Разработка грузового плана морского судна 2

Федеральное агентство морского и речного флота РФ

Морской Государственный Университет

Имени адмирала Г. И. Невельского

Кафедра УМТ
Расчётно-графическая работа

«Разработка грузового плана морского судна»

Выполнил студент 07.31 группы:

Игнатюк Алексей Валерьевич

Проверил преподаватель:

Прудникова Валентина Петровна

Владивосток

2008 год

Исходные данные:

Вариант 96

Дальность плавания, R= 1850 миль

Грузовая марка, T

Дифферент, Df
=- 0 м

Скорость, n= 12 узлов

Удельный расход топлива, qт
= 35 т/сут

Удельный расход воды, qв
= 4,5 т/сут

Обязательные грузы:

1. Березовый квадратик, p1
= 900 т

2. Железо обручное, p2
= 1000 т

3. Агар-агар, p3
= 800 т

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

Инструменты всякие, р3
= 800 т

Факультативные грузы:

1. Чугун в чушках, mт
= 0,99 м3
/т

2. Черепица, mл
= 3,9 м3
/т

1. Транспортная характеристика грузов

Наименование грузов	Вид упаковки	m, м3 /т	Масса одного места, кг
Обязательные грузы:
1. Березовый квадратик	пачки	1,6	31
2. Железо обручное	б/у	0,99	50
3. Инструменты всякие	мешки	3,0	любая
Факультативные грузы:
1. Чугун в чушках	б/у	0,99	80
2.Шифер	ящики	3,9	51

Транспортные характеристики грузов

Мешковые грузы (Мел)

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

Глицерин

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

Ящичные грузы (Аппараты телефонные)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Жесть в пачках

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

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

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

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

Шифер

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

2. Эксплуатационно-технические характеристики судна

Показатели	Обозначения	Значения
1. Главные размерения:
1.1Длина, м	L	150,85
1.2Ширина, м	B	20,60
1.3Высота борта, м	H	12,0
2.Объемно массовые показатели:
2.1Массовое водоизмещение порожнем; т	Dс	5380
2.2Водоизмещение по грузовую марку; т	D	19400
2.3Дедвейт судна; т	Dw	13500
2.4Киповая грузовместимость судна; м	W	17900
3.Посадка судна:
3.1Осадка по грузовую марку; м	d	9,6
3.2Дефферент; м	Df	0
4.Нормы расхода:
4.1Топлива; т/сут	qт	35
4.2Воды; т/сут	qв	4,5
5.Дальность плавания; мили	R	1850
6.Скорость; узлы	n	12

3. Расчет грузоподъемности и грузовместимости судна на заданный рейс

3.1
Рассчитываем количество запасов воды и топлива на заданный рейс по формуле: åPзап
= (qт
* Кт
шт
+qв
* Кв
шт
) *R/24 *n = (35*1,2+4,5*1,1)*2900/24*12 = 301,58 т, где:

qт
– удельный расход топлива

qв
– удельный расход воды

Кт
шт
– коэффициент штормового запаса для топлива, Кт
шт
= 1,2

Кв
шт
– коэффициент штормового запаса для воды, Кв
шт
= 1,1

R – дальность плавания

n- скорость судна

3.2
Определяем объём грузовых помещений для обязательного и для факультативного грузов

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

P1
, P2
, P3
– масса обязательных грузов

m1
, m2
, m3
– удельные погрузочные объёмы обязательных грузов

Wфак
=W-Wоб
= 17900-4830 = 13070 м3

3.3
Определяем массу тяжёлых и лёгких не факультативных грузов

Масса факультативного груза:

Pфак
=Dw
- (P1
+P2
+P3
) + åPзап
= 13500-(900+1000+800+301,58) = 10498,42 т

Масса тяжёлого груза:

Pт
=Pфак
*mл
-Wфак
/mл
-mт
= 10498,42 *3,9-13070/3,9-0,99 = 9578,63 т

Объём занятый тяжёлым грузом:

Wт
=Pт
*mт
= 9578,63*0,99 = 9482,84 м3

Вес лёгкого груза:

Pл
=Pфак
-Pт
= 10498,42-9578,63 = 919,79 т

Объём занятый лёгким грузом:

Wл
=Pл
*mл
= 919,79*3,9 = 3587,18 м3

Определяем чистую грузоподъёмность груза:

Dч
=Dw
-åPзап
= 13500-301,58=13198,42 т

Делаем проверку:

W=Wоб
+Wт
+ Wл
= 4830 + 9482,84 + 3587,18 = 17900

P1
+P2
+P3
+Pт
+Pл
+åPзап
=Dw
=900 + 1000 + 800 + 9578,63 + 919,79 + 301,58 = 13500 т

