Практические заанятия-укр

31

Марки поглиблення наносять на правому борту в дециметрах і позначають арабськими цифрами (рис. 1, б), на лівому борту – у футах та позначають римськими цифрами (рис. 1, а). Відстань між цифр на лівому борту за вертикаллю дорівнює 1 фут, на правому борту – 1 дм. Часто-густо на обох бортах су-

ден наносяться марки поглиблення позначені тільки арабськими або тільки римськими цифрами.

Зняття осідання носом, на міделі та кормою здійснюється з обох бортів судна з максимально можливою точністю із причалу й (або) катера.

При хвилюванні моря необхідно визначити середню величину амплітуди омивання водою кожної марки поглиблення, яке і буде фактичним осіданням у даному місці. При хвилюванні рекомендується користуватися спеціальними приладами для зняття осідання.

Після визначення осідання на носі, кормі та на міделі (середині) судна по

правому й лівому борту, розраховують середні осідання на носі Т , на кормі Т

Н К

і на міделі ТÄ.

Однієї з основних характеристик судна, яка використовується для багатьох розрахунків, є довжина між перпендикулярами (LBР) (рис. 2).

Рисунок 2 – Розміри судна та марки поглиблення

Осідання на носовому або кормовому перпендикулярі відповідає осіданню судна носом або кормою. Однак шкали осідання не знаходяться напроти перпендикулярів. Оскільки вони зміщені, то вони показують не точне осідання носа або корми, а місцеве осідання судна та вимагають введення виправлення. Також осідання на міделі повинне зніматися зі шкали, що перебуває на відстані не більше 0,5 м від мідель-шпангоута, якщо ця умова не дотримується, то потрібне виправлення й осідання на міделі.

©Якщо носова шкала поглиблення не знаходиться на лінії носового перпендикуляра, то вводять виправлення для носового осідання.

Розрахунок виправлення носового осідання на зміщення марки поглиблення від перпендикуляра (∆Н) здійснюється за формулою

∆Н = f × d / LBM,

де f – відстань від форштевня до носового перпендикуляра (рис. 2), м; d – диферент судна, м;

32

LBM – відстань між марками поглиблення, м. LBM = LBP – (f + a),

де LBP – відстань між перпендикулярами, м.

Знак ∆Н позитивний (+) при диференті на ніс і негативний(–) при диференті на корму.

Виправлене осідання носом (ТН¢) визначається як

ТН¢ = ТН + ∆Н.

©Якщо кормова шкала поглиблення не проходить по лінії кормового перпендикуляра, то вводять виправлення для кормового осідання. Його знак зворотний знаку виправлення ∆Н.

Розрахунок виправлення кормового осідання на зміщення марки поглиблення від перпендикуляра (∆К) здійснюється за формулою

∆К = a × d / LBM,

де a – відстань від кормової шкали до кормового перпендикуляра (рис. 2), м. Виправлене осідання кормою (ТК¢) визначається як

ТК¢ = ТК + ∆К.

©Якщо шкала поглиблення на міделі зміщена більше0,5 м від мідельшпангоута, то вводять виправлення для осідання на міделі.

Коли шкала осідання розташована у корму від мідель-шпангоута, то значення виправлення будуть негативними (принцип – aft).

У західній системі знаків диферент на корму вважається позитивним, а у вітчизняній системі знаків навпаки– негативним. Знак виправлення виходить алгебраїчно.

Розрахунок виправлення осідання на міделі при зміщенні марки поглиблення від мідель-шпангоута (DÄ) здійснюється за формулою

DÄ = m × d / LBM,

де m – відстань від марок поглиблення на міделі до мідель-шпангоута, м. Виправлене осідання на міделі (ТÄ¢) визначається як

ТÄ¢ = ТÄ ± ∆Ä.

Величини «a», «f» і «m» знімаються з масштабного креслення судна або креслення поздовжнього розрізу судна в масштабі.

Різниця осідання носом і кормою називається диферентом судна(d). Якщо ніс судна занурений у воду менше, ніж корму, то говорять, що судно має диферент на корму (рис. 2), і навпаки.

Після розрахунку середнього осідання по носі ТН, кормі ТК і в районі мі- дель-шпангоута ТÄ, з необхідними виправленнями (ТН¢, ТК¢ і ТÄ¢), розраховується середнє осідання судна (ТСР).

