船舶用锚的计算和船舶阻力计算.docx
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船舶用锚的计算和船舶阻力计算
锚的系留力:
P=WaZa+WcXcLl
P系留力。
是锚抓力与锚链摩擦力的和(9.81N)
Wa锚在水中的重量。
即锚在空气中重量x0.876(Kg)Wc锚链每米长在
水中的重量(Kg)
Li锚链卧底部分的长度(m)XaXc锚的抓力系数和锚链的摩擦系数霍尔
锚的ZaZc表
底质
软泥
硬泥
砂泥
砂
砂贝壳
沙砾
小块石
入a
10
9
8
7
7
6
5
Xc
3
2
2
2
2
1.5
1.5
锚的抓重比(海军锚/霍尔锚)
淤泥
软泥
硬泥
砂泥
平均
2-3/2-3
4-5/3-4
4-5/3-4
4/3
3-8/3-6
3-6/3-4
锚的系留力也可用经验公式估算:
P=WiHa+WHcLi
W1锚重(Kg)
Ha锚的抓重比(见表)
W锚链每米的重量(Kg/m)
He锚链摩擦系数取1.5—1.1
二、锚链出链长度估算
出链长度为水深的倍数
1、正常天气,一般不少于下表
水深(m)
20m以下
6-4
20-30m
4-3
30m以上
32
2、在急流区,出链长度不一般不少于表值
流速(Kn)
3
4
5
出链长度(节)
5
6
7
3、在风速30m/s(11级)风眩角为30。
时出链长度值
水深(m)
3
5
7.5
10
15
20
出缆长度(节)
6
6.5
7
7.5
8
9
出缆长度(米)
150
165
175
190
200
230
如链长小于5-6倍水深时,锚的抓力将因锚爪的切泥角小而变小,水面以下
的链长的水深倍数与锚爪切泥角见表
锚链入水长度/水深
小于1.4
2
3-4
大于5-6
锚爪切泥角度
无
15°
30°左右
45°最大
三、八字锚与单锚的锚泊系留力的比值:
见表
夹角(0p+
0s)
180°
160°
140°
120°
100°
80°
60°
40°
20°
00
比值船首相
的分力
0
0.35
0.68
1.00
1.31
1.53
1.73
1.88
1.97
2.00
如图:
四、航运船舶
1、锚重的估算:
每个首锚重量一般可用以下公式估算:
W=KD2/3(Kg)
K系数。
霍尔锚取6-8,海军锚取5-7
D船舶的排水量(t)
2、锚链尺寸估算:
d=KD1/3或d=CW1/2或d=W1/2
锚链直径(
系数。
可取
系数。
可取
3、每节锚链重量估算:
Q=Kd2(Kg)
系数。
有档链取
4、锚链强度估算:
R=Kd2g(N)
系数。
有档链取
9.81(m/s2)
5、每节锚链环数估算:
mm)
2.85-3.25
0.3-0.37
0.5375,无档链取0.5625
56,无档链取38
M=6250/d
M每节锚链环数,取整数的单数(个)
五、工程船舶
以海军锚和锚缆计算
1、锚重:
船首边两只,每只锚重量按下式计算:
W=K(A+15BT)
(Kg)
W锚重m2
K系数。
见表
锚重系数K值:
底质
工程船舶的种类
起重或打桩船
抓斗式挖泥船
链斗式挖泥船
绞吸式挖泥船
软泥
3
1・8
7
1・5
硬泥、砂泥
3・5
2・2
7・5
2
砂、砂砾
4
2・5
8
2・4
船尾边锚两只,其重量应不小于0.8倍首边锚的重量
2、锚缆锚缆的有效使用长度,应不小于5倍船长,锚缆的配备见表:
锚缆配备表
序号
锚重(Kg)
锚缆直径(mm)
最小破断拉力(N)
1
75
15
86000
2
100
15
86000
3
125
15
86000
4
150
17
108500
5
200
17
108500
6
250
18・5
134500
7
300
18・5
134500
8
400
20.5
162500
9
500
20.5
162500
10
600
20.5
162500
11
700
22.5
193500
12
800
22.5
193500
13
900
24.5
229600
14
1000
26
263500
15
1250
30
344000
16
1500
30
344000
17
1750
32
388500
18
2000
33.5
435500
19
2250
37.5
538000
20
2500
37.5
538000
21
2750
41
651000
22
3000
41
651000
23
3250
45
774500
24
3500
45
774500
25
3750
48.5
909000
26
4000
52
1050000
六、船舶的阻力
影响被拖船舶阻力的主要因素为船速、船型和外界条件。
在船型和外界条件一
定的情况下,船舶的阻力仅与航速有尖,其计算方法如下:
1、运输型船舶阻力
运输型船舶阻力,其组成阻力可按表所列公式计算
组成阻力的名称
计算公式
说明
摩擦阻力RHkN)
Rf=17.4AV183
式中:
A—浸水面积(m?
