Разработка грузового плана морского судна

Основные характеристики и главные размерения т\х «Новгород»



Тип ----------------Сухогрузный теплоход

Название---------«Новгород»

Назначение-------перевалка генеральных , навалочных грузов и контейнеров

Класс-------------- КМ Л3, 1 

Район плавания------неограниченный 

Длина наибольшая – 150,85 м.

Ширина -------------- 20,6 м

Длина расчетная--138,0 м

Высота борта--------12м

Масса судна порожнем -------5380 т.

Координаты центра тяжести судна Х0-10,98, Y0-8,78


1.Исходные данные проектного задания





Вариант

Длительность плавания

Грузовая марка

Дифферент

Скорость 

 УЗ

Расход топлива т\сутки

Расход воды т\сутки

6

2000

Л

-0,3

14

 30

 3



ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУЗОВ

Обязательные 

Масса, Т

Бензин в бочках

4100 т.

Масло оливковое 

 2300 т

Алебастр

1800 т.

Факультативные

Канифоль

Удельно-погрузочные объем м3/т

0,3

Медь

2,4



Эксплуатационно-технические характеристики судна 

ПОКАЗАТЕЛИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ

ЗНАЧЕНИЯ

1.ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЕНИЯ СУДНА





1.1.Длинна наибольшая, м 

LН.Б.

150.85

1.2 Длина между перпендикулярами, м

L

138

1.3 ширина , м

В

20,6

1.4 Высота борта, м 

D

12



2. МАССОВЫЕ И ОБЪЕМНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА

2.1 Массовое водоизмещение судна порожнем, т

0

 5380

2.2 Массовое водоизмещение в грузу



 18800

2.3 Дедвейт судна по грузовую марку, т

DW

 13400

2.4 Киповая вместимость судна, м3

W к

 17900



3. ПОСАДКА СУДНА

3.1 Осадка по грузовую марку,м

d

9,4

3.2 Дифферент, м

Дф

-0,3




4. НОРМЫ РАСХОДА

4.1 Воды, т\сутки

Qв

3

4.2 Топлива, т\сутки

Qв

30



5.ДАЛЬНОСТЬ ПЛАВАНИЯ И СКОРОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА

5.1Дальность плавания, мили

R

2000

5.2Рейсовая скорость, узлы

V

14




2.ТРАНСПОРТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВ



БЕНЗИН- относится к классу легко воспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки не менее –180 С, но менее –230С. Образование воспламеняющихся смесей возможно при испарении ЛВЖ через не плотности укупорки тары, нарушении ее целостности, а так же при испарении ЛВЖ со свободной поверхности при ее разливе. Тары всех ЛВЖ тяжелее воздуха, поэтому воспламеняющаяся смесь образуется обычно в нижней части грузовых помещений. Бензин должен располагаться в дали от теплового источника с температурой превышающий вспышку жидкости. Таким источником могут быть осветительные лампы, пароводы, капли металла при сварке. Технологический режим перевозки бензина должен обеспечивать : поддержание температуры груза на низком уровне, предотвращение контакта с несовместимыми грузами. При перевозке бензина должны соблюдаться требования по размещению груза на судне, контроль его состояния и режим вентиляции. Упаковка с ЛВЖ должна укладываться пробками вверх. При размещении на палубе упаковки с ЛВЖ должны быть уложены на настил из досок или брусьев в один ряд. При размещении в открытом или закрытом помещении упаковки с ЛВЖ должны быть уложены на деревянные прокладки в штабель высотой не более 3-х метров. Между ярусами бочек укладываются деревянные прокладки. 

Палуба и груз, находящиеся в просвете люка во время грузовых операций должны быть защищены настилом или межярусной сепарацией для предотвращения образований фрикционных искр при падении груза в грузовые помещения. Вентиляционные системы закрытых грузовых помещений с ЛВЖ должны быть отрегулированы так , чтобы всасывание воздуха осуществлялось с нижней части помещения.

Бочкотара, предъявляемая к перевозке не должна иметь видимых повреждений. На ней не должно быть подтеков нефтепродуктов.

Бензин перевозится в металлических бочках с максимумом жидкостного содержимого 430 л. К погрузке на судно принимаются легковоспламеняющиеся жидкости, заблаговременно залитые в тару, герметически укупорены и простоявшие на складе не менее 3-х суток. Бочки укладываются в дали от жилых помещений для предотвращения отравления людей ядовитыми газами и пожарной безопасности. В случае распространения пожара может возникнуть необходимость выкидывания грузовых мест за борт. Это следует учитывать ввиду, если разрешена укладка под палубой.

При перевозке на палубе эти жидкости укрывают брезентами, которые поддерживаются во влажном состоянии. Бочки каждого ряда должны быть хорошо закреплены, чтобы полностью исключить вероятность смещения и ударов друг об друга. Для укладки используют носовые отсеки.

