АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Часть I. Буксировка

Читайте также:
  1. HMI/SCADA – создание графического интерфейса в SCADА-системе Trace Mode 6 (часть 1).
  2. II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ (»70 мин)
  3. II. Основная часть.
  4. II. Расчетная часть задания
  5. III. Основная часть
  6. TRACE MODE 6 SOFTLOGIC: программирование контроллеров (часть 1).
  7. V2: ДЕ 55 - Решение линейных неоднородных уравнений со специальной правой частью
  8. Алекс, Стивенсон и часть группы заняли свои места на диванчиках по обе стороны от экрана, на котором сейчас было изображение эмблемы передачи.
  9. Аналитическая часть. Характеристика и анализ состояния объекта исследования
  10. Банк тестовых заданий по темам занятий дисциплины: Физиология функциональных систем (ФУС) - вариативная часть.
  11. Близкие отношения и счастье
  12. Большая часть токсинов обезвреживается в печени

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

 

 

Расчеты производятся при допущении того, что сила тяги на гаке буксира равна силе сопротивления буксируемого судна.

Исходные данные

Исходные данные Судно №3 буксировщик Судно №1 Буксир
Характеристика снабжения, Nc
Водоизмещение, D(т)
Мощность силовой установки, Ne(квт)
Скорость полного хода, Vo(м/с) 7,0 7,4
Диаметр винта, (м) 3,6 4,9
Частота оборотов винта, n(1/c)
Длина судна между перпендику­лярами, L(м)
Модуль упругости, ε(кН/мм²)

 

1.1. Определение буксирного снабжения по правилам РС

1.1.1. Расчет длины троса.

 

L1=160+0,035Ne=160+0,035*800=188,0м

Принимаем длину троса 180 м.

L2=160+0,035Ne=160+0,035*1220=202,7м

Примечание:

В вариантах 10-18 буксируемое судно использует двойную длину своего аварийного буксирного троса в дополнение к длине аварийного буксирного троса буксирующего судна.

Поэтому следует принять длину 400м

 

 

1.1.2. Расчет разрывного усилия троса.


Рраз1=0,59Nc=0,59*800=472,0кН

Рраз2=0,59Nc=0,59*1220=719,8кН

Канаты двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х30 [0+15+15]+7 о.с.

(Выдержки из ГОСТ 3083-80)

Диаметр каната dт, мм   Расчетная площадь сечения всех проволок S, мм2 Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната pт, кг Маркировочная группа, Мпа [кгс/мм2]
[140] [160] [180]  
Разрывное усилие каната, Н (не менее)
108.3 1075.0
132.3 1335.0
158.7 1625.0
187.5 1870.0
26.5 210.7 2135.0
28.5 243.7 2495.0
30.5 277.44 2800.0
32.5 306.07 3125.0
34.5 348.48 3555.0
421.28 4305.0
523.07 5345.0
611.43 6240.0
670.81 6815.0
733.0 7490.0
53.5 836.91 8550.0
978.29 9985.0

 



Выбираем из таблицы по маркировочной группе 1372 Мпа ближайшее большее к 472,0кН, т.е.

490500 Н (490,5 кН) и ближайшее большее к 719,8кН, т.е.782000 Н (782,0 кН) заполняем таблицу.
Выбор по ГОСТу троса и заполнение таблицы:

Выбран трос двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х30 [0+15+15]+7 о.с. ГОСТ 3083-80.

 

Диаметр каната dт, мм
Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, mт, кг 4305,0 6815,0
Разрывное усилие каната (не менее), Pразр, кН 490,5 782,0
Длина троса, м.

 

Конструкция стального каната описывается условной записью следующего вида: ГОСТ 3083-80 Канат двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х30(0+15+15)+7 о. с. (рис. 4.2.).

Что означает: трос шестипрядный, в каждой пряди по 30 проволок в 2 слоя по 15 проволок и 7 органических сердечников (один общий и по одному – в каждой пряди).

 

ЛК-О – характеристика свивки проволок в пряди (первые две буквы) и по сочетанию направлений свивки элементов каната (третья буква). ЛК-линейное касание проволок и О-односторонняя свивка.

В случае разносторонней свивки слоев проволок в пряди трос будет обозначаться ТК – точечное касание.

Рис. 4.2. Трос ГОСТ 3083-80 в разрезе
В большинстве конструкций канатов для обеспечения требуемой гибкости и упругости в качестве сердечника в центре каната, а иногда и в центре прядей, используют пропитанные смазкой органические сердечники из пеньки, манилы, сизаля или хлопчатобумажной пряжи. Допускается также применение сердечников из асбестового шнура и искусственных материалов (полиэтилена, капрона, нейлона и др.)

