Расчет сопротивления воды движению состава

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 19Следующая ⇒

2.4 Расчет остойчивости

После проведения модернизационных работ на теплоходе проекта Р162А необходимо провести проверочный расчет остойчивости судна, ввиду того, что масса заменяемого оборудования составляет более 2% от водоизмещения судна порожнем.

Проверка остойчивости проекта Р162А выполнена в соответствии с требованиями «Правил Российского Речного Регистра» том 2 часть I раздел 12 «Остойчивость» изд. 2008 г.

Судно признается остойчивым, если оно при всех состояниях нагрузки, устанавливаемых удовлетворяет:

1. основному критерию остойчивости – при совместном действии на судно динамически приложенного давления ветра и бортовой качки (п. 12.4);

2. дополнительным требованиям: в эволюционный период циркуляции (пункт 12.9.4); при статическом воздействии буксирного каната (пункт 12.10.2); при динамическом действии буксирного каната (пункт 12.10.7).

3. требованию к начальной остойчивости (п. 12.1.3).

Расчеты по основному критерию выполнены для трёх спецификационных случаев нагрузки:

- судно с 10% запасов;

- судно с 100% запасов;

- судно с 100% запасов и балластом в кормовой цистерне.

Расчеты по дополнительным требованиям выполнены для двух спецификационных случаев нагрузки:

- судно с 10% запасов;

- судно с 100% запасов и балластом в кормовой цистерне.

Установлено оборудование: главные двигатели 6190Z_LC₁-2 с редуктором (2шт.), установлены дополнительные дельные вещи. Общая масса переоборудования составила примерно 10 тонн.

В таблице 2.1 приведена нагрузка масс судна пр.Р162А порожнем после переоборудования. Далее следует результаты расчета начальной остойчивости. В таблицах 2.2÷2.4 приведена нагрузка трех расчетных случаев нагрузки. Далее следует результаты расчета начальной остойчивости для этих случаев.

Таблица 2.1 – Нагрузка масс судна порожнём после переоборудования

Обозн.

Наименование

разделов и статей нагрузки

Масса,

Плечи,

Моменты,

Судно до

переоборудования

113,5

-0,220

0,00

3,26

-74,29

0,00

1099,59

Механизмы и

дельные вещи

-5,8

-3,85

0,00

1,59

-56,60

0,00

23,37

Судно порожнём после переоборудования

107,7

0,000

0,00

3,36

0,02

0,00

1068,90

Элементы плавучести и начальной остойчивости:

Случай 0

Удельный вес воды: 1,0 т/м³;

Исходное водоизмещение: 107,7 т;

Координаты центра тяжести:

- от плоскости миделя: 0,000м;

- от диаметральной плоскости: 0,000м;

- от основной плоскости: 3,360м;

Координаты центра величины:

- от плоскости миделя: -0,024 ;

- от диаметральной плоскости: 0,000 ;

- от основной плоскости: 0,970 ;

Запас плавучести: 79,063 ;

Угол дифферента: -0.446 ;

Угол крена: 0.000 ;

Осадки:

- на миделе: 1.06 ;

- на носовой марке: 1.02 ;

- на кормовой марке:1,08 ;

Минимальный надводный борт: 1.07 ;

Возвышение люка №1 над ватерлинией: 1.702 ;

Моменты инерции свободных поверхностей жидких грузов:

- относительно продольной оси: 0.000 ;

- относительно поперечной оси: 0.000 ;

Начальная поперечная метацентрическая высота:

- с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.740 ;

- без учета поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.740 ;

Начальная продольная метацентрическая высота, отнесённая к действующему водоизмещению, с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов 2.373 ;

Момент, дифферентующий на один градус: 401.469 ;

Момент, дифферентующий на один см: 5.780 ;

Момент, кренящий на один градус: 9.651 ;

Число тонн на 1см осадки: 2,610 ;

Таблица 2.2 – Нагрузка масс для 1-го случая – судно после переоборудования с 10% запасов

Обозн.