У практиці існує багато методик для визначення(розрахунку) середнього осідання судна (ТСР). Найпоширенішою формулою для визначення середнього осідання судна для сюрвейерських розрахунків є наступна

ТСР = (ТН + 6 × ТÄ + ТК) / 8.

©Якщо вводилися виправлення до осідання, формула визначення Т

СР

прийме наступний вид

ТСР = (ТН¢ + 6 × ТÄ¢ + ТК¢) / 8.

33

©Якщо розраховувалися не всі виправлення до осідання, то у формулу

визначення Т уводяться тільки вони, а вираження для визначенню Т являє

СР СР

собою комбінацію формули з виправленнями та без них.

За довомогою вантажної шкалі (рис. 3) або гідростатичних таблиць за середнім осіданням (ТСР) визначається водотоннажність D0.

Якщо є диферент, то визначаються виправлення до водотоннажності

D1 = 100 × u × LCF × d / LBР; D2 = 50 × d2 × (dM/dz) / LBР,

де u – число тонн на 1 см осідання, т/см. Величина u характеризує, яку кількість тонн необхідно завантажити (розвантажити) на судно, щоб його осідання змінилося на 1 см;

LCF – зміщення центра ваги площі ватерлінії від мідель-шпангоута, м. Зміщення центра ваги площі ватерлінії(LCF) від міделя в корму вважаються позитивним (+), у ніс – негативним (–);

dM/dz – різниця в моменті, який змінює диферент на 50 см вище та нижче середнього розрахункового осідання, т×м.

Знак першого виправлення виходить алгебраїчно, а другого – завжди позитивний.

Їх сума дає загальне виправлення на диферент до водотоннажності

DД = ±D1 + D2.

Визначається водотоннажність із урахуванням виправлення на диферент

D1 = D0 + DД.

Якщо фактична щільність води (rФ) відрізняється від щільність води для якої побудована вантажна шкала(r), необхідно ввести виправлення на щільність (густину)

DШ = (rФ – r) / r × D0,

де ρ – щільність води для якої побудована вантажна шкала, т/м3; ρФ – фактична щільність води, т/м3;

D0 – водотоннажність, яка визначена за вантажною шкалою при фактичній щільності та осіданні ТCР, т

D = D1 + DШ.

Визначивши водотоннажність на початку(DП) і в кінці(DК) вантажних

робіт, розраховуємо кількість вантажу (G), з урахуванням змінних запасів
G = (DП – gП) – (DК – gК),	(1)

де DП, DК – водотоннажність судна на початку і в кінці вантажних робіт з усіма виправленнями, т;

gП, gК – сумарна кількість змінних запасів на початку і в кінці вантажних робіт, т.

Наведена формула справедлива коли судно в порту розвантажується, тобто DП > DК. При завантаженні судна, коли DП < DК, кількість вантажу (G), з ура-

хуванням змінних запасів визначається по формулі
G = (DК – gК) – (DП – gП).	(2)

До змінних суднових запасів відносяться: üмаса палива та мастил; üмаса питної та технічної прісної води;

34

Рисунок 3 – Вантажна шкала судна

35

üмаса суднових запасів провізії та постачання (фарби, запчастини й ін.); üмаса суднового екіпажу з багажем, з розрахунку 1 т багажу на 12 чоло-

вік;

üмаса «мертвого» запасу (вантажу).

До складу «мертвого» вантажу (суднова постійна) входять маса баласту який не відкачали, залишки води в танках й ін.

Потрібні для розрахунків параметри визначаються по«Кривих елементів теоретичного креслення» судна. У цій роботі розглядається скорочений розрахунок, при цьому приймається:

LCF = 1 м; LBР = 150 м; dM/dz = 0 т×м; r = rФ = 1,025 т/м3.

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта визначаємо з табл. 1 шифр правого та лівого борта.

Таблиця 1

	Варіант	Шифр борта		Варіант	Шифр борта		Варіант	Шифр борта
		лівий	правий		лівий	правий		лівий	правий
	1	1	1	11	1	10	21	1	5
	2	2	2	12	2	9	22	2	6
	3	3	3	13	3	8	23	3	7
	4	4	4	14	4	7	24	4	8
	5	5	5	15	5	6	25	5	9
	6	6	6	16	6	5	26	6	10
	7	7	7	17	7	4	27	7	1
	8	8	8	18	8	3	28	8	2
	9	9	9	19	9	2	29	9	3
	10	10	10	20	10	1	30	10	4

За шифром борта (лівого та правого) з табл. 2 визначаємо значення осідання кожного борта і об'єм запасів на початок і по закінченню(кінець) вантажних робіт.