4.
Распределение груза по грузовым помещениям

4.1
Определение грузоподъёмности помещений

Qj
*( P1
+P2
+P3
+Pт
+Pл
); т

Кj
– коэффициент соизмеримости грузовых помещений

Кj
=Wj
/W

Wj
– объём j-го грузового помещения

Наименование помещений	Wj ; м3	Кj	Qj ; т
Трюм 1	937	0,0524	690,92
Нижний твиндек 1	985	0,055	726,92
Верхний твиндек 1	738	0,0412	544,15
Трюм 2	2417	0,135	1782,15
Твиндек 2	1717	0,0959	1266,01
Трюм 3	2783	0,1555	2052,02
Твиндек 3	1651	0,0922	1217,35
Трюм 4	2752	0,1537	2029,16
Твиндек 4	1640	0,0916	1209,24
Трюм 5	417	0,0233	307
Нижний твиндек 5	767	0,0429	565,50
Верхний твиндек 5	1096	0,0613	808
Итого:	17900	1,0	13198,42

4.2
Комплектация грузов при составлении грузового плана:

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

Xт
1
+Xл
2
=Qj
; т (1); Xт
1
*m1
т
+Xл
2
*mл
2
=Wj
; м3
(2)

Xт
1
- доля выбранного тяжёлого груза, которую планируется погрузить в выбранное помещение; m1
т
- его удельный погрузочный объём.

Xл
2
- доля выбранного лёгкого груза, которую планируется погрузить в выбранное помещение; m2
л
- его удельный погрузочный объём.

Решаются два равенства:

Xт
1
=Qj
*mл
2
-Wj
/m2
л
-m1
т
; Xл
2
=Qj
-Xт
1
;

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

Wт
1
=Xт
1
*m1
т
; Wл
2
=Xл
2
*m2
л
;

Проводится проверка правильности комплектации:

Xт
1
+Xл
2
=Qj
(3) ; Wт
1
+Wл
2
=Wj
(4);

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

Таблица комплектации
:

Помещения	P1 =900 т W1 =1440м3	P2 =1000 т W2 =990м3	P3 =800 т W3 =2400м3	Pт =9578,63т Wт =9482,84м3	Pл =919,79 т Wл =3587,18м3	Qj ; т	Wj ; м3
Трюм 3	-	-	-	1793,77 т 1775,83 м3	258,25 т :center;">1007,17 м3	2052,02	2783
Трюм 4	-	-	-	1773,78 т 1756,02 м3	255,38 т 995,98 м3	2029,16	2752
Трюм 2	-	-	324,72 т 974,15 м3	1457,43 т 1442,85 м3	-	1782,15	2417
Твиндек 2	-	-	230,68 т 692,04м3	1035,33 т 1024,96 м3	-	1266,01	1717
Твиндек 3	-	-	-	1064,14 т 1053,49 м3	153,21 т 597,51 м3	1217,35	1651
Твиндек 4	-	-	-	1057,05 т 1046,47 м3	152,19 т 593,53 м3	1209,24	1640
Верхний твиндек 1	-	-	99,15 т 297,45 м3	445 т 440,55 м3	-	544,15	738
Нижний твиндек 1	435 т 696 м3	291,92 т 289 м3	-	-	-	726,92	985
Трюм 1	414,17 т 663,58 м3	276,18 т 273,42 м3	-	-	-	690,92	937
Нижний твиндек 5	-	431,9 т 427,58 м3	103,07 т 309,20 м3	30,53 т 30,22 м3	-	565,50	767
Верхний твиндек 5	-	1 т 3 м3	706,25 т 700 м3	100,76 т 393 м3	808	1096
Трюм 5	50,2 т 80 м3	41,3 т 124 м3	215,6 т 213 м3	307	417
åPi	900 т	1000 т	800 т	9578,63 т	919,79 т	13198,42	17900
åWi	1440 м3	990 м3	2400 м3	9482,84м3	3587,18м3	17900

5. Проверка правильности распределения грузов по грузовым помещениям судна

5.1
Распределение запасов топлива и воды по танкам

Pтоп
=qт
* Кт
шт
*R/24 *n = 30*1,2*2900/24*16=271,8 т

Pв
=qв
* Кв
шт
*R/24 *n = 2,5*1,1*2900/24*16=20,7 т

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

№7 = 30,4 т

Расходный ЛБ = 10,9 т

5.2
Расчёт моментов и массового водоизмещения судна.

Помещения	P, т	Коорди x, м	аты z, м	Моме Мх , т*м	ты Мz , т*м
Трюм 1	690,92	50,32	3,8	32979,22	2490,482
Нижний твиндек 1	726,92	50	9,46	34395,5	6507,63
Верхний твиндек 1	738	51,19	14,52	26378,72	7482,3
Трюм 2	1782,15	30,45	2,87	51415,13	4846,02
Твиндек 2	1266,01	30,71	9,73	36835,72	11670,84
Трюм 3	2052,02	4,95	2,77	9627,354	5387,43
Твиндек 3	1217,35	4,97	9,27	5731,35	10690,07
Трюм 4	2029,16	-16,48	2,84	-31681,15	5459,616
Твиндек 4	1209,24	-16,46	9,01	-18858,06	10322,67
Трюм 5	307	-55,45	5,01	-16159,79	1460,06
Нижний твиндек 5	565,5	-58,5	9,24	-31389,34	4957,91
Верхний твиндек 5	808	-57,95	12,98	-44430,84	9951,9
Запасы топлива:
Танк №1 ПБ	231,4	17,0	6,23	3934	1442
Расходный	43,6	-45,3	7,03	-1975	306
Отстойный	102,2	-48	6,07	-4906	620
Запасы воды:
№ 8 ЛБ	36,3	-41,4	0,92	-1503	33
№ 6 ЛБ	51,3	-32,8	0,88	-1692	45
№ 8 ПБ	29	-40,5	0,91	-1175	26
№ 9 ПБ	78	-48	10,23	-3754	800
№ 9 ЛБ	77	-47,9	10,23	-3688	797
Всего:	14041	55142,35	92667,48

