Средняя дальность перевозки 1т груза

l = (∑Ql)/ ∑Q                                                                                                  (4)

l = 5386940000 /1540000 = 3498,01 миль

Протяженность линии        

L= l₁ + l₂ + . . . +l_n                                                                                                                                                   (5)

L = 3841+300+3146+1184 = 8471 миль

5. Коэффициент использования грузоподъемности

α = Q₁*L₁+Q₂*L₂/ Q_min*L+ΔQ*l_гр^maxQ *2                                                         (6)

                       5386940000

α = ^{______________________________________________________} = 0,82

    760000*8471+(780000 – 760000)*3841*2

6.  Коэффициент сменности грузов

β = L/ l                                                                                               (7)

β = 8471/3498,01=2,42

7.  Коэффициент интенсивности загрузки судна

I= α * β                                                                                              (8)

I = 0,82*2,42 =1,98

8. Средневзвешенные валовые нормы грузовых работ на линии в целом за рейс.

                                     _{п.п.       п.в.             п.п.           п.в.}

 Мв = 2*(Q₁.+ Q₂.)/ ( Q₁/Мв + Q₁ / Мв + Q₂/Mв + Q₂/Мв)                           (9)

                                  2 * (780000+760000)

 Мв = ^{_________________________________________________________________________________________} =

       (780000/9200+780000/9100+760000/8700+760000/8600)

  = 8896 тонн/сут

9.   Транспортная мощность линии

Nл = Мв * L                                                                                                   (10)

Nл = 8896*8471 = 74357518 т-миль/сутки

РАСЧЕТ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ТИПУ СУДНА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК.

2.1.Основные требования к типу судна.

Для изложения основных требований к типу судна резюмируются выводы предыдущих подразделов. В первом приближении можно сформулировать следующие характеристики типа судна:

Тип судна.Балкер.

Назначение и специализация судна. Перевозка навалочных и насыпных грузов, а также в упаковках. Широкая специализация.

Ограничение по району плавания.Неограниченный район плавания.

Ледовый класс.Л3.

Архитектурно-конструктивный тип. Двойное дно, двойные борта, с коротким баком, с шестиярусной надстройкой и МО в корме, с бульбообразным носом и транцевой кормой. Максимальный надводный борт.

Удельная грузовместимость. W=2,95 куб.м/т.

Ограничение по осадке.Максимальная осадка – 9,7 метров (т.к. наименьшая осадка в порту Александрия).

Грузовые средства судна, специфические требования по обеспечению температурно-влажностного режима в грузовых помещениях.Судно должно оснащаться одним электрическим краном КЭ32-2 грузоподъемностью 3,2 т и вылетом стрелы не менее 6 м; поворотными балками грузоподъемностью 0,16 т; грузовыми лебедками типа ЛЭ31-2 с тяговым усилием 0,5 т.; стрелы ллегкие 8 х 98 кН (т), стрелы тяжелые 3 х 147 кН (т). Также должна быть система принудительной вентиляции и кондиционирования воздуха,потдержания температурного режима, которая необходима при перевозке цитрусовых.

Специфические требования по обеспечению пожарной безопасности. Из противопожарных средств на судне должно быть: 2 противопожарных центробежных насоса, система паротушения, пенотушения, углекислотного тушения и система пожарной сигнализации.

Обоснование границ варьирования и выбор вариантов типа судна

В соответствии с данным режимом эксплуатации необходимо выбрать грузоподъемность и скорость судна.                   

При разработке вариантов по чистой грузоподъемности необходимо учитывать следующие факторы:

— глубины на трассе следования и в портах захода;

— дальность перевозок;

- нормы грузовых работ.

Dmax= T³max/ t³отн , где                                                                   (11)

     D max= (9,3-0,4)^3 /0,28^3 = 36600  т.

