Определение водоизмещения судна, коэффициентов полноты, мощности в первом приближении

 С помощью исходных данных определить водоизмещение судна, главные размерения, коэффициенты полноты, мощность в первом приближении.

Водоизмещение определить следующими способами:

- метод уравнения масс

- с использованием коэффициента утилизации

- процентирования

- Нормана

Исходные данные:

Тип судна: сухогрузный теплоход

Класс судна: «О»

Грузоподъёмность G, т: 4500

Скорость хода V, км/ч: 19,5

Автономность плавания t_a , сут: 16

Вид груза (удельный погрузочный объём V_уд): 1,44

Допустимая осадка Т, м: 3,30

Номер прототипа: 1565

Таблица 1. Основные характеристики прототипа и проектируемого судна

№№	Характеристика	Прототип	Проект
1	2	3	4
1	Класс судна	О	О
2	Грузоподъёмность G, т	5000	4500
3	Мощность судна ∑Ps, кВт	1323,53	1232,717
4	Скорость хода V, км/ч	20	19,5
5	Водоизмещение D, т	6750	6183
6	Главные размерения:
	длина L, м	138,3	129
	ширина B, м	16,8	16,9
	осадка T, м	3,53	3,30
	высота борта H, м	5,5	6,2
7	Коэффициенты полноты:
1	2	3	4
	δ	0,851	0,897
	α	0,935	0,921
	β	0,996	0,998
8	Коэффициент утилизации водоизмещения    η	0,741	0,665
9	Адмиралтейский коэффициент Са	2158,851	2158,527
10	Коэф. массы корпуса с оборудованием  рк, т/м3	0,118	0,118
11	Коэф. массы механизмов м.о. рm т/кВт	0,069	0,069
12	Автономность плавания ta, сут.	15	16
13	Число мест для экипажа  nэ, чел.	20	19,5
14	Относительная длина ф.п. и а.п. lф.а.	0,205
15	Относительная длина м.о.  lм.о.	0,109
16	Кубический модуль LBH, м3	12778,92	13523,1826
17	Относительная высота люка  hл	0,2
18	Относительная ширина люка  bл	0,745
19	Относительная длина люка  lл	0,667

              Определение водоизмещения методом уравнения масс.

Определяем адмиралтейский коэффициент по формуле:

                                2158,851 т^2/3км³/ч³/кВт,

где,  D - водоизмещение судна прототипа

        V^{’ –} скорость хода судна прототипа

       ∑Р_s – мощность судна прототипа

Рассчитываем коэффициент массы корпуса с оборудованием судна прототипа:

                                               0,118 т/м³

где масса корпуса с оборудованием    1600 – 19,5=1508,5 т

D’₀ – водоизмещение порожнём

m_м.о. – масса механизмов машинного отделения

Определяем коэффициент массы механизмов машинного отделения судна прототипа:

                                                  0,069, т/кВт

Определяем массу машинного отделения:

54+21,8+2,2+13,5=91,5, т

Кубический модуль судна прототипа:

Кубический модуль проектируемого судна:

                                                 ,

где   ε =1 – коэффициент неплотности укладки груза

V_уд – удельный погрузочный объём проектируемого судна

G – грузоподъёмность проектируемого судна

l_ф.а. – относительная длина ф.п. и а.п. проектируемого судна

l_м.о. – относительная длина м.о. проектируемого судна

b_н.б. – относительная ширина набора проектируемого судна

l_л – относительная длина люка проектируемого судна

b_л – относительная длина люка проектируемого судна

h_л – относительная длина люка проектируемого судна

              = 13523,1826

Адмиралтейский коэффициент для проектируемого судна:

                                   ,

где  k =0,21

        а = 1+(1-)(15,5*F’_r-2) =1+(1-)*(15,5*0,15 – 2) = 1,008

число Фруда F_r =  =  = 0,15

                =2158,527

Чистый дедвейт проектируемого судна рассчитывается по формуле:

                                       ,

где      m_э = m_э*n_э = 0,12*20 = 2,4 т – масса экипажа

m_з.в. = m_з.в.*n_э*t_в = 0,03*20*5 = 30 т – масса запасов воды

m_з.п. = m_з.п.*n_э*t_п = 0,004*20*4 = 0,32 т – масса запасов провизии

m_ф. = m_ф.*n_э*t_ф = 0,06*20*10 = 12 т – масса фикально-сточных вод

                              т

Дедвейт проектируемого судна рассчитывается:

                                  D_w = m_э*m_з.в.*m_з.п. = 2,4*30*0,32 = 23,04, т

Водоизмещение проектируемого судна выражаем из уравнения:

                                      D(1- ) = р_к*LBH+(р_м+р_тс)* +D⁰_w ,

где      р_тс = 0,24(1+к₃)*t_a*24*10^-3 = 0,24*(1+0,02)*16*24*10^-3 = 0,094 – коэффициент массы топлива и смазки

       = 2%

                   0,98D= 0,118*13523,1826+(0,069+0,088)* +4544,72

                                                         0,98D=2134,736D^2/3+4544,72

                                                            x = =

принимаем значение x = 18,62, выражаем D: