при каких уровнях заполнения цистерн необходимо учитывать влияние свободной поверхности жидкости
ВЛИЯНИЕ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОГО ГРУЗА НА НАЧАЛЬНУЮ ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА.
Влияние жидких грузов на остойчивость. Если цистерна заполнена не доверху, т. е. в ней имеется свободная поверхность жидкости, то при наклонении жидкость перельется в сторону крена и центр тяжести судна сместится в ту же сторону. Это приведет к уменьшению плеча остойчивости, а следовательно, к уменьшению восстанавливающего момента. При этом чем шире цистерна, в которой имеется свободная поверхность жидкости, тем значительнее будет уменьшение поперечной остойчивости. Для уменьшения влияния свободной поверхности целесообразно уменьшать ширину цистерн и стремиться к тому, чтобы во время эксплуатации было минимальное количество цистерн со свободной поверхностью жидкости.
Рис.147. Влияние жидких грузов на остойчивость.
Если жидкий груз заполняет цистерну полностью, т. е. цистерна запрессована, то в задачах статики он ничем не отличается от любого твердого груза той же массы. Однако если жидкий груз заполняет лишь часть цистерны и имеет свободную поверхность, то он получает возможность переливаться при наклонении судна. В результате этого изменяется форма жидкости в цистерне и перемещается центр тяжести судна, что отражается на его остойчивости.
Влияние свободных поверхностей в цистернах жидких грузов (топлива, мытьевой и питьевой воды, масла, а также жидкого балласта) на начальную поперечную остойчивость судна учитывается в табл. 1 поправочным моментом Мж (FSM, FSW) , который определяется по формуле:
В Информации об остойчивости рассчитаны значения ρж ix для всех цистерн судовых запасов и балласта (каждой цистерны, расположенной в диаметральной плоскости, и каждой пары цистерн правого и левого борта). Для каждого вида жидкости (мазут, дизельное топливо и т. п.) выделено одно наибольшее значение этой величины.
Изменение метацентрической высоты, возникающее в результате появления в какой-либо цистерне свободной поверхности жидкости, определяется формулами:
В действительных условиях эксплуатации судов цистерны или отсеки по различным причинам оказываются заполненными не полностью.
Поправка Δh к метацентрической высоте, учитывающая влияние свободной поверхности жидкости, будет:
Vж – объем, занимаемый жидкостью;
ρж – плотность жидкости.
Из формулы видно, что поправка на влияние свободной поверхности жидкости всегда имеет отрицательный знак, т.е. свободная поверхность жидкого груза, перетекая в сторону наклонения судна, уменьшает метацентрическую высоту и отрицательно сказывается на остойчивости/
Если длина отсека l, а ширина b то момент инерции площади всего отсека относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести этой площади, будет: ix = l*b 3 /12.