Наименование

разделов и статей нагрузки

Масса,

Плечи,

Моменты,

Судно порожнём после переоборудования

107,7

0,00

0,00

3,36

0,98

0,00

1069,34

Дедвейт

Топливо:

10% запасов

5,70

4,50

0,00

0,70

25,65

0,00

3,99

Масло:

10% запасов

0,220

4,12

0,00

0,24

0,91

0,00

0,053

Снабжение и инструмент

10%

0,52

-6,00

0,00

3,24

-3,09

0,00

1,67

Команда с багажом

1,47

5,02

0,00

4,50

7,38

0,00

6,62

Вода 10%

0,38

1,35

0,00

2,08

0,51

0,00

0,78

Фекалии:

100% заполнения;

2,00

2,75

0,00

1,90

5,50

0,00

3,80

Нефтесодержащие воды:

100% заполнения;

2,40

3,85

0,00

1,40

43,89

0,00

15,96

Итого

120,4

0,24

0,00

3,25

81,73

0,00

1102,21

Элементы плавучести и начальной остойчивости:

Случай 1

Удельный вес воды: 1,0 ;

Исходное водоизмещение: 120,4 ;

Координаты центра тяжести:

- от плоскости миделя: 0,240 ;

- от диаметральной плоскости: 0,000 ;

- от основной плоскости: 3,250 ;

Координаты центра величины:

- от плоскости миделя: -0,231 ;

- от диаметральной плоскости: 0,000 ;

- от основной плоскости: 1,019 ;

Запас плавучести: 57,383 ;

Угол дифферента: -0.164 ;

Угол крена: 0.000 ;

Осадки:

- на миделе: 1.09 ;

- на носовой марке: 1.08 ;

- на кормовой марке:1,09 ;

Минимальный надводный борт: 1.13 ;

Возвышение люка №1 над ватерлинией: 1.637 ;

Моменты инерции свободных поверхностей жидких грузов:

- относительно продольной оси: 154.600 ;

- относительно поперечной оси: 39.400 ;

Начальная поперечная метацентрическая высота:

- с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.230 ;

- без учета поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.686 ;

Начальная продольная метацентрическая высота, отнесённая к действующему водоизмещению, с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов 1.246 ;

Момент, дифферентующий на один градус: 422.126 ;

Момент, дифферентующий на один см: 6.077 ;

Момент, кренящий на один градус: 7.290 ;

Число тонн на 1см осадки: 2.652 ;

Таблица 2.3 – Нагрузка масс для 2-го случая - судно после переоборудования с 100% запасов

Обозн.

Наименование

разделов и статей нагрузки

Масса,

Плечи,

Моменты,

Судно порожнём после переоборудования

107,7

0,00

0,00

3,36

0,98

0,00

1069,34

Топливо:

100% запасов

10,19

5,70

0,00

1,27

324,90

0,00

72,39

Масло:

100% запасов

2,200

4,12

0,00

1,18

9,06

0,00

2,596

Снабжение и инструмент

100% запасов

5,15

-6,00

0,00

3,24

-30,90

0,00

16,69

Команда с багажом

1,47

5,02

0,00

4,50

7,38

0,00

6,62

Вода 100%

3,75

1,35

0,00

2,60

5,06

0,00

9,75

Фекалии:

10% заполнения;

0,20

2,75

0,00

0,60

0,55

0,00

0,12

Нефтесодержащие воды:

10% заполнения;

1,14

3,85

0,00

0,24

4,39

0,00

0,27

Итого

131,8

0,83

0,00

3,030

321,43

0,00

1177,77

Элементы плавучести и начальной остойчивости:

Случай 2

Удельный вес воды: 1,0 ;

Исходное водоизмещение: 131,8 ;

Координаты центра тяжести:

- от плоскости миделя: 0,830 ;

- от диаметральной плоскости: 0,000 ;

- от основной плоскости: 3,030 ;

Координаты центра величины:

- от плоскости миделя: 0,848 ;

- от диаметральной плоскости: 0,000 ;

- от основной плоскости: 1,132 ;

Запас плавучести: 40,153 ;

Угол дифферента: 0.503 ;

Угол крена: 0.000 ;

Осадки:

- на миделе: 1.09 ;

- на носовой марке: 1,08 ;

- на кормовой марке:1,1 ;

Минимальный надводный борт: 1.035 ;

Возвышение люка №1 над ватерлинией: 1.499 ;

Моменты инерции свободных поверхностей жидких грузов:

- относительно продольной оси: 154.600 ;

- относительно поперечной оси: 39.400 ;

Начальная поперечная метацентрическая высота:

- с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.246 ;

- без учета поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.644 ;

Начальная продольная метацентрическая высота, отнесённая к действующему водоизмещению, с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов 9.067 ;

Момент, дифферентующий на один градус: 468.559 ;

Момент, дифферентующий на один см: 6.745 ;

Момент, кренящий на один градус: 8.456 ;

Число тонн на 1 см осадки: 2.745 ;

Таблица 2.4 – Нагрузка масс для 3-го случая – судно после переоборудования с 100% запасов и балластом в кормовой цистерне

Обозн.

