Расчёт критериев рациональной загрузки судна

Введение

В данной курсовой работе рассмотрено решение сложной задачи рациональной загрузки судна с соблюдением требований его мореходных качеств, сохранности перевозимого груза, максимального использования грузовместимости и грузоподъёмности в соответствии с условиями данного рейса. Для выполнения этих требований было обеспеченно:

· Сохранение необходимой остойчивости, прочности и дифферента судна;

· Наиболее выгодное использование грузовместимости и грузоподъёмности судна;

· Безопасность плавания судна;

· Гидрометеорологическая и навигационная характеристика района перехода и портов захода;

Задание Порт погрузки:

Владивосток Порт выгрузки:

Провидения Сезон плавания:

Лето Обязательные грузы:

Мясо говядина 2000 т. (полутуши).

Масло сливочное 336.7 т. (ящики).

Субпродукты 351.3 т. (ящики).

1. Гидрометеорологическая и навигационная характеристики перехода и портов захода Переход осуществляется из Владивостока через Японское море, пролив Цугару, Охотское море, вдоль Курильских островов, и Берингово море. Ниже рассмотрены гидрометеорологические и навигационные особенности этих районов перехода, характеристики порта Находка и других крупных портов встречающихся в пути следования (на случай штормов или других не благоприятных факторов), а также некоторые меры по контролю за состоянием и сохранностью груза.

Гидрометеорологические и навигационные условия.

Температура воздуха западной части Берингова моря в течение всего года в юго-западной части выше, чем в северо-восточной. Зимой она понижается в направлении к побережью, особенно к вершинам заливов. Средняя месячная температура воздуха самых холодных месяцев (январь — февраль) изменяется от -2?, -7? в ю-з части района; -12?, -17? в с-в. Наименьшая температура на побережье в это время колеблется от -25? до -47?; на островах и в открытом море температура ниже -24? не наблюдается.

Относительная влажность воздуха велика в течение всего года. С октября по апрель колеблется от 70 до 85%.

В период с октября по апрель повсеместно преобладают ветры от NW, N и NO; повторяемость их в суме составляет 50 — 85%. Средняя месячная скорость ветра с октября по март составляет 8 — 13 м/с. Повторяемость штормов в период с октября по март составляет 15 — 20%. Во время штормов скорость ветра зимой достигает 30 — 40 м/с.

Туманы в описываемом районе довольно часты. Они имеют резко выраженный годовой ход. С сентября по апрель туманы повторяются не более 10%.

Осадки, как правило, увеличиваются с с-в на ю-з. Часто выпадают в виде снега. В открытом море повторяемость осадков колеблется от 20 — 45% с ноября по март, увеличиваясь с с-в на ю-з.

Грозы в данном районе чрезвычайно редки и наблюдаются летом. Метели бывают часто. Среднее годовое число дней с метелью колеблется от 20 — 50 в ю-з части, до 55 — 100 в с-в. Наиболее часты метели с ноября по март.

Средняя месячная температура воздуха района Курильских островов в январе — феврале составляет -6?, -7?С. Зимой температурный режим отличается большой неустойчивостью. В отдельные годы отклонение от среднемесячной температуры может составлять 10 — 17? С. Значительное повышение температуры воздуха зимой повсеместно сопровождается усилением ветра. Как правило, очень низкая температура отмечается при слабых ветрах, морозы при этом могут достигать в южной части Охотского моря -22, -27ЧС. Зимой на температурный режим Охотского моря оказывают влияние фёны. Повышение температуры при этом может составлять 6 — 10? С.

Среднегодовая относительная влажность воздуха с сентября по май — 48−86%. В отдельные дни относительная влажность может понижаться до 30% и менее, во время туманов и дождей она составляет 100%.

В период зимних муссонов над большей частью Охотского моря господствуют северные ветры. Средняя месячная скорость ветра зимой в районе Курильских островов составляет 8 — 12 м/с. Наибольшая повторяемость штормовых ветров зимой наблюдаются в районе Курильских островов, где она составляет 20 — 30%.

Туманы в Охотском море часты и продолжительны. В среднем за год в районе Курильских островов бывает 100−160 дней с туманами.

Годовой ход осадков соответствует характеру распространения облачности. В районе Курильских островов выпадает 1200 — 1700 мм. Зимой среднее месячное кол-во осадков в основном не превышает 40 — 90 мм.

Грозы в Охотском море — явление редкое. Метели могут быть с октября по апрель. В районе Курил в январе бывает до 20 — 22 метелей.

На подходах к проливу Цугару с запада и в самом проливе наблюдается преимущественно ю-в ветер, называемый «ямасе». Ветер ямасе тёплый и влажный, сопровождается осадками. Зимой при этом ветре выпадает снег в виде крупных хлопьев. Часто меняет своё направление. Осенью и зимой бывает очень сильным и резким. В проливе цугару зимой туманы практически не наблюдаются.

