Изменение средней осадки судна при приеме и снятии (расходовании) грузов

Допустим, что на судно принят малый груз весом Р, т. е. такой груз, при приеме которого обводы корпуса можно считать практически не изменившимися в пределах приращения осадки. Малым можно считать груз, составляющий 5 — 10 % водоизмещения судна.

Схема судна
Рис. 1

При приеме груза весом Р водоизмещение судна возрастет на величину pAV, причем значение AV определяется объемом слоя между ватерлиниями ВЛ и В1Л1.

Для определения приращения осадки судна АТ после приема груза исполь­зуем условие равновесия судна, выражающееся равенством масс груза Р и дополнительного водоизмещения:

Р=ρ·ΔV                    (1)

Объем добавочного слоя AV можно рассматривать как объем цилиндра, основанием которого является площадь ватерлинии S, а высота равна изме­нению осадки АТ. Тогда:

ΔV=S·ΔТ

и формула (1) примет вид:

Р=ρ·S·ΔТ

Отсюда изменение средней осадки будет:

T=Pρ·S                    (2)

В случае снятия груза с судна его масса Р должна быть введена в формулу (2) со знаком минус. Следовательно, приращение осадки будет также отрицательным, т. е. осадка судна уменьшится на величину ΔТ.

При решении практических задач, связанных с определением изменения средней осадки судна при приеме или снятии груза, часто пользуются вспомогательной величиной q1см, представляющей собой значение массы (числа тонн) груза, от приема или снятия которой осадка судна изменится на один сантиметр (Tones per 1cm — TPC).

Для того, чтобы получить выражение для q1см, рассмотрим приращение объемного водоизмещения в случае приема груза.

Если принять обводы судна в районе действующей ватерлинии прямо — стенными, то приращение объемного водоизмещения при ΔТ = 0,01 см составит (в м3): ΔV = 0,01 • S.

Масса воды в объеме этого слоя, равная искомой массе q1см, будет:

q1см=0,01·ρ·S=ρ·S100                    (3)

После постановки полученного выражения в формулу (2) получаем выражения для определения приращения средней осадки в сантиметрах:

T=Pq1см                    (4)

и в метрах:

T=P100·q1см                    (5)

Аналогичным способом можно определить массу груза, изменяющую осадку судна на 1 дюйм. В этом случае ΔТ = 1 дюйм = 1/ 39, 37 см и отсюда:

q1дюйм =ρ·S39,37                    (6)

Из выражений (3) и (6) видно, что величина q1см (TPC) пропорциональна площади ватерлинии S. В свою очередь, площадь ватерлинии является переменной величиной, т. к. изменяется в зависимости от осадки судна. Следовательно, число q1см — также переменная величина. Можно построить кривую числа тонн на один см (или дюйм) осадки.

Кривая осадки судна
Рис. 2

Для того, чтобы определить, как изменится осадка Т судна при приеме или снятии малого груза весом Р, необходимо по указанной кривой найти значение q1см при осадке Т, затем, используя формулу (7), найти новое значение осадки судна:

T1=T±P100·q1см                    (7)

Изменение осадки при изменении плотности воды

При переходе судна из одного водного бассейна в другой изменяется соленость (плотность) забортной воды. При плавании в воде плотностью ρ и ρ1 водоизмещение судна соответственно будет:

D=ρ·V     и     D = ρ1·V1,

  • где V – объемное водоизмещение судна до перехода в воду другой плотности;
  • V1 – объемное водоизмещение судна после перехода.

Приравнивая правые части равенств, получим:

ρ·V=ρ1·V1     или     VV1=ρ1ρ

Объeмнoe водоизмещение можно выразить через главные размерения L, В, Т и коэффициент общей полноты:

V=δ·L·B·T      и     V1=δ1·L1·B1·T1

При малых изменениях объемного водоизмещения, например при изменении солености воды, длина, ширина и коэффициент общей полноты практически не изменяются. В этом случае изменение водоизмещения происходит за счет изменения осадки. Таким образом:

ρ·T=ρ1·T1     или     TT1=ρ1ρ

Следовательно, при переходе судна из воды одной солености в воду другой солености осадка его изменяется примерно обратно пропорционально плотности воды.

Изменение объемного водоизмещения определяется с помощью выражения:

V=V1V=Dρ1Dρ=D·ρρ1ρ·ρ1     или     V=V·ρρ1ρ1

Изменение объемного водоизмещения ΔV можно также рассчитать как объем слоя с основанием, равным площади действующей ватерлинии S (практически неизменной в пределах малых изменении осадки), и высотой, равной изменению средней осадки ΔТ, т. е. V = S · ΔT. Тогда:

S·T=V·ρρ1ρ1

Отсюда:

T=VS·ρρ1ρ1     или     T=DS·ρ·ρρ1ρ1                    (8)

При переходе судна из пресной воды (ρ=1,0 т/м3) в морскую (ρ= 1,025 т/м3) формула (8) принимает вид:

T=DS·1,0·1,01,0251,025

Так как числитель второго сомножителя – величина отрицательная, изменение осадки ΔT также будет отрицательным, и судно всплывет, т. е. осадка судна уменьшится.

При переходе судна из морской воды в пресную, формула (8) имеет вид:

T=DS·1,025·1,0251,01,0

В этом случае изменение осадки будет положительным, судно погрузится в воду, т. е. его осадка увеличится.

Предлагается к прочтению:
Изменение координат Ц.Т. судна при перемещении грузов
Плавучесть судна

Август, 24, 2018 62 0
Читайте также