ØСпочатку здійснюються розрахунки на початок вантажних робіт. Здійснювати розрахунки на початок та на кінець вантажних робіт одно-

часно (паралельно) заборонено.

За заданим осіданням носом правого (ТНП) і лівого (ТНЛ) борта визначаємо

(розраховуємо) середнє осідання носом ТН, м

ТН = (ТНП + ТНЛ) / 2.

За заданим осіданням на міделі правого(ТÄП) і лівого (ТÄЛ) борта – се-

реднє осідання на міделі ТÄ, м

ТÄ = (ТÄП + ТÄЛ) / 2.

За заданим осіданням кормою правого (ТКП) і лівого (ТКЛ) борта – середнє

осідання кормою ТК, м

ТК = (ТКП + ТКЛ) / 2.

За отриманими значеннями середнього осідання, розраховуємо середнє із середніх розрахункове осідання судна ТСР, м

ТСР = (ТН + 6 × ТÄ + ТК) / 8.

36

Таблиця 2

	Ши	Момент ви-	Об'єм за-	Осідання правого борта, м			Осідання лівого борта, м
	фр	значення	пасів, т	ТНП	ТÄП	ТКП	ТНЛ	ТÄЛ	ТКЛ
	1	Початок	1200	5,18	4,95	4,75	5,22	4,93	4,71
		Кінець	700	9,62	9,95	10,15	9,58	9,91	10,13
	2	Початок	2200	4,83	4,90	5,15	4,81	4,88	5,19
		Кінець	500	8,80	9,90	10,0	8,78	9,94	10,02
	3	Початок	800	4,35	4,85	5,56	4,31	4,81	5,58
		Кінець	300	9,95	9,85	8,95	9,99	9,81	8,91
	4	Початок	200	4,94	4,95	4,95	4,96	5,01	4,97
		Кінець	50	9,96	9,75	9,15	9,98	9,71	9,13
	5	Початок	200	5,04	5,02	5,00	5,00	5,04	5,04
		Кінець	75	9,85	9,65	9,25	9,87	9,67	9,23
	6	Початок	300	4,75	5,15	4,76	4,71	5,05	4,74
		Кінець	100	9,26	9,63	10,0	9,24	9,61	10,2
	7	Початок	250	4,46	4,24	5,01	4,54	4,26	5,09
		Кінець	70	10,0	9,80	9,10	9,98	9,78	9,12
	8	Початок	420	4,61	4,63	4,60	4,63	4,65	4,64
		Кінець	170	9,20	9,24	9,20	9,28	9,26	9,26
	9	Початок	290	4,58	5,08	4,58	4,56	5,02	4,52
		Кінець	60	8,42	8,96	9,47	8,38	8,88	9,43
	10	Початок	320	5,24	4,89	4,65	5,22	4,85	4,67
		Кінець	127	10,0	9,93	9,53	9,98	9,91	9,51

У даній роботі виправлення до осідання не розраховуються.

Розрахунок осідання здійснюється з точністю до1 мм. Так як осідання, які наведені в табл. 2 у м, то їхнє розрахункове значення повинне бути з точністю до третього знака після коми.

За вантажною шкалою(рис. 3) визначаємо шукану водотоннажність судна D0 (наступний за осіданням стовпчик). Для цього на шкалі осідання вантажної шкали знаходимо значення ТСР і найближче до нього значення осідання, для якого на вантажній шкалі зазначене чисельне значення водотоннажності. Позначимо це осідання – Т¢, а відповідну йому водотоннажність – D¢0.

[На рис. 3 значення осідання наведений у дециметрах(дм), а ТСР розраховувалося в метрах (м). Ціна ділення (мінімальна частина ділення) шкали осідання становить 0,2 дм, тобто 2 см.

Значення ТСР попередньо виражаємо в дм, з точність не менш двох знаків після коми.

Для знаходження найближчого значення водотоннажності(D¢0) і, відповідно, осідання (Т¢), на рис. 3 на шкалі осідання знаходимо й відзначаємо значення ТСР. При цьому можливий один з 2 випадків:

1.Якщо ТСР збігається з осіданням на шкалі(ТШ), для якого є відповідне значення водотоннажності (DШ), то Т¢ = ТСР і D¢0 = DШ. Виписуємо їх значення та переходимо до визначення прирощення осадки (DТ);

2.Якщо ТСР і ТШ не збігаються, то знаходження Т¢ та D¢0 може здійснюва-

37

тися «на око» чи за нижче наданим алгоритмом.

