Проектирование судов Теория проектирования (стр. 9 из 14)
в – по штучному грузу
Грузовместимость по сыпучему грузу (или по зерну) Wс, равна теоретической за вычетом объема набора и различных конструкций в пределах грузовых помещений (пиллерсы, трапы, трубопроводы и т.п.). Кроме того, вычитают объемы льял и деревянного настила двойного дна – паёла (рис. 8 б). Тогда,
Wс = Wт – ΔWс,
где ΔWс – вычет, составляющий для твиндеков 2,0 – 3,5 % Wт, для трюмов 3,0 – 5,5 % Wт. Большие значения характерны для меньших по размерам помещениям. Если настил двойного дна горизонтален, то отпадает вычет на объем льял, равный 1,5 – 2,0 % Wт. В среднем для сухогрузов ΔWс = 2,0 – 3,0 % Wт.
При перевозке штучных грузов остаются незаполненными пространства между шпангоутами, бимсами, кницами и стойками переборок, поэтому вместимость по штучному грузу (или киповая) Wшт меньше вместимости по сыпучему грузу. Кроме этого необходимо учитывать объем занимаемый рыбинсами (рис. 8 в). На начальных этапах проектирования Wшт определяют путем введения вычетов к Wс,
Wшт = Wс – ΔWшт,
где средние значения ΔWшт для сухогрузов составляют 9,0 – 10,0 % Wс.
При определении грузовместимости рефрижераторных трюмов необходимо учитывать объем, занимаемый изоляцией и ее зашивкой, трубопроводами, змеевиками и т.п. Средние значения вычетов из теоретического объема рефрижераторных помещений составляет 25 – 35 % и зависит от размеров помещений, типа изоляции и системы охлаждения.
При определении полезной грузовместимости танков и цистерн судовых запасов Wж из теоретического объема делается вычет на телесность набора, наличие неудалимых остатков и недолив на температурное расширение жидкости.
Wж = Wт – ΔWж,
где ΔWж для грузовых танков составляют 5,0 – 6,0 % Wт, для цистерн судовых запасов 6,0 – 9,0 % Wт.
Для наиболее полного представления о величине (кубатуре) и распределении по судну всех компонентов его вместимости строят эпюру емкости судна. На оси абсцисс проставляются номера шпангоутов, а по оси ординат откладываются площади поперечных сечений корпуса при данной абсциссе, измеренной от основной плоскости до уровня настила двойного дна, палубы или платформы (рис. 9). Площадь, занимаемая помещением на эпюре численно равна объему этого помещения.
Эпюра емкости строится на основе строевой по шпангоутам. На ней отмечается положение поперечных переборок, палуб, платформ, выгородок, цистерн двойного дна и пр. Для судов, имеющих развитую систему цистерн двойного дна, их ординаты откладываются вниз от оси абсцисс.
Эпюры емкости крупных судов с большим количеством помещений дополняются продольным разрезом, планом палуб, поперечными сечениями и таблицами, в которых указывают положение, объем и координаты ЦТ данного помещения (табл. 4 и 5). Для удобства такие таблицы составляют отдельно для грузовых помещений и цистерн. Для прочих помещений (МО, кладовые, шахты, румпельное отделение и т.п.) такие таблицы не составляются.
Грузовые помещения таблица 4
| Наименование помещения | №№ шп. | Объем, м3 | Координаты ЦТ, м | ||||
| Wт | Wс | Wшт | х | у | z | ||
| Трюм № 1 … Твиндек № 3 … Баковый твиндек … | 16 – 42 … 121 – 133 … 16 – 42 … | 528 … 1375 … 311 … | 518 … 1350 … 305 … | 413 … 1149 … 243 … | 62,7 … - 29,2 … 61,9 … | 0 … 0 … 0 … | 5,1 … 8,9 … 10,3 … |
Цистерны таблица 5
| Наименование помещения | №№ шпангоутов | Теоретический объем, м3 | Коэффициент заполнения, kж | Объем нетто, м3 | Вместимость, т | Координаты ЦТ, м | ||
| х | у | z | ||||||
| Диптанк … Бортовая топливная цистерна … Цистерна мытьевой воды … | 86 – 94 … 133 – 155 ЛБ … 187 – 192 ПБ … | 338 … 250 … 69,1 … | 0,98 … 0,98 … 0,97 … | 331 … 245 … 60,3 … | 340 … 207 … 60,3 … | 81,1 … - 46,5 … -101 … | 0 … - 9,8 … 6,1 … | 4,4 … 1,1 … 9,4 … |
Рис. 9. Продольный разрез и эпюра емкости судна
1 – форпик, 2 – грузовые твиндеки, 3 – грузовые трюмы, 4 – бак, 5 – ют, 6 – комингсы грузовых люков, 7 – диптанк, 8 – машинное отделение, 9 – туннель гребного вала с рецессом, 10 – двойное дно, 11 – ахтерпик.
