Определение оптимальной загрузки транспортного судна

Определение оптимальной загрузки транспортного судна Исходные данные Номер проекта — 507

Тип судна — сухогрузный Нс.х.min = 4.4 м Род груза и характеристики грузовых мест

Транспортные характеристики судна

Характеристика грузовых трюмов Количество трюмов — 4

1. Определим удельную грузовместимость транспортного судна (УГС)

wc= D, м?/т где Wmpi — объём i-того груза, м?

n — количество трмов

D — грузоподъёмность судна

wc = 1530 + 1570+ 1570 + 1600 / 5300 = 1.18 м?/т

1. Определим транспортные характеристики груза (ТХГ) Найдём удельный погрузочный объём груза (УПО):

wг = (Vм / g м) х Ку где: Vм = (L x B x H) — объём грузового места

L, B, H — грузовые размеры пакета Ку = 1,15 — коэффициент укладки груза в трюме

g м — масса пакета а) Сахар в мешках

wг1 = (1,68 · 1,22 · 1,53 / 2,08) х 1,15 = 1,73 м?/т б) Крупа в мешках

wг2 = (1,34 · 0,95 · 1,26 /0,95) х 1,15 = 1,94 м?/т

в) Цемент в мешках

wг3 = (1,67 · 1,25 · 1,3 / 3,28) х 1,15 = 0,95 м?/т г) Кирпич на поддонах

wг4 = (1,6 · 1,2 · 1,1 / 3,2) х 1,15 = 0,759 м?/т

2. Установим вид груза, исходя из соотношения УПО и УГС

4. Определим количество груза, которое можно разместить в каждый трюм а) Для тяжёлых грузов :

количество груза будет определяться величиной грузовместимости трюма

Ti = mpi

где

n — количество родов тяжёлого груза

m — количество трюмов, загружаемых тяжелыми грузами

gTi — масса i-того тяжёлого груза, т

Dmpi — грузовместимость i-того трюма, т

g3 + g4 = D3 + D4 = 1340 + 1360 = 2700т

где g3 — масса тяжелого груза — цемент, т

g4 — масса тяжёлого груза — кирпич, т

D3 — грузовместимость третьего трюма, т

D4 — грузовместимость четвертого трюма, т

V3 + V4 = g3· wг3 + g4 · wг4 = 1340 · 0,759 + 1360 · 0,95 = 1017,06+ 1292 = 2309 м?

где

V3 — объем тяжелого груза — цемент м?

V4 — объем тяжелого груза — кирпич м?

wг3 — удельный погрузочный объём цемента, м?/т

wг4 — удельный погрузочный объём кирпичей м?/т

W3 + W4 = 1570 + 1600 = 3170 м?, где

W3 — объём третьего трюма, м?

W4 — объём четвертого трюма м?

W3 + W4 > V3 + V4, т. е. суммарный объём трюмов, занятых тяжелым грузом, больше объёма тяжёлого груза.

б) Для лёгких грузов:

л = mpi / wгi

n — количество родов лёгкого груза

m — количество трюмов, загружаемых лёгкими грузами

gл — масса i-того лёгкого груза, т

Wmpi — объём i-того трюма, м?

g1 + g2 = W1 / wг1 + W2 / wг2 = 1530/1,94 + 1570/1,73 = 788,66 + 907,51 = 1696 т, где g1 — масса лёгкого груза — сахара, т

g2 — масса лёгкого груза — крупы, т

W1 — объём первого трюма, м?

W2 — объём второго трюма, м?

wг1 — удельный погрузочный объём сахара, м?/т

wг2 — удельный погрузочный объём крупы, м?/т

W1 + W2 = V1 + V2 = 153+1570=3100 м?

т.е. для лёгких грузов объём занимаемый в трюме равен объему занимаемого трюма

5. Распределим номера трюмов для загрузки соответствующих грузов — тяжёлых и лёгких Загружаем тяжёлые грузы в трюмы расположенные ближе к корме

6. Определим коэффициент использования грузоподъёмности судна? с

? с = Dф / Д где Dф = g1 + g2 + g3 + g4 — фактическая грузоподъёмность судна, т Д — паспортная грузоподъёмность груза, т

Dф = 788,66 + 907,51 + 1340 + 1360 = 4396 т

? с = 4396 / 5300 = 0,829

7. Определим расчетную глубину судового хода Нс. х.:

Нс.х. = hгр. ф + Z1 + Z2 + Z3 + Z4, м Где hгр. ф = 2,81 м — осадка груза при фактической загрузке, м