)
A=(1.76d+CbB)L其中:
d—平均
吃水Cb-方形系数
兴波阻力Rw(kN)
Rw=CD2/3V4/109.3L
粘压阻力Rpv(kN)
Rpv=Cpv(Rf+Rw)
B—最大船宽
L-船体浸水长度
V—拖船速度
D—排水量
C_系数,客船0.35,客货船0.4,货船0.5
Cpv—系数,单螺旋桨0.05-0.07,双螺旋桨0.2
H—波高
汹涛阻力RM(kN)
Rm=(Rf+Rw)[1+4(H-0.8)]
X0.2
空气阻力RMkN)
Ra=9.81CaV2
式中:
A—船舶水上部分在中剖面上的投影,一般以船宽的平方计算(m^)
V一相对速度(m/s)
CA—系数,商船约为0.075
螺旋桨阻力Rp(lb)
Rp=螺旋桨直径(ft)x拖速
(kn)x1.43
此式为经验公式,适合于单螺旋桨不转动
污底阻力增加量△
Ri(kN)
①仁§(Rf+Rw)
式中:
g阻力增加率,出坞3个月之内无影响,3个月之后每个月增加3%,6个月之后每个月增加6%
其他阻力△R2(kN)
如拖轮的拖缆FL和其他排
水流等的阻力,可按实际情况估算,其中:
Rr=0.2gdLV2
式中:
d、L—拖缆的直径和放出的长度(m)
V—拖航的速度(m/s)g-
9.81(m/s2)
2、方箱型和简易型船舶阻力
1、按阻力的组成计算对于方箱型和简易型的各类工程船舶的阻力,可分别计算其摩擦阻力和风压、流压等主要阻力后,相加取得。
其具体计算公式见有矢公式。
2、按通用公式估算各类型工程船舶的阻力,可用下列公式估算:
R=fQv183+(pAVn
中:
f摩擦阻力系数,可按弗汝德摩擦阻力系数表选取,通常在
0.14-0.17之间
Q湿面积(m2)
A浸水部分船中剖面面积(m?
)
V航速(m/s)(P、n分别为剩余阻力系数和剩余阻力速度指数,可按下
表选取°
数据来源
适用船型
9
n
长江货驳
货运船舶
6
1.7+0.03V
兹万科夫建议值
杓型船舶(内河
钢质自航船)
8
1.7+4Fr
楔型船舶(内河钢
质非自航船)
10.5
1・7+0.15V
波哥达诺夫和佩特
罗夫建议值
平行六面体型
船舶
30
当Vv25时,取2当V>2.5时,取2.33
船首具有45。
切
角的船舶
25
船尾具有45°角
的船舶
20
船首具有45。
、船
尾(0.25-0.3)
T的切角
22
船首具有(0.25-
0.3)T,船尾45°
的切角
17
船首尾均具有
16
|30。
-35。
的切角表中:
V—厂船速(口怡),F—弗汝德数,R=V/(gL)1/2
其中:
L——船长,g——9.81
3、实测船速求其阻力
在实际拖航中,以实测的航速V,可用以下公式计算被拖船舶的阻力:
R=(75NbT|cT|P-RtV)/V
式中:
R被拖船舶阻力(kg)
Rt拖轮的阻力(kg),按T=Rt=75Nbr|cr|p/V求得。
V船速(m/s)
Nb制动功率(HP)
T|c轴系传动效率,一般为0.95-0.97
推进效率,一般为0.5-0.65
对于以实测船速算出的被拖船舶阻力,应作为船舶资料存档备用。
七、“港渝1号”的阻力计算
1'“港渝1号”水流阻力R水按下式计算:
R水=(fsV2+yAiV2)x10'2(KN)
式中:
f—铁驳摩阻力系数,取f=0.17
S—船舶浸水面积S=L(2T+0.85B)=1132.875m2
L—船舶长度(75m)
T—吃水(1.9m,保证干舷高度为1.5m)
B—船宽(13.3m)
屮一阻力系数,方头船取屮=10A—船舶在垂直水流方向的投影面积
Ai=TB=1.9x13.3=25.27m2
V—计算流速V=2m/s
R水=(fSV2+TAiV2)x102
=(0.17x1132.875x22+10x25.27x22)x102
-2
=(770.355+1010.8)x102
=17.8KN
2、“港渝1号”的风阻力
R^=KlKziWoFl+K2Kz2WoF2
Ki=1.0船体风载体型系数
Kz,=1.0船体风压高度变化系数
Fi-1艘导向船的挡风Kz,=1.0面积
Fi=1.5x13.3=19.95m2'
心一导向船上联结梁、变电所、桅杆吊等的风载体型系数,综合取0.5。
KZ2—上项设施的风压高度变化系数,综合取Kz2=1.15°(按离地面15m高计)
F2—上项设施挡风面积估算为100m2
Wo基本风压,Wo=v2/1600=0.4KN/m2(V风速,单位m/s,取?
级风)
(Wo=v2/1600的推算见D盘一华能电厂—船舶一风压计算,)
R风=1.0x1.0x0.4X19.95+0.5x1.15x0.4x100=30.98KN
综上,“港渝1号”在水流为2m/S)风速在9级20.8-24.4m/s,阻力
R=R水+R风
=17.8KN+30.98KN
=48.78KN
八、初稳性高度
吊起装载法:
如图吊起装载时有下列尖系式:
GM=Mk/(DsinA)
式中:
Mk横倾力矩,M=P(B/2+R)淇中:
P、B、R分别为装载(t)、船
宽(m)、吊杆眩外跨距(m)
A驳船横倾角,经实测得。
D驳船排水量(t),以平均吃水查静水力曲线取得。
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- 船舶 计算 阻力