Дата добавления: 2015-12-10 ; просмотров: 8957 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Тест оценки компетентности для ПДНВ-дипломирования (стр. 23 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
2. Диаграммы осадок носом и кормой
13.2.004 Определение начальной остойчивости судна может быть произведено с использованием 1. Таблицы загрузки судна
2. Диаграммы контроля остойчивости
3. Диаграммы статической остойчивости
4. Гидростатических кривых (Кривых элементов теоретического чертежа)
13.2.005 Независимый контроль начальной остойчивости судна h(GM) может быть произведен 1. Проведением опыта кренования
2. Определением периода собственных (свободных) колебаний судна h(GM)=(с*B/t)2
13.2.006 Учет влияния свободных поверхностей жидкостей на остойчивость судна не целесообразно производить при заполнении танка или цистерны 1. Менее, чем на 5% объема
2. Более, чем на 95% объема
13.2.007 Учет влияния свободных поверхностей жидкостей на остойчивость судна производится 1. Введением соответствующих поправок на свободные поверхности в Таблицу нагрузок
2. Вычислением исправленного значения начальной метацентрической высоты hи
13.2.008 Повышение остойчивости судна достигается 1. Перемещением более тяжелых грузов в низлежащие судовые помещения
2. Приемом балласта в днищевые балластные танки без свободных поверхностей
13.2.009 Тяжеловесный груз в трюмах судна ниже ватерлинии 1. Уменьшает период качки
2. Увеличивает поперечную остойчивость судна
2. Ограничения на максимальную величину метацентрической высоты вводятся РМРС посредством расчета «Критерия ускорения»
13.2.011 Отметьте верные утверждения об избыточной остойчивости 1. Кодекс ИМО советует избегать избыточных значений метацентрической высоты
2. Кодекс ИМО не ограничивает максимальную метацентрическую высоту для судов
13.2.013 Расчет плеча статической остойчивости l(GZ) на малых углах крена (до 10-12°) может быть произведен по следующей зависимости L = h*sinq (GZ = GM*sinq)
13.2.014 Путем составления таблицы нагрузок судна определяются следующие величины 1. D (водоизмещение судна)
2. SMx (Суммарный момент относительно оси X)
3. SMz (Суммарный момент относительно оси Z)
13.2.015 Расчет координат центра тяжести судна с использованием таблицы нагрузок производится по следующим зависимостям 1. Zg=SMz/D (KG=SMz/D)
13.2.016 При отрицательной начальной остойчивости тип диаграммы статической остойчивости (ДСО) представлен на Рис. Г
13.2.017 При положительной начальной остойчивости тип диаграммы статической остойчивости (ДСО) представлен на 1. Рис. Д
13.2.018 Правильное изображение начальной метацентрической высоты на диаграмме статической остойчивости (ДСО) представлено на рисунке 1. Рис. В
13.2.019 Судно опрокидывается при диаграмме статической остойчивости (ДСО) представленной на 1. Рис. Д
13.2.020 Судно имеет начальный крен при диаграмме статической остойчивости (ДСО) представленной на 1. Рис. А
13.2.021 На обеспечение начальной поперечной остойчивости судна оказывают влияние 1. Осадка судна
4. Площадь ватерлинии судна
13.2.022 Водонепроницаемый надводный борт судна, определяемый Грузовой маркой, обеспечивает 1. Запас плавучести судна
2. Остойчивость судна на малых и больших углах крена
13.2.023 Повысить остойчивость судна можно 1. Приемом балласта в днищевые танки
2. Расположением наиболее тяжелых грузов на палубе двойного дна судна в трюме
13.2.024 Понизить остойчивость судна можно 1. Откачкой балласта из днищевых танков
2. Расположением наиболее тяжелых грузов на верхней палубе судна
3. Расположением наиболее тяжелых грузов на твиндеках выше ватерлинии
13.2.025 К понижению остойчивости приведет 1. Заполнение балластных танков двойного дна на 10 % объема
2. Открытие клапанов крен-балластной системы для перетока воды с борта на борт
3. «снятие пресса» с заполненных балластных танков, уменьшающее их объем до 90%
13.2.026 Отметьте все ответы, которые соответствуют уровням заполнения цистерн (в процентах), при которых необходимо учитывать влияние свободной поверхности жидкости при расчете остойчивости 1. 50
13.2.027 Признаками недостаточной начальной остойчивости у судна являются 1. Длительная задержка судна на одном из бортов при качке
2. Переваливание судна с одного борта на другой с последующей длительной задержкой
13.2.028 Поправка за свободную поверхность жидкости в отсеке зависит от 1. Плотности жидкости в отсеке
2. Формы площади свободной поверхности
