КР по ТУСД (СЭУ 2)
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
КИЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
имени гетмана Петра Конашевича-Сагайдачного
ФАКУЛЬТЕТ СУДОВОЖДЕНИЯ
КАФЕДРА СУДОВОЖДЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ
ЗАДАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ТЕОРИЯ И УСТРОЙСТВО СУДНА И ДВИЖИТЕЛИ
для студентов 2-го курса специальности 6.07010402 «Эксплуатация судовых энергетических установок»
Киев – 2011
Задание и методические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине “Теория и устройство судна и движители” для студентов специальности 6.07010402 ”Эксплуатация судовых энергетических установок” / Разработчик А.Н. Майборода. – К.: КГАВТ, 2011. – 9 с.
Задание и методические указания для выполнения контрольной работы разработаны профессором кафедры судовождения и управления судном доктором технических наук, профессором Майбородой А.Н. в соответствии с программой дисциплины “Теория и устройство судна и движители”. Задание и методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок». Они также могут быть использованы студентами других специальностей, которые изучают курс «Теория и устройство судна».
Рецензенты: д.т.н., проф. Дикий Н.А. к.э.н., доц. Завитаев В.Л.
Рекомендовано к печати
кафедрою судовых энергетических установок и их эксплуатации Протокол № 1 от 30 августа 2011 г.
2
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
1. |
Содержание и оформление работы |
4 |
2. |
Варианты контрольной работы |
5 |
3. |
Задания контрольной работы |
6 |
4. |
Методические указания |
8 |
5. Рекомендованная литература |
9 |
|
3
1.СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ
Впроцессе выполнения контрольной работы студент закрепляет знания по первой части курса “Теория и устройство судна и движители”, в частности, геометрии корпуса судна, оценке условий плавучести и начальной остойчивости.
Контрольная работа состоит из 4-х заданий в соответствии с вариантами. Вариант контрольной работы, содержащий номера вопросов и задач, выбирается из таблицы 1 согласно двум последним цифрам шифра студента.
Впервом задании студент письменно отвечает на предложенный вопрос в соответствии с программой курса.
Во втором задании находится изменение осадки после расходования части судовых запасов.
Втретьем задании выполняется расчѐт спрямления судна с помощью перекачки балласта.
Вчетвѐртом задании определяется поперечная метацентрическая высота судна по результатам опыта кренования.
Контрольная работа должна быть оформлена в отдельной тетради. На каждой странице необходимо оставить поля шириной 3-4 см для замечаний преподавателя. Условия заданий полностью записываются в тетради. Каждое задание надо начинать с новой страницы. Ответы на вопросы должны исчерпывающими по содержанию, короткими по форме и не повторять текст учебника. Для величин, полученных в результате решения задач, должны быть указаны размерности.
На обложке контрольной работы должны быть указаны фамилия, имя и отчество студента, номер личного шифра, курс, специальность, номер группы, дисциплина, номер варианта.
Выполненная работа в назначенный срок передаѐтся для проверки преподавателю.
К экзамену допускается студент, который выполнил контрольную работу
иполучил позитивную оценку.
4
2. ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Таблица 1
Предпо- |
|
|
|
Последняя цифра шифра |
|
|
|
|||
следняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1,23, |
2,24, |
3,25, |
4,26, |
5,27, |
6,28, |
7,29, |
8,30, |
9,31, |
10,32, |
|
33,43 |
