60,37

1360

25670

4

67,21

10890

2040

5

77,55

22900

78490

6

96,65

26940

191250

7

99,23

19350

295590

8

113,34

15560

375000

9

87,08

9010

430600

10

117,30

-3360

458600

11

88,57

-1950

461790

12

116,63

-7420

440600

13

105,87

-8650

403580

14

111,42

-11670

356940

15

108,76

-13730

299490

16

100,63

-14120

236480

17

85,32

-15680

169040

18

58,35

-22690

82230

19

41,78

-6390

16430

20

11,43

0

1920

Водоизмещение 7350т.

Абсцисса центра плавучести -3.32м.

Рис.10.3- Перерезывающие силы и изгибающие моменты на вершине волны

Табл..10.6 - Перерезывающие силы и изгибающие моменты на подошве волны

Шпация

Погруж. площ.,

Перерез. сила, кН

Изгиб. Момент, кНм

0

2,38

0

0

1

7,17

4430

10030

2

38,44

1290

22980

3

56,42

-2210

20880

4

67,35

-10870

-8710

5

77,27

-22850

-85010

6

94,09

-26240

-196090

7

107,71

-20010

-300740

8

93,98

-13750

-377110

9

115,96

-9360

-429390

10

84,31

-2780

-456850

11

117,64

3430

-455390

12

94,66

6590

-432720

13

114,96

10370

-394340

14

109,56

11440

-344980

15

109,41

13780

-287920

16

101,85

13750

-225630

17

82,10

15760

-158850

18

66,97

21540

-74450

19

33,28

5220

-13900

20

14,75

0

-2100

Водоизмещение 7350т. Абсцисса центра плавучести -3.32м.

Рис.10.4 - Перерезывающие силы и изгибающие моменты на подошве волны.

По полученным данным для дальнейших расчетов принимаем максимальные значения перерезывающих сил и изгибающих моментов:

Перерезывающие силы:

На тихой воде -24150 кН.

На вершине волны -26940 кН.

На подошве волны -26240 кН.

Изгибающие моменты:

На тихой воде 404380 ,

На вершине волны 461790 ,

На подошве волны -456850 .

10.3 Вычисление геометрических характеристик эквивалентного бруса

Собственные моменты инерции учитываются только для связей, ориентированных вертикально и имеющих сравнительно большую высоту листов (стрингеры, киль, ширстрек, обшивка борта и т. п.) и вычисляются по формулам

Для прямоугольного сечения

(10.2)

Для скулового листа

(10.3)

где i - собственный момент инерции, ,

F - площадь связи, см2;

h - высота связи, м;

r - радиус закругления скулы, м.

В таблице 10.7 вычисляются следующие элементы эквивалентного бруса

-- отстояние нейтральной оси от оси сравнения по формуле:

, м (10.4)

м;

-- момент инерции относительно нейтральной оси по формуле:

, (10.5)

где А - сумма площадей продольных связей,

В - сумма статических моментов площадей продольных связей относительно оси сравнения,

С - момент инерции полусечения относительно оси сравнения.

_ момент сопротивления поперечного сечения относительно крайней точки палубы по формуле

(10.6)

,

где - отстояние от нейтральной оси до крайней связи палубы, м.

_ момент сопротивления поперечного сечения относительно днища по формуле:

(10.7)

,

где - отстояние от нейтральной оси до крайней связи днища, м.

10.4 Вычисление нормальных напряжений в первом приближении

При общем изгибе в поперечных сечениях корпуса возникают нормальные напряжения, уравновешивающие внешний изгибающий момент. Нормальные напряжения в продольных связях вычисляются по формулам:

на вершине волны

, МПа (10.8)

на подошве волны

, МПа (10.9)

, ; (10.10)

;

, ; (10.11)

,

где Мвв, Мпв - расчетные изгибающие моменты для положения судна на вершине и подошве волны соот-ветственно, кНм;

-момент инерции сечения относительно нейтральной оси, см2•м2;

- отстояние рассматриваемой связи от нейтральной оси, положительное при отсчете вниз, м.

Изгибающий момент считается положительным при перегибе судна. Вычисленные таким образом нормальные напряжения для раз-личных расчетных положений корпуса вписываются в столбцы 9 и 10 таблицы 10.7. В столбец 13 вписываются эйлеровы напряжения для гибких связей (пластин).

Проверка устойчивости пластин производится для определе-ния возможности потери устойчивости при сжимающих напряжениях от общего изгиба и необходимости редуцирования пластин, теряющих устойчивость.

В соответствии с нормами теоретические эйлеровые напряжения должны быть исправлены с учетом отклонения от закона Гука. В нормах даны рекомендации для перехода от эйлеровых значений

(10.12)

При переходе к критическим напряжениям

(10.13)

При поперечной системе набора для пластин, сжатых вдоль коротких сторон контура и выполненных из стали

при уэ ? 0,6

при уэ < 0,6

При продольной системе набора для пластин, сжатых вдоль длинных сторон контура и выполненных из стали

при уэ ? 0,6

при уэ < 0,6

Все пластины палуб, обшивки борта, обшивки днища и настила второго дна при проверке устойчивости считаются свободно опертыми по контуру, образованному соответствующими балками набора.

Эйлеровы напряжения вычисляются по формулам:

а) палуба, борт, днище при продольной системе

, МПа (10.14)

б) палуба, борт, днище при поперечной системе

, МПа (10.15)

где t - толщина связи, см;

b - расстояние между продольными балками, см.2

В приложении Б приведена схема эквивалентного бруса.

Таблица 10.7 - Расчет эквивалентного бруса и нормальных напряжений от общего изгиба судна.

Наименование связи

Размеры связей, мм

Кол-во

Площадь сечения

см2

Отстоя-ние от оси ставнения, м

Статич момент

см2 м

Переносный момент

см2 м2

Собственный момент

см2 м2

Напряжения от

общего изгиба, МПа

Эйлеровы напряжения

МПа

b

t

На вершине

На подошве

1

Комингс люка

1200

17

1

204

8,4

1713,6

14 394,24

-

-130,20

128,73

2

Палубный стрингер

1650

17

1

280,5

7,8

2187,9

17 065,62

-

-117,04

115,72

4,71

3

РЖ палубы

14б

16,8

2

33,7

7,73

260,50

2013,67

-

-115,50

114,20

4

Ширстрек

1250

17

1

212,5

7,175

1524,68

10 939,63

2 766,93

-103,32

102,16

24683,05

5

Обшивка второго борта

1980

12

4

950,4

5

4752

23 760,00

31 049,57

-55,60

54,97

6

Обшивка борта

1980

14

3

831,6

3,275

2723,49

8 919,43

27 168,37

-17,755

17,55

7

Скуловой лист

1980

14

1

277,2

0,735

203,742

149,75

-

37,97

-37,54

8

Обшивка днища

1980

14

3

831,6

0

0

-

-

54,10

-53,49

3,20

9

Горизонтальный киль

1000

17

1

170

0,5

106,25

53,13

-

43,13

-42,64

10

Днищевой стрингер

1000

10

1

100

0,5

50

25,00

833,33

43,13

-42,64

11

РЖ днища

22а

32,8

10

328,2

0,11

36,102

3,97

-

51,69

-51,10

12

Вертикальный киль

1000

18

1

180

0

0

-

1 500,00

54,10

-53,49

13

Настил второго дна

1980

12

3

712,8

1

712,8

712,80

-

32,16

-31,79

2,35

14

РЖ второго дна

22а

32,8

8

262,56

0,89

233,67

207,97

-

34,57

-34,18

А=5341,36

B=14222,99

C=139539,12

10.5 Определение касательных напряжений

Величина касательных напряжений, определяемая по формуле:

,МПа (10.16)

где N - перерезывающая сила в данном сечении (Nmax = 19721 кН);

S - статический момент, ;

- толщина i-ой связи, м;

I - момент инерции сечения относительно нейтральной оси (Iно = 199771 см2•м2).

Момент инерции и статический момент, входящие в формулу, должны вычисляться для сечения, в котором действует наибольшая перерезывающая сила. Однако ввиду того, что отношение S/I для различных сечений корпуса изменяется значительно меньше, чем величины S и I в отдельности, допускается подставлять значения S и I, вычисленные для миделевого сечения по результатам первого приближения.

Величина статического момента S для половины сечения корпуса вычисляется в табличной форме (таблица 10.8).

Таблица. 10.8 - Вычисление касательных напряжений

Наименование связи

Площадь связи

Отстояние от нейтральной оси , м

Стат. мом.,

Касательные напряжения, МПа

Выше нейтральной оси

1

Комингс люка

204

5,78

1 179,12

1 179,12

4,73

2

Палубный стрингер

280,5

5,18

1 452,99

2 632,11

10,56

3

Ширстрек

17

4,55

77,35

2 709,46

10,87

4

Борт до Н.О.

831,6

1,96

1 629,94

4 339,40

21,14

5

Второй борт до НО

950,4

3,19

3 031,78

7 371,17

35,91

10.6 Проверка продольной прочности корпуса по Правилам морского Российского Регистра судоходства [1.4]

Требования Правил распространяются на суда неограниченного района плавания длиной м, кроме судов имеющих:

Соотношение главных размерений L/B<5, B/D2.5;

Коэффициент общей полноты ;

Спецификационную скорость V, превышающую , узл., где k = 2.2 при L<100 м, а также судов, перевозящих грузы при высокой температуре, и судов необычной конструкции.

Расчетные нагрузки, определяющие продольную прочность судна, включают изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой воде, волновые перерезывающие силы и моменты, а для судов с большим развалом бортов - изгибающие моменты, обусловленные ударом волн в развал бортов.

Расчетные волновые и ударные нагрузки могут определятся по формулам, приведенным в Правилах, и по методике с учетом качки на волнении, долговременного распределения волновых режимов и районов плавания. Положительными считаются:

- перерезывающие силы, направление вниз;

- изгибающие моменты, вызывающие перегиб судна;

- поперечные нагрузки, направленные вниз.

Изгибающие моменты и перерезывающие силы на тихой воде должны рассчитываться для всех реально возможных случаев распределения весовой нагрузки по длине судна, в том числе в полном грузу и балласте.

Как правило должны быть рассмотрены следующие варианты нагрузок:

Для сухогрузных судов, судов с широким раскрытием палуб, судов ро-ро, рефрижераторов, навалочников, рудовозов:

- равномерная нагрузка при полной осадке;

- балластное состояние;

- специальные случаи: загрузка контейнерами, легким и тяжелым грузом при наличии пустых отсеков, наличие палубного груза и т.д.

- загрузка при постановке в док.

В результате рассмотрения реально возможных случаев загрузки судна на тихой воде для любого сечения по длине должны быть определены:

- наибольшие абсолютные значения изгибающего момента при прогибе и перегибе судна;

- наибольшие абсолютные значения перерезывающей силы.

В настоящем расчете рассматривается один вариант равномерной нагрузки при полной осадке.

Волновой изгибающий момент Мw [кН•м], действующий в вертикальной плоскости, в рассматриваемом сечении:

при перегибе судна

, кН м (10.17)

при прогибе судна

, кН м (10.18)

где при 90 < L < 300м (10.19)

, м

Т.к. максимальный изгибающий момент находится на миделе, т.е., то коэффициент б = 1.

Таким образом, волновой изгибающий момент при перегибе судна

при прогибе судна

Волновая перерезывающая сила Nsw [кН] в рассматриваемом сечении:

положительная

, кН (10.20)

отрицательная

,кН (10.21)

- где

Определяем волновую перерезывающую силу Nsw, кН

Момент сопротивления рассматриваемого поперечного сечения корпуса (для палубы и днища) W [см3] должен быть не менее

, см3 (10.22)

где

(10.23)

- расчетный изгибающий момент [кН•м] в рассматриваемом сечении, равный максимуму абсолютной величины алгебраической суммы моментов .

при перегибе судна кН•м

при прогибе судна кН•м

, МПа (10.24)

мПа

где з - коэффициент использования механических свойств стали. Для стали D -- з = 1 МПа.

Как видно при перегибе возникает максимальный расчетный изгибающий момент, поэтому все дальнейшие расчеты будем производить по нему.

Момент сопротивления поперечного сечения корпуса:

Момент сопротивления корпуса для наибольшего расчетного изгибающего момента должен сохраняться постоянным в средней части судна (в пределах 0,4L). Момент сопротивления должен плавно уменьшаться к оконечностям судна за пределами части судна, в которой он сохраняется постоянным.

