Calculul de Asieta Si Stabilitate Pentru O Situatie de Incarcare

Capitolul 3. Calculul de asietă și stabilitate pentru o situație de încărcare

3.1. Elemente ce definesc geometria navei

3.1.1. Dimensiuni principale ale navei port-container 4500 TEU

Tabel 3.1.1.

3.1.2. Tabel semilățimi Tabel 3.1.2.

3.2. Determinarea coordonatelor centrului de greutate al navei (XG, KG) pentru situația de încărcare considerată

Deoarece nu se cunoaște KGng, se va aplica formula de calcul empiric KGng=k*D, unde k este un coeficient specific navelor de tip port-container, iar D înălțimea de construcție.

Astfel, KGng=0,6 x 19.60 = 11.76 m.

3.3. Calculul de carene drepte (Aw, XF, IL, IT, V, XB, KB)

Determinarea volumului carenei și a coordonatelor centrului de carenă pentru orice plutire dreaptă cuprinsă între PB și PL se realizează prin calculul de carene drepte. De asemenea datele rezultate din urma acestui calcul sunt necesare în studiul stabilității.

Primul pas îl reprezintă extragerea semilățimilor din planul de forme al navei și introducerea lor într-un tabel pe baza cărui se vor efectua calculele.

Pentru calculul de carene drepte se va folosi metoda trapezelor de integrare aproximativă. Diagrama de carene drepte este întocmită pentru nava pe plutire dreaptă, fără înclinări transversale și longitudinale (φ = ϴ = 0), caz în care singurul parametru care definește plutirea

este pescajul de calcul d .

Din diagramă se obțin în funcție de următoarele mărimi:

a) mărimi care se referă la plutirile drepte:

1. AW – aria suprafeței plutirii drepte;

2. XF – abscisa centrului geometric al plutirii drepte (este distanța de la punctul F la cuplul maestru);

3. IL – momentul de inerție al suprafeței plutirii drepte calculat față de axa centrală longitudinală de inerție;

4. IT – momentul de inerție al suprafeței plutirii drepte calculat față de axa centrală transversală de inerție;

5. CW – coeficientul de finețe al suprafeței plutirii;

b) mărimi care se referă la cuplele teoretice:

6. AX – aria suprafeței cuplei teoretice;

7. CX – coeficientul de finețe al suprafeței cuplei teoretice;

c) mărimi care se referă la carena navei: V, XB, KB , CB, CVP.

8. V – volumul carenei;

9. XB – abscisa centrului geometric al carenei;

10. KB – cota centrului geometric al carenei;

11. CB – coeficientul de finețe bloc;

12. CVP – coeficientul de finețe prismatic vertical.

3.3.1. Calculul mărimilor care se referă la plutirile drepte

Calculul ariei suprafeței plutirii drepte

Formula utilizată pentru efectuarea calculului este: (relația 3.1)

unde:

– semilățimile măsurate la cupla teoretica i și plutirea j

– distanța dintre 2 cuple teoretice:

Rezultatele obținute în urma prelucrării matematice sunt:

Tabel 3.3.1.

Calculul abscisei centrului geometric al plutirii drepte

Formula utilizată pentru efectuarea calculului este:

(relația 3.2)

Rezultatele obținute în urma prelucrării matematice sunt:

Tabel 3.3.2.

Calculul momentului de inerție al suprafeței plutirii drepte calculat față de axa centrală longitudinală de inerție:

Formula de calcul utilizată este:

cu i = (relația 3.3)

În urma calculelor am obținut rezultatele: Tabel 3.3.3.

Calculul momentului de inerție al suprafeței plutirii drepte calculat față de axa centrală transversală de inerție:

Formulele de calculc utilizate sunt:

ITi= Iyi – Awi x2Fi , i=, [m4]. (relația 3.4)

, i=.

În urma calculelor am obținut rezultatele:

Tabel 3.3.4.

Tabel 3.3.5.

Calculul coeficientului de finețe al suprafeței plutirii

Formula de calcul utilizată este:

Cwi= i=, unde: este aria suprafetei plutirii calc. la punctul 3.3.1.1 (relația 3.5) este latimea corespunde plutirii i si este egala cu dublul celei mai mari semilatimi de pe plutirea i este lungimea coresp plutirii i si se masoara pe planul de forme al navei Tabel 3.3.6.

