2.2 Обоснование границ варьирования и выбор вариантов типа судна

В соответствии с предполагаемым режимом эксплуатации необходимо выбрать грузоподъемность и скорость судна.

При разработке вариантов по чистой грузоподъемности необходимо учитывать следующие факторы:

• глубины на трассе следования и в портах захода;

• дальность перевозок;

• нормы грузовых работ.

Глубины на трассе следования или в портах ограничивают осадку судна, а значит, и определяют допустимое водоизмещение в первом приближении.

Допустимое водоизмещение в первом приближении:

, где (12)

Т_max – допустимая осадка судна.

t_отн – относительная осадка, равная 0,28-0,33 м.

Т_max = h- ∆h, м, (13)

h- ограниченная глубина на трассе или в портах, м;

∆h- запас на заносимость фарватера, равный 0,4 м;

Максимальное значение дедвейта судна:

, где (14)

– коэффициент утилизации водоизмещения, равный 0,65-0,8 для сухогрузного флота

Допустимое значение чистой грузоподъемности судна:

, где (15)

– коэффициент утилизации дедвейта, принимаемый в пределах 0,88-0,95.

Полученное значение чистой грузоподъемности принимаем нижним пределом варьирования, т. к. проектируемое судно будет работать на линии большой протяженности (L = 15428 мили) с достаточно высокими нормами грузовых работ (Мв = 11188,33 т/сут.) и перевозить массовые грузы с большим объемом суммарного грузопотока (Q = 1190000 т), который предъявлен к перевозке. Также, в задании указана партионность, нижний предел которой составляет 20000 т. Из табл.1 Приложения выбираем интервал варьирования для рассчитанной чистой грузоподъемности, равный 2000 т. Следовательно, значения чистой грузоподъёмности будут следующие:

=20850 т =22850 т =24850 т

Определим следующие характеристики судна:

Валовая грузоподъемность судна: (16)

, ,

Водоизмещение судна: (17)

, ,

В данном курсовом проекте протяженность линии большая. Учитывая, что преимущества высокоскоростных судов реализуются на больших расстояниях, следует взять скорость в 15 узлов за минимальную с шагом 1 узел, т. е. скорости 16 и 17 узлов.

Типы двигателя МЛДВС, т.к. ориентировочная мощность варьирует в пределах 6,0-25,0 тыс. л.с.

Проведенные расчеты и обоснования позволяют составить таблицу 10 - варианты типа судна, для которых выполняются все дальнейшие расчеты.

Таблица 10

	Грузоподъемность, тонн
Тип СЭУ	Dч1 = 20850			Dч2 = 22850			Dч3 = 24850
	Скорость хода, уз			Скорость хода, уз			Скорость хода, уз
МЛДВС	v1=15	v2=16	v3=17	v1=15	v2=16	v3=17	v1=15	v2=16	v3=17

2.3 Определение водоизмещения и дедвейта судна

Производим уточнение водоизмещения и дедвейта судна по вариантам. Сквозной пример расчета показан на примере судна грузоподъемностью D_ч1=20850 тонн и скоростью v₁ = 15 узлов. Остальные расчеты сводятся в таблицу.

Водоизмещение во втором приближении:

, (18)

, где

– масса корпуса судна с оборудованием, т.

– масса СЭУ, т.

– масса запасов топлива со смазкой, котельной воды, технического и продовольственного снабжения и прочих запасов, т.

Масса корпуса судна с оборудованием:

, (19)

, где

- масса судна порожнем, т.

Масса судна порожнем:

, (20)

.

Масса СЭУ:

, (21)

, где

– относительная масса одновальных СЭУ, принимаемая по таблице 3 Приложения.

– суммарная номинальная мощность на фланцах валов главных ДВС, л.с.

Суммарная номинальная мощность:

, (22)

, где

– сдаточная скорость судна, на 5-7% выше технической. Принимаем 7%.

Масса запасов топлива, смазки, котельной воды и продовольственного снабжения:

, (23)

Масса запасов топлива со смазкой на рейс:

, (24)

, где

L – протяженность максимального участка, где берётся снабжение, принимаем равной 6554 миль.

– коэффициент штормового запаса принимаем по таблице 4 Приложения, .

– коэффициент, учитывающий расход запасов топлива на стоянке, равный 1,15-1,35. Для танкеров большие значения, поэтому принимаем 1,5.

– cуточный норматив расхода топлива на ходу, т/сут.

Суточный норматив расхода топлива на ходу:

, (25)

, где

– удельный расход топлива и смазки на ходу, принимаемый по таблице 2 Приложения. .

N_экс – эксплуатационная мощность главных двигателей, л.с.

Эксплуатационная мощность ГД:

, (26)

, где

– при кормовом расположении МО принимается равным 1,01.

