Грузовой план морского судна

Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный морской университет

 

 

 

 

Кафедра ”Морские перевозки”

 

 

 

 

 

 

           Курсовой проект 

 

 

 

 

 

 

Грузовой план морского судна

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                    Студента з/ф Опут

                                                                                    4 курс     

                                                                                    Пичкур В.В.

                                                                                    20021437                

 

 

 

 

2008

Таблица 1

Исходные данные

Обязательные грузы  и количество тонн			Факультативные грузы		Грузы, выгруженные/погруженные в промежуточном порту
П	Цпд – 1350, з/ч – 1150, мешковина – 950, кофе - 450		Хлопок, цинк		Кофе – 450, ткань(450*1,8/2=405)
Последняя цифра шифра		Порт погрузки		Промежуточный порт		Порт выгрузки	Дата отхода
7		Пенанг		Стамбул		Ильичевск	20.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

1.Введение                                                                                                стр. 4-7

2. Расчёт чистой грузоподъёмности  судна на рейс                         стр.8

3.Определение загрузки  судна                                                            стр. 9-11

4. Расчёт распределённой массы грузовых отсеков, помещений стр.12-14

5. Разработка плана комплектации  грузов                                       стр.15

6. Графическое изображение  грузового плана                                  стр.16-17

7. Проверка и исправление  дифферента                                             стр.18-19

8. Проверка и исправление  остойчивости                                          стр.20

9. Проверка  прочности судна                                                                стр.21

10. Используемая  литература                                                               стр.22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Правильно загрузить  судно – значит обеспечить его  безопасное плавание при одновременном максимальном экономическом эффекте. Расчет грузового плана – серьёзная инженерная работа с большим количеством решений, из которых надо выбрать оптимальное для данных условий. При этом само понятие «оптимальное» не всегда может означать однозначным. В одном случае – это наиболее полное использование г/п или грузовместимости судна, в другом – получение максимального дохода, в третьем – сохранение судном каких-либо заранее заданных характеристик мореходных качеств и пр.

Выработать и рекомендовать  все возможные на практике способы достижения оптимальной загрузки судна невозможно. Многочисленность конструктивных типов транспортных судов, широкая номенклатура перевозимых грузов и обеспеченное количество возможных их сочетаний, разнообразие направлений и условий перевозок требуют творческого подхода к составлению грузового плана в каждом конкретном рейсе.

Большую помощь в деле оптимизации загрузки окажет изучение грузовых планов по прошлым рейсам. Такой материал надо систематически накапливать, анализировать положительные и отрицательные качества грузовых планов уже выполненных рейсов. Особенно это важно для линейных специализированных судов.

При составлении грузового  плана необходимо знать правила  перевозки конкретных грузов.

1.определить общее  количество груза, которое может быть принято к перевозке в данном рейсе;

2.подбирают грузы,  исходя из условий полного  использования г/п судна или  его грузовместимости или получение  полного фрахта;

3.распределяют нагрузки  по грузовым отсекам с учетом  необходимости обеспечить прочность корпуса;

4.рагрузовместизмещают по грузовым помещениям грузы в зависимости от возможностей их совместной перевозки и обеспечению сохранности, а также последовательности выгрузки в промежуточных портах;

5.определяют, исправляют  и проверяют дифферент;

6.определяют, исправляют  и проверяют остойчивость.

Таблица 1Характеристика портов захода

Наименование порта или участника  трассы	Подходные каналы			Глубины		Наличие перегрузочного оборудования
	Длина, мили	Ширина	Глубина	У причалов	На акватории
Пенанг	80м	60м	26 футов	32 фута	72 футов	стапель
Стамбул	70м	60м	15м	10м	17м	Электрокраны на причалах, колёсные плавучие краны
Ильичевск	50м	60м	17м	11м	17м	То же

 

 

Пенанг

Широта 5градусов 25 минут  сев.; долгота 100 градусов 20 минут 48 секунд вост. Глубина при выходе в северный канал 25,5 фута при малой воде сизигийного залива; глубина северного подходного канала 26 футов, южного канала 22 фута; глубина на месте якорной стоянки 36-72 фута; имеется стапель для судов до 600 тонн. Длина пристани управлении порта 366м. Глубина у пристани 32 фута.

Стамбул

Порт расположен в  проливе Босфор, на берегу Мраморного моря. Это основной порт Турции, включает две части – европейскую и  азиатскую.

