2.3. Установление двух вариантов судна

По последней цифре номера зачетной книжки из таблицы 5 Приложения 1 «Выбор двух вариантов судна» выбирается два варианта судов, которые включаются в сравниваемые транспортно- технологические схемы перевозки. Из таблицы выбирается тип судна и номер проекта судна.

В таблицах 7 и 8 Приложения 1 приводятся основные характеристики судов, требуемые для определения экономических и эксплуатационных и показателей в рамках данного курсового проекта.

В данном подразделе необходимо показать в табличной форме основные характеристики выбранных судов, более подробно раскрыть особенности этих типов судов, показать для перевозки каких видов грузов они используются.

Рекомендуется представить схематический вид судна или его фотографию.

2.4. Определение количества (массы) груза

2.4.1. Ограничения по количеству (массе) груза

Предельное количество груза, которое в условиях курсового проекта допускается погрузить на судно зависит от:

а) грузовместимости судна в м3,

Для судна смешанного плавания - максимальной вместимости грузовых трюмов, при этом должно соблюдаться условие, чтобы:

W ≥ Р^max_тр • µ , м3 [ 2.1.]

где: W - грузовместимость судна, м3 (см. табл. 8 Приложения 1);

Р^max_тр - максимальная масса груза, помещаемого в грузовые трюма, т.;

µ - удельный погрузочный объем груза, м3/т (см. табл.3 и 4 Прил. 1).

n_тр

W = ∑ Vⁱ_тр , м3 [ 2.2.]

ⁱ⁼¹

где: Vⁱ_тр - вместимость i -го грузового трюма, м3 (см. табл.8 Прил. 1);

n_тр - количество грузовых трюмов, ед. (см. табл. 8 Прил.1).

Отсюда, максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено в грузовые трюмы по первому критерию составляет:

n_тр

Р^max_тр = ∑ V_тр : µ < Δ_w , тонн [ 2.3.]

ⁱ⁼¹

или

Рmaxтр =	W	, тонн [ 2.4.]
	µ

где: Р^max_тр - максимальная масса груза, помещаемого в грузовые трюма, т.;

µ - удельный погрузочный объем груза, м3/т .

Δ_w - полная грузоподъемность (дедвейт) судна по грузовую ватерлинию, тонн;

Если по индивидуальному заданию грузом являются контейнеры, то грузовместимость трюмов используется полностью, однако количество груза рассчитывается не по формуле 2.3. или 2.4., а путем перемножения количества контейнеров, помещаемых в трюма, на средневзвешенную массу брутто одного контейнера, указанную в п. 2.4.1 д) курсового проекта.

После получения значения количества груза по двум вариантам его необходимо сравнить с величиной дедвейта соответствующего судна и сделать вывод, будет ли использована грузоподъемность судна полностью при погрузке груза только в трюма этого судна или потребуется размещение груза на люковых крышках трюмов для полной загрузки судна.

Необходимо учитывать, что на люковых крышках судов бумага в рулонах, хлопок в кипах, груз в бочках и биг-бэгах в условиях данного курсового проекта не перевозятся, а навалочный груз разместить по сути невозможно.

Данный критерий недостаточен для определения необходимого количества груза, поэтому необходимо перейти к следующему критерию.

б) полной грузоподъемности (дедвейта) судна в тоннах,

при этом должно соблюдаться условие (в рамках курсового проекта), чтобы:

Δ_w ≥ Р^max_c + 1,5 р_c , тонн [ 2.5.]

где: Δ_w - полная грузоподъемность (дедвейт) судна, погруженного по грузовую ватерлинию, тонн (см. табл. 7 Прил. 1);

Р^max_c - максимальная масса груза, принимаемого на судно, тонн;

р_c - сумма переменных весовых нагрузок на судне (топливо, смазочное масло, экипаж, продукты, снабжение, «мертвый запас» и т.п.) при отходе судна из порта погрузки, тонн (см. табл.7 Прил. 1) .

1,5 - коэффициент, который условно предполагает (в условиях курсового проекта), что в устьевом порту запасы будут пополнены для обеспечения морского перехода, с учетом израсходованных запасов на речном участке, до величины, превышающей судовые запасы на момент отхода судна в 1,5 раза.

Отсюда, максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено на судно по второму критерию составляет:

Р^max_c = Δ_w - 1,5 р_c , тонн [ 2.6.]

Дедвейт (полная грузоподъемность) включает в себя такую составляющую как судовые запасы и чистую грузоподъемность. Поэтому, при наличии судовых переменных запасов (топливо, пресная вода и пр.) на судно можно погрузить количество груза большее, чем чистая грузоподъемность.

Следует также иметь в виду, что по второму критерию возможна перевозка груза не только в грузовых трюмах, но и на люковых крышках.

в) допустимой средней осадки судна по грузовую ватерлинию, м.

Максимальная осадка судна не должна превышать допустимой осадки судна по грузовую ватерлинию на миделе судна в пресной или морской воде (см. табл. 7 Приложения 1) :

d_max ≤ d^п_w (d^с_w), м [ 2.7.]

где: d_max - максимальная осадка судна, м;

d^п_w - средняя осадка судна по грузовую ватерлинию на миделе судна в пресной воде, м (см. табл. 7 Прил. 1);

d^с_w - средняя осадка судна по грузовую ватерлинию на миделе судна в морской (соленой) воде, м.

Количество (масса) груза по критерию средней осадки судна по грузовую ватерлинию может быть определено через весовое водоизмещение судна.

Отсюда, максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено на судно по третьему критерию определяется по формуле:

Р^max_c = Δ - Δ₀ - 1,5 р_c , тонн [ 2.8.]