Во всех случаях момент сопротивления поперечного сечения корпуса в средней части судна (для палубы и днища) [см3] должен быть не менее

(10.25)

Размеры всех непрерывных продольных элементов корпуса, обеспечивающих Wmin, должны сохраняться неизменными в пределах средней части судна.

Условие выполняется (3958037>1520000).

Момент инерции поперечного сечения корпуса

Жесткость корпуса характеризуется моментом инерции поперечного сечения. По Правилам Регистра величина момента инерции поперечного сечения корпуса относительно горизонтальной нейтральной оси в средней части должна не менее:

(10.26)

Условие выполняется (2033320873>412700000).

Толщина бортовой обшивки

Толщина бортовой обшивки S [мм] в рассматриваемом сечении по длине судна и высоте борта при отсутствии продольных переборок должна быть не менее

(10.27)

где и -- перерезывающая сила на тихой воде и волнении, кН;

, мПа (10.28)

МПа.

мм.

Следовательно, толщину бортовой обшивки следует увеличить до 14 мм.

10.7 Проверка местной прочности конструкции корпуса

Общие положения

При определении элементов сечения продольных балок набора и балок перекрытий ширина присоединенного пояска обшивки принимается как меньшая из величин: полусумма расстояний до ближайших балок того же направления и одна шестая пролета балки.

Пролеты балок следует назначать для

- вертикального киля и днищевых стрингеров как расстояние между поперечными переборками;

- флоров как расстояние между бортами или между продольными переборками;

- продольных балок при продольной системе набора как расстояние между флорами.

В целом требования к расчетным схемам конструкций не должны отличаться от требований Правил Регистра.

В соответствии с Правилами Регистра проверка местной прочности основных судовых конструкций в средней части судна производится в упругой области на эксплуатационную нагрузку с обеспеченностью Q =10-5.

Коэффициенты допускаемых напряжений определяются по формулам:

,

где [], [] - допускаемые напряжения для расчета нормальных и касательных напряжений.

МПа

МПа

При расчете балочных конструкций в упругой стадии, когда действует одновременно нормальные и касательные напряжения, эффект их суммирования можно оценить по приведенным напряжениям

(10.29)

(10.30)

При расчете балочных конструкций в упругой стадии, когда действует одновременно нормальные и касательные напряжения, эффект их суммирования можно оценить по приведенным напряжениям

(10.31)

мПа

Коэффициент допускаемых приведенных напряжений

(10.32)

Определение расчетных нагрузок для средней части длины судна

В соответствии с Правилами Регистра различают нагрузки от воздействия внешней среды (моря) и нагрузки от грузов и механизмов (масса груза, силы инерции). При этом каждая из этих нагрузок включает составляющие, соответствующие плаванию на тихой воде и волнении (нагрузки гидродинамической и инерционной природы). Переменные волновые нагрузки представляются в виде эксплуатационных с обеспеченностью 10-5 и экстремальных с обеспеченностью 10-8.

Внешние нагрузки на корпус судна со стороны моря по Правилам Регистра

Распределение давления р [кПа], действующего на корпус судна со стороны моря, определяется по формуле:

Для точек выше ЛГВ р = рщ0.

где кПа

бv•бx ? 0,6 (принимаем бv•бx = 0,6)

кПа.

Для точек приложения нагрузок ниже ЛГ.

Статическое давление Pst для точек приложения ниже ЛГВ определяются по формуле:

[кПа];

где - отстояние точки приложения нагрузки от ЛГВ, м;

- плотность морской воды, т/м3

при м

кПа

Расчетное давление, обусловленное перемещением корпуса относительно профиля волны, определяется по формуле:

,

при м

кПа

Таким образом, распределение давления, действующего на корпус судна ниже ЛГВ равно

при м кПа

Рис. 10.5- Характер изменения нагрузки по контуру поперечного сечения корпуса судна

Внутренние нагрузки, вызванные воздействием груза

Расчетное давление, кПа, на перекрытия грузовых палуб, платформы, двойного дна от штучного груза определяется по формуле:

кПа

h - расчетная высота укладки груза (h = 6,8 м);

сгр - плотность груза (сгр = 0,66 т/м3);

аz - расчетное ускорение, м/с2:

,

где - коэффициент, равный 0,94 для среднего сечения судна;

м/с2

кПа.

Проверка местной прочности наружной обшивки

В соответствии с Правилами Регистра расчет пластин производится в предположении их жесткой заделки на опорном контуре. За расчетные принимаются нормальные напряжения от изгиба по середине длинной стороны опорного контура.

Расчетная нагрузка принимается равномерно распределенной по полю пластины.

Пластины сухогрузных и наливных судов с двойными бортами и двойным дном рассчитываются на суммарное давление снаружи при наибольшей осадке судна и расчетной высоте волны:

(10.33)

кПа.

При этом для обшивки днища , а для борта ,

где отстояние нижней кромки листа от летней грузовой ватерлинии.

Для судовых пластин характерно соотношение сторон опорного контура как при продольной, так и при поперечной системе набора

Для таких пластин напряжение по середине длинной стороны опорного контура:

МПа

напряжения посередине пролета пластины:

МПа

где b и t - короткая сторона опорного контура и толщина пластины соответственно, см.

Проверка местной прочности основного набора днища

Продольная балка по симметрии пролетов считается жестко заделанной на опорах и загружена равномерной нагрузкой:

кПа

За расчетные принимаются нормальные напряжения в опорных сечениях продольных балок:

где a, b - длина балки, расстояние между балками, м;

минимальный момент сопротивления балки с пояском.

Продольная балка по симметрии пролетов считается жестко заделанной на опорах и загружена равномерной нагрузкой:

кПа

За расчетные принимаются нормальные напряжения в опорных сечениях продольных балок:

МПа

где a, b - длина балки, расстояние между балками, м;

минимальный момент сопротивления балки с пояском.

МПа

11. СОСТАВЛЕНИЕ УКРУПЛЕННОЙ ТАБЛИЦЫ НАГРУЗКИ И УДИФЕРЕНТОВКА СУДНА

Для определения начальной остойчивости и посадки судна необходимо провести расчет весовой нагрузки. Согласно правилам Морского Регистра судоходства, производится для случаев нагрузки, предусмотренных разделом “остойчовость”.

Произведен расчет весовой нагрузки для двух случаев:

- 100% груза, 100% запаса (в полном грузу), расчет сведен в таблицу 10.1.

- 0% груза, 10% запаса (порожнем), расчет сведен в таблицу 10.2.

Расчет начальной остойчивости и посадки производится по методике “Расчет посадки и начальной остойчивости” сводится в таблицу 10.3.

Таблица 11.1 - Весовая нагрузка судна в полном грузу.

Плечи, м

Моменты, тм

Pi,т

X

Z

Mx

Mz

1

Корпус с оборуд.

1474,61

15,10

4,00

22266,54

5898,42

2

Надстройка

123,49

-34,00

13,06

-4198,55

1612,74

3

Рубка

11,91

-34,00

16,90

-404,87

201,25

4

ЭУ Механизмы

250,00

-32,66

3,90

-8165,00

975,00

5

Запас водоизм.

20,00

-10,00

0,50

-200,00

10,00

6

Экипаж со снабж.

90,00

-34,00

13,06

-3060,00

1175,40

7

Топливо

265,00

-24,00

3,90

-6360,00

1033,50

8

Суд.снаб.

25,00

0,00

0,50

0,00

12,50

9

Жидкий балласт

40,00

40,60

3,90

1624,00

156,00

10

Трюм № 1-2

5000,00

0,00

3,90

0,00

19500,00

11

0,00

0,00

S=

7300,00

1502,1218

30574,8

Zg=

4,19

Xg=

0,21

судно морской перевозка корабль

Таблица 11.2 - Весовая нагрузка судна порожнем.

 

 

 

 

Плечи, м

Моменты, тм

 

 

 

Pi,т

X

Z

Mx

Mz

1

Корпус с оборуд.

1474,61

15,10

4,00

22266,54

5898,42

2

Надстройка

123,49

-34,00

13,06

-4198,55

1612,74

3

Рубка

11,91

-34,00

16,90

-404,87

201,25

4

ЭУ Механизмы

 

250,00

-32,66

3,90

-8165,00

975,00

5

Запас водоизм.

 

20,00

-10,00

0,50

-200,00

10,00

6

Экипаж со снабж.

90,00

-34,00

13,06

-3060,00

1175,40

7

Топливо

 

26,50

-24,00

3,90

-636,00

103,35

8

Балласт

 

20,00

-40,00

3,00

-800,00

60,00

9

Балласт

 

20,00

40,00

3,00

800,00

60,00

10

Суд.снаб.

 

2,50

0,00

0,50

0,00

1,25

 

 

S=

2039,00

 

 

5602,1218

10097,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zg=

4,95

 

Xg=

2,75

Таблица 11.3 - Расчет начальной остойчивости и посадки.

 

Наименование

Разм.

Симв.

Формула

100%-100%

0%-10%

1

Водоизмещение

т

D

-

7300

2039

2

Водоизмещение

м3

V

-

7122

1989

3

Главные размерения

L=

90,5

B=

16,5

 

4

Средная осадка

м

Tср

-

6,30

1,40

5

Абцисса ЦТ

м

Xg

-

0,21

2,75

6

Абцисса ЦВ

м

Xc

-

0,20

2,95

7

Отстояние ЦТ от ЦВ

м

X

Xg-Xc

0,01

-0,20

8

Аппликата ЦТ

м

Zg

-

4,19

4,95

9

Аппликата ЦВ

м

Zc

-

3,27

0,74

10

Продольный метацентр радиус

м

R

-

87,18

328,99

11

Поперечный метацентр радиус

м

r

-

3,18

7,23

12

Попереч метацентрич высота

м

ho

r+Zc-Zg

2,26

3,02

13

Кренящий момент

тм

Mq

D*ho/57,3

219,26

81,72

14

Продольня метацентр высота

м

Ho

R+Zc-Zg

86,26

324,78

15

Дифферентующий момент

тм

m

D*Ho/100*L

69,58

73,17

16

Дифферент

м

Dd

X*L/Ho

0,01

-0,06

17

ЦТ ватерлинии

м

Xf

-

0,74

3,03

18

Приращение осадки в носу

м

d dн

(L/2-Xf)Dd/L

0,00

-0,03

19

Приращение осадки в корме

м

d dк

-(L/2+Xf)Dd/L

0,00

0,03

20

Осадка в носу

м

d+d dн

6,30

1,37

21

Осадка в корме

м

d+d dк

6,30

1,43

22

Осадка на миделе

м

d=(dн+dк)/2

6,30

1,40

23

Площадь ВЛ

м2

S

-

1207,50

1106,24

24

Число тонн на 1см осадки

т/см

Т1

T1= g S/100

12,38

11,34

12. ОЦЕНКА ОСТОЙЧИВОСТИ И ПРОВЕРКА ПО ПРАВИЛАМ МОРСКОГО РЕГИСТРА СУДОХОДСТВА

Оценка остойчивости выполняется согласно требованию МРС для наихудших в отношении остойчивости вариантах нагрузки. Оценка производится для случаев 100% груза и 100% запаса и 0% груза- 10% запаса. Судно должно удовлетворять следующим требованиям:

а) Судно должно, не опрокидываясь, противостоять одновременному действию динамически приложенного давления ветра и бортовой качке. Для этого выполняется оценка остойчивости по критерию погоды:

где - площадь, ограниченная кривой восстанавливающих плеч, горизонтальной прямой, соответствующей кренящему плечу и углом крена на диограме статической остойчивости _ площадь, ограниченная кривой восстанавливающих плеч, прямой углом крена, равным .

б) Числовые значения параметров диаграмм статической остойчивости судна на тихой воде должны быть не ниже назначенных в Правилах.

Кренящее плечо для , м ,принимается постоянным для всех углов крена и расчитывается по формуле:

где - давление ветра, Па.

Па для неограниченного района.

- плечо парусности, принимаемое равным измеренному по вертикали расстоянию от центра площади парусности до центра площади проекции подводной части корпуса на диаметральную плоскость, или, приближённо, до середины осадки судна;

- площадь парусности м2;

_ водоизмещение судна, т.;

м/с2

кренящее плечо определяется по формуле:

Таблица 12.1 - Расчёт остойчивости для случая нагрузки 100% груза, 100% запасов.

?

Lf

Sin?

Zg*Sin ?

1?

