Практическая работа №1:
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ КОРПУСА СУДНА НА ГРУНТ ПРИ ПОСАДКЕ СУДНА НА МЕЛЬ И НЕОБХОДИМОГО УСИЛИЯ
ДЛЯ СНЯТИЯ ЕГО С МЕЛИ».
Цель работы
Целью настоящей работы является закрепление теоретических знаний по определению силы давления корпуса на грунт при посадке на мель путем выполнения практических расчетов, а также расчета требуемого усилия для снятия с мели.
Рекомендуется повторить материал по организации действий экипажа судна при посадке на мель.
Основные теоретические сведения.
Кинетическая
энергия судна
движущегося со скоростью V после остановки
из-за посадки на мель расходуется на:
преодоление силы трения корпуса о грунт;
разрушение корпуса, подъем судна на
высоту, равной потере средней осадки.
Из-за уменьшения Тср возникает
вертикальная сила, реакции грунта,
равная разности водоизмещения судна
до и после посадки на мель. Если корпус
при посадке судна на мель получит
пробоину, то сила давления на грунт
увеличится на величину веса влившейся
внутрь корпуса воды.
В зависимости от характера грунта в районе посадки сила реакции может быть распределена на значительной площади (при посадке на ровный грунт) или сконцентрирована на небольшой площади (посадка на камни). В соответствии с характером посадки производится выбор способа снятия с мели.
Для обоснованного определения требуемого усилия по снятию с мели необходимо определить силу реакции грунта.
Точность расчета силы давления зависит от достоверности определения средней осадки и дифферента перед посадкой и точности снятых после посадки на мель осадок носа и кормы, а также правильности расчета веса воды, влившейся через пробоину.
При отсутствии водотечности сила давления на грунт рассчитывается по формуле:
где N - сила давления на грунт, кН;
q - число кН на 1м осадки, кН/м;
Тср - средняя осадка судна перед посадкой, м;
Тср1 - средняя осадка судна на мель, м.
Дополнительное давление на грунт N1 влившейся в отсек воды определяется по таблицам или кривым емкости. Если необходимо определить массу влившейся воды в те отсеки судна, по которым нет кривых их объема, то это можно сделать по приближенной формуле:
где γ - удельный вес забортной воды;
К1 - коэффициент общей полноты отсека;
К2 - коэффициент проницаемости отсека;
l, b - длина и ширина затопленного отсека, м;
hb - высота уровня воды, м.
Коэффициент общей полноты отсека принимается равным: в средней части для судов без второго дна 0,8 - 0,9 , над вторым дном - 1,0, в оконечностях для судов без второго дна 0,5 - 0,6, над вторым дном 0,7÷0,8.
Коэффициент проницаемости можно определить по таблице:
-
Вид отсека
Коэффициент К2
Пустые трюма
0,97
Цистерны в междудонном пространстве
0,97
Помещение экипажа и пассажиров
0,95
Машинное отделение малых судов
0,75
Котельное отделение
0,80
Кладовые различного снабжения
0,70
Если приходится рассчитывать вес воды, влившейся в трюм с грузом, следует сначала рассчитать объем влившейся воды, считая трюм пустым, а затем из полученного объема вычесть объем груза от пайола до уровня воды.
Суммарная сила давления судна на грунт
Если судно не получило значительных повреждений днища и пробоин, то необходимая для снятия с мели сила может быть рассчитана по формуле:
,
где F - требуемое усилие, кН;
f - коэффициент трения о грунт. Значения коэффициента можно выбрать из таблицы:
-
№№
п/п
Грунт
Значения коэффициента f
1.
Жидкая глина
0,18-0,22
2.
Мягкая глина
0,23 - 0,30
3.
Глина с песком
0,30 - 0,32
4.
Песок мягкий
0,35-0,38
5.
Галька
0,38- 0,42
6.
Каменная плита
0,30-0,42
7.
Камень - булыжник
0,42 - 0,55
Приведенный коэффициент трения не учитывает явление присасывания, которое увеличивает силу стягивания на 5÷25%.
Рекомендуемый порядок выполнения работы.
Исходные данные для выполнения расчетов:
1. Число кН на 1см осадки, q, кН/см;
2. Средняя осадка судна перед посадкой, Тср, м;
3. Средняя осадка судна после посадкой, Тср1, м;
4. Длина и ширина затопленного отсека, м;
5. Вид затопленного отсека;
6. Высота уровня воды в отсеке, hb м;
7. Характер грунта в районе посадки.
При выполнении работы необходимо по данным таблицы 3 и но меру варианта выбрать значения параметров и рассчитать необходимое усилие для стягивания с мели.