1. Определяем массовое водоизмещение судна по формуле:

D=Dо
+åР, т; Dо
=5380 т

D= 5380+12809,2=18189,2 т

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

å1
Мх
=å Мх
+Dо
*хо
; т*м

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

å1
Мх
=56062,814+5380*(-10,98) = -3009,586 т*м

5.3 Проверка посадки и остойчивости судна для заданного варианта загрузки.

å1
Мх
-[Mх
]=0, (1); -3009,586 -3800 = -6809,586

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

M-удельный дифферентующий момент (таблица №2)

Если равенство (1) не выполняется, необходимо найти расчётный Df
исходя из условия: å1
Мх
=[Mх
] или å1
Мх
=½Df
½расч
*M

½Df
½расч
=å1
Мх
/M<=½Df
½ (3)

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

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

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

1. Определяем массовое водоизмещение судна по формуле:

D=Dо
+åР, т; Dо
=5380 т

D= 5380+12845,5=18225,5 т

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

å1
Мх
=å Мх
+Dо
*хо
; т*м

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

å1
Мх
=54559,814+5380*(-10,98) = -4512,586 т*м

å1
Мх
-[Mх
]=0, (1); -4512,586 -3800 = -8312,586

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

M-удельный дифферентующий момент (таблица №2)

Если равенство (1) не выполняется, необходимо найти расчётный Df
исходя из условия: å1
Мх
=[Mх
] или å1
Мх
=½Df
½расч
*M

½Df
½расч
=å1
Мх
/M<=½Df
½ (3)

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

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

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

5.4
Проверка прочности палуб

Прочность палуб проверяется по критерию местной прочности, которая рассчитывается по формуле: Кмп
=Pфак
/Pдоп
<=1,0

Pфак
– фактическая нагрузка на 1 м2
площади палубы

Фактическая нагрузка для каждой палубы рассчитывается по формуле:

Pфак
j
=Qj
/Sj
; т/ м2

Qj
– грузоподъёмность помещения

Sj
– площадь палубы помещения, определяется по формуле: Sj
=Wj
/Нj
; м2

Wj
– объём помещения

Нj
– высота помещения

Pдоп
– допустимая нагрузка на 1 м2
площади палубы.

Расчёт выполняем в табличной форме.

Помещения	Wj ; м3	Qj ; т	Нj ; м	Sj ; м2	Pфак ; т/м2	Pдоп ; т/м2	Кмп
Трюм 1	937	655,39	5,35	175,14	3,74	12,9	0,29
Нижний твиндек 1	985	687,91	4,83	203,93	3,37	3,9	0,864
Верхний твиндек 1	738	515,31	3,69	200	2,58	3,7	0,697
Трюм 2	2417	1688,51	7,37	327,95	5,15	12,2	0,422
Твиндек 2	1717	1199,47	4,34	395,62	3,03	3,6	0,842
Трюм 3	2783	1944,92	6,6	421,67	4,61	12,2	0,378
Твиндек 3	1651	1153,19	3,72	443,82	2,6	3	0,867
Трюм 4	2752	1922,4	6,58	418,24	4,6	12,2	0,377
Твиндек 4	1640	1145,69	3,69	444,44	2,58	3,6	0,717
Трюм 5	417	219,43	3,36	124,11	1,77	4	0,443
Нижний твиндек 5	767	536,57	3,6	213,06	2,52	3,65	0,69
Верхний твиндек 5	1096	766,71	3	365,33	2,1	3,65	0,575

5.5
Проверка общей прочности корпуса судна

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

1.Определяем расчетный дедвейт судна:

Dw
=Dч
+åPзап
= 12507,5 + 338 = 12845,5 т

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

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

åMн
х
=åMх
гр.
+åMх
зап.
= 197362,994 + 3934 = 201296,994 т*м

Строим диаграмму проверки прочности корпуса судна

6. Проверка правильности составления грузового плана

6.1
Расчёт метацентрической высоты на момент отхода судна

Метацентрическая высота на начало рейса определяется по формуле:

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

D0
– водоизмещение судна порожнем (D0
=5380 т)

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

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

6.2
Построение диаграммы статической остойчивости

qо	10	20	30	40	50	60	70	80
Lст	0,26	0,54	0,73	0,95	1,19	1,22	1,11	1