УУ (5)

d

1

2

3

4

5

6

7

0

0

0

0

0

0

0

10

1,13

0,17

0,73

0,40

0,40

0,04

20

2,29

0,34

1,43

0,86

1,66

0,15

30

3,27

0,50

2,09

1,18

3,70

0,32

40

4,02

0,64

2,69

1,33

6,20

0,54

50

4,55

0,77

3,21

1,34

8,87

0,77

60

4,86

0,87

3,63

1,23

11,44

1,00

70

4,96

0,94

3,94

1,02

13,70

1,20

80

4,89

0,98

4,12

0,77

15,49

1,35

90

4,67

1

4,19

0,48

16,74

1,46

Таблица 12.2 - Расчёт остойчивости для случая нагрузки 0% груза, 100% запасов.

?

Lf

Sin?

Zg*Sin ?

1?

УУ (5)

d

1

2

3

4

5

6

7

0

0

0

0

0

0

0

10

1,40

0,17

0,86

0,54

0,54

0,05

20

2,75

0,34

1,69

1,06

2,14

0,28

30

3,95

0,50

2,48

1,47

4,67

0,61

40

4,98

0,64

3,18

1,80

7,94

1,04

50

5,65

0,77

3,79

1,86

11,59

1,52

60

5,79

0,87

4,29

1,50

14,95

1,96

70

5,65

0,94

4,65

1,00

17,45

2,29

80

5,20

0,98

4,88

0,32

18,77

2,46

90

4,62

1

4,95

-0,33

18,76

2,46

Рисунок 12.1 _ Диаграмма статической и динамической остойчивости в полном грузу.

Рисунок 12.2 - Диаграмма статической и динамической остойчивости в балласте.

1);

2)

Теперь определим плечо кренящего момента от шквала:

1) ;

2)

Далее вычисляем угол крена при бортовой качке (условная амплитуда качки):

,

где X1 - безразмерный множитель, определяемый по таблицам из Норм в зависимости от отношения ширины судна к осадке (B/d);

X2 - безразмерный множитель, определяемый по таблицам из Норм в зависимости от коэффициента общей полноты судна Cb;

1)

2)

- степень приближения частоты колебаний судна к частоте стандартного волнения, принимается по таблицам Норм в зависимости от периода бортовой качки T:

,

где: 1) ;

2)

Рассчитаем период бортовой качки:

1) ;

2) .

Согласно таблицам Норм, принимаем:

1) ; 2) .

Подставляя найденные величины в исходную формулу, получим:

1) ;

2) .

Таблица 12.6 - Оценка остойчивости судна по Регистру Судоходства.

Критерий остой-чивости

Требуемый

Фактический

100%, 100%

0%. 10%

1

2

3

4

І.Критерий погоды

К>1

3,85

3,1

2. Начальная метацентр.

h>0,15м.

2,18 м

3,07м

3. угол, соотв., макс. Диагр стат. Ост-ти

И mах >30°

34°

45°

4. угол заката

Изак>60°

90°

85,2°

5.макс плечо диагр стат. ост.

Іmах>0.2

0,95м

1,69м

6. стат. угол крена

И 0<16

8

10°

7. площадь под положит. Части диагр. Стат. ост-ти до угла крена 30°

>0,055м.рад

0,120

0,372

8.Площадь под положит части диагр. Стат. ост-ти. До угла крена 40°

>0,09м.рад

0,161

0,572

9.Площадь между углами крена 30° и 40°

>0,03м.рад

0,041

0,200

Из таблицы видно, что проектируемое судно удовлетворяет требованиям Регистра.

13. РАСЧЕТ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ

Целью работы является расчет посадки и остойчивости судна при затоплении машинного отделения с использованием диаграммы С. Н. Благовещенского. Предполагается, что отсек симметричен относительно ДП, простирается от борта до борта, открыт сверху и сообщается с забортной водой.

Диаграмма Благовещенского показывает изменения осадок носом , кормой и в центре тяжести объема затопленного отсека при затоплении некоторого условного отсека объемом . Параметры для ее построения определяются по формулам:

, (13.1)

, (13.2)

, (13.3)

где - изменение осадки носом при расположении центра тяжести объема затопленного отсека на носовом пер перпендикуляре, м;

- изменение осадки в центре тяжести объема затопленного отсека при расположении этого центра на носовом перпендикуляре, м;

- изменение осадки носом при расположении центра тяжести объема затопленного отсека на кормовом перпендикуляре, м;

- изменение осадки кормой при расположении центра тяжести объема затопленного отсека на носовом перпендикуляре, м;

- изменение осадки кормой при расположении центра тяжести объема затопленного отсека на кормовом перпендикуляре, м;

- изменение осадки в центре тяжести объема затопленного отсека при расположении этого центра на кормовом перпендикуляре, м;

- объемное водоизмещение до затопления отсека, ;

- продольная метацентрическая высота до затопления отсека, м

- площадь грузовой ватерлинии до затопления отсека, ;

- абсцисса центра тяжести площади этой ватерлинии, м;

- условный объем воды, влившейся в отсек, принимается в пределах 0,1 водоизмещения судна и принимается равным ближайшей крупной целой величине (1000, 2000), .

По формулам (13.1) - (13.3) строятся зависимости , и от абсциссы центра тяжести объема затопленного отсека при затоплении условного отсека. Границы изменения абсциссы принимаются от до . Зависимость и от есть парабола второго порядка. Все три линии пересекаются в точке .

Площадь потерянной ватерлинии определяется по формуле,

(13.4)

м2,

где коэффициент проницаемости отсека.

Момент инерции относительно продольной оси площади потерянной ватерлинии определяется по формуле, м4.

(13.5)

м4.

Масса воды , фактически влившейся в затопленный отсек, определяется по формуле, т:

(13.6)

т.

Изменения осадок носом и кормой определяются по формулам, м:

(13.7)

м,

(13.8)

м.

Величины , , в формулах 13.6-13.8 снимаются с диаграммы Благовещенского для найденного значения .

Осадки носом и кормой определяются по формулам, м:

(13.9)

м,

(13.10)

м.

где - средняя осадка, м

Далее вычерчивается в масштабе на листе формата А4 контур диаметрами судна и переборки затопленного отсека, показывается исходная и аварийная ватерлинии.

Осадка в ЦТ объема затопленного отсека определяется по формуле, м:

(13.11)

м.

Аппликата ЦТ объема затопленного отсека определяется по формуле:

(13.12)

м.

где - статический момент, м4, относительно плоскости фактически влившейся в затопленный отсек массы воды , т, берется из таблицы 13.1.

Расчет площадей ватерлиний в затопленном отсеке и статического момента фактически влившейся в затопленный отсек массы воды выполняется в таблице ниже:

Статический момент относительно плоскости фактически влившейся в затопленный отсек массы воды , рассчитывается по формуле, м4.

(13.13)

По результатам расчетов строится график зависимости статического момента фактически влившейся в затопленный отсек массы воды от осадки и снимается искомое значение при осадке, определенной по формуле (5.15). Подставляя найденное значение в формулу (5.16), находится аппликата центра тяжести объема затопленного отсека.

Поперечная начальная метацентрическая высота после затопления отсека находится по формуле для случая приема относительно малого жидкого груза, м:

(13.14)

м.

где _ поперечная начальная метацентрическая высота до затопления отсека, м.

Аппликата ЦТ объема затопленного отсека определяется исходя из статического момента который рассчитывается по таблице ниже:

Таблица 13.1 - Расчет статического момента влившейся в затопленный отсек массы воды.

№ ВЛ

Номера шпангоутов

Сумма по строке

Поправка

Испр.

Сумма

2

3

4

Ординаты

1

2

3

4

5

6

7

0

2,45

3,74

5,35

3,90

7,64

69,22

1

3,86

5,29

6,79

5,32

10,62

96,11

2

4,29

5,87

7,20

5,74

11,61

105,15

3

4,50

5,99

7,34

5,92

11,91

107,83

4

4,64

6,10

7,40

6,02

12,13

109,77

5

4,75

6,20

7,47

6,11

12,31

111,45

6

4,79

6,25

7,50

6,14

12,40

112,23

7

4,85

6,30

7,53

6,19

12,49

113,08

8

4,85

6,32

7,56

6,21

12,53

113,44

9 КВЛ

4,85

6,36

7,62

6,23

12,60

114,08

10

4,97

6,50

7,69

6,33

12,84

116,20

11

5,22

6,71

7,79

6,51

13,22

119,67

№ ВЛ

1

8

9

10

11

12

13

0

69,22

0

0

0

0

0

1

96,11

96,11

96,11

28,49

67,61846

14,08

2

105,15

210,31

402,55

31,17

371,37

77,33

3

107,83

323,49

936,36

31,97

904,38

188,33

4

109,77

439,10

1698,95

32,54

1666,40

347,02

5

111,45

557,25

2695,31

33,04

2662,27

554,41

6

112,23

673,43

3926,00

33,27

3892,72

810,65

7

113,08

791,56

5390,99

33,52

5357,46

1115,69

8

113,44

907,53

7090,09

33,63

7056,45

1469,50

9 КВЛ

114,08

1026,74

9024,37

33,82

8990,54

1872,28

10

116,20

1162,07

11213,20

34,45

11178,74

2327,97

11

119,67

1316,41

13691,69

35,48

13656,21

2843,90

Согласно полученным статическим моментам строится график их зависимости и графически определяется статический момент соответствующий осадке в ЦТ объема.

Рисунок 13.1 - График зависимости статического момента от осадки при затоплении отсека.

В результате проделанной работы было установлено, что судно, в аварийном состоянии имеет достаточную метацентрическую высоту, и полностью удовлетворяет требованию Регистра.

В приложении В изображена аварийная ватерлиния судна с затопленным отсеком.

14. PACЧЕТ ПО МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

14.1 Определение сопротивления судна

Для оценки одного из важнейших мореходных качеств судна _ ходкости _ способности судна перемещаться с заданной скоростью при наиболее эффективном использовании мощности силовой установки, то есть развивать наибольшую скорость при заданной мощности установки, _ необходимо определить два её основных элемента; сопротивление движению судна и эффективность его движителей. Знание их позволяет связать гидродинамические характеристики судна и движителей с характеристиками его двигателей в процессе проектирования и эксплуатации судна и. Следовательно, даёт возможность установить его ходовые качества.

Расчёт сопротивления движению судна и его буксировочной мощности выполняется на компьютере по программе RV_0.1.ехе. по результатам расчёта строятся графики Р = f(?) и Ре = f(?), где V- скорость судна, м/с.

Таблица 14.1 - Исходные данные

Длина по ВЛ, L,м

90,5

Длина между перпендикулярами, Lpp,м

90,5

Ширина, В,м

16,5

Осадка, d,м

6,3

Водоизмещение объемное, V, м3

7300

Коэффициент полноты ВЛ, Cw

0,8

Коэффициент полноты мидель-шпангоута, Сm

0,9

Абсцисса центра величины, Xc, %

0,2

Площадь поперечного сечения бульба, Аbt, м2

5

Возвышение ЦТ площади над линией киля, h b, м

1

Площадь погруженной части транца, Аt, м2

0

Полуугол входа ВЛ, ie, град

40

Площадь смоченной поверхности, , м2

2074,42

Надбавка на выступающие части, Сар

0,00015

Надбавка на технологическую шероховатость, dcf

0,0006

Надбавка на воздешное сопротивление при безветрии, Саа

0,00007

Площадь проекции надводной части судна на плоскость миделя, Ft, м2

150

Плотность воды, rho, т/м3

1,025

Кинематическая вязкость, nu, м2/c

0,00000157

Таблица 14.2 - Результаты расчета.

V. уз

V, м/с

R, кН

P, кВт

8,10

4,17

128,7

536,58

8,45

4,35

140,58

611,82

8,82

4,54

153,54

696,96

9,17

4,72

167,22

789,66

9,52

4,9

183,24

898,56

9,89

5,09

198,9

1011,6

10,24

5,27

220,68

1162,8

10,59

5,45

237,42

1294,56

10,96

5,64

260,82

1470,78

11,31

5,82

298,26

1634,4

11,66

6

317,7

1825,2

12,00

6,19

334,44

2069,82

12,38

6,37

385,92

2458,08

12,73

6,55

471,42

3089,52

Рисунок 14.1 - Зависимость сопротивления движению и мощности от скорости.

14.2 Выбор главного двигателя

Исходя из результатов расчета выбираем главный двигатель МАК 9М453К. Основные характеристики двигателя сведем в таблицу (14.3).

Рисунок 14.2 - Эскиз главного двигателя МАК 9МС.453К.