Наименование

разделов и статей нагрузки

Масса,

Плечи,

Моменты,

Судно порожнём после переоборудования

107,7

0,00

0,00

3,36

0,98

0,00

1069,34

Дедвейт

Топливо:

100% запасов;

10,19

5,70

0,00

1,27

324,90

0,00

72,39

Масло:

100% запасов;

2,200

4,12

0,00

1,18

9,06

0,00

2,60

Снабжение и инструмент

100% запасов;

5,15

-6,00

0,00

3,24

-30,90

0,00

16,69

Команда с багажом

1,47

5,02

0,00

4,50

7,38

0,00

6,62

Вода 100%

3,75

1,35

0,00

2,60

5,06

0,00

9,75

Продолжение таблицы 2.4

Фекалии:

10% заполнения

0,20

2,75

0,00

0,60

0,55

0,00

0,12

Нефтесодержащие воды:

10% заполнения

1,14

3,85

0,00

0,24

4,39

0,00

0,27

Балласт в кормовой цистерне

24,00

-12,95

0,00

2,96

-310,80

0,00

71,04

Итого

155,8

0,026

0,00

3,03

10,63

0,00

1248,81

Элементы плавучести и начальной остойчивости:

Случай 3

Удельный вес воды: 1,0 ;

Исходное водоизмещение: 155,8 ;

Координаты центра тяжести:

- от плоскости миделя: 0,026 ;

- от диаметральной плоскости: 0,000 ;

- от основной плоскости: 3,030 ;

Координаты центра величины:

- от плоскости миделя: 0,026 ;

- от диаметральной плоскости: 0,000 ;

- от основной плоскости: 1,182 ;

Запас плавучести: 84,153 ;

Угол дифферента: -0.117 ;

Угол крена: 0.000 ;

Осадки:

- на миделе: 1,1 ;

- на носовой марке: 1,01 ;

- на кормовой марке: 1,2 ;

Минимальный надводный борт: 1.086 ;

Возвышение люка №1 над ватерлинией: 1.368 ;

Моменты инерции свободных поверхностей жидких грузов:

- относительно продольной оси: 154.600 ;

- относительно поперечной оси: 39.400 ;

Начальная поперечная метацентрическая высота:

- с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.101 ;

- без учета поправок на свободные поверхности жидких грузов: 1.475 ;

Начальная продольная метацентрическая высота, отнесённая к действующему водоизмещению, с учетом поправок на свободные поверхности жидких грузов 64.720 ;

Момент, дифферентующий на один градус: 466.179 ;

Момент, дифферентующий на один см: 6.711 ;

Момент, кренящий на один градус: 7.929 ;

Число тонн на 1см осадки: 2.740 ;

Расчетные случаи нагрузки судна

Расчеты выполнены в комплексе программ для расчетов по статике корабля SEA HYDRO, имеющий допуск РРР (Сертификат № 14 от 9.02.2005 г.).

