Презентация - Влияние перемещения, приёма и снятия груза на посадку и остойчивость

ВЛИЯНИЕ перемещения, приёма и снятия ГРУЗА НА ПОСАДКУ И ОСТОЙЧИВОСТЬ

Влияние перемещения груза на остойчивость Для расчёта влияния перемещения груза из точки А в точку В удобнее разложить его на элементарные перемещения по всем координатным осям: x, y и z . В каком порядке рассматривать перемещения - сначала по х , потом по у , потом по z или сначала по у , потом по z , потом по х или как то иначе - безразлично. Надо только в каждой последующей операции учитывать результат предыдущих . Рекомендуется начинать расчеты посадки и остойчивости с ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ грузов

используемый пример

M G F G K g Перенос груза по вертикали g 1

M G F G K G 1 g Перенос груза вверх ВВЕРХ! g 1

Перенос груза вверх GG 1 p x l z D где p вес груза l z расстояние между начальным положением Ц. Т. груза g и новым g 1 ( Kg Kg 1 ) D Весовое водоизмещение

M G F G K G 1 g расстояние l z Перенос груза вверх Shift Upwards Перенос g 1

Новая МЦВ G 1 M Первоначальная МЦВ GM - GG 1 M G G 1 При переносе груза ВВЕРХ остойчивость ухудшается!!!

GG 1 p x l z D где p вес переносимого груза l z расстояние между начальным Ц. Т груза g и конечным g 1 ( Kg Kg 1 ) D весовое водоизмещение Перенос груза вниз Shift Downwards

Новая МЦВ G 1 M Начальная GG 1 M G G 1 При переносе груза ВНИЗ остойчивость улучшается!!!

M K G B Перенос груза вверх Уменьшение начальной остойчивости

M K B Перенос груза вниз G Увеличение начальной остойчиврсти

M K G B Влияние переноса груза на Диаграмму статической остойчивости G

B f G f Z Расстояние GZ есть ПЛЕЧО СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОс ТИ Вспомнили ? G M Z G B B 1

M G Z 10 Положение метацентра неизменно при малых углах крена

M G Z M 1 10 На больших углах крена метацентр меняет своё положение

Плечо статической остойчивости (GZ) судна-примера D 10000 т при наклонениях Угол крена 0 15 30 45 60 75 90 GZ ( м ) 0.0 0.26 0.53 0.87 0.77 0.34 - 0.16 Угол крена 0 15 30 45 60 75 90 GZ ( м ) 0.0 0.40 1.20 1.98 1.35 0.85 - 0.02 Перенос груза p 80 т на 8 м вверх Перенос груза p 80 т на 8 м вниз

0 15 30 45 60 75 90 Угол крена GZ Диаграмма Статической остойчивости малая МЦВ GM Большая МЦВ GM

0 15 30 45 60 75 90 Угол крена GZ Почему...? Maximum Диаграмма Статической остойчивости

0 W L 20 W L 20 W L 45 W L 45 W L 70 W L 70 W L 90 W L 90 W L M 20 45 70 90 M 1 B 20 45 70 90 B 1 0 W L G Перемещение метацентра M И центра величины B

0 W L B 0 W L M G Перемещение метацентра M

20 W L M B 20 20 W L 20 Перемещение метацентра M

45 W L 45 B 45 W L M 20 45 Перемещение метацентра M

70 W L 70 W L M 20 70 70 B 45 Перемещение метацентра M

90 W L 90 W L M 20 70 B 45 90 90 Перемещение метацентра M

0 W L 20 W L 20 W L 45 W L 45 W L 70 W L 70 W L 90 W L 90 W L M 20 45 70 90 M 1 B 20 45 70 90 B 1 0 W L G Положения метацентра M

0 15 30 45 60 75 90 2.0 GZ 1.0 ДСО при увеличении МЦВ GM Площадь под кривой Характеризует Динамическую остойчивость Угол крена

0 15 30 45 60 75 90 2.0 GZ 1.0 Площадь под кривой Характеризует Динамическую остойчивость Угол крена ДСО при уменьшении МЦВ GM

0 15 30 45 60 75 90 2.0 GZ 1.0 Dynamical Stability 40 ДСО при увеличении МЦВ GM Угол крена

0 15 30 45 60 75 90 2.0 GZ 1.0 Dynamical Stability 40 Угол крена ДСО при уменьшении МЦВ GM

Угол крена Требования IMO к остойчивости транспортных судов

Перемещение груза по вертикали При чисто вертикальном переносе y g 0 и l - Zg Sin Здесь меняется только остойчивость веса , а остойчивость формы остается неизменной При этом параметры ПОСАДКИ не меняются! Изменение метацентрической высоты определим как:

Перемещение груза по вертикали Можно ли опрокинуть судно, перемещая груз по вертикали? Да. Но высокобортны е суда, имеющие S- образную ДСО, опрокидываются получив вначале значительный крен, а низкобортные суда, имеющие выпуклую ДСО, опрокидываются внезапно из прямого положения

Перемещение груза в поперечной плоскости Груз массы m (весом p gm ) перемещается по горизонтали на расстояние dy p и по вертикали на dz p Это приведет к перемещению центра тяжести судна из точки G в точку G 1 Величина этого перемещения может быть найдена из соотношений Из рисунка видно, что