Таблица 14.3 - Характеристики двигателя.

А, мм.

941

В, мм.

4846

С, мм.

988

D, мм.

520

Е, мм.

1731

F, мм.

630

G, мм.

330

Н, мм.

2236

Вес, т.

14

Максимальная мощность, кВт

2206

Частота вращения максимальная, 1/мин

500

Среднее эффективное давление, бар

24,1

Расход топлива, г/кВт

186

14.3 Комплектация вспомогательных энергетических установок

Комплектация вспомогательных котельных установок

Потребности в паре транспортного судна составляют

кг/ч

кг/ч

По результатам расчета выбираем вспомогательный котел THS 14 - P со следующими характеристиками:

Паровая мощность 1400 кг/ч;

Мощность котла 947 кВт;

Водный объем 4,3 т3;

Рабочий вес 8,3 т.

Комплектация утилизационных котлов

Паропроизводительность УК

кг/ч

кг/ч

По результатам расчета выбираем утилизационный котел КУП 660 со следующими характеристиками:

Паровая мощность 1200 кг/ч;

Рабочий вес 4,12 т.

Комплектация генераторов

Вспомогательный ДГ 2х180 кВт

Валогенератор 292 кВт

Аварийный 190 кВт

15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ НАДВОДНОГО БОРТА ПО ПРАВИЛАМ О ГРУЗОВОЙ МАРКЕ

Исходные данные:

Длина Lpp, м 90,5

Ширина В, м 16,5

Высота борта В, м 7,8

Осадка конструктивная d, м 6,3

Согласно Морского Регистра Судоходства длина судна L - это расстояние, м, измеренное на уровне летней грузовой ватерлинии от передней кромки форштевня до кормовой кромки рудерпоста или оси баллера руля (если рудерпост отсутствует), или 96% длины судна (Lн), проходящей на высоте, равной 85% наименьшей теоретической высоты борта смотря по тому, что больше.

м.

м

Коэффициент общей полноты - коэффициент, определяемый по формуле.

(15.1)

где - объемное водоизмещение без обшивки и выступающих частей на судне с металлической обшивкой принимаемое по теоретической осадке , м3.

Согласно пункту 4.1.3.1 [2] Регистра судно является судном типа В как судно, не относящееся к типу А (спроектированное для перевозки только жидких грузов наливом).

Общая длина надстройки составляет 15% от расчетной длины судна.

Седловатость верхней палубы отсутствует.

Люковые закрытия удовлетворяют требованиям Регистра.

Определение минимальной высоты надводного борта

Базисный надводный борт для судов типа В определяется по таблице 4.1.3.2 Для расчетной длины м базисный надводный борт 1116 мм.

Надбавка к базисному надводному борту для судов типа В длиной менее 108 метров с люковыми крышками 50 мм.

м.

Определение поправок к базисному надводному борту

Согласно п. 4.4.1 для судов типов А и В, удовлетворяющих требованиям Правил, минимальный летний надводный борт определяется по табл.4.1.2.3 и 4.1.3.2 с учетом приведенных ниже поправок. Эти поправки учитывают отклонение геометрических характеристик судна от стандартных, для которых приведены табличные значения минимального летнего надводного борта.

Поправка к надводному борту для судов длиной менее 100 м.

Базисный надводный борт для судов типа В длиной от 24 до 100 метров имеющих закрытые надстройки с расчетной длиной, равной менее 35% длины судна, должен быть увеличен на поправку, мм:

(15.2)

мм.

м.

где E - расчетная длина надстроек, определяемая без учета ящиков, м.

Поправка на коэффициент общей полноты.

Если коэффициент общей полноты больше 0,68, то базисный надводный борт, определенный по таблице 4.1.3.2 и измененный согласно 4.1.3.6 и 4.4.2, должен быть умножен на коэффициент, определяемый по формуле:

(15.3)

м.

Вычеты на надстройки и ящики.

Согласно п. 4.4.6 если расчетная длина надстроек и ящиков составляет 1,0L, вычет из надводного борта должен равняться 1070 мм - для судов длиной 122 м и более. Вычеты для судов промежуточных длин должны определяться линейной интерполяцией.

Если суммарная расчетная длина надстроек и ящиков меньше 1,0L, вычет в процентах от указанных выше величин должен быть определен по табл. 4.4.6.2-2 - для судов типа В.

Для судов типа В если расчетная длина средней надстройки меньше 0,2L, проценты вычетов должны определяться интерполяцией между строками I и II табл. 4.4.6.2-2;

м

Поправка на отклонение от стандартного профиля cедловатоcти.

Согласно п. 4.4.7 поправка на отклонение от стандартного профиля седловатости представляет собой произведение величины недостатка или избытка седловатости (43.3 и 4.3.4) на величину, мм, , где S - суммарная длина закрытых надстроек, м., К - избыток или недостаток седловатости.

Согласно п, 4.3.2 найдем отклонение от стандартного профиля седловатости., ординаты которого приведены в таблице 4.3.2. Расчет сведен в таблицу.

Согласно п. 4.3.3.1 если профиль седловатости отличается от стандартного, четыре ординаты носовой и кормовой половин профиля должны умножаться на соответствующие коэффициенты, приведенные в табл.. Разность между суммами соответствующих произведений действительной и стандартной седдоватости, разделенная на 8, определяет недостаток или избыток седловатости в носовой и кормовой половинах. Среднее арифметическое избытка или недостатка в носовой и кормовой половинах определяет избыток или недостаток седловатости судна. Отклонение от стандартного профиля седловатости.

Таблица 15.1 - Отклонение от стандартного профиля седловатости.

Положение ординаты

Ордината, мм

Коэффициент

Произведение

У

У/8

Стандартная

На чертеже

Кормовая половина

КП

25•(L/3+10) = 1021

0

1

1021

2722

340

1/6•L от КП

11,1•(L/3+10) = 453

0

3

1359

1/3•L от КП

2,8•(L/3+10) = 114

0

3

342

мидель

0

0

1

0

Носовая половина

мидель

0

0

1

0

5444

680

1/3•L от НП

5,6•(L/3+10) = 228

0

3

684

1/6•L от НП

22,2•(L/3+10) = 906

0

3

2718

НП

50•(L/3+10) = 2042

0

1

2042

мм

Минимальная высота в носу.

Согласно п.4.4.8.1 высота в носу, определяемая как расстояние по вертикали на носовом перпендикуляре между ватерлинией, соответствующей назначенному летнему надводному борту при наибольшем расчетном дифференте на нос, и верхней кромкой открытой палубы у борта, должна быть не менее величины, мм, определяемой для судов длиной менее 250 м по формуле:

(15.4)

мм

где СВ должен приниматься не менее чем 0,68.

Определение минимального надводного борта.

Летний надводный борт.

Минимальный летний надводный борт определяется согласно пункту 4.5.1.1 с учетом всех поправок:

, м (15.5)

м.

Осадка, соответствующая минимальному надводному борту равна:

м

Согласно пункту 4.5.5.1 минимальный надводный борт в пресной воде с плотностью, равной единице, должен быть получен вычетом из минимального надводного борта в соленой воде величины, см, определенной по формуле:

, м (15.6)

м.

где Т = 12,08 - число тонн на 1см осадки в соленой воде по летнюю грузовую вателинию.

Минимальный надводный борт для пресной воды:

м (15.7)

Зимний надводный борт

м. (15.8)

Грузовая марка данного судна изображена в приложении Г.

16. РАСЧЕТ ВАЛОВОЙ И ЧИСТОЙ ВМЕСТИМОСТИ

16.1 Определение валовой вместимости судна

Валовая вместимость (GT) судна должна определяться по следующей формуле:

(16.1)

где _ общий объем всех закрытых пространств на судне, м3,

(16.2)

(или берется из таблицы дополнения 2).

16.2 Определение чистой вместимости

Чистая вместимость определяется по формуле:

(16.3)

- общий объем грузовых пространств в м3

- теоретическая осадка судна, м

- теоретическая высота борта, м

и - коэффициенты

(16.4)

(16.5)

- число пассажиров на судне в каютах с числом мест менее восьми,

- число остальных пассажиров

Исходя из результатов расчета чистая вместимость составила:,

Валовая вместимость составила

17. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЙКИ СУДНА

17.1 Характеристика завода-строителя

Судно будет строиться на Николаевском заводе “Океан”. Его основные характеристики представлены ниже.

Корпусообрабатывающий цех

Обработка металла на заводе производится в этом цехе и его участках, представленных:

1) участком предварительной обработки листовой стали, оснащенным правильными вальцами УБВ-10, УБВ-40 и линиями предварительной обработки листа с габаритами Lmax=8м, Lmin=4м, tmax=32мм, tmin=4мм;

2) участок предварительной обработки профильного проката (обрабатываемый профиль полособульб от № 5 до № 24 Lmax=12м, Qmax=550кг)

3) участок химической очистки метало проката.

4) участок изготовления деталей из сплавов АМГ.

Оборудование пролетов цеха:

“0” пролет: Аппарат с цифровым программным управлением для плазменной и газоэлектрической резки листовой стали типа “Кристалл” ППл-Ц-2-5 четыре штуки и ТП-2,5 две штуки.

“1” пролет: Газорезательный полуавтомат “Смена-2М”, кромкоскалывающий станок СКС-25.

“2” пролет: правильные 7 валковые вальцы.

“3” пролет: Гильотина 16/3150/630УН, гильотина “Эрфрут”, комбинированные пресс-ножницы “Пельс”, комбинированные пресс-ножницы НБ-5224, вибрационные ножницы “Пельс” А-56Л050, пресс 100m типа R117A, листоправильные вальцы “Феникс”, кромкоскалывающий станок СКС-25.

“4” пролет: гидравлический пресс 800-Г П3239, вальцы гибочные КД-2330, пресс 250т типа “Фильфинг”, большие 3-х ваковые гибочные вальцы для гибки и правки листов L=15м, S до 21 мм, Smin=6 мм, Rгиба=630мм.

17.1.2 Сборочный цех

Сборка корпусных конструкций и объемных секций производится в сборочном цехе и на сборочной площадке объемных конструкций.

Имеет четыре основных пролета 120*103=12360 м2. Второй пролет обслуживается двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 50т. каждый, во всех остальных пролетах краны грузоподъемностью 30т. каждый. Ширина вывозных ворот 15м., высота 12м..

Стапельный цех

Цех представлен тремя стапелями:

1 стапель: L=232м, B=23м, Q=5000т, уклон 1:60, обслуживается двумя портальными кранами г/п 100т, hmax=22м.

2 стапель: L=191м, B=23м, Q=5000т, уклон 1:60, обслуживается двумя портальными кранами г/п 100т, hmax=22м.

3 стапель: L=288м, B=30м, Q=25000т, уклон 1:60, обслуживается двумя портальными кранами г/п 100т, hmax=22м, и двумя портальными г/п 100т каждый, hmax=45м, обслуживающими и сборочную площадку объемных конструкций.

Секции по железнодорожной ветке из цеха 2 подаются в зону действия кранов.

Сварочное производство

Завод оснащен всем необходимым оборудованием для производства сварочных работ.

1. Автомат типа “ЭСАБ-А6DW” для сварки под флюсом S=5-20мм.

2. Полуавтоматы “Гранит-3”, “Гранит-3м”, А547, А825 для схематической сварки в среде СО2

3. Ручная сварка (электроды диаметром 3-5 мм марки УОНИ13/45-А, УОНИ13/55-А, ИТС4С, ЭА606/11, ЭА400/11, ЭА395/9, сварочная проволока марки Св-08Г2С,Св-08Г2, Св-08ГСМТ, Св-08ГНТ, Св-10ГМ, Св-08А, диаметром 1-5 мм)

4. Контроль не разрушающий.

Методы контроля:

1. Радиография

2. УЗК

Длина пленки 400 мм.

5. Плавдок

L=130м, B=24м, D=8000т, H=10м

6. Набережные

Глубина выводного канала 10м

Николаевский завод “им. 61 Коммунаров” полностью подходит для постройки нашего судна.

17.2 Принципиальная схема технологии постройки судна включает

1) метод постройки судна;

2) способ формирования корпуса судна;

3) разбивку корпуса на строительные районы, блоки, секции;

4) принципиальные технологические решения.