где: Δ - весовое водоизмещение судна по грузовую ватерлинию, тонн (см. табл. 15 Прил. 1);

Δ₀ - вес судна порожнем (доковый вес), тонн (см. табл. 7 Прил. 1).

Весовое водоизмещение судна по грузовую ватерлинию находится из табл. 15 Приложения 1 по значению средней осадки на миделе судна по грузовую ватерлинию. Значение весового водоизмещения вычисляется методом интерполирования. Весовое водоизмещение в таблице приведено для пресной воды плотностью 1, 0 т/м³ или для морской воды плотностью 1,025 т/м³. Первоначально средняя осадка по грузовую ватерлинию находится для пресной воды из таблицы 7 Приложения 1.

Для некоторых типов судов требуется переход значения средней осадки судна в пресной воде на среднюю осадку судна в морской воде, для чего используется соотношение:

d^п = 1, 025 d^с [ 2.9. ]

Таким образом, значение весового водоизмещения определяется для конкретного судна по средней осадке судна в пресной воде (d^п) или средней осадке судна в морской воде (d^с).

г) максимально допустимой осадки судна в условиях ограниченных глубин на речных участках пути, м.

Максимально допустимая осадка в условиях ограниченных глубин на речных участках пути определяется из соотношения:

d^ог_max ≤ h_гар - h_зап , м, [ 2.10.]

где: d^ог_max – максимально допустимая осадка судна (на корме или в носу) с учетом дифферента судна в корму или в нос;

h_гар - гарантированная глубина судового хода или участка пути, м;

h_зап - норма запаса воды под днищем судна, м.

Гарантированная глубина единой глубоководной системы ВВП РФ – 4 м.

Согласно «Правил плавания на внутренних водных путях» максимально допустимый запас воды под днищем судна при глубине судового хода более 3 метров равен:

- при прохождении шлюза - 40 см;

- на каменистом грунте - 25 см;

- на песчаном грунте - 20 см.

(В условиях курсового проекта для рек Волга и Дон, Волго-Донского судоходного канала необходимо принять песчаный грунт, а для рек Кама, Свирь и Нева, Волго-Балтийского канала – каменистый грунт).

Указанная выше формула 2.10. не применяется, если на каком-либо участке речного пути введены ограничения, связанным с гидрометеорологическими условиями, в частности сезонным падением уровня воды. В этом случае в качестве максимально допустимой осадки судна следует принять проходную осадку, установленную для подобных участков речного пути. Такие падения уровня воды в последние годы в летний период навигации часто бывают на участках Нижнего Дона выше порта Ростов-на-Дону и на средней Волге между пунктами Балахна – Городец (см. ниже).

Ограничения по осадке на речных участках пути (приняты условно):

Проходная осадка судна на участке Балахна - Городец : d^ог_max = 3, 5 м;

Проходная осадка судна на участке Нижнего Дона : d^ог_max = 3, 3 м.

Особые ограничения устанавливаются службой пути соответствующего речного бассейна в неблагоприятных климатических условиях (засушливые годы, отсутствие дождей и т.д.)

В курсовом проекте при определении максимально допустимой осадки в условиях ограниченных глубин на речных участках пути необходимо учитывать, чтобы при прохождении участка с наименьшей глубиной дифферент судна равнялся нулю или приближался к нему.

Отсюда, максимальное количество груза, которое может быть погружено на судно по четвертому критерию определяется по формуле 2.8. и 2.9. с тем отличием, что средняя осадка судна в пресной воде определяется не по грузовой ватерлинии, а для условий ограниченных глубин на речных участках пути (необходимо применить таблицу 15 Приложения 1).

д) контейнеровместимости, ед.

Данный критерий применяется только при условии перевозки контейнеров.

Максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено на судно по этому критерию определяется по формуле:

Р^max_c = Р_тр + Р_лк , тонн [ 2.11.]

где: Р_тр - масса груза, погруженного в грузовые трюма, тонн;

Р_лк - масса груза, погруженного на люковые крышки трюмов, тонн.

При перевозке груженых универсальных контейнеров общая масса (вес) груза определяется перемножением количества контейнеров, погруженных в трюма и на палубу, на средневзвешенную массу брутто одного контейнера, которая в условиях курсового проекта составляет:

для 20´ - футового контейнера с грузом - 12,5 тонн;

для 40´ - футового контейнера с грузом - 20,5 тонн.

В условиях курсового проекта допустимая высота палубного груза (h^доп _п):

для универсальных контейнеров принимается – 1 ряд.

Предельное количество универсальных контейнеров в ТЭУ единиц, принимаемых на судно, дано в таблице 7 Приложения 1.

Результаты расчетов максимального количества груза, определенного по четырем критериям, необходимо внести в таблицу 2.1., проанализировать и

провести выбор вариантов для дальнейших расчетов.

Таблица 2.1

Определение количества (массы) груза, принятого за основу расчетов

Критерий по	Максимальное количество (масса) груза, тонн (Рmaxc)					Принимается за основу (Р1c)
п. 2.4.1.	Вариант 1	Вариант 2		Вариант 1			Вариант 2
а)
б)
в)
г)
д)

За основу дальнейших расчетов выбирается наименьшее из значений максимального количества (массы) груза, определенных по указанным критериям, которое и вносится в соответствующий столбец таблицы «принимается за основу».

Если наименьшее из значений определено по первому критерию, а вывод, полученный в п. 2.4.1.а) указывает на необходимость размещения груза на люковых крышках судна, то для таких грузов, кроме контейнеров, за основу принимается наименьшее из значений максимального количества (массы) груза, определенных по критериям б), в) или г). Для контейнеров за основу применяется критерий д).