34,44 |
35,45 |
36,46 |
37,47 |
38,48 |
39,49 |
41,50 |
41,51 |
42,52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
11,31, |
12,30, |
13,29, |
14,28, |
15,27, |
16,26, |
17,25, |
18,24, |
19,23, |
20,30, |
|
41,52 |
40,51 |
39,50 |
38,49 |
35,48 |
33,47 |
34,46 |
36,45 |
35,44 |
33,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
9,24, |
10,26, |
11,28, |
12,30, |
13,32, |
14,25, |
15,27, |
16,29, |
17,31, |
18,32, |
|
39,50 |
38,48 |
37,46 |
36,44 |
35,51 |
34,49 |
33,47 |
35,45 |
34,43 |
36,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
9,24, |
10,26, |
11,28, |
12,30, |
13,32, |
14,25, |
15,27, |
16,29, |
17,31, |
18,32, |
|
39,50 |
38,48 |
37,46 |
36,44 |
35,51 |
34,49 |
33,47 |
35,45 |
34,43 |
36,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
19,30, |
20,29, |
21,31, |
22,27, |
1,24, |
2,23, |
3,26, |
4,25, |
5,27, |
6,30, |
|
36,44 |
37,45 |
35,47 |
38,46 |
39,48 |
40,50 |
41,51 |
42,49 |
40,47 |
41,46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
7,32, |
8,30, |
9,28, |
10,26, |
11,25, |
12,27, |
13,29, |
14,32, |
15,31, |
16,23, |
|
41,45 |
40,46 |
39,48 |
35,43 |
37,44 |
38,45 |
36,46 |
35,47 |
34,48 |
33,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
17,24, |
18,25, |
19,27, |
20,29, |
21,30, |
22,24, |
1,25, |
2,26, |
3,27, |
4,28, |
|
33,50 |
34,51 |
35,52 |
36,50 |
39,49 |
41,48 |
37,47 |
40,45 |
41,46 |
42,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
5,29, |
6,30, |
7,31, |
8,32, |
9,31, |
10,29, |
11,28, |
12,23, |
13,24, |
14,25, |
|
42,43 |
41,44 |
40,45 |
39,46 |
38,47 |
37,50 |
36,49 |
35,48 |
34,47 |
33,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
15,26, |
16,27, |
17,28, |
18,29, |
19,25, |
20,26, |
24,27, |
22,28, |
1,29, |
2,30, |
|
33,52 |
34,50 |
35,51 |
36,49 |
37,43 |
38,44 |
39,45 |
40,46 |
41,44 |
42,43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
3,31, |
4,32, |
5,31, |
6,30, |
7,29, |
8,28, |
9,26, |
10,25, |
11,27, |
12,23, |
|
42,44 |
41,43 |
40,46 |
39,45 |
38,49 |
37,51 |
36,50 |
35,48 |
34,49 |
33,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
3. ЗАДАНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ЗАДАНИЕ № 1 (вопросы 1 – 22)
1.Мореходные качества судна
2.Главные размерения судна, их соотношения.
3.Коэффициенты полноты.
4.Теоретический чертѐж судна.
5. Кривые элементов теоретического чертежа.
6. Условия равновесия плавающего судна.
7. Определение массы и центра масс судна.
8.Определение объѐма и центра объѐма однородного груза
внеполном трюме.
9.Изменение осадки судна при приѐме груза.
10.Изменение осадки судна при изменении солѐности воды.
11.Запас плавучести.
12.Грузовая марка. Марки углубления.
13.Начальная остойчивость судна.
14.Теорема Эйлера.
15.Плечо статической остойчивости.
16.Метацентры.
17.Метацентрические радиусы и высоты.
18.Метацентрические формулы остойчивости.
19.Опыт кренования.
20.Влияние приѐма и снятия груза на посадку и остойчивость судна.
21.Влияние свободной поверхности жидкого груза на остойчивость судна.
22.Влияние несвободного плавания на посадку и остойчивость судна.
|
|
ЗАДАНИЕ № 2 |
|
|
|
|
|
(задачи 23 – 32) |
|
|
|
Определить осадку судна после расходования Vт |
топлива и Vв пресной |
||||
воды, если известны начальная осадка T , длина L , ширина B судна и |
|||||
коэффициент |
полноты площади ватерлинии. |
Плотности морской воды и |
|||
топлива соответственно равны |
1025 кг/м³ |
и |
т |
850 кг/м³ (табл. 2). |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент общей полноты для судов всех вариантов принять равным
0,7.