©Якщо Т¢ та D¢0 визначено «на око», виписуємо їх значення та переходимо до визначення прирощення осадки (DТ).

©Визначення Т¢ та D¢0 по алгоритму, полягає в наступному. Відзначаємо на вантажній шкалі (рис. 3) ТСР, яке знаходиться між двома значеннями DШ, одне з яких перебуває вище, а інше нижче ТСР, тоді визначення Т¢ і D¢0 здійснюється в наступній послідовності.

На рис. 3 за шкалою водотоннажності знаходимо значення водотоннажності, яке перебуває нижче відзначеного на шкалі осідання ТСР, виписуємо його величину й позначаємо DШН. одночасно зі шкали осідання виписуємо осідання, що відповідає значенню DШН і позначаємо його ТШН.

Аналогічно визначаємо на рис. 3 значення водотоннажності та осідання, які вище ТСР, виписуємо їхнє значення та позначаємо відповідно DШВ і ТШВ.

Знаходимо різницю між ТСР та нижнім значенням осідання ТШН

DШН = ТСР – ТШН.

Знаходимо різницю між ТСР і верхнім значенням осідання ТШВ

DШВ = ТШВ – ТСР.

©Якщо DШН > DШВ, то Т¢ = ТШВ і D¢0 = DШВ.

©Якщо DШН < DШВ, то Т¢ = ТШН і D¢0 = DШН.

©Якщо DШН = DШВ, то Т¢ = ТШВ і D¢0 = DШВ або Т¢ = ТШН і D¢0 = DШН на розсуд студента.

Наприклад, ТСР = 5,223 м. Виражаємо це значення в дециметрах, одержуємо ТСР = 52,23 дм. Знаходимо це значення на шкалі осідання.

Нижнє значення водотоннажності DШН = 5000 т, при цьому ТШН = 50,2 дм. Верхнє значення водотоннажності DШВ = 6000 т, при цьому ТШВ = 54,6 дм.

Знаходимо DШН = ТСР – ТШН = 52,23 – 50,2 = 2,03 дм і DШВ = ТШВ – ТСР = 54,6 – 52,23 = 2,37 дм.

Так як DШН < DШВ (2,03 < 2,37), то Т¢ = ТШН = 50,2 дм і D¢0 = DШН = 5000 т.

Після визначення Т¢ та D¢0 розраховуємо прирощення осадки (DТ), тобто на скільки її табличне значення відрізняється від середнього

DТ = ТСР – Т¢.

Оскільки Т¢ може бути як більше, так і менше Т , то значення DТ може

СР

мати як позитивний (+), так і негативний (–) знак. Наявність негативного (позитивного) знаку у DТ говорить про напрям дії:

©якщо DТ має позитивний знак, то щоб отримати з Т¢ розрахункове значення ТСР, до нього треба додати відповідне прирощення;

© якщо DТ має негативний знак, то щоб отримати з Т¢ розрахункове значення ТСР, від них треба відняти відповідне прирощення.

Тоді водотоннажність D0 визначається з виразу, т

D0 = D¢0 + DТ × u ,

де u – середнє число тонн на 1 см осідання.

Значення u визначається як середнє між u, визначеними для ТСР і Т¢.

Для цього напроти значення ТСР і Т¢ зі стовпчика із заголовком «Тонн на 1

38

см осідання» виписуємо відповідні значення uСР для ТСР, u¢ для Т¢. Значення u знаходимо з виразу

u = (uСР + u¢) / 2.

При визначенні D0 варто звернути увагу на знак і розмірність величинDТ і u . Так як u має одиниці виміру т/см, а DТ метри (або дециметри), то перед визначенням D0, виражаємо DТ у см.

Після знаходження D0, розраховуємо диферент судна d, м d = ТН – ТК.

Так як dM/dz = 0, то значення D2 не враховуємо та розраховуємо D = D1, т

D = 100 × u × LCF× d / LBР,

де u визначається за вантажною шкалою для значення ТСР, тобто u = uСР. Визначаємо водотоннажність з урахуванням виправлення на диферент, т

D1 = D0 + D .

Так як r = rф = 1,025, то

D = D1.

Розрахунок на початок робіт закінчений, приймаємо

DП = D.

Повторюємо аналогічні розрахунки для закінчення (кінець) вантажної обробки судна й приймаємо

DК = D.