КАНИФОЛЬ - является пожароопасным и едким грузом. Грузы этой категории не могут размещаться в месте с пищевыми и хлебофуражными грузами. Технологический режим перевозки должен обеспечивать поддержание температуры груза на возможно низком уровне, предовращение контакта с несовместимыми грузами или материалами. Поддержание в воздухе концентрации паров груза на допустимом уровне. При перевозке грузов класса 91 должны быть выполнены требования по размещению груза на судне, контроля его состояния и вентиляции, установленные в КТРП. Упаковки грузов на открытой палубе должны быть защищены от действия солнечной радиации при температуре наружного воздуха не менее 250С, от атмосферных осадков и морской воды. Во время грузовых операций должен соблюдаться пропускной режим к местам погрузки – выгрузки опасных грузов. В аварийных случаях для производства кратковременных работ допускается вход членов аварийной партии в незагазованные помещения в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. При наличии на борту лего воспламеняющихся жидкостей ремонтные работы могут быть разрешены при условии соблюдения всех мер предосторожностей.

МАСЛО ОЛИВКОВОЕ- является грузом не требующего жесткого температурного режима и перевозится без охлаждения. Является грузом не требующего жесткого температурного режима и перевозится без охлаждения. Транспортная тара должна быть сухой, чистой, прочной без следов подмочки, плесени и вскрытия. Тара импортных грузов должна соответствовать транспортным условиям торгового контракта и обеспечивать сохранность товара при перевозке и перегрузке груза в портах. В соответствии с ГОСТ 13799-81 консервированная продукция должна быть сформирована в пакеты по ГОСТу 23285-79. Число единиц груза должно быть одинаковым в пакете. Сепаривание отдельных партий следует производить досками, рейками. Пакеты с помощью погрузчиков следует устанавливать вплотную к бортам и поперечным переборкам. Нагревающие переборки должны быть отсепарированы. Допустимая высота укладки пакетов не более 3-х ярусов. Для защиты груза от конденсата штабель должен быть покрыт несколькими слоями бумаги. Вентиляция используется для удаления избыточной влаги при наружной влажности не более 80% 

МЕДЬ - перевозится в пакетах, в обвязке, опасным грузом не является. Укладка пакетов с прикрепленными к ним металлическими прокладками должна производится на прокладки из досок толщиной не менее 15мм. При отсутствии у пакетов прокладок их следует устанавливать на деревянные прокладки из бруса не менее чем 65х65 мм. Пакеты прямоугольной формы следует укладывать в трюме преимущественно вдоль судна. Квадратные пакеты укладывают таким образов, чтобы их связка была ориентированна вдоль судна. Укладку следует начинать от бортов к середине и от поперечных переборок к просвету люка с максимальной плотностью и опиранием пакетов на борта. В остающихся свободных пространствах между пакетами и бортом следует устанавливать клетки из досок или брусьев. При неполной загрузке судна пакетами их следует разместить в трюме, оставляя твиндек для другого груза. Неплный ряд после сепарирования должен быть заполнен до противоположного борта другим прочным грузом, обеспечивающим несмещаемость яруса.

АЛЕБАСТР-цемент, алебастр, гипс и известь составляют группу грузов, которые требуют особой защиты от влаги. Подмочка или увлажнение сырым воздухом превращает эти порошкообразные вещества в твердые, делает их совершенно непригодными к дальнейшему использованию и назначению.

Алебастр и гипс транспортируют в мешках или бочках. Правила их перевозки идентичны правилам перевозки цемента; 1 т. алебастра в мешках занимает 1,22-1,30 м3. Тара и упаковка грузов, подлежащих пакетированию, должны соответствовать требованиям нормативной документации ГОСТ 26653-85, на экспорт ГОСТ 2463-81. Многооборотные средства пакетирования должны иметь маркировку в соответствии с нормативно-технической документацией с указанием следующих данных: товарный знак изготовителя, дата изготовления, грузоподъемность. Грузовые работы производятся способами, исключающими их ненадежное удержание и сохранность. Грузовые операции в подпалубных пространствах проводят при помощи погрузчиков, оборудованных рамой. Место производства работ должно обеспечивать свободное и безопасное маневрирование всех перегрузочных машин. При укладке свыше трех пакетов штабель груза следует закрепить. Зазор между верхним ярусом пакетов и на поддонах и набором палубы должен обеспечивать возможность проведения работ. Первый ярус пакетов размещается на расстоянии до 300 мм. В случае зазоров между пакетами, их расклинивают деревянными клиньями. Не допускается укладывание в зазоры отдельные единицы груза. Допускается не производить крепеж если критерий сдвига Кс 1


