ВЛИЯНИЕ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОГО ГРУЗА НА НАЧАЛЬНУЮ ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА.
Влияние жидких грузов на остойчивость. Если цистерна заполнена не доверху, т. е. в ней имеется свободная поверхность жидкости, то при наклонении жидкость перельется в сторону крена и центр тяжести судна сместится в ту же сторону. Это приведет к уменьшению плеча остойчивости, а следовательно, к уменьшению восстанавливающего момента. При этом чем шире цистерна, в которой имеется свободная поверхность жидкости, тем значительнее будет уменьшение поперечной остойчивости. Для уменьшения влияния свободной поверхности целесообразно уменьшать ширину цистерн и стремиться к тому, чтобы во время эксплуатации было минимальное количество цистерн со свободной поверхностью жидкости.
Рис.147. Влияние жидких грузов на остойчивость.
Если жидкий груз заполняет цистерну полностью, т. е. цистерна запрессована, то в задачах статики он ничем не отличается от любого твердого груза той же массы. Однако если жидкий груз заполняет лишь часть цистерны и имеет свободную поверхность, то он получает возможность переливаться при наклонении судна. В результате этого изменяется форма жидкости в цистерне и перемещается центр тяжести судна, что отражается на его остойчивости.
Влияние свободных поверхностей в цистернах жидких грузов (топлива, мытьевой и питьевой воды, масла, а также жидкого балласта) на начальную поперечную остойчивость судна учитывается в табл. 1 поправочным моментом Мж (FSM, FSW) , который определяется по формуле:
Мж = Σ ρж ix;
FSM= Σ ρж ix
где ix — центральный момент инерции свободной поверхности жидкости в цистерне относительно продольной оси, м4; ρж — плотность жидкости в цистерне, т/м3.
В Информации об остойчивости рассчитаны значения ρж ix для всех цистерн судовых запасов и балласта (каждой цистерны, расположенной в диаметральной плоскости, и каждой пары цистерн правого и левого борта). Для каждого вида жидкости (мазут, дизельное топливо и т. п.) выделено одно наибольшее значение этой величины.
Суммируя все выделенные значения ρж ix , получают так называемую расчетную комбинацию, т. е. сумму Σ ρж ix, входящую в формулу.
Изменение метацентрической высоты, возникающее в результате появления в какой-либо цистерне свободной поверхности жидкости, определяется формулами:
dh = - (ρж ix / Δ) ;
dH = - (ρж iy / Δ)
где, кроме приведенных выше обозначений, iy — центральный момент инерции свободной поверхности жидкости в цистерне относительно поперечной оси, м4.
В действительных условиях эксплуатации судов цистерны или отсеки по различным причинам оказываются заполненными не полностью.
Поправка Δh к метацентрической высоте, учитывающая влияние свободной поверхности жидкости, будет:
Δh = P*r ж/ D,
где Р = ρж . Vж – масса жидкости в цистерне;
Vж – объем, занимаемый жидкостью;
ρж – плотность жидкости.
Значение метацентрического радиуса для этого случая можно определить с помощью формулы: rж = iх / Vж , где ix – момент инерции свободной поверхности жидкости относительно продольной оси, проходящей через Ц.Т. площади этой поверхности.
Δh = - ρж/ ρ* ix/V = - ρж* ix/D
Из формулы видно, что поправка на влияние свободной поверхности жидкости всегда имеет отрицательный знак, т.е. свободная поверхность жидкого груза, перетекая в сторону наклонения судна, уменьшает метацентрическую высоту и отрицательно сказывается на остойчивости/
Если длина отсека l, а ширина b то момент инерции площади всего отсека относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести этой площади, будет: ix = l*b3/12.
Дата добавления: 2020-11-18; просмотров: 438;