Z1 = 0,3 — навигационный запас под днищем судна

Z2 = 0,3hв — Z1 = 0,3 · 2 — 0,3 = 0,3 м — запас глубины на волнение, где

hв = 2,0 м — расчетная высота волны на водных путях

Z3 = n· hзан. = 1 · 0,1 = 0,1 м — запас глубины вследствие зависимости судового хода на отдельных участках

hзан = 0,1 м / год — толщина отложения слоя наносов в год

n = 1лет — период между дноуглубительными работами

Z4 = V · k = 15 · 0,027 = 0,405 м, — скоростной запас, где

V = 15 км/ч — скорость движения гружённых судов

k = 0,027 — коэффициент, принимаемый в зависимости от длины судна Нс. х = 2,81 + 0,3 + 0,3 +0,1 + 0,405 = 3,92 м

Нс.х.min = 4.4 м

8. Определим оптимальную загрузку судна в условиях ограничения глубины судового хода Оптимальная загрузка судна определяется путем подбора разнородных грузов в таком соотношении, при котором максимально используется грузопдъёмность судна и объём его трюмов. При подборе количества грузов будем исходить из предложения, что имеется возможность взять любое количество груза.

Обозначим

Gл = g1 + g2 — масса легких грузов (1)

Gт = g3 + g4 — масса тяжелых грузов (2)

wл = (wг1 + wг2)/2 (м?/т) — УПО лёгких грузов (3)

wт = (wг3 + wг4)/2 (м?/т) — УПО тяжелых грузов (4)

Решаем систему двух уравнений

Gл + Gт = Dф. доп

Gл · wл + Gт · wт = W >

Gт = Dф. доп · wл — W, т (5)

wл — wт

Gл = Dф. доп — Gт (6)

Подставляем выражения (1), (2), (3) и (4) в уравнения (5) и (6) :

g3 + g4 = Dф. доп · [(wг1 + wг2)/2 ] - W

[(wг1 + wг2)/2] - [(wг3 + wг4)/2] (7)

g1 + g2 = Dф. доп -(g3 + g4) (8)

Вычисляем (7) и (8)

g3 + g4 = 4396 · [(1,94 + 1,73)/2 ] - 6270 = 1832,3916 т — масса тяжелого груза [(1,94 + 1,73)/2] - [(0,759+0,95)/2]

g1 + g2 = 4396−1832,3916=2563,61 т — масса лёгкого груза Так как количество тяжелого и легкого грузов определяем при значении УПО как среднеарифметическое между соответствующими видами грузов, то :

g1 = g2 = 0,5 · (g1 + g2) = 1282 т

g3 = g4 = 0,5 · (g3 + g4)= 916 т

9. Определим фактическую загрузку судна, проверим использование объема трюмов

Dф = (g1 + g2) + (g3 + g4)= 1832 + 2564 =4396 т Объем, который занимают грузы при установленном их количестве :

Где n — количество родов груза (n = 4)

m — количество трюмов судна а) Трюм № 1 (занят сахаром, объём трюма W1 = 1530 м?, грузовместимость трюма D1 = 1290 т)

g1 = 1282 т — общая масса сахара

V1 = g1 · wг1 = 1282*1,73=2217 м? — общий объем сахара

V1 > W1

Непоместившийся сахар загрузим в трюм № 3

1530:1,73=884 т < D1 — масса сахара, помещенного в трюм № 1

2217−1530=687 м? — объем сахара, который не вмещается в трюм № 1

687:1,73=396 т — масса сахара, который не вмещается в трюм № 1

б) Трюм № 2 (занят крупой, объём трюма W2 = 1570 м?, грузовместимость трюма D2 = 1340 т)

g1 = 1282 т — общая масса крупы

V2 = g2 · wг2 =1282*1,94=2487 м? — общий объем крупы

V2 > W2

Крупу, которая не вмещается в трюм № 2, поместим в трюм № 4.

1570:1,94=809 тмасса крупы, помещенной в трюм № 2

2468−1570=898 м? — объем крупы, которая не вмещается в трюм № 2

917:1,94=444 т — масса крупы, которая не вмещается в трюм № 2

в) Трюм № 3 (занят цементом + сахаром трюма W3 = 1570 м?, грузовместимость трюма D3 = 1340 т)

g3 = 916 т — общая масса радиаторов

V3 = g3· wг3 = 916*0,95=870м? — общий объем радиаторов

V3 < W3

Догружаем трюм № 3 крупой, которая не поместилась в трюм № 1 и № 4

870+687=1557м? < W3 — общий объем грузов, помещенных в трюм № 3

916+396=1312т = D3 — общая масса грузов, помещенных в трюм № 3

г) Трюм № 4 (занят кирпичами + крупой, объём трюма W4 = 1600 м?, грузовместимость трюма D4 = 1360 т)

g4 = 916 т — общая масса гвоздей

V4 = g4· wг4 = 916*0,759=695м? — общий объем гвоздей

V4 < W4

Догружаем трюм № 4 крупой, которая не поместилась в трюм № 2

695+898=1593 м? < W4 — общий объем грузов, помещенных в трюм № 3

916+444=1360 т=D4 — общая масса грузов, помещенных в трюм № 3

Полученные данные для распределения грузов по трюмам занесем в таблицу