1.3 Балластная система.

Балластная система предназначена для придания судну необходимых мореходных качеств путём изменения его осадки, крена и дифферента.

Балластной системой оборудуются как грузовые, пассажирские, так и буксирные суда.

В состав балластной системы входят цистерны для водяного балласта, насосы и трубопроводы для его приёма и выкачки, воздушные трубы для входа воздуха в балластные цистерны и выхода из них, устройства для контроля количества балласта в цистернах.

Цистерны для балласта располагаются возможно ниже, т. к. это позволяет сократить время приёма балласта за счёт наполнения самотёком. Для балластных цистерн обычно используют отсеки междудонного пространства (на судах с двойным дном), а также форпик и ахтерпик.

Балластные системы современных судов выполняют, как правило, по централизованному принципу (рис. 8). Это позволяет не только наполнять и осушать балластные цистерны, управляя системой из машинного отделения, но и одновременно перекачивать воду из одних цистерн в другие.

На судах небольшого водоизмещения и специальных судах с малым числом балластных цистерн используются системы, выполненные по децентрализованному принципу.

Обслуживает балластную систему, как правило, балластный насос центробежного типа.

Вместо балластного насоса допустимо использовать осушительный или пожарный насос. Балластный насос, или насос, его заменяющий, должны быть снабжены самовсасывающим устройством.

Трубы и арматуру балластных систем изготавливают из тех же материалов, что и для осушительной системы.

Число и место приёмников балластного трубопровода выбирают исходя из условия обеспечения максимальной откачки балласта из любой балластной цистерны. На плоскодонных судах (судах с малой осадкой), когда днище имеет подъём к бортам менее 5^о, приёмные трубы прокладывают у борта; на острокильных судах, а также в цистернах, расположенных в оконечностях судна, каждая половина балластной цистерны, образованная продольной переборкой, должна иметь по одной приёмной трубе у диаметральной плоскости судна.

Последовательность расчёта балластной системы должна быть следующей.

По номеру заданного проекта судна из справочника серийных судов [7] определяются объёмы и места расположения балластных цистерн, а затем после обоснования принципа построения системы, проектируется её схема с учётом изложенных выше рекомендаций.

Затем определяются внутренние диаметры отростков балластного трубопровода для отдельных цистерн по формуле:

где: d - диаметр отростка, мм;

V - объём балластной цистерны, м³.

Окончательно диаметры отростков выбираются по ближайшему стандартному размеру.

Диаметр магистрального трубопровода балластной системы должен быть не менее диаметра отростка, принятого для наибольшей балластной цистерны.

По диаметру балластной магистрали и скорости движения жидкости в ней можно найти подачу балластного насоса:

,м³/ч

где: d - диаметр балластной магистрали, м;

v - скорость движения жидкости, которую можно принять равной 2 м/с.

Напор балластных насосов принимают в зависимости от осадки и длины напорного трубопровода. Обычно он принимается в пределах 15-30 м.

Затем рассчитывают гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода для режима откачки балласта из наиболее удалённой цистерны. При этом расчёт производят для самого напряжённого режима насоса, возникающего в конце процесса удаления балласта из этой цистерны. Расчётная схема и последовательность расчёта практически ничем не отличаются от рассмотренных выше для осушительной системы. В результате гидравлического расчёта приёмного трубопровода должно быть получено значение полного сопротивления трубопровода для значения расхода жидкости равного подаче насоса.

Сумма полного сопротивления и геометрической высоты расположения насоса над наименьшим уровнем жидкости в балластной цистерне будет равна искомой вакуумметрической высоте всасывания проектируемого балластного насоса, которая не должна превышать максимально допустимую. Для проверки должна быть построена характеристика приемного трубопровода.

Таким образом, исходными данными для проектирования балластного насоса являются его подача, напор и максимально допустимая вакуумметрическая высота всасывания.