Перемещение груза по горизонтали поперёк судна При переносе груза появится кренящий момент Если угол крена можно считать малым , то его можно подсчитать по формуле

G1 Перемещение груза по горизонтали поперёк судна

Перемещение груза по горизонтали поперёк судна Если угол крена нельзя рассматривать как малый, то изменение диаграммы статической остойчивости можно подсчитать по формуле Изменение ДСО дано на рисунке

Перемещение груза по горизонтали вдоль судна Изменится ли поперечная остойчивость при переносе груза по горизонтали, но в продольной плоскости ? Да, так как изменится угол дифферента, форма подводного объёма, плечи остойчивости формы и ДСО

Влияние подвешенных грузов на остойчивость При наличии подвешенного груза создаётся дополнительный кренящий момент (или уменьша-ется восстанавливающий) m кр рl п Cos При этом Это равносильно переносу груза по вертикали из точки А в точку В, т.е. z p l п

HEAVY LIFT INCIDENT on December 10, 2003 at Port of Albany Hudson River, NY Прием подвешенного груза

Kg

250t

Подвешенный груз СУММАРНАЯ грузоподъёмность судовых кранов больше веса груза

Прибыло крановое судно

Поднимают тяжеловес

А теперь и судно

g K Причал G Разберем происшедшее

g g 1 g K Уровень нока стрелы расстояние l верт Причал G

g g K Причал G расстояние l гор

G M Начальное состояние

G G 1 M 1. GG 1 p x l верт D p Перемещение ЦТ по вертикали при приеме груза ( смещение метацентра обычно мало и здесь не учитывается )

G G 1 G 2 M 2. G 1 G 2 p x l гор D p 1. GG 1 p x l верт D p Смещение ЦТ по горизонтали

G G 1 G 2 M 3. Tan G 1 G 2 G 1 M 1. GG 1 p x l верт D p 2. G 1 G 2 p x l гор D p Наклонение

K Причал G Предполагаемая последовательность

K Поднимаем Причал G G 1 l верт Уровень нока стрелы

K ЦТ перемещается в G 2 Причал G G 1 l гор G 2

K Поднимаем Причал G 1 G 2 M

K После накренения перемещаем груз Причал G 1 G 2 M

K И желаем поместить в трюм Причал G G 1 M g НО!!!

Расчеты (сделанные ПОСЛЕ аварии), показали, что ЦТ судна поднимается ВЫШЕ метацентра ! Причальная стенка помешала появлению начального крена и грузовая операция продолжилась. В процессе грузовой операции груз по инерции сместился на 5 метров от ДП на противоположный борт, создав ОПРОКИДЫВАЮЩИЙ момент

K Причал G G 1 d 5m d 15m G 2

Влияние жидких грузов на остойчивость Свободная поверхность жидкости P 0 W 0 L 0 C 0 G 0

Влияние жидких грузов на остойчивость P 1 W 0 L 0 C 0 G 0 m M кр M восст P 1 C 1 W 1 L 1 Q

PORT STBD

PORT STBD

PORT STBD

G M B G F B F Fluid

g 1 ширина

g g 1 g 1 ширина

g 1 ширина

g 1 ширина

g 1 ширина

g 1 ширина

g 1 ширина

g 1 ширина

g g 2 g 1 ширина

Влияние жидких грузов на начальную остойчивость Изменение метацентрической высоты будет i x для прямоугольной в плане цистерны будет Если одну цистерну разделить продольными переборками на n цистерн, то

Разделение цистерн продольными перегородками C L

B L C L

B L C L n 2 1 2 1 C L

L C L n 2 1 2 1 C L B

B L n 2 1 2 1 n 2 2 2 4

B L n 2 2 2 4

B L

B L n 2 3 2 9

B L n 2 3 2 9

B L n 2 4 2 16

Влияние жидких грузов на остойчивость на больших углах крена Численные расчёты показывают как меняется поправка к метацентрической высоте в зависимости от уровня жидкости И поправки к ДСО в зависимости от уровня жидкости и угла крена

Учитывая только поправку к ЦТ Zg - h мы вводим поправку к ДСО по формуле l Zg Sin а истинные поправки показаны на рисунках Влияние жидких грузов на остойчивость на больших углах крена

0 15 30 45 60 75 90 Heel 2.0 GZ 1.0 Dynamical Stability 40 Плечо кренящего момента Плечо кренящего момента не всегда можно вычислить Lost in Dynamical Stability

0 15 30 45 60 75 90 Heel 2.0 GZ 1.0 Dynamical Stability 40 Эффект уменьшения остойчивости Не всегда контролируется. К сожалению G V Z V Curve

B WATERLINE Запас плавучести B 1 B Перемещение центра величины при изменении посадки

Центр величины B WL WL B WL B WL B WL B Перемещение центра величины при изменении посадки

B B B B B B B B B Правило: B СЛЕДУЕТ за ватерлинией . Перемещение центра величины при изменении посадки

G G 1 KG o KG 1 G G 1 KG o KG 1 Центр тяжести G Перемещение центра тяжести судна при приеме (снятии) груза

G перемещается в сторону центра тяжести ПРИНИМАЕМОГО ГРУЗА!

G G G G G G G 1 KG 1 KG o G G перемещается в сторону ОТ центра тяжести УДАЛЯЕМОГО ГРУЗА!