3. Величины площади свободной поверхности
13.2.029 Для спрямления судна, стоящего в порту, при наличии крена может быть использовано 1. Перенос груза с борта на борт
2. Перекачка балласта с борта на борт
3. Заполнение на 100 % танков, имеющих свободные поверхности
13.2.030 Начальную остойчивость судна (при малых углах крена) можно определить посредством 1. Расчета начальной метацентрической высоты
2. Построения диаграммы статической остойчивости
13.2.031 Для восстановления остойчивости судна в рейсе рекомендуется заполнение отсеков, удовлетворяющих следующим условиям 1. Находящихся ниже центра тяжести судна
2. Расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости судна
13.2.032 Текущую осадку судна можно определить при помощи 1. Марок углубления на носу, корме и средней части судна
2. Рулетки или футштока, путем измерения расстояния от главной палубы до поверхности воды
13.2.033 Свидетельство о Грузовой марке судна устанавливает 1. Минимальный надводный борт судна
2. Положение грузовой марки (диска Плимсоля) на борту судна
13.2.034 Согласно Правил РМРС при учете влияния обледенения на остойчивость судна, плавающего в зимнее время в Беринговом море, Охотском море или в Татарском проливе, следует принимать массу льда на квадратный метр площади 1. Парусности равной 15 кг
2. Общей горизонтальной проекции открытых палуб равной 30 кг
13.2.035 Согласно Правил РМРС при учете влияния обледенения на остойчивость судна, плавающего в зимних сезонных зонах южнее параллели 66°30’с. ш. и севернее параллели 60°00’ю. ш. следует принимать массу льда на квадратный метр площади 1. Парусности равной 7.5 кг
2. Общей горизонтальной проекции открытых палуб равной 15 кг
13.2.036 Признаками положительной начальной остойчивости у судна являются 1. Равномерная качка с равными углами крена на каждый борт
2. Возвращение судна на ровный киль после появления крена, вызванного перекладкой руля
13.2.038 К нарушению продольной прочности судна может привести 1. Попадание на попутную волну с длиной равной длине судна
2. Неравномерное распределение груза и/или балласта по длине судна
3. Размещение наиболее тяжелой части груза в носовой и кормовой частях судна в удалении от мидель-шпангоута
13.2.039 Потеря или снижение остойчивости во время рейса при перевозке навалочных грузов может быть вызвана 1. Разжижением груза под действием вибрации и движения судна и перетекания на один борт
Влияние свободной поверхности на остойчивость
Как хорошо известно из физики, любая жидкость имеет свободную поверхность. Наличие свободной поверхности жидкости в судовых цистернах приводит к уменьшению поперечной метацентрической высоты и, следовательно, ухудшает поперечную остойчивость судна. Разумеется, что и продольная метацентрическая высота тоже уменьшается и, следовательно, продольная остойчивость также ухудшается.
Чем больше размеры цистерны, особенно ширина, тем больше влияние свободной поверхности жидкости. Если свободная поверхность жидкости имеется в нескольких цистернах, то их суммарный эффект может быть настолько велик, что судно потеряет остойчивость. Не обязательно, что судно опрокинется, но оно может получить постоянный крен. Величина крена будет зависеть от конкретных параметров поперечной остойчивости судна. Влияние свободной поверхности жидкости вычисляется, как поправка на которую уменьшается начальная поперечная метацентрическая высота и называется поправкой на влияние свободной поверхности жидкости. Поправка к поперечной метацентрической высоте на влияние свободной поверхности жидкости о бозначается:
Наличие свободной поверхности жидкости в судовых цистернах, всегда ухудшает остойчивость судна.
Чем больше величина поправки, и чем меньше начальная поперечная метацентрическая высота, тем большую угрозу представляет свободная поверхность для поперечной остойчивости судна. Во всех расчетах, связанных с поперечной остойчивостью судна, необходимо учитывать влияние свободных поверхностей в судовых цистернах.
Особое внимание необходимо обращать на воду в грузовых трюмах. Свободная поверхность воды в грузовых трюмах может значительно ухудшить остойчивость судна.
Если судовая цистерна заполнена какой-либо жидкостью, на 100%, то считается, что свободной поверхности в данной цистерне нет и ее влияние на остойчивость судна можно рассматривать так же, как влияние любого другого груза, имеющего фиксированный центр тяжести.