6
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход |
Расход |
Осадка |
Длина и |
Коэффициент |
|
Номер |
топлива |
воды |
судна |
ширина |
полноты пло- |
|
задачи |
Vт , м³ |
Vв , м³ |
T , м |
судна, м |
щади ватер- |
|
|
|
|
|
L |
B |
линии |
23 |
300 |
500 |
5,5 |
90 |
15 |
0,70 |
24 |
400 |
450 |
6 |
95 |
15,5 |
0,71 |
25 |
500 |
600 |
6,5 |
100 |
16 |
0,72 |
26 |
600 |
700 |
7 |
105 |
16,5 |
0,73 |
27 |
700 |
800 |
7,5 |
110 |
17 |
0,74 |
28 |
800 |
900 |
8 |
115 |
17,5 |
0,75 |
29 |
900 |
1000 |
8,5 |
120 |
18 |
0,76 |
30 |
1000 |
1100 |
9 |
125 |
18,5 |
0,77 |
31 |
1100 |
1200 |
9,5 |
130 |
19 |
0,78 |
32 |
1200 |
1300 |
10 |
135 |
19,5 |
0,79 |
ЗАДАНИЕ № 3
(задачи 33 – 42)
Определить массу водяного балласта, который необходимо перекачать для устранения крена судна водоизмещением D с поперечной метацентрической высотой h , если задано расстояние b между центрами масс
цистерн в поперечном направлении и угол |
начального крена (табл. 3). |
|||||
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
Водоизмеще- |
Метацентри- |
Угол |
Расстояние |
|
|
ние судна |
ческая высо- |
крена |
между ц.м. цис- |
||
|
задачи |
|||||
|
D, т |
та h, |
м |
|
терн b, м |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
10000 |
0,2 |
|
2 |
10 |
|
34 |
15000 |
0,21 |
|
2,5 |
12 |
|
35 |
20000 |
0,22 |
|
3 |
13 |
|
36 |
25000 |
0,23 |
|
3,5 |
14 |
|
37 |
30000 |
0,24 |
|
4 |
15 |
|
38 |
35000 |
0,25 |
|
4,5 |
16 |
|
39 |
40000 |
0,26 |
|
5 |
17 |
|
40 |
45000 |
0,27 |
|
5,5 |
18 |
|
41 |
50000 |
0,28 |
|
6 |
19 |
|
42 |
55000 |
0,29 |
|
6,5 |
20 |
7
ЗАДАНИЕ № 4
(задачи 43 – 52)
Для судна водоизмещением D определить поперечную метацентрическую высоту h , если при проведении опыта кренования
поперечное смещение y груза массой m изменило угол крена судна на Δθ º |
||||||
(табл. 4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
Водоизме- |
Масса |
Смещение |
Изменение |
|
|
задачи |
щение суд- |
груза |
груза |
крена судна |
|
|
|
на D, т |
m , т |
y , м |
Δθ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
43 |
10000 |
25 |
15 |
2 |
|
|
44 |
15000 |
30 |
17 |
3 |
|
|
45 |
20000 |
35 |
19 |
2 |
|
|
46 |
25000 |
40 |
20 |
3 |
|
|
47 |
30000 |
50 |
22 |
2 |
|
|
48 |
35000 |
60 |
23 |
3 |
|
|
49 |
40000 |
70 |
24 |
2 |
|
|
50 |
45000 |
80 |
25 |
3 |
|
|
51 |
50000 |
90 |
27 |
2 |
|
|
52 |
55000 |
100 |
28 |
3 |
|
|
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ |
|
|
|
Задание №2 |
|
Определяется общая масса |
израсходованных запасов m тVт вVв , |
где |
в – плотность пресной воды, |
и сопоставляется с водоизмещением судна |
D |
LBT . Если масса израсходованных запасов не превышает 15...20% от |
|
водоизмещения, можно приближѐнно считать судно прямобортным в пределах
изменения осадки, которое определяется по формуле T |
m |
, где |
S |
LB – |
|
S |
|||||
|
|
|
|
площадь действующей ватерлинии судна. Соответственно определяется новое значение осадки судна.
Задание №3
Начальный момент крена согласно метацентрической формуле поперечной остойчивости определяется как Mкр gDh sin , где g =9,8 м/с² –
напряжѐнность поля силы тяжести. Следовательно, массу перекачиваемого
балласта можно определить как m |
M |
кр |
. |
|
gb |
||||
|
|
|||
8
Задание №4
Опыт кренования заключается в измерении угла Δθ крена судна при его наклонении под действием известного статического кренящего момента Mкр с
целью определения поперечной метацентрической высоты h . Кренящий момент при поперечном смещении y груза массой m находится как
Mкр gm y . По условию статического наклонения кренящий момент должен быть равен восстанавливающему моменту, определяемому при малых углах
крена |
по |
метацентрической |
формуле |
поперечной |
остойчивости |
||
M в |
|
gDh sin Δθ , где g =9,8 м/с² – напряжѐнность поля силы тяжести. |
|||||
|
|
Следовательно, поперечная метацентрическая высота определяется как |
|||||
|
|
mΔy |
|
|
|
|
|
h |
|
. |
|
|
|
|
|
D sin Δθ |
|
|
|
|
|||
5.РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Кацман Ф.М. и др. Теория и устройство судов: Учебник.– Л.: Судостроение, 1991. – 416 с.
2.Жинкин В.Б. Теория и устройство корабля: Учебник.– СПб.: Судостроение, 2000. – 336 с.
3.Магула В.Э. и др. Сборник задач по теории, устройству судов и движителям. – Л.:Судостроение, 1968. – 296 с.
9