Таблица 2.5 – Расчетные случаи нагрузки судна

Наименование

элементов

Размерность

Случаи нагрузки судна

случай

случай

случай

Водоизмещение

107,7/

3330.20

131,8/

3813.15

155,8/

4048.59

Отстояние ц.т. от мидель-шпангоута

0.24

0.83

0.026

Отстояние ц.т. от ДП

0.00

0.00

0.00

Отстояние ц.т. от ОП

3.25

3.03

3.03

Угол дифферента

-0.164

0.503

-0.117

Угол крена

0.00

0.00

0.00

Начальная поперечная метацентрическая высота с учетом поправок

1.230

1.246

1.101

Начальная продольная метацентрическая высота с учетом поправок

71.246

69.067

64.720

Момент дифферентующий на один градус

422.126

468.559

466.179

Момент кренящий на один градус

7.290

8.456

7.929

Число тонн на 1 см осадки

2.652

2.745

2.740

Определение предельно допустимых углов крена

Таблица 2.6 – Определение предельно допустимых углов крена

Наименование элементов

Случаи нагрузки судна

1 случай

2 случай

3 случай

Осадка, T, м

1.04

1.09

1.1

Начальный угол крена, , град

0.00

0.00

0.00

Высота борта, Н, м

2.20

2.20

2.20

Угол заливания, , град

31.10

27.76

24.56

0,8 , град

24.88

22.21

19.65

Угол входа в воду кромки палубы судна, , град

19.85

15.27

15.23

Угол опрокидывания, , град

42.7

44.2

42.9

Рисунок 2.1 – Диаграмма динамической остойчивости (1 случай)

Рисунок 2.2 – Диаграмма динамической остойчивости (2 случай)

Рисунок 2.3 – Диаграмма динамической остойчивости (3 случай)

2.4.1 Проверка остойчивости судна по основному критерию

Остойчивость судна по основному критерию считается достаточной, если оно при плавании на волнении выдерживает динамически приложенное давление ветра, то есть выполняется условие:

(2.31)

где – кренящий момент от динамического действия ветра, кН м, определяемый согласно указаниям пункта 12.5;

– предельно допустимый момент при динамических наклонениях, кН м, определяемый согласно указаниям пункта 12.7.

За предельно допустимый угол крена, , при проверке остойчивости по основному критерию следует принимать угол опрокидывания, , или угол заливания , исходя из того, какой из этих углов меньше.

За предельно допустимый угол крена принят угол заливания  через дверь в шахту машинного отделения.

Проверка остойчивости судна по основному критерию приводится в таблице 2.7.

Таблица 2.7 – Проверка остойчивости судна по основному критерию

Наименование элементов

Обозначение или формула

Размер-ность

Случаи нагрузки
судна

1 случай

случай

случай

Аппликата ЦТ

3,250

3,030

3,03

Ширина судна по ватерлинии

6,600

6,600

6,60

Отношение

-

4,558

4,112

3,96

Отношение

-

0,396

0,370

0,370

Площадь парусности

203,740

196,230

193,2

Отстояние центра парусности от ОП

4,728

4,837

4,88

Возвышение центра парусности над плоскостью ватерлинии

2,929

2,843

2,81

Условное расчетное динамическое давление ветра (таблица 12.5.2)

243,580

241,860

241,16

Коэффициент (таблица 12.5.6-1)

-

0,538

0,476

0,46

Коэффициент (таблица 12.5.6-2)

-

0,109

0,173

0,173

Приведенное плечо кренящей пары

3,034

3,007

2,97

Кренящий момент от динамического действия ветра

150,584

142,726

138,51

Амплитуда бортовой качки

11,210

11,300

10,32

Предельно допустимый угол крена

31,100

27,760

2,56

Предельно допустимое плечо (рисунки 2, 3, 4)

0,185

0,159

0,14

Предельно допустимый кренящий момент

616,087

606,291

566,80

Коэффициент запаса

-

4,091

4,248

4,09

2.4.2 Проверка остойчивости судна по дополнительным требованиям

В соответствии с требованиями РРР остойчивость буксирного судна пр.Р162А должна быть достаточной:

- в эволюционный период циркуляции (п.12.10.11);

- при статическом воздействии буксирного каната (п.12.10.2);

- при динамическом действии буксирного каната (п.12.10.7) .

Расчеты по дополнительным требованиям выполнены для двух спецификационных случаев нагрузки:

- судно с 10% запасов;

- судно с 100% запасов и балластом в кормовой цистерне.

2.4.3 Проверка остойчивости в эволюционный период циркуляции

Для всех грузовых судов с энерговооруженностью  должна быть проверена остойчивость в эволюционный период циркуляции (п.12.10.11), то есть должно быть выполнено условие:

(2.32)

где – динамически приложенный кренящий момент, кН м, возникающий в эволюционный период циркуляции и определяемый согласно указаниям пункта 12.8.8;

– предельно допустимый момент, принимаемый в соответствии с указаниями пункта 12.8.10 для случая наклонения судна в эволюционный период циркуляции с учетом начального угла крена, кН м.

 определяется по диаграмме статической остойчивости в зависимости от предельно допустимого угла крена, .

