Плавучесть судна Условие плавучести судна
Плавучестью называется способность судна плавать в состоянии равновесия в заданном положении относительно поверхности воды при заданной нагрузке.
На судно, плавающее без хода на спокойной воде, действуют две категории сил: силы тяжести и силы избыточных гидростатических давлений (рис.1.7). Силы тяжести представляют собой силы тяжести корпуса, механизмов, систем и устройств, запасов, экипажа и др. Силы тяжести приводятся к одной равнодействующей - силе тяжести судна Р, которая направлена вертикально вниз и приложена в центре тяжести судна (ЦТ) - в точке G с координатами xg , yg , zg .
Силы избыточных гидростатических давлений, действующие на поверхность погруженной части корпуса судна, также приводятся к одной равнодействующей – гидростатической силе поддержания (силе плавучести).
Рисунок 1.7 − К составлению уравнений равновесия
плавающего судна
Сила плавучести направлена вертикально вверх и приложена в центре величины судна (ЦВ) - в точке С с координатами xс, yс, zс. Центр величины представляет собой геометрический центр подводного объема судна V, и его положение зависит от формы корпуса судна и его посадки.
Условия равновесия плавающего судна:
1.Сила тяжести (масса) судна равна весу (массе) вытесненной им воды:
Р = γV; Δ = ρV.
где V- объемное водоизмещение судна, м3;
γ - удельный вес воды (γ = 10,05 кН/м3- для морской и γ = 9,81 кН/м3 - для пресной воды),
ρ - плотность воды (ρ = 1,025 т/м3- для морской и ρ = 1,0 т/м3- для пресной воды).
2.Центр тяжести (ЦТ) и центр величины (ЦВ) судна лежат на одной вертикали, перпендикулярной к плоскости ватерлинии (рис.4.1);
(xс - xg) + (zc – zg) tg Y = 0;
(yс - yg) + (zc – zg) tg Q = 0,
где xс, yс и zc – координаты центра величины судна;
xg ,yg и zg – координаты центра тяжести судна.
Если судно сидит прямо и на ровный киль (Y = Q = 0), то уравнение принимает вид:
xg = xс; yg = yс.
В практических расчетах судна, плавающего с дифферентом, часто пренебрегают величиной (zc – zg) tg Y по сравнению с xс, т.е. полагают, что xс ≈ xg. Принятое допущение дает незначительную ошибку при определении элементов плавучести судна.
Вопросы и задачи для самоконтроля
1. Дайте определение плавучести судна.
2. Где располагается центр величины погруженного объема?
3. Назовите условия равновесия плавающего судна и где на практике их применяют?
4. Почему ордината центра величины судна, плавающего без крена, равна нулю?
5. Площадь горизонтального сечения судовой цистерны равна 10м2. Как изменится уровень воды в цистерне после того, как растает плавающая в ней льдина массой 3 т?
Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 473;