Постройку судна делят на стадии:

1) Подготовительная: сводится к накоплению на складах материалов и оборудования, не включая технологических процессов;

2) Заготовительная: на этой стадии происходит заготовка оборудования и частей корпуса, которые в дальнейшем образуют судно;

3) Корпусосборочная: формирования корпуса заканчивается на построенном месте;

4) Мантажно-достроечная: сводится к выполнению монтажа механизмов и оборудования судна;

5) Сдаточная: производится проверка и испытание действия всех устройств, оборудования, механизмов судна и его ходовых качеств; эти испытания производятся по согласованию с программой, под наблюдением представителей Регистра.

17.3 Метод постройки судна

Проектируемое судно будет строится блочным методом, при котором корпус судна собирается на построечном месте из блоков и блок-секций. Готовность блоков перед сборкой корпуса достигается 80-90%. На размеры блоков влияет грузоподъемность грузовых устройств транспортных судов; площадок достапельного (сборочного) участка. Данное судно разбито на десять блоков массой до 100 тонн.

1) Необходимо обеспечить устойчивое положение и закрепление свободных концов отдельных секций у монтажных стыков в процессе формирования блоков;

2) Повышенная точность при проверке формы и размера блока, а так же обводов кромок, подлежащих в последующем соединению со смежными блоками;

3) Для соединения связей со смежными блоками продольные швы по длине около 0.6-1.0 метров от монтажного стыка оставляют не завершенными; эти замыкающие участки швов выполняются после их стыкования на построечном месте.

На размеры блоков влияет грузоподъемность грузовых устройств транспортных судов; площадок достапельного (сборочного) участка.

Технологический процесс сборки и сварки блока средней части корпуса включает в себя следующие положения:

1) устанавливают днищевые секции;

2) устанавливают поперечные переборки;

3) устанавливают и закрепляют на прихватках, после проверки, готовые секции;

4) после проверки положения всех собранных секций сваривают пазы между днищевыми и бортовыми секциями, а затем приваривают к ним поперечные переборки;

5) устанавливают внутренние конструкции в блоке (фундаменты, шахты и пр.);

6) испытывают сварные швы на непроницаемость.

Сборка и сварка носового и кормового блоков производят в постелях в указанном выше порядке.

17.4 Формирование корпуса судна

В соответствии с принципиальной технологией постройки корпус судна разбит на 10 блоков и 6 строительных районов.

Типовая последовательность сборки и сварки корпуса судна:

1) подача базового блока на построечное место краном; Базовый блок - это блок с которого начинается формирование корпуса (МО);

2) установка базового блока (МО) с проверкой по диаметральной плоскости и по высоте от основной линии, закрепление блока на строительной позиции;

3) подача двух принимающих к МКО блоков 4 и 2 в нос и корму от базового на расстоянии 50-150 мм между соединенными кромками и установка их по диаметральной плоскости и по высоте от основной линии соответственно базовому блоку;

4) прочерчивание стыкуемых связей блоков; обрезка припусков по кромкам наружной обшивки, палубного настила второго дна, вертикального киля и других связей, разделение кромок под сварку;

5) сближение и доводочное перемещение установленных блоков на тележках или с помощью гидравлических стяжек, окончательная проверка наложения, подгонка по крышкам, прихватка по монтажным стыкам, подгонкой и обжатием концов балок продольного набора;

6) сварка стыков листов наружной обшивки и палубы сначала изнутри корпуса, затем снаружи;

7) установка блока надстройки, проверка его положения, подгонка нижних кромок;

8) обрезка припусков по нижней кромке блока надстройки; окончательная установка блока надстройки и прихватка его к палубе.

Плоскостные секции, ограниченные плоскими поверхностями, собирают и сваривают на плоских стендах механизированных поточных линиях.

Секции с криволинейными обводами изготавливаются на постелях, представляющих собой стальные каркасы, выполненные по габариту секции. Постели обеспечивают высокое качество изготовления секций, особенно по выдерживанию заданных обводов и уменьшению деформаций от сварки.

Технологический процесс сборки и сварки полу объемных секций:

1) установка листов на постель;

2) сборка и сварка листов (базовое полотнище);

3) разметка линии установки набора;

4) установка на полотнище продольного и поперечного набора с проверкой формы секции;

5) сварка пересечений балок друг с другом и с полотнищем;

6) установка отдельных листов на набор;

7) сборка и сварка листов между собой;

8) перекантовка секций;

9) сварка набора с накрывающим набором изнутри;

10) зачистка поварочной кантовки и проварка пазов и стыков базового полотнища;

11) разметка лист установки деталей насыщения;

12) установка элементов насыщения секций и правка в местах бухтин в необходимых случаях;

13) контроль качества сварных соединений и устранение деффектов;

14) контуровка секций и удаление припусков в соответствии с принятой схемой припусков.

Защита корпуса от коррозии гарантируется применением короткозамкнутой протекторной защиты (П-НЛМ-14 в количестве 20 шт) и эффективного лакокрасочного покрытия.

18. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА В РАЙОНЕ ГРУЗОВЫХ ЛЮКОВ

В настоящем разделе обеспечиваются требования к конструкции вырезов в районе грузовых трюмов отвечающих условиям , .

где _ длина люкового выреза, м.

_ расстояние между центрами поперечных перемычек ограничивающих вырез, м.

_ ширина судна, м.

_ ширина раскрытой части палубы, определяемая как расстояние между крайними по обоим бортам продольными кромками люковых вырезов, м.

Для судов длиной 80 м и более должна предусматриваться продольная система набора палубы и днища. Продольные связи верхней палубы и бортов должны быть непрерывными в районе, грузовых трюмов, включая и машинное отделение, если оно расположено между грузовыми трюмами.

Не рекомендуется соединять непрерывные продольные комингсы с носовой переборкой кормовой надстройки и кормовой переборкой бака. Как правило, не допускается резкое изменение по длине площади сечения или формы.

В настиле палубы, расположенном в непосредственной близости от мест присоединения поперечных и продольных межлюковых перемычек, не допускаются вырезы.

Поперечные межлюковые перемычки должны быть надежно соединены с подпалубным набором и рамными шпангоутами, в плоскости которых они установлены.

Вырезы при большом раскрытии палуб: радиус скругления r, м, смежных углов последовательно расположенных вырезов грузовых люков на верхней палубе должен быть не менее определяемого по формуле:

(18.1)

где при ;

при ; промежуточные значения определяются линейной интерполяцией.

_ расстояние между поперечными кромками смежных вырезов, м

_ ширина раскрытой части палубы, определяемая как расстояние между крайними по обоим бортам продольными кромками люковых вырезов, м.

Так как м, линейной интерполяцией получаем .

Рисунок 18.1 _ Схема выреза углов грузовых люков.

С учетом вышеизложенных требований и в соответствии с Правилами Регистра определен радиус скругления углов выреза под грузовые люки в верхней палубе и толщина усиленных листов в этих районах. Поскольку ширина палубы в районе грузовых люков составляет 13200 мм, а ширина листа палубного стрингера равна 1650 мм, то целесообразно установить по ширине палубы один лист, выполняющий роль палубного стрингера и усиленного листа толщиной 23 мм.

Конструктивное и технологическое изображение выреза и его кромок приведено на рисунке (чертеж 008)

19. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПО ПРОЕКТУ

19.1 Расчет режима эксплуатации судна

Одним из основных эксплуатационных показателей оказывающих решающее влияние на производительную деятельность судна, является степень использования его годового календарного времени.

Календарное время судна (365 дней) делится на эксплуатационный и внеэксплуатационный периоды. Непроизводительной частью режима работы флота является время нахождения судна вне эксплуатации. Важнейшим способом эффективного использования судов является повышение удельного веса эксплуатационного времени, а в нём - повышение времени лова.

19.2 Расчет строительной стоимости серийно освоенного судна

Строительная стоимость определяется по формуле:

(19.7)

где _ KMK _ стоимость металлического корпуса,

KOB _ стоимость оборудования корпуса,

KGD _ стоимость главного двигателя,

KOM _ стоимость оборудования МКО,

KRB _ стоимость работ по судну.

Стоимость металлического корпуса в млн. у.е. определяем по формуле:

(19.8)

где _ MMK _ масса металлического корпуса, тыс. тонн

Стоимость оборудования корпуса в млн. у.е определяем по формуле:

(19.9)

где _ MOB _ масса оборудования корпуса, тыс. тонн.

Стоимость главного двигателя в млн. у.е. определяем по формуле:

(19.10)

Стоимость оборудования машинно-котельного оборудования в

млн. у.е. определяем по формуле:

(19.11)

где _ MOM _ масса оборудования МКО, тыс. тонн.

19.3 Расчет среднесерийной стоимости судна

Среднесерийная стоимость судна определяется по формуле:

(19.12)

где _ KSTR _ стоимость серийно освоенного судна, млн. грн.,

KPR _ стоимость проектирования, млн. грн.,

KOSN _ стоимость оснастки и приспособлений для постройки судна, млн. грн.;

RO _ коэффициент перехода от стоимости серийно освоенного судна к среднесерийной строительной стоимости.

N _ расчетное число судов в серии.

Стоимость проектирования судна в млн. у.е. определяем по аппроксимационной формуле:

(19.14)

где _ DPOR _ массовое водоизмещение порожнем, тыс. тонн.

19.4 Расчет прямых эксплуатационных расходов судна

Прямые эксплуатационные расходы в млн. грн. рассчитываем по формуле:

(19.15)

где _ ZTER _ расходы на текущий ремонт,

ZSN _ расходы на снабжение,

ZEK _ расходы на содержание экипажа,

ZNA _ расходы навигационные и на агентирование.

ZTB _ расходы на топливо и бункеровку.

Расходы на текущий ремонт в тыс. у.е. определяем по формуле:

(19.16)

где DW _ дедвейт, тыс. тонн

Расходы на снабжение в у.е. за 1 сутки определяем по следующей формуле:

(19.17)

Расходы за год в тыс. у.е. равны:

(19.18)

Расходы на содержание экипажа в тыс. у.е. определим по формуле:

(19.19)

где CEK _ средние расходы на одного члена экипажа в месяц, у.е.;

_ NEK _ численность экипажа, человек.

Расходы навигационные и на агентирование за одни сутки в у.е. определим по следующим формулам:

(19.20)

Расходы за год в тыс. у.е. равны:

(19.21)

Расходы на топливо и бункеровку в тыс. у.е. определим в зависимости от потребной массы топлива за год:

(19.22)

где _ MTPG _ потребная за год масса топлива с учетом смазочного масла и других составляющих, тонн

CTB _ стоимость франко-тонны топлива с учетом смазочного масла и других составляющих, у.е.

19.5 Расчет объема перевозок за год

Объем перевозок за год в тыс. тонн определяется по формуле:

(19.23)

где _ VGR _ количество груза, перевезенного за круговой рейс, тыс. тонн;

NRS _ количество круговых рейсов за год.

Количество груза, перевезенного за круговой рейс, в тыс.тонн, рассчитывается по формуле:

(19.24)

где _ PGR _ грузоподъемность судна, тыс. тонн,

ET _ коэффициент использования грузоподъемности судна за круговой рейс.

Количество круговых рейсов за год определяется по формуле:

(19.25)

где _ TEK _ эксплуатационный период за год, дней,

TH _ ходовое время за круговой рейс, дней,

TS _ время стоянки вне грузовых операций за круговой рейс, дней.

Ходовое время за круговой рейс в днях определяется по формуле:

(19.26)

где _ DAL _ плечо кругового рейса, миль

VE _ эксплуатационная скорость, узлы.

Время нахождения под грузовыми операциями за круговой рейс в днях определяется по формуле:

(19.27)

где _ GNORM _ норма грузовых работ (производительность погрузочно-разгрузочных работ), тонн/час.