За предельно допустимый угол крена, , согласно пункту 12.8.9 следует принимать угол входа палубы в воду, . Проверка остойчивости при циркуляции проводится в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Проверка остойчивостив эволюционный период циркуляции

Наименование элементов

Обозначение или формула

Размерность

Случай нагрузки

случай

случай

Осадка средняя

1,09

1,1

Ширина судна по ватерлинии

6,6

6,6

Длина судна по ватерлинии

27,4

27,7

Аппликата ЦТ

3,250

3,030

Отношение

-

4,56

3,96

Продолжение таблицы 2.8

Коэффициент (таблица 12.8.8)

-

-0,83

-0,23

Коэффициент

-

0,029

0,029

Скорость полного хода без состава (15.5км/ч)

5,42

5,42

Скорость перед входом в циркуляцию

4,34

4,34

Кренящий момент в эволюционный период циркуляции

223,53

199,20

Предельно допустимый угол крена

19,85

15,23

Предельно допустимое плечо

0,205

0,155

Предельно допустимый кренящий момент

682,69

627,53

Коэффициент запаса остойчивости

-

3,05

3,15

Рисунок 2.4 – Диаграмма статической остойчивости для судна с 10% запасов (1 случай)

Рисунок 2.5 – Диаграмма статической остойчивости для судна с 100% запасов и балластом в кормовой цистерне (1 случай)

2.4.4 Проверка остойчивости от статического действия буксирного троса

Кренящий момент определяется по формуле (пункт 12.10.3):

(2.54)

Расчет проведен в таблице 2.9.

За предельно допустимый угол крена  при проверке остойчивости от статического действия буксирного троса принят угол, .

Таблица 2.9 – Проверка остойчивости от статического действия буксирного троса

Наименование элементов

Обозначение или формула

Размерность

Случаи нагрузки судна

1 случай

3 случай

Длина судна

27,4

27,8

Ширина судна по ватерлинии

6,6

6,6

Осадка средняя

1,09

1,1

Отстояние точки приложения силы натяжения буксирного каната от ОП.

5.25

5.25

Малая метацентрическая высота с поправкой

1.230

1.102

Отношение

-

4,558

3.958

Отношение

-

0.640

0.640

Отстояние точки силы натяжения буксирного каната по горизонтали

18.39

18.19

Отношение

-

0.478

0.469

Коэффициент (таблица 12.10.4)

-

0.109

-0.01

Коэффициент (таблица 12.10.4)

-

0.592

0.655

Коэффициент (пункт 12.10.4)

-

0.85

0.85

Номинальная мощность главных двигателей

220,0

220,0

Кренящий момент

312.44

288.54

Предельно допустимый угол крена

19.85

15.23

Предельно допустимое плечо

0,403

0,310

Предельно допустимый момент

1342.07

1255.07

Коэффициент запаса остойчивости

-

4.30

4.35

Определим скорость течения, при превышении которой маневрирование судна без отдачи буксирного каната возле неподвижно стоящей баржи представляется опасным:

(2.33)

Рисунок 2.6 – Диаграмма статической остойчивости для судна с 10% запасов

(1 случай)

Рисунок 2.7 – Диаграмма статической остойчивости для судна с 100% запасов и балластом в кормовой цистерне (3 случай)

2.4.5 Проверка остойчивости от динамического действия буксирного троса

Кренящий момент определяется по формуле (пункт 12.10.8):

(2.34)

где – коэффициенты;

За предельно допустимый угол крена  при проверке остойчивостиот динамическогодействия буксирного троса принят угол заливания . Расчет проведен в таблице 2.10.

Таблица 2.10 – Проверка остойчивости от динамического действия буксирного троса

Наименование элементов

Обозначение или

 формула

Размерность

Случаи нагрузки судна

случай

случай

Осадка средняя

1,09

1,1

Отстояние точки приложения силы натяжения буксирного каната от ОП.

