Всего на сайте:
119 тыс. 927 статей

Главная | Управление и эксплуатация транспортных средств

Определение проходной осадки судна  Просмотрен 121

  1. Гидродинамическое взаимодействие между судами
  2. Движением локомотива, производящего маневры, должен руководить только один работник - руководитель маневров (составитель поездов), ответственный за правильное их выполнение.
  3. Маневры на главных и приемо-отправочных путях
  4. Торможение судна с помощью якоря, отданного на грунт
  5. Маневры с выходом подвижного состава за предельный столбик противоположного конца пути
  6. ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 5 страница
  7. НОРМЫ И ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
  8. ВЛИЯНИЕ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА «РУЛЬ-ВИНТ» НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ ОДНОВИНТОВОГО СУДНА
  9. Оказание помощи поезду, который остановился на перегоне, локомотивом позади идущего поезда.
  10. ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 27 страница
  11. ГОДОВОЙ РЕЖИМ РАБОТЫ МАШИН
  12. Линии СЦБ и связи

ПЛАВАНИЕ НА МЕЛКОВОДЬЕ И В УЗКОСТЯХ

Определение проходной осадки судна

Движение судна на мелководье существенно отличается от условий плавания на глубокой воде. Это связано с перераспределением гидродинамических давлений на корпусе судна из-за:

1) изменения структуры волнообразования;

2) уменьшения проходного сечения для тока жидкости из-за наличия дна;

3) уменьшения проходного сечения для тока жидкости из-за наличия внешних стенок (при плавании в каналах);

4) изменения характера работы вито-рулевого комплекса и др.

Теоретические исследования изменения поля давлений и гидродинамических сил, действующих на корпус судна при движении в условиях мелководья и стесненного фарватера делятся на два направления:

- гидравлическое;

- гидродинамическое.

В соответствии с первым направлением, которое развивается уже более 80 лет используется физическая модель движения судна, которая дает возможность получить приближенное решение задачи путем применения уравнения Бернулли совместно с уравнением неразрывности жидкости.

Пусть судно движется с постоянной скоростью V по мелководному участку параллельно стенкам канала (пролива). Жидкость считается идеальной и несжимаемой, а ее возмущенное движение – потенциальным.

Введем и рассмотрим прямоугольную систему координат Оxyz, жестко связанную с судном, начало которой находится в точке пересечения плоскости мидель-шпангоута, диаметральной плоскости и плоскости действующей ватерлинии судна.

Обратим движение, наложив на судно равномерный поток, движущийся со скоростью V в отрицательном направлении оси Х.

В соответствии с уравнением Бернулли, полная энергия материальной частицы движущейся жидкости Мi есть величина постоянная и определяется выражением:

, (1.)

где Р0 давление столба жидкости для точки М1 в сечении S0;
  Р1 Давление столба жидкости для точки М1 в сечении S1;
  ρж плотность жидкости;
  V0 скорость движения частицы жидкости М1 в сечении S0;
  V1 скорость движения частицы жидкости М1 в сечении S1.

В соответствии с уравнением неразрывности для установившегося одномерного движения идеальной жидкости количество жидкости перетекающей через сечения S0 и S1 за время Δt есть величина постоянная и которая определяется выражением:

. (2.)

Определяя из выражения (2.) значение скорости V1 после подстановки значения V1 в уравнение (1.), получим:

, (3.)

с учетом подстановки преобразуем уравнение (3.) к виду:

. (4.)

Левая часть выражения (4.) определяет величину динамической просадки судна из-за уменьшения сечения S1 для тока жидкости.

Анализируя выражение (4.) необходимо отметить, что величина динамической просадки какой-либо точки судна или рассматриваемого сечения корпуса судна, квадратично зависит от скорости движения и соотношения площадей сечения , через которые осуществляется ток жидкости.

В первом приближении конфигурацию, размеры и границы сечений можно связать с такими параметрами как:

- глубина водной акватории H;

- ширина судна Вс;

- ширина канала Вк;

- статическая осадка судна на глубокой воде dгл и др.

Анализируя работы по исследованию гидравлических процессов [15], следует отметить, что методы основаны на рассмотрении одномерного течения идеальной жидкости базируются на ряде существенных упрощающих допущений. Так в вышеприведенном примере к таким допущениям следует отнести:

1) неучет влияния свободной поверхности;

2) неучет влияния системы волнообразования;

3) отсутствие строгой теории по учету формы корпуса;

4) потенциальное движение идеальной жидкости и др.

В работе [20], на основе обобщения различных методик по определению величины просадки, предлагается простая зависимость для определения безопасного запаса воды под килем:

, (5.)

где

  безопасная глубина, м;
  средняя осадка по действующей ватерлинии, м;
  суммарный запас глубины, м;
  навигационный запас глубины, м;
  креновой запас глубины, м;
  волновой запас глубины, м;
  скоростной запас глубины, м.

В результате обобщения различных формул, графиков, номограмм, рассчитаны коэффициенты аппроксимации с использованием метода наименьших квадратов

, (6.)

, , , .

где длина судна, м;
  B ширина судна, м;
  Q угол крена, град;
  h высота волны, м;
  V скорость судна, уз

На рис. 1 представлены графики величины просадки судна в зависимости от длины корпуса судна и скорости установившегося движения.

Анализ показывает, что для диапазона длин 250-300 м и скоростей движения 9-11 уз – величина просадки находится в пределах от 1,8 до 2,5 метров.

Рис. 1. Максимальная просадка судна

просадка, м
  скорость, уз

Рис. 2. Величина просадки судна по зарубежным методикам

На рис. 2. представлены расчеты величины просадки по некоторым зарубежным методикам. В качестве расчетного принято судно с размерениями: L = 250 м, Т=18 м, Н = 26 м.

Анализ рис. 2. показывает, что для диапазона скоростей 10-11 уз, величина просадки находится в пределах 0,7-1,7 метра.

 

Предыдущая статья:Симптомы приносят вести 5 страница Следующая статья:Гидродинамическое взаимодействие между судами
page speed (0.0088 sec, direct)