‡агрузка...

 

1.2. Расчет максимальной и допустимой скорости буксировки на тихой воде
1.2.1.Определение сопротивления буксирующего судна.

 

Расчет пропульсивного коэффициента, по формуле Лаппа.

 

где: n= 18 (1/c) частота оборотов винта.

 


Расчет сопротивления на полном ходу.

где: =2100 - мощность двигателя в кВт;

@ 0,98; @ 0,99 - коэффици­енты, учитывающие потери на трение на валопроводе и редукторе;

0,69 - пропульсивный коэф­фициент определённый по формуле Лаппа;

Vo = 7,0 (м/с) - скорость полного хода.

 

 

Расчет силы тяги на швартовах полного хода.

В швартовом режиме (при V=0) сила тяги Рео в кН равна:

 

Рео=0,136Ne=0,136*2100=285,6кН

где: =2100 - мощность двигателя в кВт.

 

При скорости полного хода Vо= 7,0 (м/с) примем силу тяги винта буксировщика равной сопротивлению

R0 = R1 = 200,8 кН на полном ходу

 

Контрольная формула: Сила тяги винта буксировщика в кН равна его сопротивлению на полном ходу и может быть рассчитана по приближенной формуле:



где: сила тяги винта буксировщика, кН;

мощность силовой установки буксировщика, кВт.

 

Расчет промежуточных значений сопротивления R для скорости хода от 0 узлов до Vo буксировщика.

Промежуточные значения сопротивления (R) для любой скорости хода рассчитываются по формуле:

где: [кН*с22 ]

где:

Аб - коэффициент сопротивления буксировщика, определяемый как отношение силы сопротивления буксировщика на полном ходу (в кН) к квадрату скорости полного хода (в м/с).

Vo = 7,0 (м/с) - скорость полного хода;

R0 = R1 = 200,8 кН - сопротивления на полном ходу;

V = 0~7.0 (м/с) значения промежуточных скоростей.

 

Заполняем таблицу (см. ниже)

 

1.2.2.Определение сопротивления буксируемого судна

Расчет пропульсивного коэффициента, по формуле Лаппа

 

где: n= 12 (1/c) частота оборотов винта;

L = 130 (м) Длина судна между перпендику­лярами.

 

Расчет сопротивления на полном ходу

где: =4600 - мощность двигателя в кВт;

@ 0,98; @ 0,99 - коэффици­енты, учитывающие потери на трение на валопроводе и редукторе;

0,73 - пропульсивный коэф­фициент определённый по формуле Лаппа;

Vo = 7,4 (м/с) - скорость полного хода

 

Сопротивление застопоренного винта

где:

Dв = 4,9 (м) Диаметр винта;

Vo = 7,4 (м/с) - скорость полного хода.

 

Расчет промежуточных значений сопротивления R для скорости хода от 0 узлов до Vo буксируемого судна.

Промежуточные значения сопротивления (R) для любой скорости хода рассчитываются по формуле:

где: [кН*с22 ]

где:

Абс - размерный коэффициент сопротивления буксируемого судна, определяемый как отношение величины сопротивления буксируемого судна с учетом сопротивления винта в кН при скорости полного хода Vо к квадрату этой скорости:

R02 = R2 = 440,3 кН - сопротивления на полном ходу;

328,7 кН - сопротивление застопоренного винта;

Vo = 7,4 (м/с) - скорость полного хода;

V = 0~7.4 (м/с) значения промежуточных скоростей.

 

Расчет промежуточных значений сопротивления R для скорости хода от 0 узлов до Vo буксируемого судна.

 

 

1.2.3.Заполнение таблицы сопротивлений

V, м/с 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 7,4
Rбукс, кН 4,1 16,4 36,9 65,6 102,5 147,6   200,9   ---
Rбс, кН 14,0 56,0 126,0 224,0 350,0 504,0   686,0   766,6
R å, кН 18,1 72,4 162,9 289,6 452,5 651,6   886,9   766,6

где Rбукс - сопротивление буксировщика; Rбс -сопротивление буксируемого судна; RS - суммарное сопротивление буксировщика и буксируемого судна.

 

1.2.4.Построение графика

 

 


Vmax (по графику) равна 3,7 м/с.

 


Расчет коэффициента запаса прочности буксирного троса

 

Определение допустимой тяги на гаке FГдоп = Рразр/k= 490,5/5,0=98,1 кН

Определение допустимой скорости буксировки (по графику) Vдоп=2,6 м/с

 

1.2.5.Vmax и Vдоп по формулам:

м/с

 

где: Ре сила тяги винта буксировщика на полном ходу, кН;

Аб = 4,1 - коэффициент сопротивления буксировщика, определяемый как отношение силы сопротивления буксировщика на полном ходу (в кН) к квадрату скорости полного хода (в м/с).