Удельная грузовместимость
Удельной грузовместимостью μс называется отношение суммарной грузовместимости Wгр судна к его грузоподъемности Ргр.
μс= Wгр/Ргр,
Количественное значение этой величины показывает, какой объем грузовых помещений судна может быть представлен для размещения там одной тонны груза. В соответствии с различными значениями Wгр различают удельную грузовместимость по сыпучему и штучному грузу.
Удельная грузовместимость судна должна соответствовать удельной погрузочной кубатуре груза μг, показывающей, какой объем помещений необходим для размещения 1 т груза. Значения μг колеблются в очень широких пределах. Некоторые из них представлены в табл. 6.
Поскольку на судах обычно одновременно перевозится несколько различных грузов, можно говорить о средней погрузочной кубатуре всех грузов на судне. Это осредненное значение указывается в задании на проектирование и чаще всего выбирается из дискретного ряда μг = 1,75; 1,90; 2,00; 2,20 м3/т. Если же судно предназначено для перевозки какого-то определенного вида груза, то при проектировании следует ориентироваться на удельную погрузочную кубатуру именно этого груза.
При проектировании необходимо стремиться к соотношению μс≈ μг, поскольку при μс< μг судно будет эксплуатироваться с недогрузом, так как емкость грузовых помещений окажется недостаточной для размещения всей массы груза, а при μс> μг окажется недоиспользованным объем грузовых помещений после приема заданной массы груза. В обоих случаях экономическая эффективность судна снижается.
Полная теоретическая вместимость
Наряду с эпюрой вместимости о полном теоретическом объеме судна можно судить по строевой по ватерлинии, доведенной до верхней точки корпуса (рис. 10). Разбив полный подпалубный объем W на подводный (объемное водоизмещение) V и надводный Wн, с учетом объема надстроек и рубок Wр можем записать:
W = V + Wн + Wр.
Объем Wн можно разделить на три части
Wр = W1 + W2 + W3.
где W1 – объем между КВЛ и параллельной ей ВЛ, проведенной на уровне нижней точки палубы (ПВЛ) без учета развала бортов, W2 – объем, образованный развалом бортов в надводной части, W3 – объем, образованный седловатостью и погибью палубы. При этом
Удельная погрузочная кубатура некоторых грузов
W1 = S(H – T),
,W3 = k3 zcSп,
где k2 и k3 – коэффициенты полноты объемов W2 и W3, S – площадь КВЛ, Sп – площадь ПВЛ, zc – максимальная аппликата седловатости.
Рассматривая объем между КВЛ и ПВЛ, можно записать,
,Где
.Некоторые авторы пытались выразить k2, считая, что строевая по ВЛ описывается каким-то аналитическим выражением. Если принять строевую в форме четырехугольника Морриша (рис. 4), то для треугольника DEF коэффициент k2 = 1/2. Но поскольку формы строевой в надводной и подводной частях могут довольно сильно отклоняться друг от друга к выбору этого коэффициента следует подходить с осторожностью.
Для определения площади ПВЛ рассмотрим треугольники ACD и DEF подобные друг другу. Так как
,то после подстановки значений, получим
,Откуда
.Полный объем надводной части
,Где
.По данным исследований, для пассажирских судов, палуба которых имеет погибь и седловатость kн = 1,28 ± 0,07, без погиби и седловатости kн ≈ 1,22. Для судов иного назначения kн, как правило, не превосходит указанных значений.
Полный объем корпуса (без учета надстроек и рубок)
.