Якорная стоянка: свободная  и безопасная стоянка находится  на рейде, вблизи побережья Мраморного моря, на подходе к гавани. Рекомендуется ставать на якорь по возможности вблизи к гавани.

Лоцманская проводка обязательна при заходе в Стамбул.

Ильичевск

Порт расположен на северо-западном побережье Чёрного моря, на берегах  Сухого лимана, в 12 милях к юго-западу от Одессы. Железнодорожная паромная переправа связывает порт Ильичевск с Болгарией и Грузией.

Самый холодный месяц  –январь(-1,6), самый тёплый – июль(+20,9).

Наибольшая высота волны , которая может резвится на акватории  порта, 1,1м. 

Таблица 2

Транспортные  характеристики грузов

Наименование груза	Вид тары	Размер тары, мм, масса, кг, грузового места				Коэф. трюм. укладки	УПО, м3/т;	Высота штабелирован Ия	Нормы расхода		Примечание
		длина	ширина	высота	Масса				сепарации	крепления
Цпд	Пачки				50-100	1,05-1,5	2,35		0,003	0,003
з/ч	Ящики				50-80	1,04-1,25	2		0,008	0,008
Мешковина	Тюки				50-65	1,02-1,25	2,2		0,003	0,003
Кофе	Мешки				50-65	1-1,14	1.8	25 ярус	0,003	0,003
Цинк	Пачка				25-100	1,05-1,5	0,7		0,011	0,011
Хлопок	Кипах				50-300	1,02-1,25	2		0,003	0,003
Ткань	Тюки				50-65	1,02-1,25	1.7		0,003	0,003

Цинк – серебристо-белый  металл. На воздухе покрывается защитной плёнкой оксида. Нейтральный груз. Может быть предъявлен к перегрузке в слитках или чушках(в том числе и в пакетах), блоках,

УПО – 0,5-0,8м³/т;

Хлопок – волокна, покрывающие семена хлопчатника, важное сырьё для выработки тканей, трикотажа, ниток и пр. К морским перевозкам чаще предъявляется хлопок-сырец, хлопок-волокно и угары. Кондиционная влажность в зависимости от вида сорта может колебаться в пределах 8-13 процентов. Легко возгорается, склонен к самовозгоранию в зависимости от содержания влаги. ОПАСНЫЙ ГРУЗ. В зависимости от содержания влаги может относиться к классу 4.1 или 4.2.

 УПО 1,7-5,5 м³/т;

Ткани – изделия текстильной  промышленности, идущие для изготовления одежды, белья и пр. Многие виды тканей могут проявлять ОПАСНЫЕ свойства при контакте с маслами и/или  жирами, поэтому ткани промасленные относятся к ОПАСНЫМ ГРУЗАМ, класс 4.2

УПО – 1,8-2,5 м³/т; 

Мешковина – грубая х/б  ткань, используемая для пошива мешков, также для сепарационных и упаковочных материалов. Опасными свойствами не обладает, но может их проявлять при контакте с маслами и жирами. Перевозится в тюках

УПО 2-5 м³/т;

Кофе – плоды кофейного дерева семейства мареновых, ценный пищевой питательный и стимулирующий продукт. Иногда обычно называют кофе-бобы. Для уменьшения потерь от подмочки, укладка груза в трюмах должна производиться с соблюдением определённых правил и рекомендаций.

Тара – новые стандартные  тканевые мешки, массой 50-65кг.

ЦПД – гигроскопические, в основном поглощают влагу из окружающей среды при повышенной относительной влажности окружающего  воздуха. Могут быть поражены микроорганизмами. Подвержены механическим повреждениям. Могут иметь незначительный запах

УПО 2,35 м³/т;

з/ч – предъявляются  к перевозкам в обрешётках или  ящиках, изделия предварительно проложено  различными синтетическими упаковочными материалами, которые четко фиксируют  положения изделия в таре. Боится подмочки; активизируется процесс ржавления.