5.25

5.25

Отстояние точки приложения силы натяжения буксирного каната по горизонтали

18.39

18.19

Отношение

-

4,558

3.958

Отношение

-

0.640

0.640

Отношение

-

0.478

0.469

Номинальная мощность главных двигателей

220,0

220,0

Множитель (таблица 12.10.8-1)

-

0.189

0.189

Коэффициент (таблица 12.10.8-3)

-

17.02

16.775

Коэффициент (таблица 12.10.8-2)

-

4.783

5.315

Коэффициент (пункт 12.10.8-3)

-

0.120

0.074

Коэффициент (ф-ла 12.10.8-2)

-

0.075

0.096

Коэффициент(ф-ла 12.10.8-3)

-

1.296

1.167

Кренящий момент

11,00

17,77

Предельно допустимый угол крена

31.10

24.56

Предельно допустимое плечо

0.296

0.243

Предельно допустимый момент

985.12

983.81

Коэффициент запаса остойчивости

-

89.55

55.36

Рисунок 2.8 – Диаграмма динамической для судна с 10% запасов (1 случай)

Рисунок 2.9 – Диаграмма динамической остойчивости для судна с 100% запасов и балластом в кормовой цистерне (3 случай)

В таблице 2.11 произведено сравнение результатов расчета с требованиями РРР по обеспечению остойчивости.

Таблица 2.11 – Сводные данные результатов расчетов

Критерий

( )

Метацентрическая высота

Скорость судна перед входом в циркуляцию

По Правилам РРР

Основной критерий остойчивости пункт

1 случай

4,091

1.230

-

2 случай

4,248

1.246

-

3 случай

4,090

1.086

-

Остойчивость в эволюционный период циркуляции

1 случай

3.05

1.230

15.5

3 случай

3.15

1.086

15.5

Остойчивость при статическом воздействии буксирного каната

1 случай

4.30

1.230

-

3 случай

4.35

1.086

-

Остойчивость при динамическом действии буксирного каната

1 случай

89.55

1.230

-

3 случай

55.36

1.086

-

Расчеты показывают, что остойчивость судна пр. Р162А после переоборудования обеспечена в достаточной степени. Необходимо внести изменения в «Информацию об остойчивости», хранящуюся на судне.

2.5.1 Сопротивление воды движению буксира-толкача

Таблица 2.12 – Исходные данные для расчета

№

Параметр

Обозначение

Размерность

Значение

Длина судна

м

24,8

Ширина судна

м

9,0

Водоизмещение

т

152,0

Коэффициент полноты водоизмещения

–

0,875

Коэффициент полноты мидель-шпангоута

–

0,97

Коэффициент продольной полноты

–

0,84

Осадка расчётная

м

1,0

Полное сопротивление воды при различных скоростях движения судна вычисляется по формуле:

(2.34)

где  – коэффициент влияния кривизны судовой поверхности;

 – коэффициент трения.

(2.35)

где  – число Рейнольдса.

(2.36)

 – заданная скорость движения;

 – коэффициент кинематической вязкости;

 – поправка на шероховатость;

 – коэффициент сопротивления выступающих частей;

 – массовая плотность пресной воды;

 – смоченная поверхность корпуса.

(2.37)

 – коэффициент остаточного сопротивления.

Коэффициент остаточного сопротивления вычисляется по данным судна - прототипа, за который принимаем теплоход проекта Р162А.

(2.38)

где  – коэффициент остаточного сопротивления судна-прототипа;

, ,  – коэффициенты влияния для рассчитываемого судна;

, ,  – коэффициенты влияния для судна - прототипа.

Дальнейший расчет ведется в табличной форме, результаты расчета сводятся в таблицу 2.13.

Таблица 2.13 – Расчет сопротивления воды движению буксира-толкача.

№

Наименование

величины

Ед.

изм.