3.3.2. Calculul marimilor care se refera la cuplele teoretice

Calculul ariei cuplei transversale imerse

Formula de calcul este:

(relația 3.6)

Tabel 3.3.7.

Calculul corficientului de finete al ariei cuplei transversale imerse

Tabel 3.3.8.

3.3.3. Calculul mărimilor care se referă la carena navei

Calculul volumului carenei corespunzător plutirilor drepte

Formula utilizata pentru efectuarea calculului este:

(relatia 3.7)

Tabel 3.3.9.

Calculul abscisei centrului de carenă

Formula utilizata pentru efectuarea calculului este:

(relatia 3.8)

Tabel 3.4.0.

Calculul cotei centrului geometric al carenei

Formula utilizata pentru efectuarea calculului este:

(relatia 3.9)

Tabel 3.4.1.

Calculul coeficientului de finete bloc

Formula utilizata pentru efectuarea calculului este:

(relatia 4.0)

Tabel 3.4.2

Calculul coeficientului de finețe vertical prismatic

Formula utilizata pentru efectuarea calculului este:

(relatia 4.1)

Tabel 3.4.3.

3.4. Alegerea situației de încărcare

Tabel 3.4.4.

Se stabilesc numărul de greutăți și cotele pe care acestea le vor avea ulterior ambarcării în magazii și tancuri.

Tabel 3.4.5.

KG= 723321.521 / 55796.4 = 12.96 [m]

3.4.1. Raza metacentrică transversală se calculează cu formula:

(relația 4.2)

497349/54333.3=9,15[m]

Cota metacentrului transversal se calculează cu formula:

(relația 4.3)

Înălțimea metacentrică transversală se calculează cu formula:

(relația 4.4)

Verificarea stabilității transversale

Varianta aleasă de încărcare impune verificarea stabilității conform următoarelor indicații. Dacă în urma verificărilor efectuate nu se respectă condițiile de mai jos trebuie să reorganizăm distribuția mărfii în tancuri.

Conform reglementărilor IMO înălțimea metacentrică trebuie să aibă o valoare mai mare de 0,15m. În concluzie nava respectă condițiile impuse și poate naviga în siguranță, cu tancurile încărcate la 98,5% din capacitate.

Diagrama stabilității statice

Diagrama stabilității statice se va extrage în conformitate cu deplasamentul navei din diagrama de pantocarene a navei sau din una din diagramele de pantocarene generale anexate. Pentru a extrage din diagrama de pantocarene diagrama de stabilitate trebuie să cunoaștem valoarea deplasamentului navei și KG pentru situația de încărcare studiată.

Se procedează astfel:

-se trasează pe diagrama de pantocarene o verticală în dreptul deplasamentului corespunzător

– de pe fiecare curbă se extrage valoarea corespunzătoare a cotei metacentrice transversale, KN(pentru toate unghiurile).

– cu acele valori completam tabelul de mai jos si calculăm brațul stabilității statice, notat ls sau GZ , cu formula de calcul:

(relația 4.5)

– se trasează grafic valorile. Tabel 3.4.6.

Diagrama stabilității dinamice Tabel 3.4.7.

Calculul de asietă

Se va calcula asieta pentru situația în care nava pluteste pe chilă dreaptă dpp=dpv=10.14m. Se debarcă o cantitate de marfa containerizata de 28029t. Centrul plutirii F se află la jumătatea lungimii navei. De asemenea se cunoaște TPC-ul ca fiind 80.71 t/cm și MCT-ul 1307.39(t*m)cm. În cele ce urmează vom studia ce se întâmplă cu asieta navei.Pentru a se determina cu exactitate dpp și dpv se vor face următoarele calcule:

a.Calculul variației pescajului mediu ca urmare a debarcării a 28029 t de marfă:

(relatia 4.6)

f.Calculul tabelar al variațiilor pescajului datorat operațiunilor de ambarcare și debarcare a mărfurilor de la bord. Tabel 3.4.8.

Concluzii

Calculul de asietă și stabilitate a fost realizat pentru o situație de încărcare de 3000 TEU ceea ce reprezintă 67 % din capacitatea maximă de încărcare. În timpul încărcării s-au respectat condițiile de stabilitate transversală și longitudinală, astfel încat nava să fie încărcată în sigurantă și să iși mențină stabilitatea și asieta corespunzătoare în timpul voiajului său pe ruta Haifa-Istanbul-Novorrosiysk-Constanța.