19.6 Расчет экономических критериев

Годовой доход в млн. у.е. рассчитываем как произведение объема перевозок за год в тыс. тонн и фрахтовой ставки в у.е./тонна:

(19.28)

Эквивалентную предналоговую ставку I определяем путем численного решения уравнения:

(19.29)

Фактор возмещения капитала (CRF - Capital Recorvery Factor) определяем по формуле:

(19.30)

Эквивалентную посленалоговую ставку I1 определяем путем численного решения уравнения

(19.31)

Необходимая фрахтовая ставка RFR, у.е./тонна, (Required Freight Rate) рассчитывается по формулам:

(19.32)

Приведенная стоимость в млн.у.е. (при постоянных текущих затратах) (Present Worth Method) рассчитывается по формулам:

(19.33)

Для расчета вновь созданной стоимости в млн. грн (максимизируемый критерий) (Net Present Value) предварительно рассчитаем налог на прибыль, млн. грн:

(19.34)

Доход после уплаты налога в млн. грн равен:

(19.35)

Тогда вновь созданная стоимость в млн. грн рассчитывается по формулам:

(19.36)

Удельная доходность рассчитывается по формуле:

(19.37)

Рассчитаем также 'технический критерий', равный произведению грузоподъемности на скорость хода судна и деленному на мощность главного двигателя:

(19.38)

19.7 Расчет экономической эффективности судна

Расчет произведен в программе В. Былого «EKO»

Таблица 19.3 - Исходные данные

Масса металлического корпуса, тыс. тонн

1,127

Масса оборудования корпуса, тыс. тонн

0.483

Мощность главного двигателя, кВт

1500

Масса оборудования МКО, тыс. тонн

0.2500

Массовое водоизмещение порожнем, тыс. тонн

2.0400

Расчетной число судов в серии, единиц

10

Код типа судна

3

Дедвейт, тыс. тонн

5.500

Сред. расх. на 1 чл. экип. в мес., у.е.

1500

Численность экипажа, человек

11

Потребная за год масса топлива с учетом смазочн. масла и других составл., у.е.

3000.000

Стоимость франко-тонны топлива с учетом

смазочн. масла и других составл., у.е.

2000

Грузоподъемность судна, тыс. тонн

5.00

Коэффициент использования грузоподъемности судна за круговой рейс

0.750

Норма грузовых работ (производительность

погрузочно-разгрузочных работ), тонн/час

1000.000

Эксплуатационный период за год, дней,

340.000

Плечо кругового рейса, миль

5000.000

Эксплуатационная скорость, узлы

12.000

Время стоянки вне грузовых операций за круговой рейс, дней

0.500

Срок службы судна, годы

24.000

Налоговая ставка (доля, отчисляемая от остатка от годовой прибыли за вычетом отчислений на реновацию)

0.300

Фрахтовая ставка, у.е./тонна

50

Заданная эквивалентная ставка предпринимательской прибыли

0.350

Заданная эквивалентная ставка для расчета критерия приведенной стоимости

0.250

Таблица 19.4 - Результаты расчета.

Строительная стоимость серийно освоенного судна, млн. у.е.

26.0041

стоимость металлич. корпуса, млн. у.е.

5.5497

стоим. оборудования корпуса, млн. у.е.

13.4302

стоимость главного двигателя, млн. у.е.

2.4705

стоимость оборудования МКО, млн. у.е.

3.3886

стоимость работ по судну, млн. у.е.

1.1651

Среднесерийная стоим. судна, млн. у.е.

27.9801

стоимость проектирования, млн. у.е.

2.4706

стоимость оснастки и приспособлений для

постройки судна, млн. у.е.

3.7674

Прямые эксплуатац. расходы, млн. у.е.

1.3002

в том числе

расходы на текущий ремонт, тыс. у.е.

155.3

расходы на снабжение, тыс. у.е.

85.8

расходы на содержание экипажа, тыс. у.е.

401.9

расх. навиг. и на агентиров., тыс. у.е.

134.0

расх. на топливо и бункеровку, тыс. у.е.

523.3

Ходовое время за круговой рейс, дней

5.2

Время нахождения под грузовыми операциями за круговой рейс, дней

0.34

Количество круговых рейсов за год

56.2

Объем перевозок за год, тыс. тонн

364.4

Годов. доход до уплаты налога, млн. у.е.

7.8816

Годов. дох. после упл. налога, млн. у.е.

7.1959

Суммарный за срок службы годов. доход после уплаты налога, приведенный к началу эксплуатации, млн. у.е.

15.9746

Эквивалентная предналоговая ставка

0.126

Фактор возмещения капитала (Capital Recovery Factor)

0.282

Эквивалентная посленалоговая ставка

0.320

Необходимая фрахтовая ставка, у.е./тонна (Required Freight Rate)

46.396

Приведенная стоимость, млн. у.е. (Present Worth Method)

31.4768

Вновь созданная стоимость, млн. у.е. (Net Present Value)

-12.0055

Удельная доходность

0.521

Грузоподъмн. скорость/мощность главного двигателя, тыс. тонн*узел/кВт

16.487

Исходя из результатов расчета можно определить окупаемость судна, которая обратно пропорциональна удельной доходности, год.

года.

20. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В СУДОСТОЕНИИ

20.1 Загрязнение атмосферного воздуха в районе верфи и на судне

С точки зрения охраны атмосферного воздуха в районе судостроительного или судоремонтного предприятия загрязнения условно делятся на антропогенные и природные. Источники загрязнения делятся на организованные и неорганизованные, стационарные и передвижные. Кроме этого сами выбросы загрязняющих веществ подразделяются на холодные и горячие.

Антропогенное загрязнение - загрязнение атмосферы связанное с деятельностью предприятия (например - котельные обеспечивающие предприятие теплом).

Природное загрязнение - загрязнение атмосферы не связанное с деятельностью человека (например - загрязнение атмосферы песчаной пылью во время сильных ветров).

Организованные источники - источники выбрасывающие загрязняющие вещества из какого либо специального оборудования (например - трубы предприятия).

Неорганизованные источники - источники выбрасывающие загрязняющие вещества без применения специального оборудования (например - загрязнение атмосферы мусором в районе расположения свалки промышленных отходов предприятия или твердых бытовых отходов).

Стационарные источники - источники не изменяющие координат выбросов во времени (например - стационарная котельная).

Нестационарные источники - источники изменяющие координаты выбросов во времени (например - автомобильный или железнодорожный транспорт передвигающийся по территории предприятия).

Холодные выбросы - выбросы температура газовоздушной смеси которых не превышает температуры окружающей атмосферного воздуха (например - выбросы из циклона деревообрабатывающего цеха или выбросы от сварки корпусообрабатывающего цеха предприятия).

Горячие выбросы - выбросы температура газовоздушной смеси которых превышает температуру окружающего воздуха (например - выбросы от печей для горячего гнутья заготовок корпусообрабатывающего цеха или стационарной котельной для обеспечения отоплением предприятия).

Методы прогноза загрязнения воздуха в районе предприятия основываются на результатах теоретического и экспериментального изучения закономерностей распространения загрязняющих веществ от их источников. Изучение осуществляется по двум направлениям. Первое из направлений состоит в разработке теории атмосферной диффузии, основой которой является математический аппарат описания распространения примесей с помощью решения уравнений турбулентной диффузии. Второе - связано в основном с эмпирико-статистическим анализом распространения загрязняющих веществ в атмосфере и использованием для этой цели интерполяционных моделей гауссовского типа. При этом определяется величина степени загрязнения воздуха в приземном слое на высоте не превышающей 2 метров от поверхности рельефа местности.

Работы по теории атмосферной диффузии, основанные на результатах интегрирования уравнений турбулентной диффузии атмосферных примесей получили значительной развитие в бывшем Советском Союзе. Работы второго направления сравнительно просты для описания закономерностей распределения и гауссовы модели используются довольно широко в различных странах.

20.2 Основы охраны атмосферного воздуха при загрязнении

Практический расчет прогнозных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе проводится на территории Украины на основе решения уравнения турбулентной диффузии, представленных в работах М.Я. Берлянда, Е.Л. Гениховича и Р.И. Оникула, а также разработанном на основе этих работ общесоюзного нормативного документа ОНД-86. Документ распространяется на проектируемые, реконструируемые и действующие предприятия. Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций. Нормы не распространяются на расчет концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях. Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим расчетным значением концентрации загрязняющего вещества при неблагоприятных метеоусловиях в том числе и опасной скорости ветра. Критерием для оценки степени опасности загрязнения воздуха служит предельно допустимая (максимально разовая) концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе для районов жизнедеятельности человека - ПДК.

В случае превышения концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе величины ПДК для данного вещества воздух считается загрязненным и непригодным для дыхания (). В этом случае необходимо разработать мероприятия для уменьшения концентрации до величины ПДКили меньше последней ().

Данное условие должно выполняться на границе санитарной защитной зоны. То есть на территории предприятия и до границы санитарной защитной зоны концентрация загрязнязняющего вещества может быть и больше ПДК, но за границей СЗЗ она в обязательном порядке должна быть меньше. В случае невыполнения данного условия для жителей живущих за территорией предприятия должны быть разработаны мероприятия по выполнению условия (). В качестве примеров по разработке мероприятий может служить:

- выселение жителей из загрязненного района атмосферного воздуха с предоставление квартир;

- снижение мощности выбросов источника;

- исключение источника из состава выбросов.

Аналогично вышеперечисленным выставляются требования для грузовых и пассажирских судов, находящихся в плавании. В качестве источника здесь служит судовая труба, выбрасывающая загрязняющие вещества в атмосферу. Судовой состав или пассажиры при нахождении в особенности верхней палубе судна подвергаются воздействию загрязненного воздуха, выходящего из трубы судна.

Условия нормальной жизнедеятельности человека на судне, находящемся в плавании, определены выше.

20.3 Нормативы загрязнения атмосферного воздуха в окружающей среде

Величины некоторых максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДК) для селитебной территории, окружающей территорию верфи или судоремонтного предприятия, представлены в таблице 19.1. Таким образом представленные величины являются определяющими для населения, обитающего за территорией санитарной защитной зоны предприятия.

Таблица 20.1 - Величина ПДК для местности, окружающей территорию судостроительного или судоремонтного предприятия

Загрязняющее вещество

ПДК мг/м

Класс опасности

Азота двуокись

0,085

2

Ацетон

0,35

4

Углерода окись

5

4

Спирт метиловый

1

3

Свинец и его неорганические соединения

0,001

1

Водород цианистый (синильная кислота)

0,2

2

Бензин нефтяной

5

4

Ацетон

0,35

4

Ангидрид сернистый

0,5

3

20.4 Загрязнение атмосферного воздуха от на селитебной территории прилегающей к предприятию

В зависимости от высоты трубы H, источник относится к одному из следующих четырех классов: высокие - H ? 50 м, средней высоты - H=10-50 м, низкие H=2-10 м и наземные H ?2 м. Для всех классов источников длина - высота выражена в метрах, время - в секундах, масса вредных веществ - в граммах, мощность выброса - в граммах в секунду, концентрация в атмосферном воздухе - миллиграммах в кубическом метре, концентрация на выходе из источника - в миллиграммах на кубический метр.

При совместном присутствии в атмосферном воздухе одновременно нескольких (n) веществ, обладающих в соответствии с перечнем утвержденным министерством охраны здоровья Украины суммацией вредного воздействия, для каждой группы загрязняющих веществ рассчитывается безразмерная суммарная концентрация , которая по абсолютной величине не должна превышать единицы:

(20.1)

С, С…. С (мг/м) - расчетные концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в фиксированной точке местности

ПДК, ПДК… ПДК(мг/м) - соответствующие максимально-разовые предельно-допустимые концентрации загрязнителей в атмосферном воздухе.

Приведем расчетные формулы для определения загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника в приземном слое на высоте не превышающей 2 м от поверхности земли.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества см (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии хм (м) от источника и определяется по формуле:

(20.2)

где А -- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М (г/с) -- масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (для выбранного типа дизеля масса выбрасываемого нефтяного бензина в атмосферу г/с);

F -- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m и n -- коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

(м) -- высота источника выброса над уровнем моря

-- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, = 1;

(°С) -- разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв;

V13/с) -- расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле

(20.3)

(м) -- диаметр устья источника выброса;

(м/с) -- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным - 200.

Значения мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси V13/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами.

При определении значения Т (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Тв (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Тг (°С) -- по действующим для данного производства технологическим нормативам.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) -- 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эсплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % -- 2; от 75 до 90 % -- 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки -- 3.

Значения коэффициентов т и п определяются в зависимости от параметров , ,, и :

; (20.4)

; (20.5)

; (20.6)

. (20.7)

Коэффициент т определяется в зависимости от f по рисунку 19.1 или по формулам:

при f < 100; (20.8)

при f 100. (20.9)

Рисунок 20.1

Рисунок 20.2

Для fe < f < 100 значение коэффициента т вычисляется при f = fe.

Коэффициент п при f < 100 определяется в зависимости от м по рисунку 2 или формулам:

при (20.10)

при ; (20.11)

при . (20.12)

При f 100 или T 0 коэффициент п вычисляется по п. 2.7.

Так как то,

Так как ,

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества см (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым сечением:

мг/м3

Следовательно максимальное значение приземной концентрации вредного вещества не превышает предельно допустимую концентрацию выбрасываемого в атмосферу нефтяного бензина.