Таблица 5

3.Таблица совместимости грузов

Наименование

Бензин

Масло оливковое

Алебастр

Медь

Канифоль

Бензин

1

0

1\4

0

1\4

Масло оливковое 

0

1

0

1

1

Алебастр

1\4

0

1

1

1

Медь

0

1

1

1

1

Канифоль

1\4

0

1

1

1



Таблица 6

4.Транспортные характеристики грузов

Наименование грузов

Род упаковки

Удельно-погрузочный объем

Масса грузового места

Бензин

Бочки

1,8 м3/т

200

Масло оливковое

Бочки

1,8 м3/т

25

Алебастр

Мешки

1,2 м3/т

50

Канифоль

Мешки

2,0 м3/т

40

Медь

пакеты

0,3 м3/т

200




3.Расчет грузоподъемности и грузовместимости судна на рейс.



3.1 Определение объема грузовых помещений необходимых для размещения обязательных грузов.



 На первом этапе расчета определяем объем, который будут занимать обязательные грузы, в грузовых помещениях судна, этот объем вычисляют по формуле:



Wоб=МР1+М2Р2+М3Р3



Где Мi-удельно погрузочный объем грузов.

Рi-масса i-го обязательного груза.



Wоб=1,8 х 1800+1,1 х 2300 + 1,8 х 4100 =13150 м3



3.2 Расчет количества запасов на рейс (вода, топливо)



зап.=(К1Q13+ К2Qт)/R(V х 24)



Где К1=1,1 – коэффициент, учитывающий штормовой запас воды, Q13= удельный (суточный) расход воды, Qт = удельный (суточный) расход топлива, К2 =1,2 – коэффициент , учитывающий штормовой запас топлива, R-дальность плавания, V- cкорость.



зап = (1,1 х 3 + 1,2 х 30)/ 2000(14 х 24)=234 т.


3.3 Определение количества факультативных грузов на рейс.



Для определения количества факультативных грузов, находят их суммарный объем



 Wфак=Wк-Wоб

Wфак=17900-13150=4750 м3

Рфак=DW-3i-1 Pi-2i-1 х Pзап



Где DW- дедвейт судна в начале рейса (таблица 3)



Рзап=13400-8200-234=4966 т.



Массу тяжелого груза расчитываем по формуле.



Рт= Рфак Мл-Wфак / Мл-Мт=3414 т.(медь)



Где Мл-удельно погрузочный объем легкого груза, Мт- удельно погрузочный объем тяжелого груза. Указаны в таблице 2

Объем занимаемый в грузовом помещении «тяжелым» грузом, находят по формуле: 



Wт=Мт(Рфак Мл-Wфа)/ Мл-Мт 



Далее вычитаем массу и объем «легкого» груза по формулам



Рл=Рф-Рт ; Рл=4066-3414=1552 т.

Wл= Мл Рл ; Wл=2,41552=3726 т.


4. Составление грузового плана для предварительного состояния загрузки судна



4.1 Распределение груза по грузовым помещениям в первом приближении



Распределение груза по отсекам начинают с определения грузоподъемности Мi каждого судового помещения 



 Мi=Кi(3i-1Р1+Рфак); Pi + Pфак = 1800 + 3414 = 5214 т.



Где Кi= Wi / Wк- коэффициент соизмеримости каждого грузового помещения судна, Wj - вместимость (киповая) грузового помещения.



K1 = 937/17900 = 0,05 (для трюма №1.)

K1н.тв. = 985/17900 = 0,06 (для нижнего твиндека №1.)

K1в.тв. = 738/17900 = 0,04 (для верхнего твиндека №1.)

K2 = 2417/17900 = 0,14 (для трюма №2.)

K2тв. = 1717/17900 = 0,1 (для твиндека №2.)

K3 = 2783/17900 = 0,16 (для трюма №3.)

K3тв. = 1651/17900 = 0,09 (для твиндека №3.)

K4 = 2752/17900 = 0,15 (для трюма №4.)

K4тв. = 1640/17900 = 0,09 (для твиндека №4.)

K5 = 417/17900 = 0,02 (для трюма №5.)

K5н.тв. = 767/17900 = 0,04 (для нижнего твиндека №5.)

K5в.тв. = 1096/17900 = 0,06 (для верхнего твиндека №5.)