Рассмотрим физический смысл влияния свободной поверхности. Если под действием внешнего воздействия жидкость придет в движение, то у свободной поверхности жидкости возникаем момент инерции. Момент инерции свободной поверхности жидкости, относительно собственной оси, приводит к возникновению виртуального центра тяжести на некоторой высоте над ее поверхностью. В этом случае влияние свободной поверхности на поперечную остойчивость судна будет таким же, как если бы груз таким же весом был перемещен из цистерны в точку виртуального центра тяжести. На рисунке 1 показано перемещение жидкости из-за наличия в цистерне свободного пространства и возникновение виртуального центра тяжести.
Рисунок 1. Влияние свободной поверхности жидкости на остойчивость судна
На рисунке 1 видно, что если судно накренится на некоторый угол, то часть жидкости переместится, и в результате этого изменится форма объема жидкости в цистерне. Центр тяжести жидкости переместится в точку g1. Так как центр тяжести жидкости одновременно является ее центром величины, то перемещение gg1 можно считать кривой центра величины. Очевидно, что если рассматривать это перемещение по аналогии с наклонением судна, то изменение центром величины своего положения вызовет появление поперечного метацентра в точке m и gm является поперечным метацентрическим радиусом, который может быть вычислен по формуле:
i — Момент инерции жидкости.
Влияние виртуального центра тяжести на поперечную остойчивость судна такое же, как если бы груз массой w поместили в точку m. В этом случае перемещение центра тяжести судна может быть найдено по формуле:
gm — Поперечный метацентрический радиус от перемещения жидкости в цистерне.
w — Вес жидкости в цистерне.
D — Весовое водоизмещение судна.
Поправка на свободную поверхность жидкости вычисляется по формуле:
Пример: Судно после приема в цистерну смазочного масла, плотностью q = 0,92 т/ м ³, имеет водоизмещением D = 4980 т. Поперечная метацентрическая высота h = 0,69 м. Вычислить поправку на влияние свободной поверхности и новое значение начальной поперечной метацентрической высоты. Момент свободной поверхности в цистерне I = 955.
ВЛИЯНИЕ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОГО ГРУЗА НА НАЧАЛЬНУЮ ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА.
Влияние жидких грузов на остойчивость. Если цистерна заполнена не доверху, т. е. в ней имеется свободная поверхность жидкости, то при наклонении жидкость перельется в сторону крена и центр тяжести судна сместится в ту же сторону. Это приведет к уменьшению плеча остойчивости, а следовательно, к уменьшению восстанавливающего момента. При этом чем шире цистерна, в которой имеется свободная поверхность жидкости, тем значительнее будет уменьшение поперечной остойчивости. Для уменьшения влияния свободной поверхности целесообразно уменьшать ширину цистерн и стремиться к тому, чтобы во время эксплуатации было минимальное количество цистерн со свободной поверхностью жидкости.
Рис.147. Влияние жидких грузов на остойчивость.
Если жидкий груз заполняет цистерну полностью, т. е. цистерна запрессована, то в задачах статики он ничем не отличается от любого твердого груза той же массы. Однако если жидкий груз заполняет лишь часть цистерны и имеет свободную поверхность, то он получает возможность переливаться при наклонении судна. В результате этого изменяется форма жидкости в цистерне и перемещается центр тяжести судна, что отражается на его остойчивости.
Влияние свободных поверхностей в цистернах жидких грузов (топлива, мытьевой и питьевой воды, масла, а также жидкого балласта) на начальную поперечную остойчивость судна учитывается в табл. 1 поправочным моментом Мж (FSM, FSW) , который определяется по формуле:
В Информации об остойчивости рассчитаны значения ρж ix для всех цистерн судовых запасов и балласта (каждой цистерны, расположенной в диаметральной плоскости, и каждой пары цистерн правого и левого борта). Для каждого вида жидкости (мазут, дизельное топливо и т. п.) выделено одно наибольшее значение этой величины.
Изменение метацентрической высоты, возникающее в результате появления в какой-либо цистерне свободной поверхности жидкости, определяется формулами:
В действительных условиях эксплуатации судов цистерны или отсеки по различным причинам оказываются заполненными не полностью.