21. ОХРАНА ТРУДА

Борьба с шумом на морских судах имеет особое значение: судно является не только местом работы, и одновременно жизни, отдыха и проведения свободного времени для всего экипажа. Суда имеют интенсивные источники шума и вибрации, находящиеся обычно в непосредственной близости от жилых и служебных помещений. Общеизвестно, что высокий уровень шума неблагоприятно сказывается на работе слуховых органов, вызывает психические расстройства и неблагоприятно сказывается на деятельности всего организма человека. Все это повышает утомляемость, снижает внимание и, в конечном счете, приводит к снижению производительности труда и также может явиться причиной частных случаев. Соответственно этому, работы по борьбе с шумом должны начинаться с самой ранней стадии разработки проекта судна, т.е. расчет шумности, ожидаемой в судовых помещениях, является одним из первых этапов работ.

Анализ материалов и результаты расчета позволяют дать рациональный комплекс мероприятий, обеспечивающих снижение шума в судовых помещениях до значений, которые установлены нормами допустимых уровней шума в машинно-котельном отделении.

Таблица 21.1 - Предельные величины допустимых уровней шума в МКО.

Наименование помещений и мест работы и отдыха

Уровни звукового давления дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, гц

Эквивалентные уровни звука

L A дБА

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Энергетическое отделение

Периодически обслуживаемое (при дистанционном управлении из ЦПУ)

107

100

96

93

90

88

86

85

85

Уровень звукового давления, создаваемого двигателем внутреннего сгорания в МКО.

Из всех судовых поршневых машин наиболее шумными являются двигатели внутреннего сгорания и именно двигатели дизеля.

Дизель имеет следующие основные источники шума:

- систему наддувочного и продувочного воздуха;

- шатунно-кривошипный механизм;

- процесс сгорания;

- клапанно-распределительный механизм;

- топливовпрыскивающую аппаратуру;

- навешанное оборудование, приводимое от коленчатого вала;

- вибрирующие поверхности двигателя и фундамента.

Эти источники способствуют образованию как механического, так и аэродинамического шума.

К шумам аэродинамического (или газодинамического) происхождения относятся шумы впускных и выпускных систем двигателей, шумы различного рода нагнетателей наддувочного и продувочного воздуха, а также шумы, возникающие в период сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

В некоторых случаях уровни шума на всасывании, создаваемые продувочными и наддувочными насосами, достигают 115--118 дБ. Значительный уровень имеет и шум всасывания двигателей без наддува.

Шумы нагнетателей роторного типа состоят из вихревого шума, шума от пульсаций столба воздуха в трубе, шума вращения и шума от препятствий в потоке. Шум центробежного нагнетателя имеет аналогичный состав с весьма интенсивной составляющей, соответствующей «сиренному шуму» Высокочастотный интенсивный шум центробежных нагнетателей создает весьма неприятный физиологический эффект.

Следующим источником шума является процесс сгорания в цилиндрах двигателя. Значительная сложность этого вопроса и отсутствие достаточного экспериментального материала являются причиной того, что до сих пор нет еще утвердившейся общей теории шумообразования при сгорании топлива. Одной из главных причин шума является большая скорость нарастания давления при сгорании.

У ряда типов двигателей внутреннего сгорания, особенно у тяжелых тихоходных судовых двигателей, шум процесса сгорания намного ниже общего уровня шума и маскируется другими, более мощными источниками (механическими). К числу механических источников шума дизелей относятся: кривошипношатунный механизм; топливовпрыскивающая система; клапаннораспределительный механизм; различные вспомогательные механизмы, установленные на двигателе, и их приводы (особенно зубчатые передачи).

Как показали отечественные исследования, наибольшее значение в процессе шумообразования двигателей имеют удары в кривошипношатунном механизме, главным образом удары поршней о втулки цилиндров при их перекладке.

Известно, что за один оборот коленчатого вала поршень перекладывается в плоскости движения шатуна с одной стороны на другую несколько раз. Во время перекладки, из-за зазора между поршнем и втулкой цилиндра поршень приобретает некоторую скорость в поперечном направлении, ударяя о стенку в момент контакта. Вследствие этих ударов возникают интенсивные вибрации стенок цилиндра с собственной частотой, что обусловливает появление шума на 3--9 дб превышающего шумы от других источников в двигателе.

На интенсивность шума, вызываемого ударами поршней о втулки цилиндров, влияют следующие факторы: число оборотов, величина зазоров в сочленениях, вес поршня и шатуна, величина и характер действующих на поршень усилий, отношение радиуса мотыля к длине шатуна, материал и толщина блока и крышки цилиндров, тактность, число цилиндров, вязкость смазочного масла.

Спектр шума малооборотных дизелей имеет максимальные составляющие на низких частотах с некоторым спадом на средних частотах. На высоких частотах шум заметно снижается. Шум, излучаемый остовом (цилиндровым блоком и картером), невелик по уровню из-за высокой жесткости и больших масс его узлов. Доминирующий шум излучается в верхней части дизеля, где имеются сравнительно тонкие сварные конструкции. В спектре особенно выделяются частота вращения и частота вспышек. В районе продувочных и наддувочных систем превалирует высокочастотный шум.

Спектр шума среднеоборотных дизелей, по сравнению с малооборотными, имеет более высокочастотный спектр. Уровень шума в низкочастотной части спектра в значительной степени зависит от максимального давления сгорания в цилиндре.

Превалирующий по уровню шум имеет место в средней части спектра из-за более высокой скорости нарастания давления в цилиндрах. У дизелей возбуждаются в наибольшей мере различные плоские поверхности. Наиболее громкий шум излучается клапанными крышками, лючками, стенками картера и т. д. В высокочастотном диапазоне шум, возможно, вызывается непосредственно колебаниями давления в цилиндрах. Система турбонаддува этих машин также может служить доминирующим источником шума на высоких частотах.

Шум высокооборотных машин имеет обычно меньший уровень в низкочастотной области спектра. Уровень возрастает постепенно до самой высокой области спектра, в которой и становится определяющим. На высокочастотный шум заметное влияние оказывает повышение частоты вращения. Двигатели этого класса в целом имеют более высокое давление сгорания и более крутой подъем давления в цилиндре. Эти обстоятельства способствуют значительному повышению механического шума от вращающихся и колеблющихся частей дизеля, а также от клапанного механизма.

Если уровень звуковой мощности известен, то можно рассчитать результирующий уровень звукового давления в любой точке помещения судна (корабля) по формуле, дБ:

(21.1)

- уровень шума двигателя, определяемый в соответствии с рекомендациями раздела 1.5., дб;

- показатель направленности источника шума, определяемый в соответствии с таблицей 1.5.. Для машинного оборудования, смонтированного на полу излучение можно считать полусферическим Q = 2

- расстояние от центра источника шума до рассчитываемой точки судового помещения, м;

- средний коэффициент звукопоглощения для ограждающих поверхностей судового помещения, который выбирается согласно таблице 1.4;

- общая площадь ограждающих помещение поверхностей, м.

Таблица 21.2 - Показатель направленности для источника звука, расположенного в различных местах прямоугольного помещения судна.

Расположение источника звука

Коэффициент направленности Q

Вблизи центра помещения

1

В центре одной из стен

2

На грани двух стен в середине высоты помещения

4

В углу помещения

8

Определим звуковое давление в дальнем верхнем углу , создаваемое главным двигателем судна в машинном отделении, (), при следующих параметрах помещения:

длина машинного отделения l= 14,7 м;

ширина машинного отделения b= 16 м;

высота от подволока до платформы, на котором установлен двигатель h= 8 м.

Двигатель находится в центре машинного отделения. Излучение его можно считать полусферическим Q = 2. Стены и подволок обшиты сосновыми досками толщиной 3/4 дюйма.

Звуковое давление в дальнем верхнем углу машинного отделения определится как:

_ коэффициент звукопоглощения стен и подволока машинного отделения составит =0,1.

_ расстояние от центра источника звука до рассчетнной точки в дальнем верхнем углу машинного отделения определится как:

м (21.2)

м

Общая площадь ограждающих помещение поверхностей

(21.3)

Звуковое давление в дальнем верхнем углу отделения составит:

Следовательно звуковое давление в машинном отделении не превышает предельных величин допустимых уровней шума.

Проведение мероприятий по снижению уровня громкости шума не исключает необходимости в ряде случаев применения индивидуальных приспособлений для защиты органов слуха. К этим средствам относятся вкладыши, наушники и шлемы.

Эффективность противошумных средств зависит от их конструкции, использованных материалов, силы прижима, правильности ношения. Одно из наиболее простых средств индивидуальной защиты от шума -- вкладыши.

Они представляют собой: кусочки ваты, пропитанные воском, глицерином, вазелином; кусочки ультратонкого стекловолокна; пробочки из губчатой резины; эластичные резиновые капсулы, заполненные воском, и т. д. При плотном прилегании к уху вкладыши снижают шум до 15--30 дБ.

Наружные противошумные средства (наушники) закрывают всю ушную раковину; они более гигиеничны и эффективны, чем вкладыши. При весьма интенсивном шуме (120 дБ и выше) используются специальные шлемы с вмонтированными в них наушниками.

22. ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

ВЫЯВЛЕНИЕ И ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА СУДНЕ ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ПОСЛЕ АВАРИИ НА АЭС

22.1 Вводная часть

Среди потенциально опасных производств особое место занимают радиационно-опасные объекты (РОО). Они представляют собой опасность для людей и окружающей среды и требуют постоянного контроля за их работой и защитой. Особенностью является то, что человек может определить наличие загрязнения среды только специальными приборами.

К радиационно-опасным объектам относятся:

_ атомные электростанции (АЭС);

_ предприятия по производству и переработке ядерного топлива;

_ научно-исследовательские и проектные организации, связанные с ядерными реакторами;

_ ядерные энергетические установки на транспорте.

На территории Украины работает 4 атомных электростанций с 15 энергетическими ядерными реакторами, которые дают около 52% электроэнергии, вырабатываемой в стране. Для проведения исследовательских работ функционируют 2 ядерных реактора. В Украине работает более 8 тысяч предприятий и организаций, которые используют различные радиоактивные вещества, а также хранят и перерабатывают радиоактивные отходы.

Развитие отечественной ядерной энергетики ведется на основе строительства реакторов на тепловых нейтронах, позволяющих использовать в качестве топлива слабообогощенный природный уран (U-238).

К таким реакторам отсносятся:

_ реакторы большой мощности, канальные (РБМК-1000, РБМК-1500), замедлителем в нем служит графит, а теплоносителем - кипящая вода, циркулирующая снизу вверх по вертикальным каналам, проходящим через активную зону. Он размещается в наземной шахте и содержит 192 т. слабообогощенной двуокиси урана-238, а под ним находится железобетонный бункер для сбора радиоактивных отходов при работе реактора.

_ водоводяные энергетические реакторы (ВВЭР-600, ВВЭР-1000), в которых вода служит одновременно теплоносителем и замедлителем.

При аварии на АЭС с выбросом радионуклидов (ЧАЭС) необходимо быстро выявить радиационную обстановку методом прогнозирования, а затем уточнить ее по данным разведки.

Оценку радиационной обстановки произведем методом прогнозирования.

При авариях на АЭС выделяются 5 зон радиоактивного загрязнения, показанные на рисунке1.

Рис. 22.1 _ Прогнозируемые зоны загрязнения

При авариях на АЭС выделяются 5 зон радиоактивного загрязнения. Зона радиационной опасности (М) - представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения на открытой местности может составлять от 5 до 50 рад. в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,014 рад/час.

В пределах зоны «М» целесообразно ограничить пребывание людей, не привлекаемых непосредственно к работам по ликвидации последствий радиационной аварии.

При ликвидации аварии в зоне «М» и во всех других зонах должны выполняться основные мероприятия: радиационный и дозиметрический контроль, защита органов дыхания, профилактический прием йодсодержащих препаратов, санитарная обработка людей, дезактивация обмундирования и техники.

Зона умеренного загрязнения (А) - представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения может составлять от 50 до 500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,14 рад/час. Действия формирований в зоне «А» необходимо осуществлять в защитной технике с обязательной защитой органов дыхания.

В зоне сильного загрязнения (Б) - доза излучения составляет от 500 до 1500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 1,4 рад/час. Действия формирований необходимо осуществлять в защитной технике с размещением в защитных сооружениях.

В зоне опасного загрязнения (В) - доза излучения составляет от 1500 до 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 4,2 рад/час. Действия формирований возможно только в сильно защищенных объектах и технике. Время нахождения в зоне - несколько часов.