Запасы воды:

, (25)

, где

– коэффициент штормового запаса принимаем по таблице 4 Приложения, .

– коэффициент расхода запасов воды на стоянке, равный 1,1.

– cуточный норматив расхода котельной воды на ходу, т/сут.

Суточный норматив расхода котельной воды:

, (27)

– удельный расход воды на ходу, равный 20 г/л.с.час.

Запасы прочего снабжения:

, (27)

, где

– коэффициент штормового запаса принимаем по таблице 4 Приложения, .

– коэффициент расхода прочих запасов на стоянке, равный 1,1.

– cуточный норматив расхода прочих запасов на ходу, т/сут.

Суточный норматив расхода прочих запасов:

, (28)

, где

n_эк – численность экипажа условного судна, принимается по таблице 5 Приложения. n_эк = 22 чел.

Определим регистровую вместимость судна.

Валовая регистровая вместимость: , (29)

Чистая регистровая вместимость: , (30)

Сравним водоизмещение, полученное в первом приближении D’, c уточненным водоизмещением во втором приближении D”. Расхождение не должно превышать 5%:

, (31)

.

Чистая грузоподъемность во втором приближении:

, (32)

Результаты расчетов по вариантам судов и исходные данные сводятся в таблицу 11.

Таблица 11

Характеристики	Обозначения	Ед. измерения	Грузоподъемность, Dч (тонны)
			20850				22850			24850
			Скорость хода, V (узлы)
			15	16	17		15	16	17	15	16	17
Дедвейт в первом приближении	D'w	тонн	23693,18	23693,18		23693,18	25965,91	25965,91	25965,91	28238,64	28238,64	28238,64
Водоизмещение судна в 1-ом пр.	D'	тонн	29616,48	29616,48		29616,48	32457,39	32457,39	32457,39	35298,30	35298,30	35298,30
Коэф-т утилизации дедвейта	hDw		0,8	0,8		0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Коэф-т утилизации водоизм.	hD		0,88	0,88		0,88	0,88	0,88	0,88	0,88	0,88	0,88
Масса корпуса судна	Pk	тонн	4926,10	4713,70		4472,50	5447,48	5224,28	4972,28	5968,86	5738,46	5475,66
Масса судна порожнем	Do	тонн	5923,30	5923,30		5923,30	6491,48	6491,48	6491,48	7059,66	7059,66	7059,66
Масса СЭУ	Рм	тонн	997,20	1209,60		1450,80	1044,00	1267,20	1519,20	1090,80	1321,20	1584,00
Номинальная мощность	Nв	л.с.	13835,28	16790,91		20140,07	14483,65	17577,79	21083,91	15104,22	18330,93	21987,27
Масса запасов	Pз	тонн	1732,08	1993,41		2240,46	1808,20	2083,30	2341,38	1884,31	2167,57	2436,98
Масса топлива	Pт	тонн	1472,91	1714,29		1943,88	1542,03	1795,92	2035,53	1611,16	1872,45	2122,35
Суточный расход топлива	qтх	т./сут	48,68	59,05		70,82	50,96	61,86	74,16	53,25	64,50	77,33
Эксплуатацион. мощность СЭУ	Nэкс	л.с.	13988,5	16968		20351,5	14645	17776	21311	15301,5	18533,5	22220
Масса воды	Pв	тонн	148,98	173,40		196,62	155,98	181,66	205,89	162,97	189,40	214,67
Суточный расход воды	qвх	т./сут	6,71	8,14		9,77	7,03	8,53	10,23	7,34	8,90	10,67
Масса прочих запасов	Pпр	тонн	110,19	105,73		99,95	110,19	105,73	99,95	110,19	105,73	99,95
Суточ. расход проч. запасов	qпр	т./сут	4,97	4,97		4,97	4,97	4,97	4,97	4,97	4,97	4,97
Водоизмещ. во 2-м приближ.	D"	тонн	28505,37	28766,71		29013,76	31149,67	31424,78	31682,86	33793,97	34077,23	34346,64
Расхождение между D" и D'	D	%	3,9	2,95		2,08	4,2	3,29	2,44	4,45	3,6	2,77
Чистая г/п во 2-ом приближении	D"ч	тонн	21961,10	21699,77		21452,72	24157,71	23882,61	23624,53	26354,32	26071,06	25801,65
Валовая рег. вместимость	BRT	рег. тонн	19953,76	20136,69		20309,63	21804,77	21997,34	22178,00	23655,78	23854,06	24042,65
Чистая рег. вместимость	NRT	рег. тонн	11117,10	11219,02		11315,37	12148,37	12255,66	12356,31	13179,65	13290,12	13395,19

На графике иллюстрируется мощность СЭУ - Nв - в функции от технической скорости.

Рис. 2. Мощность СЭУ.