УПО – 2-4,5 м³/т; 

Таблица 3

Совместность  грузов

Наименование груза	Грузы размещаемые сверху
	Ткань	Хлопок	Кофе	Мешковина	ЦПД	з/ч	Цинк
Ткань		4-6	4	4-6	4	4	4
Хлопок	4-6		4-6	4-6	4	4	4
Кофе	4-6	4-6		4-6	4	4	4
Мешковина	4-6	4-6	4-6		4	4	4
ЦПД	4-6	4-6	4-6	4-6		4-6	4
з/ч	4-6	4-6	4-6	4-6	4-6		4
Цинк	4-6	4-6	4-6	4-6	4-6	4-6

 

 

Техника –  эксплуатационные характеристики судна“Славянск”

 

1	Водоизмещение в грузу  по летн. груз. марку, т	1820
2	Масса судна порожним, т	5430
3	Полная г/п, т	12890
4	Грузовместимость судна  киповая, м3	1730
5	Осадка судна, м.	902
6	Скорость в грузу, узл.	16
7	Длина наибольшая, м	152,8
8	Длина между перпендикулярами, м	140
9	Высота борта, м	12
10	Ширина судна максимальная, м	20,6
11	Количество тонн на 1 см осадки, м	24,5
12	Суточные нормы расхода  топлива, воды и прочих запасов - на ходу т/сут. -на стоянке, т/сут	1-2 34  10 1,5  10
13	Суммарное количество топлива, которое может быть принято на судно, т
14	Суммарное количество воды, которое может быть принято на судно, т
15	Абсцисса ЦТ порожнего  судна , м	-10,55
16	Аппликата ЦТ порожнего судна, м	9,2

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчёт чистой грузоподъёмности судна на рейс

 

Чистая г/п судна  определяется как разность между расчётной полной г/п (дедвейтом) D_в.р. и запасы необходимыми на рейс – G_з.р..

В курсовом проекте чистая г/п определяется из условия получения топлива, воды и прочих запасов в начальном  и конечном портах рейса из выражения

D_ч= D_в.р. - G_з.р;                             (1)

Расчетное значении дедвейта принимается по паспортным данным.

Определение запасов  на рейс.

G_з.р= G_х+ G_ст.                                (2)

    Где  G_х – запасы на переход от порта погрузки до конечного порта выгрузки, т.

      G_х= *(q^м_х+ q^в_х +q_пр)*K_шт               (3)

Где L_общ – общее расстояние рейса от порта погрузки до конечного порта выгрузки, миль.

       L_огр – расстояние участков, где судно следует с ограниченной скоростью, миль;

        V_т – техническая скорость в грузу, миль/сут.:

        V_огр – ограниченная скорость судна принимается в пределах 8 – 10 узл;

        t_х.д – дополнительные затраты ходового времени принимаются: швартовка, отшвартовка – 1,5 часа, лоцманская проводка – 2 часа;

        q^м_х, q^в_х – суточные нормы расхода топлива, воды на ходу, т/сут.

        q_пр – суточная норма прочих расходов равная 1-2 т/сут.;

       K_шт – коэффициент штормового запаса принимается в зависимости от условия и протяженности рейса в пределах 1,1-1,3, для продолжительного рейса и «легких» условиях КШП меньше, а для короткого тяжелого рейса он больше.

G_х=

*(34+10+2)*1,2=(15,33+0,69+0,3)*55,2=900,8т

Запасы на стоянку  в промежуточном порту определяются из выражения

G_ст=

*(q^м_ст+ q^в_ст +q_пр);         (4)

Где Q_в,Q_п – количество тонн выгружаемого и погружаемого груза;

     M_в,M_п – нормы грузовых работ принимаются в пределах 75-250 т/люк-сук;

     q^м_ст, q^в_ст – суточные нормы расхода топлива, воды на стоянке, т/сут.

     G_ст=

*(1,5+10+2)=(5,625+3,375)*13,5= 121,5т

G_з.р=900,8+121,5=1022,3т

D_ч=12890-1022,3=11867,7т

 

 

 

 

2.Определение  загрузки судна

При расчете грузового  плана необходимо определить массу и объём обязательных и факультативных грузов, сепарационных и крепёжных материалов с учётом установочных норм.

По каждому виду груза  определяется масса и объём сепарационных  и крепёжных материалов с учётом установочных норм

Q_с.i=K_сеп*Q_i,              (5)

Где K_сеп – нормы сепарационных и крепёжных материалов;

        Q_i – масса i – ой партии груза, т.

Q_цпд=0,003*1350=4,05т;

Q_з/ч=0,008*1150=9,2т;

Q_{мешковина}=0,003*950=2,85т;

Q_кофе=0,003*450=1,35т;

Q_ткань=0,003*405=1,22т.

Рассчитывается объём  сепаративных материалов

V_с.i= Q_с.i* U_с.i,          (6)

Где U_с.i – УПО сепарационных материалов.