В зоне чрезвычайного опасного загрязнения (Г) - доза излучения может составлять больше 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 14 рад/с. В зоне нельзя находиться даже кратковременно.

Оценка радиационной обстановки при аварии на АЭС сводится к определению методом прогноза доз излучения и выработке оптимальных режимов деятельности людей при нахождении их в прогнозируемой зоне загрязнения.

При расчетах необходимо руководствоваться допустимой зоной облучения, установленной для различных категорий населения, оказавшегося в зоне радиоактивного загрязнения при аварии на АЭС.

1. Население, рабочие и служащие, не привлекаемые в мирное время к работе с радиоактивными веществами - 1 мЗВ в год.

2. Население, рабочие и служащие, персонал, привлекаемые в мирное время к работе с радиоактивными веществами - 2 мЗВ в год.

3. Постоянно работающие с ИИ - 20 мЗВ в год.

22.2 Расчетная часть

Выполнена по методике Л3 для следующих исходных данных.

Исходные данные :

время аварии: Тавар. = 10,00;

время начала работы: Тнач. = 12,00;

начало работы после аварии 2 ч.;

время работы: Траб. - 9 ч.;

количество аварийных реакторов: 1;

доля выброса радиоактивного вещества; 30 %,

коэффициент ослабления мощности дозы излучения: 5;

скорость ветра: 5 м/с;

расстояние до объекта: Rх = 19 км;

установленная доза радиации: 2 бэр;

облачность: 5 балл;

тип реактора: РБМК _ 1000.

В зависимости от характера и объема исходной информации задачи расчёта при аварии на АЭС могут решаться либо расчётным методом (прогнозирования), либо на основании результатов фактических измерений на загрязнённой местности (по данным разведки).

1. Определяется категория устойчивости атмосферы (инверсия, изотермия, конвекция), соответствующую погодным условиям и заданному времени суток. Для заданных условий категория устойчивости - Д (конвекция). Таблица №1 [10]

2. На основе установленной категории устойчивости атмосферы (определённая в п. а) и по заданной скорости приземного ветра определяется средняя скорость ветра в слое распространения радиоактивного воздуха. Эта средняя скорость в данном случае равняется:

м/с, Таблица №2 [10]

3. По таблице №4 для заданного реактора РВМК-1000, доли выброшенных радиоактивных веществ (h=30%) определяются размеры прогнозируемых зон загрязнения местности.

Результаты сведены в таблицу 22.1

Рисунок 22.2 - Схема расположения зон радиоактивного загрязнения

Таблица 22.1. Размеры зон загрязнения местности

Индекс зоны

Длина, км

М

418

А

145

Б

33,7

В

17,6

4. Исходя из заданного расстояния Rх от судна до аварийного реактора, с учётом образующихся зон загрязнения, устанавливается зона загрязнения, в которую попало судно. Судно находится на внутренней границе зоны Б.

5. По таблице №7 определяется время формирования следа радиоактивного загрязнения (Тф) после аварии на АЭС (время начала выпадения радиоактивных осадков на территории объекта). Для судна: минут (0,95 часа) .

Следовательно, судно через 57 минут после аварии окажется в зоне загрязнения, что потребует дополнительных мер по защите экипажа.

6. Для соответствующей зоны загрязнения с учётом времени начала и продолжительности работы, определяется доза облучения, которую получит экипаж судна при условии расположения на границе зоны.

Для проектируемого судна: БЭР.

Доза облучения, которую получит экипаж судна за время Т определяется по формуле:

, БЭР (22.1)

БЭР

- где _ доза, рассчитанная по таблице 9 [10];

- коэффициент ослабления радиации;

- коэффициент, учитывающий нахождение рабочего объекта в зоне заражения.

Расчет показывает, что экипаж судна за 9 часов работы в зоне могут получить установленную дозу БЭР.

Определим допустимое время начала работы и экипажа после аварии на АЭС при условии получения дозы не более БЭР

БЭР

Согласно БЭР и ч находим суток, т.е. можно начинать работу только через 4 суток после аварии на АЭС и работать полную смену.

По исходным данным необходимо начать работу после аварии через 2 часа. Следовательно, по таблице 10 и времени часа и расчитанной дозе БЭР с учетом БЭР, находим продолжительность работы

Следовательно, экипаж судна, чтобы не получить дозу не выше установленной (2 БЭР), могут начинать работу в зоне «Б» через 2 часа и выполнять ее 3 часа.

Результаты расчетов сведены в таблицу 22.2.

Таблица 22.2 - Результаты расчетов.

Категория устойчивости атмосферы

Vcp,

м/с

Зона

ч

, БЭР

, БЭР

, БЭР

Режимы

Д

5

Внутренняя граница зоны Б

0,95

13,6

4,62

5,88

ч

ч

сут

ч

22.3 Мероприятия по защите экипажа судна

Судно в момент аварии на АЭС находится на внутренней границе зоны Б. Следовательно, экипаж судна попадает в зону радиоактивного загрязнения с дозой облучения превышающую предельно допустимую.

1. После получения оповещения о движении радиоактивного облака установить непрерывное радиационное наблюдение с переносными или стационарными дозиметрическими приборами.

2. При прохождении радиоактивного облака экипаж судна укрыть в помещении коллективной защиты.

3. По данным разведки уточнить прогнозируемую радиационную обстановку .

4. При уровнях радиации (Р>5 мР/ч) на палубе судна экипаж должен находится в респираторах или противогазах.

5. Во избежание переоблучения экипажа судна необходимо организовать сменную вахту с учетом допустимой дозы.

6. Для исключения заноса радиоактивных веществ внутрь помещений необходимо загерметизировать их, а при наличии фильтровентиляционных установок включить их в режиме «чистой вентиляции».

7. После выпадения радиоактивных осадков и снижения загрязненности палубы произвести дезактивационные работы с последующим контролем степени загрязненности.

8. При больших уровнях загрязненности судну необходимо выйти в море из порта и следовать в незагрязненный район.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте спроектировано универсальное сухогрухное судно неограниченного района плавания грузоподъемностью 5000 тонн.

В ходе проектирования рассмотрены вопросы: остойчивости, непотопляемости, ходкости, прочности. Полученные значения основных характеристик судна удовлетворяют требованиям Правил Морского Регистра Судоходства.

Судно имеет достаточную остойчивость для эксплуатации в условиях заданных техническим заданием и рассчитано по Правилам Морского Регистра Судоходства.

Конструкция корпуса судна разработана в соответствии с Правилами Морского Регистра Судоходства и удовлетворяет всем предъявленным требованиям.

Экономический раздел дал нам возможность рассчитать стоимость постройки судна, расчет экономической эффективности капитальных вложений и срок окупаемости судна.

Рассмотрены вопросы по охране труда и окружающей среды, с учетом возможных происшествий во время эксплуатации сухогрузного судна.

В целом можно сделать вывод, что спроектированное судно полностью удовлетворяет требованиям Правил Морского Регистра Судоходства и результаты расчета соответствуют требованиям технического задания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Логачев С.И., Чугунов В.В. Мировое судостроение: современное состояние и перспективы развития СПб.: Судостроение; 2001. - 312c.,ил.

2. Малотоннажные и среднетонажные морские сухогрузные суда российского и мирового флота: Справочник/ЦНИИ морского флота. - СПб, 2004._448c.

3. Судоходство и судостроение (статистика, экономика, цены). ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. - Вып. 8(35). - СПб, 2006. - 260с.

4. WijnolstN., Waals F.A.J. European short sea fleet renewal programme. - Proc. of European Shipbuilding, Repairs and Conversion conf. - London, RINA, 2004_6p.

5. Технико - экономические характеристики судов морского флота. РД 31.03.01_90. - М.: В/О. Мортехинформреклама; 1992. - 232с.

6. Логачев С.И., Семидел Л.И., Стреле С.Б. Некоторые вопросы проектирования малотоннажных многоцелевых судов. - Судостроение, №10, 1991. - С. 38.

7. Морской Бюллетень - Совфрахт; Нед. Вып. №22, 24-30 мая 2009. С. 8.

8. Ашик В.В. Проектирование судов. _ Л.:Судостроение, 1985, _ 320с.

9. Правила грузовой марке грузовых судов. _ Л.:Судостроение, 1995, _ 186с.

СПЕЦИФИКАЦИЯ

1 Назначение судна:

Морская перевозка генеральных и навалочных грузов, включая двадцати и сорокафутовые контейнеры международного стандарта высотой до девяти футов, металла, зерна, леса, угля, крупногабаритных и тяжеловесных грузов.

2 Класс Регистра:

КМ Ice3 АUT1

3 Корпус:

Водонепроницаемые переборки - 5;

Система набора - смешанная.

Основные характеристики:

Размерения судна:

Длина наибольшая, м 98,6;

Длина между перпендикулярами, м 90,5;

Ширина на миделе, м 16,5;

Высота борта, м 7,8;

Коэффициент общей полноты 0,757

Осадка, м:

носом 6,3;

кормой 6,3;

Водоизмещение:

, т 7300;

, т 5500;

, рег т 4288;

, рег т 1707;

Скорость судна, уз 12;

Район плавания Неограниченный;

Дальность плавания, миль2 5000;

Экипаж, чел 11.

3 Вместимость помещений.

Трюм №1

Размеры, м:

длина, м 28,7;

ширина, м 13,2;

глубина, м 6,8;

Вместимость, м3 2500;

Грузовой люк

Размеры, м:

длина, м 24,8;

ширина, м 13,2;

Трюм №2

Размеры, м:

длина, м 28,7;

ширина, м 13,2;

глубина, м 6,8;

Вместимость, м3 2600;

Грузовой люк

Размеры, м:

длина, м 24,8;

ширина, м 13,2;

Контейнеровместимость

всего/в трюмах, TEU 154/114/

4 Энергетическая установка.

Главные двигатели

Тип Дизель;

Марка МАК 9М453К;

Мощность, кВт 2206;

Частота вращения вала, об/мин 500;

Тип передачи на гребной вал механическая (через редуктор);

Управление двигателями Дистанционное из рулевой рубки.

5.Движители.

Количество 1;

Тип ВРШ;

Количество лопастей 4;

Диаметр, мм 3700;

Материал Сталь.

Подруливающее устройство:

Тип «винт в трубе»;

Мощность, кВт 170.

6 Дизель-генераторы.

Вспомагательные

Количество 2;

Мощность, кВТ 2х180.

7 Котлы.

Вспомогательные:

количество 1;

тип THS 14 - P;

паропроизводительность, т/ч 1,4;

мощность, кВт 947;

рабочий вес, т 8,3

Утилизационные:

количество 1;

тип КУП 660;

паропроизводительность, т/ч 0,8;

рабочий вес, т 4,12.

8 Якорное и швартовное устройства.

Брашпиль: Электрический;

скорость подъема якоря, м/мин 10;

тяговое усилие на турачках, кН 49;

Якоря:

тип Холла;

количество, масса, кг 3х2000;

Цепи:

калибр, мм 44;

длина, м 3х220;

Шпиль: Электрический;

тяговое усилие, кН 49.

9 Рулевое устройство.

Рулевая машина: Роторная электрогидравлическая;

крутящий момент, кН м 75;

руль - тип Беккера.

10 Спасательные средства.

Шлюпки

Дежурные:

количество, вместимость мест 1х6;

Спасательные:

количество, вместимость мест 1х12;

Плоты:

количество, вместимость мест 2х12;

Спасательные круги, шт. 8.

11 Балластные и осушительные средства.

Насосы:

количество_тип 1_центробежный (балластный);

1_поршневой (осушительный);

подача, м3/ч 1х120;

1х70;

напор, м 1-21;

1-20;

привод электрический.

12 Устройства по предотвращению загрязнения моря.

Сепараторы трюмных вод:

производительность, м3/ч 1х10;

Противопожарные

Насосы:

Количество 2_центробежные;

подача, м3/ч 2х75;

1х45;

напор, м 2-40;

1-50;

привод Электрический.

Паротушение В коффердаме, топливных цистернах, МКО, под котлом, в малярной;

Пенотушение В МКО и трюмах;

Система пожарной сигнализации Световая и звуковая.

13 Отопление.

Водяное В хозяйственных, бытовых и санитарных помещениях;

Воздушное (зимнее кондиционирование) В жилых, служебных и общественных помещениях.

14 Средства навигации.

Лаг;

Эхолот;

РЛС;

GPS.

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru