Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)


 

 

 

 



Анализ информации по основным характеристикам КС большой грузоподъемности



3.8.1 Водоизмещение порожнем

Анализ данных, приведенных в таблицах 3.1, 3.5 и 3.6 показывает, что водоизмещение порожнем двухкорпусных КС имеет явно выраженную зависимость от максимальной грузоподъемности кранов. Графики зависимости Dпор = f(Qm), где:

Dпор – водоизмещение порожнем, т;

Qm – максимальная грузоподъемность крана (кранов);

для двухкорпусных судов приведены на рисунках и .

 

Рисунок 3.21 - Зависимость водоизмещения порожнем от грузоподъемности для полупогружных КС

Рисунок 3.22 - Зависимость водоизмещения порожнем от грузоподъемности для КС - катамаранов

3.8.2 Главные размерения

Графики зависимости кубического модуля двухкорпусных КС от максимальной грузоподъемности LxBxH = f(Qm), где

L – наибольшая длина КС;

B – наибольшая ширина КС;

H – высота борта КС до грузовой палубы;

представлены на рисунках и .

Для полупогружных КС наибольшими являются длина и ширина верхнего корпуса.

Зависимость главных размерений от максимальной грузоподъемности кранов у полупогружных КС прослеживается, однако она более явно выражена у КС – катамаранов.

 

Рисунок 3.23 - Зависимость кубического модуля от максимальной грузоподъемности для полупогружных КС

Рисунок 3.24 - Зависимость кубического модуля от максимальной грузоподъемности для КС - катамаранов

 


Размерения нижних корпусов полупогружных КС выбираются исходя из:

- размещения стабилизирующих колонн достаточной площади для обеспечения остойчивости в рабочем состоянии и при штормовом отстое;

- обеспечения достаточного объема для цистерн жидкого балласта, используемых при крановых операциях, а также для размещения средств активного управления СДП и движительно-рулевых устройств (ДРУ);

- обеспечения достаточной плавучести и остойчивости КС при переходе.

Зависимость кубического модуля нижнего корпуса полупогружных КС от максимальной грузоподъемности L1xB1xH1 = f(Qm), где:

L1 – длина нижнего корпуса, м;

B1 – ширина нижнего корпуса, м;

H1 – высота борта нижнего корпуса, м;

представлена на рисунке .

Рисунок 3.25 - Зависимость кубического модуля нижнего корпуса полупогружных КС от максимальной грузоподъемности

 


Размерения корпусов КС – катамаранов должны обеспечивать:

- размещение главных и вспомогательных механизмов, крана, СДП, судовых устройств, систем, оборудования, жидкого балласта;

- достаточную остойчивость при выполнении крановых операций;

- достаточную плавучесть и высоту надводного борта КС при переходе.

Зависимость кубического модуля корпусов КС - катамаранов от максимальной грузоподъемности L1xB1xH1 = f(Qm) приведена на рисунке .

Рисунок 3.26 - Зависимость кубического модуля корпусов КС - катамаранов от максимальной грузоподъемности

 

3.8.3 Остойчивость

Остойчивость двухкорпусных КС при выполнении крановых операций в основном обеспечивается:

- у полупогружных КС - переносным моментом инерции площади ватерлинии (ВЛ) стабилизирующих колонн;

- у КС – катамаранов – переносным моментом инерции действующей ВЛ корпусов.

В отсутствие достаточного количества достоверных данных по площадям и моментам инерции стабилизирующих колонн полупогружных КС, а также по площадям и моментам инерции ВЛ КС – катамаранов, в качестве обобщенной характеристики принят переносный момент инерции площади L1xB1.


Графики зависимости IX = f(Qxl), где

IX = L1xB1xb2 – переносный момент инерции характерной площади, м4;

b – отстояние ДП корпуса от ДП КС, м;

Q – максимальная грузоподъемность крана со стрелой, развернутой на борт, т;

l – вылет главного подъема при максимальной грузоподъемности крана со стрелой развернутой на борт;

представлены на рисунках 3.27; 3.28.

 

Рисунок 3.27 - Зависимость переносного момента инерции характерной площади ВЛ нижнего корпуса полупогружных КС от грузового момента


 

Рисунок 3.28 - Зависимость переносного момента инерции характерной площади ВЛ корпуса КС - катамаранов от грузового момента

 

3.8.4 Мощность главной энергетической установки

Практически все современные крановые суда оборудуются дизель – электрической ГЭУ, которая питает электроэнергией средства ДРК, САУ используемые в составе СДП, электроприводы крановых механизмов и прочие потребители.

Зависимости мощности ГЭУ от грузоподъемности N = f(Qm) для двухкорпусных КС приведены на рисунках 3.29; 3.30.

Зависимость N = f(Qm) имеет явно выраженный характер и является практически линейной (для полупогружных КС) или близкой к линейной (для КС – катамаранов).

 

Рисунок 3.29 - Зависимость мощности ГЭУ от грузоподъемности для полупогружных КС

 

Рисунок 3.30 - Зависимость мощности ГЭУ от грузоподъемности для КС - катамаранов


3.8.5 Мощность ДРК и ходкость двухкорпусных КС

Относительные скорости хода двухкорпусных КС лежат в достаточно большом (с точки зрения гидродинамики) диапазоне чисел Фруда Fr = 0,10…0,20.

В качестве обобщенной характеристики ходкости для двухкорпусных судов принята зависимость энерговооруженности от скорости PS/Dпор = f(V), где

PS – мощность средств ДРК КС, кВт;

V – скорость хода КС, уз.

Графики зависимости знерговооруженности двухкорпусных КС от скорости хода приведены на рисунках 3.31 и 3.32.

 

Рисунок 3.31 - Зависимость энерговооруженности полупогружных КС от скорости хода


Рисунок 3.32 - Зависимость энерговооруженности КС - катамаранов от скорости хода

 


3.9 Сравнительный анализ основных характеристик КС различных архитектурно – конструктивных типов

3.9.1 Общие положения

Сравнительный анализ основных характеристик КС различных архитектурно - конструктивных типов представлен в таблице 3.7

Главные размерения и основные характеристики КС «Олег Страшнов» представлены в таблице 3.3, а также в п. 3.5.

В качестве основных моделей для сравнения приняты, разработанные в ОАО «ЦКБ «Коралл», варианты двухкорпусного КС пр. КС-5000:

- вариант 2: полупогружное КС с одним краном г/п 5000/7500 т;

- вариант 3: КС – катамаран с двумя кранами г/п по 1600/2200 т.

Главные размерения и основные характеристики указанных двухкорпусных судов представлены в таблице 3.1.

Для сравнения с двухкорпусными КС использовано однокорпусное КС «Олег Страшнов», основные характеристики которого приведены в таблице 3.3, а также в п. 3.5.

Выбор КС для сравнения, кроме их сопоставимости по грузовым характеристикам, обусловлен также наличием достоверных данных, включая водоизмещение порожнем, дедвейт, предельные ГМУ в рабочем состоянии, мореходность судна при переходе и т. д.

Кроме указанных выше КС, в таблице 3.7 представлены сравнительные параметры для полупогружного КС «Thialf» наибольшей грузоподъемностью 14000 т, рассчитанные по данным таблицы 3.5.

3.9.2 Массогабаритные характеристики КС

В качестве величины, характеризующей соотношение массы и габаритных размеров КС, принят удельный габаритный объем, представляющий собой отношение кубического модуля LxBxH к водоизмещению порожнем. Худшими массогабаритными характеристиками обладают полупогружные двухкорпусные КС главным образом ввиду их большой высоты, причем с ростом грузоподъемности этот показатель заметно ухудшается.

Однокорпусное КС со спонсонами имеет несколько лучший, но вполне соизмеримый с полупогружным вариантом КС-5000 показатель.

Катамаранный вариант КС – 5000 имеет наилучшее значение удельного габаритного объема, хотя оно сопоставимо с показателями КС других типов близкой грузоподъемности.

 


Таблица 3.7

Характеристики Ед. изм. Название судна
«Thialf» КС - 5000 Вар. 2 КС-5000 Вар.3 «Олег Страшнов»
Архитектурно - конструктивный тип КС   Двухкорпусное полупогружное КС   Двухкорпусное полупогружное КС (проект) КС - катамаран (проект) Однокорпусное КС  
Водоизмещение порожнем т 69531,00 53570,00 24880,00 29155,00
Дедвейт при переходе т 21190,00 13050,00 11484,00 6209,00
Водоизмещение при переходе т 90721,00 66620,00 36364,00 35364,00
           
Кубичнский модуль LBH м3 882161,00 299222,00 126208,00 165003,84
           
Грузовой момент тм        
полноповоротный режим   437400,00 275000,00 108000,00 160000,00
фиксированный режим   512400,00 300000,00 184800,00 нет
           
Мощность ГЭУ кВт 60000,00 39000,00 22500,00 27000,00
Мощность САУ кВт 22000,00 10000,00 3000,00 9000,00
Мощность ДРК кВт 11000,00 18000,00 14000,00 10000,00
Скорость хода уз 6,00 10,00 12,00 14,40
           
Удельный габаритный объем КС м3 12,69 5,59 5,07 5,66
           
К-т утилизации массы пор.по дед. т/т 3,28 4,10 2,17 4,70
К-т утилизации LBH по дедвейту м3 41,63 22,93 10,99 26,57
           
Удельный грузовой момент м        
в полноповоротном режиме   6,29 5,13 4,34 5,49
в фиксированном режиме   7,37 5,60 7,43 нет

Продолжение таблицы 3.7

Характеристики Ед. изм. Название судна
«Thialf» КС - 5000 Вар. 2 КС-5000 Вар.3 «Олег Страшнов»
Относительная мощность ГЭУ кВт/т 0,86 0,73 0,90 0,93
Относительная мощность СДП кВт/т 0,475 0,523 0,683 0,652
           
Адмиралтейский коэффициент   29,26 67,38 99,96 237,38
           
Предельные ГМУ при переходе          
высота волны 3% обеспеченности м * 5,0 7,0 Без ограничений
скорость ветра м/с * 15,0 19,0 Без ограничений
           
Предельные ГМУ при крановых          
операциях          
высота волны 3% обеспеченности м * 3,50 1,25 3,30
скорость ветра м/с * 15,00 10,00 17,00

 

Примечание: * – нет данных.