V_цпд=4,05*2=8,1м³;

V_з/ч=9,2*2=18,4 м³;

V_{мешковина}=2,85*2=5,7м³;

V_кофе=1,35*2=2,7 м³;

V_ткань=1,22*1,7=2,074 м³;

Рассчитываем массу  и объём каждой партии груза с  учётом сепарационных и крепёжных  материалов

Q_{i г+с}= Q_i+ Q_с.i                              (7)

Q_{цпд г+с}=1350+4,05=1354,05т;

Q_{з/ч г+с}=1150+9,2=1159,2т;

Q_{мешковина г+с}=950+2,85=952,85т;

Q_{кофе г+с}=450+1,35=451,35т;

Q_ткань=405+1,22=406,22т;

V_{i г+с}= V_i+ V_с.i= Q_i* U_i+ Q_с.i* U_с.i;     (8)

V_{цпд г+с}=1350*2,35+4,05*2=3180,6 м³;

V_{з/ч г+с}=1150*2+18,4=2318,4 м³;

V_{мешковина г+с}=950*2,2+5,7=2095,7 м³;

V_кофе=450*1,8+2,7=812,7 м³;

V_ткань=405*2+2,074=812,074 м³;

Определяется УПО каждой партии груза с учётом сепарационных  и крепёжных материалов из выражения

U_г.i= V_{i г+с}/ Q_{i г+с};                 (9)

U_цпд=3180,6/1354,05=2,348 м³/т;

U_з/ч=2318,4/1159,2=2 м³/т;

U_{мешковина}=2095,7/952,85=2,19 м³/т;

U_кофе=812,7/451,35=1,8 м³/т;

U_ткань=812,074/406,22=1,99 м³/т;

Полученные результаты по каждому обязательному грузу  и их схеме представляются в табличной  форме

Таблица 4

Грузы, погруженные в порту Пенанг

Наименование      груза	Норма сепараций	Масса, тонн			Объём, м3			УПО груза с сепарацией, м3/т;
		Груз без сепарации	Сепарация	Груз с сепарацией	Груз без сепарации	Сепарация	Груз с сепарацией
Обязательные:
ЦПД	0,003	1350	4,05	1354,05	3172,5	6,075	3178,575	2,348
з/ч	0,008	1150	9,2	1159,2	2300	14,72	2314,72	2
Мешковина	0,003	950	2,85	957,85	2090	4,275	2094,275	2,19
Кофе	0,003	450	1,35	451,35	810	2,228	812,228	1,8
Итого по обязательным		3900	17,45	3917,45	8372,5	27,298	8399,798
Факультатив.
Хлопок	0,003	2501	40,4	2541,4	5002	80,9	5082,9	2
Цинк	0,011	5361,8	47,05	5408,85	3753,26	94	3847,26	0,711
Итого по факультатив.		7862,8	87,45	7950,25	8755,26	174,9	8930,16
Всего		11762,8	104,9	11867,7	17127,76	202,2	17329,96

 

 

После расчёта по обязательным грузам определяются неиспользованные части г/п и грузовместимости, которые предназначены для факультативных грузов с учетом сепарационных и крепёжных материалов

D_ч= D_ч - ;        (10)

W=W_c - ;          (11)              

 

где W_c – грузовместимость судна, м³.

D_ч=11867,7 – 3917,45=7950,25т;

W=17330 – 8399,798=8930,202м³;

  рассчитывается масса и объём факультативных грузов, сепарационных и крепёжных материалов для них определяется удельную грузовместимость для факультативных грузов

w_ф=

W/ D_ч;                 (12)

w_ф=8930,202/7950,25=1,12 м³/т;

При сопоставлении удельной грузовместимости для факультативных грузов с УПО факультативных грузов выходит:

w_ф

U_{ф.цинка};

w_ф

U_{ф.хлопка};

Один факультативный груз «тяжёлый» а другой «лёгкий». Расчёт массы и объёмов факультативных грузов выполняется в следующей последовательности:

Определяется масса  и объём сепарационных материалов для факультативных грузов

Q_с.ф= K_{i.ф.с.пmax}*

D_ч;            (13)    

Q_с.ф=0,011*7950,25=87,45т;

V_с.ф= U_ф.с.* Q_с.ф;                    (14)

V_с.ф=2*87,45=174,9 м³;

Q_ф.т+ Q_ф.л=

D_ч - Q_с.ф

                                        Q_ф.т* U_ф.т+ Q_ф.л.* U_ф.л.=

W - V_с.ф.;         (15)                

