Прием и расходование малого груза. Кривая числа тонн на 1 см осадки

Задачи плавучести, решаемые в процессе эксплуатации судна

В процессе эксплуатации на судне расходуются грузы (вода, топливо и т. д.) или, наоборот, принимаются грузы. Кроме того, судно эксплуатируется в морях с водой различной плотности, которая зависит от солености и температуры. При этом будет наблюдаться изменение осадки.

На практике считается, что условие прямобортности при приеме груза на суда выполняется, если масса груза не превосходит 10 % массы судна. Такой груз и называетсямалым.

При принятии малого груза весом p = mg (рис. 2) осадка судна должна измениться таким образом, чтобы дополнительная сила поддержания ρgδV компенсировала силу тяжести груза p, т. е. должновыполняться равенство mg = ρgδV, или m =ρδV.

Поскольку груз мал, можно в пределах изменения осадки считать борта судна вертикальными и выразить δV через приращение осадки и площадь ватерлинии

δV =SδT, (1)

тогда

p = ρgSδT. (2)
Отсюда изменение осадки

δT = p/(ρgS). (3)

С помощью формулы (3) и с учетом того, что p = mg, можно рассчитать и построить кривую числа тонн на 1 см осадки. Если положить δT = 1 см = =0,01 м, m = q, получим

q = ρS /100 - (4)
число тонн на 1 см осадки. Таким образом, достаточно изменить лишь масштаб на оси ординат строевой по ватерлиниям, чтобы найти зависимость q от z. С помощью q легко найти значение δT (в сантиметрах) при приеме груза по формуле

δT = m/q. (5)

При приеме груза кроме осадки будут меняться также координаты ЦТ и ЦВ судна.

Обозначив координаты центра тяжести груза , и (см. рис.2) и составив уравнения статических моментов масс относительно координатных плоскостей, получим

;

; (6)

,

где , — координаты ЦТ судна до приема груза. При написании второго уравнения учтено, что для судна в прямом положении =0.

Рис.2. К определению изменения осадки и приращений координат ЦТ и ЦВ при приеме малого груза: а — поперечный; б — продольный разрезы судна

Из системы уравнений (6) легко определить изменения координат ЦТсудна

;

; (7)

.

В соответствии с (7) получается, что изменения координат ЦТне будет, если груз принят в ЦТсудна.

Формулы (7) можно также выразить через массу судна и груза

(8)Изменение координатЦВ можно определить из уравнений статических моментов объемов относительно координатных плоскостей:

;

; (9)

.

Здесь , и — координаты ЦТ F дополнительного объема δV.

Из рис.2 следует, что при приеме малого груза = ; = Т + δT / 2, a = 0, так как судно остается по - прежнему симметричным относительно ДП. Подставив эти величины в уравнения (9) и умножив числители и знаменатели уравнений на ρg,, можно вычислить

;

; (10)

Системы (7) и (10) верны и для случая снятия груза, но только вместо p надо в них подставлять - p.

Формулы (10) можно также выразить через массы судна и груза

(11)

Чтобы судно не получило при приеме или снятии груза ни крена, ни дифферента, необхо-димо выполнять условия δx_g = δх_с и δy_g = δу_с,или в развернутом виде на основании выражений (7) и (10)

; (12)

. (1.101

С учетом того, что х_g = х_с (из второго условия плавучести), окончательно имеем

х_р = х_f,; у_p = 0. (13)

Таким образом, чтобы судно при приеме или расходовании груза не получило ни крена, ни дифферента, центр тяжести этого груза должен находиться на одной вертикали с центром тяжести площади ватерлинии.

Дата добавления: 2015-06-04