Аналогічно (тим же індексом) позначається й сумарна кількість змінних запасів для закінчення(кінець) вантажної обробки судна(gК) і на її початок (gП). Величина gП і gК визначаються при знаходженні за шифром в табл. 2 значення осідання правого борта.

Наприкінці роботи визначаємо масу вантажу (G) за формулою 1 (чи 2).

Лабораторна робота № 5. Визначення кількості

навалочного вантажу в штабелях правильної

геометричної форми

Мета роботи. Вивчення практичних методів визначення кількості навалочного вантажу в штабелях правильної геометричної форми.

Загальні вказівки. Навалочні вантажі зберігаються в штабелях різної геометричної форми, але найпоширеніші штабелі правильної геометричної форми.

На рис. 1 представлений зовнішній вигляд штабелів навалочних вантажів у вигляді правильних геометричних фігур: конус (а), піраміда (б), призма (в), клин (г), обеліск (д).

Всі штабелі, крім призми та обеліска виходять при вільному відсипанні вантажу. Призма утворюється при формуванні штабеля між двома вертикальними стінками. Обеліск являє собою усічений клин і штабель у вигляді обеліска формують при обмеженні висоти складування вантажу. Обмеження висоти складування може бути обумовлено технічними можливостями складських площ (навантаженням) і перевантажувального встаткування й (або) транспортними характеристиками вантажу.

39

Рисунок 1 – Види штабелів навалочних вантажів

Конус, піраміда та призма є елементарним геометричними фігурами, клин і обеліск – складеними.

©Об'єм конуса, якщо відомий діаметр, визначається з виразу

VК = 1/12 × p × D2 × H,

але на практиці визначення діаметра конуса(D) і його висоти(H) здійснити важко, а часто-густо – неможливо. Найменшу складність представляє вимір довжини окружності основи конуса(S). Перетворивши формулу визначення довжини окружності S = p × D, одержимо D = S /p.

Висота конуса визначається з виразу

H = D × tga / 2,

виразивши діаметр D через довжину окружності S одержимо

H = S × tga / (2 × p).

Підставивши у формулу визначення VК значення D і H, які виражені через

S і зробивши перетворення одержимо

VК = 1 / (24 × p2) × S 3× tga = 0,00423 × S 3 × tga.

©Об'єм піраміди визначається з виразу

VП = 1/3 ×A2 × H.

Висоту піраміди H можна визначити через сторону основи за наступною формулою

H = A × tga / 2.

Підставивши значення H у формулу визначення VП і провівши перетворення одержимо

40

VП = 1/6 × A3 × tga.

©Об'єм призми визначається з виразу

VПР = 1/2 × A × H × L.

Висоту призми H можна визначити через сторону основи за формулою аналогічній визначенню H піраміди.

Підставивши значення H у формулу визначення VПР і провівши перетво-

рення одержимо

VПР = 1/4 × A2 × tga × L.

©Об'єм клина визначається як сума об'ємів призми(довжиною ℓ та шириною А) і піраміди зі стороною основи А(рис. 1, г). Обеліск визначається як сума об'ємів паралелепіпеда (довжиною ℓ, шириною b та висотою H), двох призм (шириною А, одною довжиною ℓ, інша довжиною b) і піраміди зі стороною основи А (рис. 1, д).

На практиці розміри основи клина(довжину L та ширину A) і обеліска (довжину L та ширину B) визначають безпосередніми вимірами. Визначення висоти обеліска H не представляє складності, тому що вона заздалегідь відома, так як відсипання (формування штабеля) здійснювалися на цю висоту. Визначення ж значень верхніх основ ℓ і b представляє певну складність.

©Розглянемо спочатку штабель навалочного вантажу у вигляді клина. Клином називається п'ятигранник, основа якого – прямокутник, бічні грані – рівнобедрені трикутники та рівнобедрені трапеції.

На рис. 2 представлений зовнішній вигляд такого штабеля, позначений на рисунку буквами ABCD складений із клина BCFE і двох половин піраміди ABE

та CDF.

Скористаємося елементарними геометричними побудовами та принципом дзеркальної подоби. З рис. 2 видно, що половина піраміди ABE дорівнює ABE¢, а CDF дорівнює CDF¢. Тоді об'єм клина визначається як різниця об'ємів призми

AE¢F¢D ( VL ) і піраміди ( VA ), яка складена із двох половин AE¢B і CF¢D.

пр п

Рисунок 2 – Клин (вид збоку)

Таким чином, можна записати формулу для визначення об'єму клина