Японское море. Существенное влияние на плавание судов оказывают сильные ветры, тропические циклоны (тайфуны), туманы, обледенение судов, ледовый режим. В январе средняя месячная температура составляет -9, -13?С. В отдельные дни января возможно понижение температуры до -28, -37?С. Оттепели бывают в любой зимний месяц.

С декабря по февраль отмечаются наименьшие значения относительной влажности (45 — 60%).

В период зимних муссонов преобладают с-з и северные ветры, повторяемость их колеблется от 40 до 73%, а в открытом море составляет 21 30%. Средняя месячная скорость ветра в январе в открытом море составляет 10 м/с.

грузоподъёмность порт сепарационный грузовместимость

2. Характеристики портов У восточного берега полуострова Камчатка находится единственный в этом районе большой порт Петропавловск-Камчатский, расположенный в Авачинской губе. В нём можно произвести полный ремонт судна. Портов в Охотском море немного. Почти во всех портах и портовых пунктах якорная стоянка при свежих ветрах или сильном волнении невозможна. У северо-западного берега Японского моря суда могут укрываться от штормов в бухте Преображения и в заливе Ольги. От ветров, дующих с берега, суда могут найти укрытие в бухтах, в изгибах берега, около мысов.

Залив Находка находится в восточной части залива Петра Великого между мысом Средний и мысом Крылова. При подходе к заливу Находка ориентирами являются горы Сестра и Арсения, мысы Попова, Крылова, Поворотный и остров Лисий. Ветры зимой в заливе преобладают северные. Среднее годовое число дней с туманами составляет 43. С октября по март туманы наблюдаются редко. Скорость течения в заливе Находка в среднем не превышает 0.4 уз. Лёд в заливе появляется в начале декабря и исчезает в конце марта. Обеспечение сохранности груза.

В процессе морской перевозки на грузы оказывает окружающая среда — атмосферный воздух и забортная вода, которая омывает грузовые трюмы и танки судна. Влияние гидрометеорологических условий внешней среды может привести к изменению физического и химического составов различных грузов и повлиять на их качество. В условиях морской перевозки грузов различают три вида изменений температуры наружного воздуха: эпизодический, зависящий от местных условий плавания и изменения погоды; суточный, зависящий от солнечной радиации, свойств предметов, формы поверхности и цвета их окраски; общерейсовый, зависящий от района плавания судна. Грузовые помещения, в которых находятся грузы в процессе морской перевозки, являются закрытыми пространствами, в которых образуется свой микроклимат. Перевозчик на всём протяжении рейса обязан контролировать, а, если возможно, то и регулировать атмосферу трюмного воздуха для создания оптимальных условий хранения всей массы погруженного в трюм груза. Для правильного регулирования атмосферы трюмного воздуха перевозчик обязан регулярно, на всём протяжении рейса проводить замеры параметров атмосферы наружного и трюмного воздуха. Это может быть выполнено только при наличии определённых знаний свойств воздуха и умения определять его параметры.

Для предохранения продуктов питания от порчи и повреждения их подвергают специальной обработке. Идеальным условием для сохранной перевозки является наличие «рефрижераторной цепи» на всём пути следования груза от места производства до места потребления. Суда с батарейной системой охлаждения используются для перевозки мороженных и охлаждённых грузов с температурой охлаждения до -25?С.

Для сохранной перевозки мясо охлаждают или замораживают. Мороженное мясо можно хранить в течение полутора лет, при этом оно сохраняет вкусовые качества и пищевую ценность. Морские перевозки осуществляют на рефрижераторных судах с батарейной системой охлаждения при минимальной вентиляции, что резко снижает потери массы и усушку груза. Охлаждённое мясо сохраняется без заметного ухудшения 15 17 сут. Рыбу и рыбопродукты также перевозят в замороженном и охлаждённом состоянии. Оптимальный срок хранения охлаждённой рыбы — 10−12 сут. В процессе хранения не следует также допускать большой усушки мяса. Влажность воздуха в рефрижераторных камерах должна быть такой, чтобы давление паров воды в тканях мяса не превышало давления водяного пара в воздухе. Относительная влажность в камерах при перевозке мороженного мяса должна быть 95%, а охлаждённого 90%. Поскольку полностью избежать усушки мяса в процессе перевозки невозможно, то устанавливается норма естественной убыли в размере 0.34% от массы партии груза.

3. Грузовой план Твиндек № 1 (верхний) 320 м?:

Субпродукты — 128 т. 3.00 м?/т Твиндек № 1 (нижний) 440 м?:

Масло сливочное — 146.7 т. 2.25 м?/т Твиндек № 2 670 м?:

Субпродукты — 223.3 т. 2.28 м?/т Твиндек № 3 720 м?:

Мясо говядина — 240 т 3.00 м?/т Твиндек № 4 690 м?:

Мясо говядина — 230 т. 3.00 м?/т Трюм № 1 380 м?:

Масло сливочное — 190 т. м?/т Трюм № 2 1710 м?:

Мясо говядина — 570 т. 3.00 м?/т Трюм № 3 1470 м?:

Мясо говядина — 490 т. 3.00 м?/т Трюм № 4 1260 м?:

Мясо говядина — 420 т. 3.00 м?/т

4. Определим координаты центра тяжести и посадку груженного судна Абсцисса центра тяжести судна:

Xg = Mx/? = -23 941.36/7828.7 = -3.06 м.