Абс = 14,0 - коэффициент сопротивления буксируемого судна, определяемый аналогично Аб, но с учетом сопротивления винта.


1.3. Расчет буксирной линии

1.3.1. Расчет однородной буксирной линии при буксировке с допустимой скоростью.

 

Схема буксирной линии.

 

 

Рассчитаем вес погонного метра троса в воде:

P1=0,87*(mт/1000)*g= Н/м.

где:

mт = 4305,0 т - ориентировочная масса 1000 м смазанного каната

g = 9,81H/м – ускорение свободного падения

P1=0,87*(4305/1000)*9.81=36,74 Н/м.

 

При силе тяги на гаке Fгдоп= 98,1 кН параметр цепной линии будет равен:

 

l/a=270/2670=0,101124

 

x =269,54 м

 

При силе тяги на гаке, равной половине разрывного усилия троса, параметр цепной линии будет равен:

 

l/a=270/6675=0,040449

 

x1 = 269,93 м.

Рассчитаем весовую игру буксирного троса: Δв=2(х1-х)=2(269,93-269,54)=2*0,39=0,78 м

 

Рассчитаем упругое удлинение буксирного троса:

 

Высота волны при допустимой скорости буксировки должна быть не более:

 

h=Δв+Δу=0,78+1,49=2,27 м

 

Величина провеса буксирной линии составит:

=13,62м

 

Расчет однородной буксирной линии при V=1м/с

 

Сила тяги на гаке равна силе сопротивления буксируемого судна при скорости 1 м/с.

При силе тяги на гаке Fг= 14,0 кН параметр ценой линии будет равен:

Весовая игра составит: Δв=2(х1-х”)=2(269,93-251,37)=37,12 м.

Упругое удлинение:

Высота волны при скорости буксировки 1 м/с должна быть не более:

 

h1=Δв1+Δу1=37,12+2,34=39,46 м

1.3.2. Расчет неоднородной буксирной линии при Fr=Frдоп

Неоднородная буксирная линия с вершиной на тросовом участке.

 

Как видно из вышеприведенного рисунка, при коротком отрезке якорной цепи вершина цепной линии лежит на тросовом участке. Трос и цепь соединяются в точке D плавно без перегиба. Получаем для расчетов четыре цепные линии: АМ, DM, DE и ВЕ.


Длина участка DE определяется по формуле:

 

Рассчитаем вес погонного метра троса в воде: р2=0,87*(6815/1000)*9,81=58,16 Н/м.

где: эксцентриситет цепной линии


=1687м

Рассчитываем величину эксцентриситета цепной линии


 

Так как DE меньше нуля, то вершина цепной линии лежит на участке более тяжелого троса.

 

Длина фиктивного участка DM определится из условия равенства весов участков DM и DE:



Расчет по формулам цепной линии производится для четырех участков:

 

 

 


Величина провеса буксирной линии составит:

по правой стороне

 

В общем случае: .

 

-

 

Провес цепной линии равен 23,16 м.

 

1.3.3. Расчет неоднородной буксирной линии при Fr=0,5Pразр

Применяем те же методы расчета, что и в предыдущем случае. Рассчитываем четыре цепные линии: АМ1, DM1, DE1 и ВЕ1.

Параметр цепного участка

Параметр тросового участка

Рассчитываем величину эксцентриситета цепной линии


 

 

Длина фиктивного участка DM определится из условия равенства весов участков DM и DE:

 



Расчет по формулам цепной линии производится для четырех участков:

 

 

 


Рассчитаем весовую игру буксирного троса:

Рассчитаем упругое удлинение буксирного троса:

 

Высота волны при допустимой скорости буксировки должна быть не более:

 

h=Δв1+Δу1+Δу2=2,00+0,5+0,94=3,44 м

 

1.3.4. Расчет неоднородной буксирной линии при V=1м/с

Применяем те же методы расчета, что и в предыдущем случае. Рассчитываем четыре цепные линии: АМ1, DM1, DE1 и ВЕ1.

Параметр цепного участка

Параметр тросового участка

Рассчитываем величину эксцентриситета цепной линии


 

 

Длина фиктивного участка DM определится из условия равенства весов участков DM и DE:

 



Расчет по формулам цепной линии производится для четырех участков:

 

 

 


Рассчитаем весовую игру буксирного троса:

Рассчитаем упругое удлинение буксирного троса:

Высота волны при скорости буксировки, равной 1 м/с должна быть не более:

 

h=Δв1+Δу1+ Δу2=80,2+0,78+1,77=82,75 м

 

 




При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.261 сек.)