Тмах- допустимая осадка судна, рассчитывается по формуле:

Tmax= h-Δh, м, где                                                                             (12)

       Т max = 9,7-0,4 = 9,3 м

h- ограниченная глубина на трассе или в портах,

Δh- запас на заносимость фарватера, принимаемый равным 0,4 м.

tотн- относительная осадка, равная 0,28- 0,3м.

Максимальное значение дедвейта судна:

     D′w= η_D* Dmax                                                                      (13)

    D′w = 0,8*36600 = 29300 т.

где: η_D- коэффициент утилизации водоизмещения, принимается равным 0,65-0,85, причем меньшему дедвейту и более высоким скоростям соответствует меньшее его значение.

Допустимое значение чистой грузоподъемности судна:

Dч= η_Dw* D′w                                                                   (14)

     Dч= 0,88 * 29300 = 25800 т.

где: η_Dw - коэффициент утилизации дедвейта, принимается в пределах 0,88-0,95, где большему значению дедвейта соответствует больший коэффициент.

Рассчитанное таким путем значение чистой грузоподъемности может приниматься одним из пределов варьирования. Из таблицы П. 1 выбираем интервал варьирования для рассчитанной чистой грузоподъемности, так как минимальная партионностть 25800т, а максимальная партионность 29800т., то 29800т. принимаем за верхний предел варьирования.

Исходя из этого три варианта Dч:

Dч1 = 25800 т.

Dч2 = 27800 т.

Dч3 = 29800 т.

Установив значение чистой грузоподъемности, определяются следующие характеристики:

- валовая грузоподъемность судна

D^/w= Dч/ η_Dw , т                                                                               (15)

     D^/w₁ = 25800/0,88 = 29300 т.           

-водоизмещение судна

D^/ = D^/w/ η_D                                                                                                                                                         (16)

D^/₁ = 29300 /0,8 = 36600 т.

Выбор и обоснование границ варьирования по скорости зависит от провозной способности и расхода топлива, мощности СЭУ и т.д.

Исходя из того, что скорость хода не должна быть ниже скорости современных судов, то нижним пределом скорости выбираем V = 14 узлов.

Варианты по скорости принимаются с интервалом 1 узел, поэтому:

V₁ = 14 узлов

V₂ = 15 узлов

V₃ = 16 узлов

Из таблицы П. 2 выбираем тип СЭУ - Среднеоборотный ДВС (так как судно небольших размеров). Удельный расход топлива - 140-145 гр/л.с. час

Приведенные расчеты и обоснования позволяют составить таблицу вариантов типа судна, для которого выполняются все последующие расчеты.

Определение водоизмещения и дедвейта судна.

Водоизмещение во втором приближении определяется из выражения:

D^II= P_к  + P_м+ P_з + Dч,                                                                     (17)

D^II=6756+544+1749+25800 = 34849 т.

где P к - масса корпуса судна с оборудованием

Рк = D₀ - Р_м                                                                                                                                                    (18)

где D₀- масса судна порожнем

D₀ = D^/ - Dw^/                                                                                                                                             (19)

D₀ = 36600-29300 = 7300 т                                                                                                                     

Рм - масса СЭУ

 Рм = g_л * Nе                                                                                        (20)

g_{л -} относительная масса одновальных энергетических установок = 50 кг/л.с. Nе-суммарная номинальная мощность на фланцах валов главных ДВС либо на входных фланцах редукторов ПТУ и ГТУ

                           Nе=0.02*D^0.5w*V³сд л.с.                                         (21)

Vсд - сдаточная скорость судна, принимаемая на 5-7% выше технической и равна 14,84 узлам.         

   Nе = 0.02*29300 ^0,5 * (14*0,06+14)³  = 10875 л.с.

Полученный результат подставляем в формулу 20:

P_м = 10875*0,05 = 544 т

Полученный результат подставляем в формулу 18:

P_k = 7300 – 544 = 6756 (т).

Р_з – масса запасов топлива со смазкой, котельной воды технического и продовольственного снабжения и прочих запасов. Рассчитывается по установленной схеме снабжения судна.

Р_з = Р_т + Р_в + Р_пр                                                                                            (22)

Определим запасы топлива P_m:

P_т = ((L – L_огр)/(24*v) + L_огр./24*v_огр + t_доп) * q^т_х *K_шт *p^т_ст                       (23)

где: L – протяженность линии, принимаем равной 4171 миль.

   L_огр – суммарная протяженность участков, проходимых с ограниченной скоростью, принимаем равной L_огр= 16 миль

  v, v_огр  - соответственно, скорость на линии и скорость прохождения участков с ограничением по скорости- v_огр  = 10 узлов.

  K_шт – коэффициент штормового запаса, принимаем равным 12 % (1,12);

  p ^т_ст – коэффициент, учитывающий расход топлива на стоянке, принимаем равным 15 % (1,15);

  q^т_х – суточный норматив расхода топлива на ходу.

q^т_х = 24 * a^Т * N _экс / 10⁶                                                                                (24)

    где: a^Т – удельный расход топлива и смазки на ходу, принимаем равным 143 кг/л.с. в час

   N _экс – эксплуатационная мощность главного двигателя.

   N _экс = К_е * N_e                                                                                             (25)

   К_е – коэф-т, учитывающий расположение МКО, принимаем равным 1,01

   N _экс = 1,01 * 10875 = 10983 (л.с.)

Полученные результаты подставляем в формулу 24:

q^т_х = 24 * 143 * 10983 / 10⁶ = 37,7 (т/сут).

Полученные результаты подставляем в формулу 23:

P_m= ((8471-2*16)/(24*14)+(2*16/(24*14)))*37,7*1,12*1,3 = 1443 (т.)

Определим запасы воды на рейс:

Рв=((L – L_огр)/(24*v) + L_огр./24*v_огр + t_доп) * q^в_х *p^в_ст                                                       (26)

где: q^в_х  - суточный расход воды

q^в_х = 24 * a^в * N _экс / 10⁶                                                                                      (27)

где: a^в – удельный расход воды на ходу, принимается 23 г/л.с. час

q^в_х = 24*23*10875/1000000 = 6,06 (т/сут).

Полученный результат подставляем в формулу 26:

Рв = ((8471-2*16)/(24*14)+(2*16/(24*14)))*6,06*1,12*1,3 = 175 (т.)

Определим прочие запасы:

Р_пр=((L –L_огр)/24*v + L_огр./24*v_огр + t_д) * q_пр *p^пр_ст                                                             (28)

где: q_пр – суточный норматив расхода прочих запасов

   q_пр = 203 * n_эк / 1000 + 0,5                                                                       (29)

где n_эк – численность экипажа (Приложение, таблица № II.4), принимаем равным 20 человека.

q_пр = 203*20/1000 + 0,5 = 4,56 (т/сут).

Подставим значение суточного норматива расхода прочих запасов в формулу 28:

Р_пр= ((8471-2*16)/(24*14)+(2*16/(24*14)))*4,56*1,12*1,3 = 131 (т.)

 Рассчитаем суммарное количество рейсовых запасов (формула 22):

P_з = 1443+175+ 131 = 1749 (т.)

Определим величину расхождений между полученными значениями водоизмещения:

ΔD = D’ - D^II                                                                                                                                                                (30)

ΔD = (36600 – 34849) / 36600 = 4,78 % < 5% 

Определим чистую грузоподъемность во втором приближении:

D_ч’’ = D’ -P_к -P_м - P_з                                                                                                                                                    (31)

D_ч’’ = 36600 – 6756 – 1443 – 1749 = 27551 т

Определим регистровую вместимость судна:

- валовую:

BRT = 0.7 * D^II                                                                                                                                                                 (32)

BRT = 0.7 * 34849 = 24394 рег.т.

- чистую:

NRT= 0,39 * D^II                                                                                                                                                  (33)

NRT = 0.39 * 34849 = 13591 рег.т.

Таблица 6