Q_ф.т=

D_ч - Q_с.ф - Q_ф.л;

(

D_ч - Q_с.ф - Q_ф.л )* U_ф.т+ Q_ф.л.* U_ф.л.= W - V_с.ф.;        

(7950,25-87,45- Q_ф.л)2+0,7Q_ф.л=8930,202-174,9

15725,3-2Q_ф.л+0,7Q_ф.л=8755,302

1,3Q_ф.л=6970,298

Q_ф.л=5361,8т

Q_ф.т=7950,25-87,45-5361,8=2501т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Расчёт распределённой массы грузовых отсеков и помещений

 

После расчёта таблицы  загрузки распределяются рейсовые запасы по топливным и водяным емкостям, и результаты представляются в таблице 5.

Для получения распределённой массы грузовых отсеков (трюм+твиндек) необходимо

Определить момент оптимального дифферента

M_{d опт}=D_р*x_c – D_o*x_o+d_опт*M_x -

    (16)

D_р= D_о – G_P+

или D_р= D_в.р.+ D_о;                (17)

Где x_c – абсцисса ЦВ груженого судна, определяется по кривым элементам теоретического чертежа;

d_опт – значение оптимального дифферента равное в пределах 0,5-1м на корму

M_x – УДМ, определяется по грузовой шкале;

- суммарный момент относительно  миделя, создаваемый запасами 

Вид рейсовых запасов	Наименование помещений	Масса, т	Отстояние ЦТ, м			Моменты, тм
			Относительно миделя		Относительно киля	Относительно миделя		Относительно киля
			В нос	В корму		В нос	В корму
Топливо       Итого по топливу	МДЦ 8,9	276		12,6	0,73		3480	201
	Т.Б.25	367		23,2	4,63		8510	1700
	РЦ28,29	40      683		23,8	8,17		954	327
Вода	ЦКВ24	52,5		47,4	3,3		2460	172
	ЦМВ23	43,5		53,4	3,3		2300	144
	ЦПВ32	41		22,6	10,6		926	434
	ЦПВ33	32		22,4	10,6		717	339
	ЦМВ22	129		50	3,3		6450	425
Итого по воде		298
Прочие запасы	МДО18	81		30	0,9		2430	73
ВСЕГО		1022,3					28227	3815

на рейс.D_р=12890+5430=18320т;

=-28227тм;

=16,32*34*1,2+9*1,5=665,856+13,5=679,4т;

=16,32*10*1,2+9*10=195,84+90=285,8т;

=16,32*2*1,2+9*2=39,12+18=57,1т

=697,356+285,84,57,12=1022,3т

M_{d опт}=18320т.*0,875м.- 5430т.*(-10,55м.)+20000тм-(-28227тм)=119113,5тм .

Рассчитываются средневзвешенные плечи ЦТ кормовых и носовых отсеков;

=    ,  (18)

где , - вместимость трюмов, твиндеков кормовых, носовых, соответственно;

  ,Х_к^тв_(н) – абсциссы ЦТ трюмов, твиндеков, соответственно.

= =25,96м

= = - =

-26,03м.

Определим средневзвешенную удельную грузовместимость носовых  и кормовых отсеков

w_н=

          (19)

 

w_к=

          (20)

где W_н,W_к – суммарная грузовместимость носовых (1-3) и кормовых (4-5) отсеков, соответственно.

w_н=

= =1,32м³/т;

w_к=

= =1,74м³/т;

 

Рассчитываем распределённую массу носовых и кормовых отсеков

Р_н.i.=W_н.i/w_н; и Р_к.i.=W_к.i/w_к;          (21)

Р₁=540+945+770/1,32=1698т

Р₂=2330+1700/1,32=3026т

Р₃=2650+1755/1,32=3327т

Р₄=2650+1745/1,74=2516т

Р₅=945+1350/1,74=1300,7т

Значения распределённой массы грузовых помещений рассчитываются пропорционально их грузовместимости

P_{тр.(тв.)i}=

               (22)

Значения распределённой массы грузовых отсеков и помещений представляются в таблице 6

 

 

 

 

Таблица 6 

Распределенная масса, т
Наименование помещения	1 отсек	2 отсек	3 отсек	4 отсек	5 отсек	Итого
Трюм	407	1749	2002	1510	536	6204
Твиндек	579	1277	1325	1006	764,7	4951,7
Твиндек под баком	712					712
Всего	1698	3026	3327	2516	1300,7	11867,7