Поправка Δh к метацентрической высоте, учитывающая влияние свободной поверхности жидкости, будет:
Vж – объем, занимаемый жидкостью;
ρж – плотность жидкости.
Из формулы видно, что поправка на влияние свободной поверхности жидкости всегда имеет отрицательный знак, т.е. свободная поверхность жидкого груза, перетекая в сторону наклонения судна, уменьшает метацентрическую высоту и отрицательно сказывается на остойчивости/
Если длина отсека l, а ширина b то момент инерции площади всего отсека относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести этой площади, будет: ix = l*b 3 /12.
3.1.-29.2. Измерительные инструменты – это средства измерений для предоставления результатов измеряемых физических величин в строгом диапазоне. Если инструмент помимо физических параметров позволяет определить находятся ли размеры объекта в пределах допустимых значений, то он является контрольно-измерительным.
По ГОСТ измерительные приборы делятся на 8 групп:
· Калибры гладкие Калибры резьбовые Калибры комплексные и профильные Меры и поверочный инструмент Приборы, инструмент и приспособления нониусные Приборы, инструмент и приспособления механические Приборы, инструмент и приспособления оптикомеханические и электромеханические Пневматические приборы и приспособления
Первые 3 группы относятся к специальным типам измерительных инструментов, 5 следующих к универсальному типу. Универсальные инструменты используются для измерения разных линейных параметров изделия, независимо от его конфигурации.
Они включают в себя следующие широко распространенные виды измерительного инструмента:
1. Штангенинструменты, действие которых основано на применении нониуса, позволяющего отсчитывать дробные деления.
2. Штангенциркуль, применяется для высокоточных измерений наружных и внутренних измерений, а также глубины отверстий.
3. Штангенглубиномер, нужен для измерения глубины отверстий с высокой точностью.
4. Штангенрейсмас, используется для разметки деталей, глубины пазов и выемок.
5. Уровень, позволяет измерить отклонение деталей конструкции по горизонтали и вертикали.
6. Микрометр, который позволяет с высокой точностью измерять малые размеры.
7. Нутромер измеряет размер отверстий, пазов и других внутренних поверхностей.
8. Угольники и угломеры, позволяющие визуализировать и измерять углы.
9. Щупы, предназначенные для контроля зазоров между поверхностями.
10. Шаблоны, в зависимости от вида, используемые для измерения радиуса поверхности или шага профиля резьбы.
Также к универсальным измерительным инструментам можно добавить привычные линейки и рулетки.
К специализированным измерительным инструментам относятся различные калибры, которые предназначены для проверки правильности размеров и форм изделий и позволяют установить, что изделия соберутся друг с другом, а сборка будет правильной. Калибры позволяют измерить какой-то один определенный размер изделия. Они не измеряют фактический размер, а позволяют проверить, что изделие не вышло за пределы указанных в чертеже границ.
3.2. Алюминиевые, медные и латунные трубы и листовой металл для изготовления фасонных деталей трубопроводов, обрабатывают механическим способом (на дисковых и ножовочных пилах, трубоотрезных и токарных станках, гильотинных ножницах), а также газоэлектрической резкой в среде защитных газов (аргона или азота).
Гнутье этих труб как в холодном, так и горячем состоянии производят с наполнителем. При горячем гнутье температура нагрева медных труб 850° С, латуных 800° С, алюминиевых 450° С. При горячем гнутье в качестве наполнителя рекомендуется сухой просеянный речной песок. Раднус изгиба труб при гнутье с набивкой песком должен быть не менее 3,5 DB. Для нагрева алюминиевых труб следует пользоваться древесным углем.
При гнутье в холодном состоянии требуется предварительный отжиг. Отжиг медных и латунных труб выполняют в специальных печах при 600—700° С с последующим охлаждением: медных труб — в воде, латунных — на воздухе. Как исключение допускается отжиг мест погибов в горнах или форсунками с обязательным контролем режима.
Трубы из алюминиевого сплава подвергают термической обработке в селитровых ваннах.
Режимы отжига указываются в технических условиях. Алюминиевые трубы необходимо подвергать гнутью не позже, чем через четыре часа после термической обработки.
При гнутье медных и латунных труб в качестве наполнителя применяют также расплавленную канифоль. Радиус изгиба труб в холодном состоянии принимается не менее 4 DН. После холодного гнутья латунные трубы всех марок для снятия остаточных напряжений подвергают низкотемпературному отжигу при температуре 400—450° С с последующим охлаждением на воздухе. После гнутья внутреннюю поверхность труб тщательно очищают от песка и других загрязнений продувкой чистым азотом, а для малых диаметров — протаскиванием пыжа из хлопчатобумажной ткани.
3.3. СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ
Непотопляемость, которая является одним из важнейших качеств судна, обеспечивается конструктивными и предупредительными организационно-техническими мероприятиями.
Конструктивно непотопляемость обеспечиваю, разделяя корпус судна на ряд отсеков с помощью водонепроницаемых переборок, палуб и платформ. Палубу, до которой доходят главные водонепроницаемые переборки, принято называть палубой переборок. Конструктивно непотопляемость судна обеспечивается также устройством на судне осушительных систем, мерительных труб, водонепроницаемых закрытий и т.п. Большое значение дпя обеспечения запаса плавучести, остойчивости и прочности судна после затопления отсеков имеет также правильный выбор соотношений главных размерений судна.
Не менее важное значение для обеспечения непотопляемости имеют предупредительные организационно-технические мероприятия. Наиболее важными из них являются: правильная организация личного состава в борьбе за непотопляемость; систематическая и тщательная подготовка по вопросам непотопляемости; поддержание в исправном состоянии всех водонепроницаемых закрытий (дверей, люков, горловин, иллюминаторов); строгое соблюдение инструкции по приему и расходованию жидких грузов, балластировки судна в условиях штормовой погоды и устранению свободных поверхностей жидких грузов; регулярный контроль водонепроницаемости корпуса судна путем замеров уровней жидкости в льяльных колодцах и танках двойного дна.
В аварийной ситуации личный состав борется с распространением воды и добивается восстановления остойчивости и спрямления поврежденного судна (уменьшение его крена и дифферента). Особенно важно сохранить достаточную положительную остойчивость после аварии. Известно, что потеря судном плавучести в результате постепенного затопления является процессом относительно медленным; опрокидывание же судна вследствие потери остойчивости происходит неожиданно и обычно влечет за собой гибель судна и человеческие жертвы.
Таким образом, обеспечение непотопляемости транспортного судна охватывает большой комплекс вопросов как теоретического, так и практического характера, решение которых представляет значительные трудности.
В зависимости от характера затопления различают три категории затопленных отсеков: отсек первой категории, затопленный полностью; отсек второй категории, затопленный частично (имеющий свободную поверхность жидкости), но не сообщающийся с забортной водой; отсек третьей категории, затопленный частично и сообщающийся с забортной водой через пробоину в наружной обшивке.
Наиболее просто выполняются расчеты посадки и остойчивости поврежденного судна после затопления отсеков первой и второй категории. Так при затоплении отсеков первой категории проникшая в них забортная вода может рассматриваться как принятый на судно твердый груз; тогда элементы посадки и остойчивости судна могут быть определены по формулам, по которым определяют эти элементы при приеме твердого груза.
В случае затопления отсеков второй категории вода в них может рассматриваться как жидкий груз, принятый на судно. При этом должно быть учтено влияние его свободной поверхности на остойчивость.
Особенно сложны расчеты при затоплении отсека третьей категории, имеющего свободную поверхность и сообщающегося с забортной водой через пробоину. В этом случае количество воды в отсеке изменяется при изменении посадки судна, а посадка, в свою очередь, зависит от количества влившейся воды. Такие расчеты выполняются только в процессе проектирования судна.