Пример: Судно сидит на мели всем корпусом, грунт - глина с песком, пробоин нет, ста присасывания 10%. Тср= 6,9м;
ТСР1 = 6,4м; q = 15000кН/м.
Решение
1. Определить силу давления корпуса судна на грунт.
2. Определяются усилие, необходимое для снятия судна смели.
Примечание: Учитывать присасывание 10%.
ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
№№ п/п |
q кн/м |
Тср, м |
Tср1, м |
l м |
b м |
hb м |
Грунт |
Расположение отсека |
Вид отсека |
1 |
15000 |
6,5 |
6,2 |
20 |
10 |
5,0 |
жидкая глина |
в средней части |
кладовая |
2 |
60000 |
9,5 |
8,5 |
40 |
15 |
6,0 |
галька |
в оконечности |
кот. отдел |
3 |
18000 |
7,0 |
6,5 |
20 |
8 |
4,0 |
камень булыжн |
над вторым дном |
МО |
4 |
40000 |
9,0 |
8,0 |
40 |
15 |
8,0 |
каменная плита |
оконечность без 2 дна |
трюм |
5 |
35000 |
8,5 |
8,0 |
30 |
12 |
7,5 |
песок |
средняя часть |
трюм |
6 |
80000 |
11,0 |
10,0 |
30 |
35 |
10,0 |
галька |
средняя часть |
трюм |
7 |
70000 |
10,0 |
9,5 |
40 |
32 |
9,5 |
мягкая глина |
средняя часть |
мо |
8 |
10000 |
6,5 |
5,2 |
20 |
8 |
5,2 |
жидкая глина |
средняя часть |
кот. отдел |
9 |
25000 |
7,2 |
6,8 |
30 |
12 |
6,8 |
галька |
средняя часть |
трюм |
10 |
35000 |
8,8 |
8,3 |
35 |
15 |
8,3 |
камень булыжн |
над вторым дном |
трюм |
11 |
45000 |
9,5 |
9,0 |
40 |
30 |
9,0 |
галька |
над вторым дном |
трюм |
12 |
40000 |
9,5 |
9,1 |
40 |
30 |
9,1 |
песок |
в оконечности |
трюм |
13 |
30000 |
9,0 |
8,6 |
30 |
14 |
8,6 |
песок |
в оконечности |
трюм |
14 |
20000 |
8?5 |
8,0 |
35 |
20 |
8,0 |
галька |
оконечность без 2 дна |
трюм |
15 |
25000 |
8,5 |
8,0 |
30 |
12 |
8,0 |
глина с песком |
оконечность без 2 дна |
трюм |
16 |
35000 |
8,5 |
8,0 |
20 |
10 |
5,0 |
жидкая глина |
в средней части |
кладовая |
17 |
80000 |
11,0 |
10,0 |
40 |
15 |
6,0 |
галька |
в оконечности |
кот. отдел |
18 |
70000 |
10,0 |
9,5 |
20 |
8 |
4,0 |
камень булыжн |
над вторым дном |
МО |
19 |
10000 |
6,5 |
5,2 |
40 |
15 |
8,0 |
каменная плита |
оконечность без 2 дна |
трюм |
20 |
25000 |
7,2 |
6,8 |
20 |
8 |
5,2 |
жидкая глина |
средняя часть |
кот. отдел |
21 |
15000 |
6,5 |
6,2 |
30 |
12 |
7,5 |
песок |
средняя часть |
трюм |
22 |
60000 |
9,5 |
8,5 |
30 |
35 |
10,0 |
галька |
средняя часть |
трюм |
23 |
18000 |
7,0 |
6,5 |
40 |
32 |
9,5 |
мягкая глина |
средняя часть |
МО |
24 |
40000 |
9,0 |
8,0 |
20 |
8 |
5,2 |
жидкая глина |
средняя часть |
кот. отдел |
25 |
10000 |
6,5 |
5,2 |
35 |
15 |
8,3 |
камень булыжн |
над вторым дном |
трюм |
26 |
35000 |
8,8 |
8,3 |
40 |
30 |
9,1 |
песок |
в оконечности |
трюм |
27 |
45000 |
9,5 |
9,0 |
30 |
14 |
8,6 |
песок |
в оконечности |
трюм |
28 |
20000 |
8?5 |
8,0 |
35 |
20 |
8,0 |
галька |
оконечность без 2 дна |
трюм |
29 |
25000 |
8,5 |
8,0 |
30 |
12 |
8,0 |
глина с песком |
оконечность без 2 дна |
трюм |
30 |
35000 |
8,5 |
8,0 |
20 |
10 |
5,0 |
жидкая глина |
в средней части |
кладовая |