Аппликата центра тяжести судна:

Zg = Mz/P = 52 699.78/7828.7 = 6.73 м.

Объёмное водоизмещение (объём воды вытесненной судном):

= P/? = 7828.7/1.025 = 7637.8 м?/т.

Используя объёмное водоизмещение находим допустимое значение аппликаты центра тяжести судна:

Zgдоп. = 6,74

Значение Xg численно принимаем равным Xc и зная объёмное водоизмещение, находим осадку носом dн и кормой dк, используя диаграмму Фирсова:

dн = 6,42 м.

dк = 7,25 м.

Дифферент равен:

Df = dн — dк = 6,42 — 7,25 = -0,83 м.

Средняя осадка:

dс = (dн + dк)/2 = (6,42 + 7,25)/2 = 6,34 м.

Используя среднюю осадку находим аппликату метацентра:

Zm = 7,15 м.

Метацентрическая высота равна:

h = Zm — Zg = 7,15 — 6,73 = 0,42 м.

5. Расчёт потребности в сепарационных материалах

1. Субпродукты: 351.3 т — ящики Лес: 14.4 м;

Бумага: 0.56 кг;

Крафт — бумага: 15.11 кг.

2. Масло сливочное: 336.7 т — ящики Лес: 13.8 м;

Бумага: 0.56 кг;

Крафт — бумага: 15.11 кг.

3. Мясо говядина: 1950 т — киповые Лес: 128.7 м;

Бумага: 179.4 кг;

Крафт — бумага: 113.1 кг.

Брезент: 975 м.

Всего: Лес: 156. 9 м; Бумага: 180.5 кг; Крафт — бумага: 142.7 кг;Брезент: 975 м.

Примечание: Брезент был заменен на пленку в количестве 975 м.

6. Манипуляционные знаки а. — осторожно, хрупкое; б. — боится нагрева; в. — боится сырости; г. — боится излучения; д. — боится мороза; е. — скоропортящийся груз; ж. — герметическая упаковка; з. — крюками непосредственно не брать; и. — место строповки; к. — место подъёма тележкой; л. — верх, не кантовать; м. — центр тяжести; н. — тропическая упаковка

7. Расчёт критериев рациональной загрузки.

7.1 Критерий использования грузоподъемности и грузовместимости.

Критерием грузовместимости является отношение удельного погрузочного объёма к удельной грузовместимости:

Кu = = 1.

7.2 Критерий местной прочности отсеков Критерием оценки рациональной загрузки судна с точки зрения местной прочности является отношение фактической нагрузки к предельно допустимой:

Кu = < 1

Кu = < 1 — условие выполнено.

Кu = < 1 — условие выполнено.

Кu = < 1 — условие выполнено.

Кu = < 1 — условие выполнено.

7.3 Расчёт критериев общей прочности Критерием общей прочности является отношение фактической нагрузки к предельно допустимой:

K oпт = > 1

Для определения оптимального значения величины изгибающего момента следует выполнить:

1. Определить оптимальный изгибающий момент:

М опт. = 0.5 (К — К) * С * В * L

М опт = 712.8

где К = 0.0325 ‚ К = 0.0360

С= = =0.422

2. Определить изгибающий момент на миделе от сил поддержания на спокойной воде:

Мс = Кс*? * L

где: Кс = 0.0315 + 0.0895 * 0.422 = 0.0693

Мс = 0.0693*7828.7*119 = 85 019.2

3. Определить изгибающий момент на миделе в балласте:

Мо = Ко * ?о * L 1 ‚

где: Ко = 0.126 для грузовых судов Мо = 70 260.3

4. Определить оптимальное значение величины полученных моментов сил дедвейта:

Мх опт. = Мс + Мопт. — Мо = 15 463.7

Копт. = 0.5 Мх / Мх опт. = 1.1 — условие выполняется

Заключение

В данном курсовом проекте был выбран принцип размещения и комплектации судна, и определена группа факультативного груза наиболее подходящего для района плавания, исходя из их совместимости и экономической целесообразности с учётом соответствующих критериев загрузки судна, очерёдности погрузочных, разгрузочных операций, без ущерба для сохранности груза и безопасности груза.

1. Карпушин И. С. Технология морских перевозок. Владивосток, 2010. 27 с.

2. Снопков В. И. Технология перевозки грузов морем. М., 2012. 560 с.

3. Лоция Берингова моря. Часть I.

4. Лоция Охотского моря. Выпуск 1.

5. Лоция острова Хоккайдо и пролива Цугару.

6. Лоция западной части Японского моря.

.ur