М1 = 0,05  13175 = 658,75

М1н.тв. = 0,055  13175 = 724,62

М1в.тв. = 0,04  13175 = 527

М2 = 0,135  13175 = 1778,6

М2тв = 0,095  13175 = 1251,62

М3 = 0,15  13175 = 1976,25

М3тв. = 0,092  13175 = 1212,1

М4 = 0,15  13175 = 1976,25

М4тв. = 0,092  13175 = 1212,1

М5 = 0,02  13175 = 263,5

М5н.тв. = 0,04  13175 =527 М5в.тв. = 0,06  13175 = 790,5



Таблица №7

Определение грузоподъемности помещений

Грузовые помещения

Грузовместимость

Коэффициент соизмеримости,Кi

Грузоподъемность помещения, Mi

Верхний твиндек №1

738

0,04

527

Нижний твиндек №1

985

0,06

790

Трюм №1

937

0,05

658

Твиндек №2

1717

0,1

1317

Трюм №2

2417

0,14

1843

Твиндек №3

1651

0,09

1185

Трюм №3

2783

0,16

2107

Твиндек №4

1640

0,09

1185

Трюм №4

2752

0,15

1975

Верхний твиндек №5

1096

0,06

790

Нижний твиндек №5

767

0,04

527

Трюм №5

417

0,02

264

Всего на судне

Wk=17900

Ki=1

Mi=13168



Таблица №8 

Комплектация грузов

Грузовые помещения

Бензин Р1/W1

Алебастр

Р2/W2

Масло

Р3/W3

Канифоль

Рл/Wл

Медь

Рт/Wт

Верхний твиндек№1

227 | 408

300 | 330







Нижний твиндек№2

166|299

624|686







Трюм №1

304|547

354|389







Твиндек №2

383| 689

934|1027







Трюм №2





1243|2237



600|180

Твиндек №3

720|1296

88|97



107|257



Трюм №3





1434|2581



673|202

Твиндек №4







612|1469

573|172

Трюм№4









535|161

Верхний твиндек№5







409|983

381|114

Нижний твиндек№5







290|696

237|71

Трюм №5







134|322

130|39

Рi+Pфак

1800

2300

4100

1552

3129

Wi+Wk

3240

2530

7380

3725

939



285 т. меди грузим на палубу.


5.Проверка правильности распределения грузов по отсекам



5.1 Проверка посадки и остойчивости судна



 Фактический дифферент судна должен быть равен заданной величине (приложение 7). Для определения фактических значений посадки и остойчивости судна находим значения моментов Мх+Мz и сопоставим их с допускаемыми значениями |Мх| и |Мz|. При этом должны соблюдаться следующие правила



 Мх-|Мz|=0 ; Мz - |Mz|  0



Обычно значения Мх и Мz определяют в табличной форме (таблица 7), допускаемые значения |Мх| находят по формуле |Мх |=| Dзадf|-Df , а допускаемые значения Мz определяют по таблице (приложение 7) в зависимости от DW дедвейт судна на начало рейса. Координаты X и Z находят в зависимости от загрузки судна (приложение 2 и 3)



Расчет моментов и массового водоизмещения судна для первого варианта распределения грузов по отсекам

Статьи нагрузки



Р, т



Координаты

Статические моменты масс





X, м

Z, м

Мx, тм

Mz, тм

Груз:

отсек № 1

1975

49,1

9,81

96973

19375

отсек № 2

3160

29,6

6,91

93536

21837

отсек № 3

3292

4,1

6,32

12390

20610

отсек № 4

3160

-17,15

6,75

-53903

21215

отсек № 5

1581

-56,3

9,54

-89010

15082













Груз на палубе

285

-60

15,4

-17100

4389













Запасы топлива:











танк № 4

216

6,5

0,65

1404

140













Запасы воды:











танк № 8

20

-40,5

0,91

-810

18













ВСЕГО:

13689





Mx = 43481

Mz =102666



Массовое водоизмещение судна



 = 0 + P

 = 5380 + 13400 =18780



Момент массового водоизмещения относительно плоскости мидель-шпангоута.



 1Mx = Mx + 0X0

1Mx = 43481 + 5380  (- 10,98) = -15591,4



5.2 Проверка прочности палубы



Критерием достаточной прочности палубы является выполненное условие



F / m < 0



где m –допускаемая величина удельной нагрузки, F- величина фактической удельной нагрузки на палубу 



m = 0,01 L + 1,33 d / D – 0,734 = 0,01150,85 + 1,339,4 / 12-0,734 = 16,2 т/ м

F = М / S = 285 / 515 =0,5 т/м


0,5 / 16,2 = 0,03 < 0 - данное условие выполняется 


6. Составление грузового плана для окончательного состояния загрузки судна



После проверки посадки, остойчивости и прочности составляется окончательная таблица комплектации грузов по отсекам и вычерчивается грузовой план судна.

Для окончательного варианта загрузки судна определяется метацентрическая высота на начало рейса и строится диаграмма статической остойчивости судна по универсальной диаграмме статической остойчивости.

Расчетное значение метацентрической высоты определяют по формуле:







h = 8,63 – (5380  8,78 +105069/ 5380 +13400) = 0,53 м

где Zm - высота метацентра над ОП, м. (см приложение №6)

1



9