 


3.9.3 Показатели полезного использования массы и объема

В качестве показателей полезного использования массы и объема КС введены:

- коэффициент утилизации водоизмещения (массы) порожнем по дедвейту, представляющий собой отношение водоизмещения КС порожнем к величине полезного груза (дедвейта) КС при переходе;

- коэффициент утилизации габаритного объема по дедвейту, представляющий собой отношение кубического модуля LxBxH КС порожнем к величине полезного груза (дедвейта) КС при переходе.

Наилучшими показателями полезного использования массы и объема отличается КС – катамаран, который опережает КС остальных типов близкой грузоподъемности почти в 2 раза.

3.9.4 Показатели грузоподъемности

В качестве показателей грузоподъемности КС использован удельный грузовой момент, представляющий собой отношение грузового момента крана (кранов) к водоизмещению КС порожнем, рассчитанный как для полноповоротного, так и для фиксированного режима работы крана (кранов).

Грузовой момент представляет собой произведение максимальной грузоподъемности крана (кранов) в соответствующем режиме работы и максимального вылета крана (кранов).

КС – катамаран имеет вполне сопоставимые с КС других типов показатели грузоподъемности, особенно в фиксированном совместном режиме работы кранов. Следует отметить, что с ростом грузоподъемности кранов полупогружных КС их показатели грузоподъемности также возрастают, что является одной из существенных причин появления таких КС как «Thialf», «Saipem – 7000» максимальной грузоподъемностью 14000 т.

3.9.5 Показатели условий эксплуатации

Показателями условий эксплуатации являются высота волны 3% обеспеченности и скорость ветра, при совместном действии которых обеспечивается работа крана (кранов).

Наилучшими показателями условий эксплуатации обладают полупогружные суда, обычно обеспечивающие проведение крановых операций при волнении силой до 5 баллов и ветре скоростью 15 – 17 м/с.

Наихудшие показатели по условиям эксплуатации на волнении имеют КС – катамараны, для которых характерна высокая поперечная остойчивость и, как следствие этого, резкая, короткопериодная бортовая качка. Кроме того, большая площадь ватерлинии приводит к увеличению амплитуды вертикальных перемещений.
Показатели условий эксплуатации определяют протяженность «окон погоды», в течение которых возможна работа КС в том или ином районе. Количество дней, доступных для работы по ГМУ КС различных типов, рассчитанные по данным таблиц 2.1, 2.2 и 2.4 приведены в таблице 3.8 в качестве примера.

Таблица 3.8

Море район КС - 5000 вар. 2 (полупогружное) КС-5000 вар.3 (катамаран) «Олег Страшнов»
         
Баренцево море (май - сентябрь)
         
Карское море (июнь - октябрь)
         
Охотское море (май - сентябрь)

 

3.9.7 Показатели энерговооруженности

В качестве показателей энерговооруженности приняты относительные мощности ГЭУ и СДП, представляющие отношения мощностей ГЭУ и СДП к водоизмещению порожнем. Значения этих показателей для КС различных архитектурно – конструктивных типов, приведенные в таблице 3.7, для вышеизложенного примера достаточно близки.

3.9.8 Показатели ходкости

В качестве показателя ходкости использован адмиралтейский коэффициент, определяемый по формуле:

CA = V3 x D2/3 /Ps ;

где

V – скорость хода, уз;

D – водоизмещение КС на переходе, т;

Ps – буксировочная мощность, кВт.

Анализ технической информации показывает, что наилучшим - самым высоким значением адмиралтейского коэффициента располагает однокорпусное КС, корпус которого является гидродинамически наиболее совершенным.

Наихудшие значения адмиралтейского коэффициента характерны для полупогружных КС, имеющих корпуса с обводами близкими по типу к понтонам.

Для судна –катамарана величина адмиралтейского коэффициента имеет среднее значение.

Для примера в таблице 3.7 приводятся величины адмиралтейских коэффициентов для разного типа КС.

3.9.9 Показатели мореходности

Показателями мореходности являются высота волны 3% обеспеченности и скорость ветра, при совместном действии которых КС может самостоятельно ходить и управляться. Из приведенных в таблице 3.7 КС только однокорпусное судно не имеет ограничений по мореходности.

Создание КС – катамарана с неограниченной мореходностью также не представляет существенных технических трудностей, что обосновывается в работах [9], [10].

 


Просмотров 1128

Эта страница нарушает авторские права



allrefrs.ru - 2022 год. Все права принадлежат их авторам!