Числовые значения

Число Фруда

–

0,13

0,14

0,15

0,17

0,18

0,19

0,20

Скорость

хода

2,4

2,6

2,8

3,2

3,4

3,6

Число

Рейнольдса

×10⁶

61,7

66,8

71,9

77,1

82,2

87,4

92,5

–

0,0022

0,0022

0,0022

0,0022

0,0021

0,0021

0,0021

×10^-3

2,48

2,51

2,72

3,04

3,76

4,7

5,65

–

1,14

1,13

1,12

1,115

1,11

1,1

1,09

–

1,14

1,13

1,12

1,115

1,11

1,1

1,09

–

1,62

1,65

1,7

1,9

2,7

3,15

2,6

–

1,62

1,65

1,7

1,9

2,7

3,15

2,6

–

2,15

2,08

1,92

1,78

1,68

1,75

1,9

–

2,15

2,08

1,92

1,78

1,68

1,75

1,9

–

0,0025

0,0025

0,0027

0,0030

0,0038

0,0047

0,0057

×10^-3

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

–

0,0028

0,0028

0,0028

0,0028

0,0027

0,0027

0,0027

м²/с²

5,8

6,8

7,8

9,0

10,2

11,6

13,0

237,3

275,8

317,2

361,2

407,9

457,3

509,4

207,4

246,3

309,6

397,2

559,0

788,8

1063,1

–

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

–

8,4

9,8

11,4

13,1

14,9

16,8

18,8

453,0

532,0

638,2

771,5

981,8

1262,9

1591,3

2.5.2 Сопротивление воды движению баржи проекта Р–56

Таблица 2.14 – Исходные данные для расчета

№

Параметр

Обозначение

Размерность

Значение

Длина судна

м

86,0

Ширина судна

м

17,3

Осадка регистровая

м

2,63

Грузоподъемность

т

2830,0

Коэффициент полноты водоизмещения

–

0,88

Площадь смоченной поверхности:

Сопротивление трения находится по выражению:

(2.39)

где  – коэффициент сопротивления трения;

 – коэффициент сопротивления шероховатости.

Остаточное сопротивление:

(2.40)

где  – водоизмещение судна.

(2.41)

 – коэффициент остаточного сопротивления судна.

(2.42)

где  – коэффициент остаточного сопротивления судна – прототипа;

 – коэффициенты, учитывающие разницу в соотношениях: , , ,  расчетного судна и судна прототипа.

В качестве судна-прототипа принимается несамоходное грузовое судно, с близкими по величине главными разрешениями корпуса. Полное сопротивление воды движения судна, определяется по формуле:

(2.43)

Расчет ведется в табличной форме, по методике, изложенной в учебном пособии «Тяга судов» Ваганов Г.И., М. Транспорт, 1986 г. Результаты расчета сведены в таблицу 2.15

Таблица 2.15 – Расчет сопротивления воды движению баржи

№

Наименование величины

Ед.

изм.

Числовые значения

Скорость

хода

2,4

2,6

2,8

3,2

3,4

3,6

Число

Рейнольдса

×10⁶

158,7

172,0

185,2

198,4

211,6

224,9

238,1

Число Фруда

–

0,08

0,09

0,10

0,10

0,11

0,12

0,12

–

0,0020

0,0019

0,0019

0,0019

0,0019

0,0019

0,0018

×10^-3

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

1391,5

1619,7

1864,4

2125,3

2402,6

2695,9

3005,4

м²/с²

5,8

6,8

7,8

9,0

10,2

11,6

13,0

×10^-3

15,0

15,05

15,5

16,0

17,5

18,5

20,0

–

1,03

1,03

1,03

1,03

1,03

1,03

1,03

–

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

–

0,985

0,985

0,985

0,985

0,985

0,985

0,985

–

1,03

1,03

1,03

1,03

1,03

1,03

1,03

–

0,961

0,961

0,961

0,961

0,961

0,961

0,961

–

0,0144

0,0145

0,0149

0,0154

0,0168

0,0178

0,0192

992,6

1168,8

1396,0

1654,3

2058,7

2456,8

2977,7

2384,1

2788,5

3260,4

3779,6

4461,2

5152,8

5983,1

2.5.3 Сопротивление воды движению состава

Суммарное сопротивление воды движению буксира – толкача и толкаемому им составу из двух барж Р–56 определится по формуле:

(2.44)

где  – полное сопротивление воды движению буксира-толкача;

 – коэффициент счала состава;

 – полное сопротивление воды движению одной баржи.

Расчет производится в табличной форме, результаты расчета сведены в таблицу 2.16.

Таблица 2.16 – Расчет сопротивления воды движению состава

№

Наименование величины

Ед.

изм.

Числовые значения

Скорость хода

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

3,4

3,6

×10⁶

453,0

532,0

638,2

771,5

981,8

1262,9

1591,3

2384,1

2788,5

3260,4

3779,6

4461,2

5152,8

5983,1

–

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

0,92

–

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

2837,1

3320,5

3898,6

4551,1

6415,7

7574,4

По данным расчета строится график зависимости сопротивления воды от скорости движения: .

Рисунок 2.10 – Зависимость сопротивления воды от скорости движения состава

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов