Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь

Уравнение нагрузки в функции главных размерений




Массу корпуса разделяем на две части – массу металлического корпуса и массу оборудования:

Pк = Pмк + Pоб

D = Рмк + Роб + Ру + Рс + Рэу + Рэл + Рв + Рзч + + Рин.сн + Ржг + Рзв + Ргр + Рт + Рэк

В данном примере примем массу металлического корпуса равной 75% от полной массы корпуса:

Pмк = 0,75·Pк

Pоб = 0,25·Pк

Выразим массы через главные размерения. Используем для этого кубический модуль – произведение LBH.

Масса металлического корпуса

Pмк = gмк LBH

gмк = gмк0= 0,75·Pк0/(LBH)0

Масса оборудования

Pоб = gоб (LBH)2/3

gоб = gоб0= 0,25·Pк0/(LBH)0

Масса устройств

Pу = gу LBH

Масса систем

Pс = gс (LBH)2/3

Масса энергетической установки

Pэу = рэуN

Масса электрооборудования

Pэл = gэл (LBH)2/3

Массы вооружения навигационного, запасных частей и инвентарного снабжения ввиду их малости принимаем такими же, как у судна-прототипа.

Масса постоянных жидких грузов

Pжг = gжг (LBH)2/3

Масса запаса водоизмещения

Pзв = pзв D

Масса топлива

Pт = kм·kт·qт·N·R/v

Масса экипажа считается так же, как в предыдущем варианте:

Рэк = 0,120nэк + 0,003nэкА +0,150nэк·20.

 

В результате уравнение будет иметь вид:

D = gмк LBH + gоб (LBH)2/3 + gу LBH + + gс (LBH)2/3 + рэуN + gэл (LBH)2/3 + Рв + Рзч + + Рин.сн + gжг (LBH)2/3 + pзв D + Ргр + + kм·kт·qт·N·R/v + Рэк . [2.1]

Мощность главного двигателя, как указано выше, определяем по формуле:

N = (D2/3·v3)/C

Значение С, как в предыдущем варианте, пересчитывается с прототипа.

D = (gмк + gуLBH + (gоб + gс + gэл + + gжг)·(LBH)2/3 + рэу(D2/3·v3)/C + pзв D ++ kм·kт·qт·(D2/3·v3)/C ·R/v + Рв + Рзч + Рин.сн+ + Ргрэк ;

Переносим правую часть уравнения [2.1] в левую и получаем выражение:

0,985D – (gмк + gуLBH – (gоб + gс + gэл + + gжг)·(LBH)2/3– (рэу+kм·kт·qт·R/v)[(D2/3·v3)/C] – – (Рв + Рзч + Рин.сн+ Ргрэк) = 0;

Будем решать это уравнение относительно L. Для начала выразим водоизмещение через длину.

Вспомним, что относительная длина l представляет собою

l = L/(V1/3)

значит

V = (L/l)3

V = Dв

отсюда

D = ρв(L/l)3

Выразим LBH через L :

D = ρвkδLBT

Чтобы перейти к LBH, надо разделить D на ρвkδL и умножить на H/T:

LBH = [D/(ρвkδ)]·(H/T) = [D/(ρвkδ)]·hт =

= {[ρв(L/l)3]/(ρвkδ)}·hт

Подставим вместо D, LBH и N соответствующие выражения



0,985·ρв(L/l)3– (gмк+ gу)·{[ρв(L/l)3]/(ρвkδ)}·hт

– (gоб+gс+gэл+gжг)·({[ρв(L/l)3]/(ρвkδ)}·hт)2/3– – (рэу+kм·kт·qт·R/v){[(ρв(L/l)3]2/3·v3)/C] –

– (Рв + Рзч + Рин.сн+ Ргрэк) = 0.

Решаем это уравнение графически. Принцип графического решения объяснён в пояснениях к предыдущему заданию. Предварительно определим относительную длину в функции заданной скорости l=f(v):

l = 4,47 + 0,06v – для сухогрузных судов;

l = 5,35 – для танкеров;

Затем задаёмся предполагаемым значением L. Для него определяем значение числа Фруда Fr и коэффициент общей полноты δ:

Fr = 0,514v/(gL)0,5

δ = 1,09 – 1,68·Fr - для сухогрузных судов;

δ = 1,05 – 1,40·Fr - для танкеров.

Значения измерителей массы gi и рэу пересчитываются с нагрузки судна‑прототипа. Значения С и соотношения главных размерений lв = L/B, bт = B/T и hт = H/T,которые используются для определения ширины судна, осадки и высоты борта, также принимаются по прототипу. Прочее принимается как в предыдущем задании.

Ширина судна определяется по формуле:

В = [(D· bт)/(ρвkδL)]1/2.

Пример составления и решения уравнения масс в функции главных размерений

Исходные данные остаются теми же, что и в предыдущем задании:

Тип судна – сухогрузное.

Pг = 6000 т;

μг – удельная погрузочная кубатура груза (м3/т) – 2 м3/т;

v = 16,5 узлов;

R = 10000 миль;

A = 35 суток;

nэк = 18 чел.

 

 

Уравнение имеет вид:

0,985D – (gмк + gуLBH – (gоб + gс + gэл + + gжг)·(LBH)2/3– (рэу+kм·kт·qт·R/v)[(D2/3·v3)/C] – – (Рв + Рзч + Рин.сн+ Ргрэк) = 0;

Определение значений измерителей масс:

(LBH)0= 20933 м3

(LBH)02/3= 759,542

gмк = gмк0= 0,75·Pк0/(LBH)0= 0,75·20933 = = 0,0929;

gоб = gоб0= 0,25·Pк0/(LBH)02/3= 0,25·759,542 = = 0,8535;

gу = gу0= Pу0/(LBH)0= 248/20933=0,0118;

gс = gс0= Pс0/(LBH) 02/3= 127/759,542=0,1672;

рэу. = рэу.0 =Рэу.0 /N0 = 317/3603 = 0,088;

gэл = gэл0= Pэл0/(LBH) 02/3= 114/759,542 = = 0,1501;

gжг = gжг0= Pжг0/(LBH) 02/3= 68/759,542 = = 0,0895

Масса экипажа с багажом, провизией и пресной водой:

Рэк = 0,120 nэк + 0,003nэкА +0,150nэк·20 =

= 18·(0,120 + 0,003·35 + 0,150·20) = 58 т

C = C0 = (D00,5·v02,5)/N0 = = (99502/3·16,43)/3603 = 566

lв = (L/B)0 = 120,0/17,8 = 6,74;

bт = (B/T)0 = 17,80/6,53 = 2,73;

hт = (H/T)0 = 9,80/6,53 = 1,50.

Значение относительной длины для заданной скорости было подсчитано в предыдущем задании

l = 4,47 + 0,06v = 4,47 + 0,06·16,5 = 5,46

Для упрощения расчётов целесообразно отдельно подсчитывать D, LBH и N и затем подставлять в уравнение.

D = ρв(L/l)3 = (1,025/5,463)L3 = 0,0063·L3;

LBH = [D/(ρвkδ)]·hт = = [0,0063·L3/(1,025·1,005·δ)]1,5 =

= 0,00917·(L3/δ);

N = (D2/3·16,53)/566 = 7,932·D2/3

0,985·0,0063·L3

– (0,0929 + 0,0118)· 0,00917·(L3/δ) –

– (0,8535 + 0,1672 + 0,1501 + + 0,0895)·[0,00917·(L3/δ)]2/3

– (0,088+1,15·1,04·0,00023·10000/16,5)· ·(7,932·D2/3) –

– (5 + 21 + 16+ 6000 + 58) = 0;

 

0,0062·L3

– 0,1047· 0,00917·(L3/δ) –

– 1,2603·[0,00917·(L3/δ)]2/3

– (0,088+0,1667)· 7,932·D2/3

–6100= 0;

 

0,0062·L3– 0,00096·(L3/δ) –

– 1,2603·[0,00917·(L3/δ)]2/3

– 0,2547·7,932·(0,0063·L3)2/3 – 6100= 0;

 

0,0062·L3– 0,00096·(L3/δ) –

– 1,2603·0,04381·(L3/δ)2/3

– 2,0204·0,03411·(L3)2/3 – 6100= 0;

 

0,0062·L3– 0,00096·(L3/δ) –

– 1,3041·(L3/δ)2/3

– 0,06892·(L3)2/3 – 6100= 0;

 

Принимаем первое значение длины

L = 119 м

Для него находим Fr и δ:

Fr = 0,2482

δ = 0,673

Подставляем L и δ в уравнение и получаем: ‑47.

Увеличиваем длину:

L = 119,5 м

Fr = 0,2477

δ = 0,674

 
 

Подставляем L и δ в уравнение и получаем +42.

С диаграммы снимаем значение L = 119,26 м

Водоизмещение

D = ρв(L/l)3 = 0,0063·L3 = 10681 т

Находим значение ширины судна:

В = [(D· bт)/(ρвkδL)]1/2 =

= [(10681·2,726)/(1,025·1,005·0,673·119,26)]1/2 В = 18,76 м

Поскольку bт=2,726 получаем значение Т

T = 6,88 м

Через отношение hт = H/T получаем значение H

hт = H/T = 1,5

H = 10,32 м

Определяем число Фруда и коэффициенты полноты

Fr = 0,514v/[(gL)0,5] = = 0,514·16,5/[(9,81·119,26)0,5] = 0,248

δ = 1,09 – 1,68·Fr = 1,09 – 1,68·0,248 =

= 0,673;

α = 0,98δ0,5 = 0.98·0,6730,5 = 0,804

Проверка

ρвkδLBT = = 1,025·1,005·0,673·119,26·18,75·6,88 =

= 10680 т

Расхождение с полученным выше всего 1 т.

Далее считаем нагрузку судна:

Рмк = 0,0929·10681 = 2147 т;

Роб = 0,8535·106812/3 = 692 т;

Ру = 0,0118·10681 = 273 т;

Рс = 0,1672·106812/3 = 136 т;

Рэу = 0,088·N = 0,088·3799 = 338 т;

N = (106812/3 ·16,53)/566 = 3847 кВт;

Рэл = 0,1501·106812/3 = 118 т;

Рв = 5 т;

Рзч = 21 т;

Рин.сн = 16 т ;

Ржг = 0,0895·106812/3 = 70 т;

Рзв = 0,015·10681 = 157 т;

Ргр = 6000 т;

Рт = 1,15·1,04·0,00023·3847·(10000/16,5) =

= 578 т;

Рэк = 58 т

Сумма масс нагрузки дала: 10683 т невязка всего 2 тонны. Это подтверждает правильность расчётов.

Теперь необходимо выписать полученные результаты:

D т
L 119,26 м
B 18,76 м
T 6,88 м
H 10,32 м
δ 0,673  
α 0,804  
N кВт

 


[1] Массы вооружения навигационного, запасных частей и инвентарного снабжения ввиду их малости принимаем такими же, как у судна-прототипа.





Читайте также:





Читайте также:
Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...

©2015 megaobuchalka.ru Все права защищены авторами материалов.

Почему 3458 студентов выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.008 сек.)