船舶用锚的计算和船舶
阻力计算
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一、用锚的计算
锚的系留力:P=W aλa+W cλc L1
P―――系留力。是锚抓力与锚链摩擦力的和()
W a―――锚在水中的重量。即锚在空气中重量×(Kg)
Wc―――锚链每米长在水中的重量(Kg)
L1―――锚链卧底部分的长度(m)
λa λc―――锚的抓力系数和锚链的摩擦系数
霍尔锚的λa λc表
锚的抓重比(海军锚/霍尔锚)
锚的系留力也可用经验公式估算:
P=W1H a+WH c L1
W1―――锚重(Kg)
H a―――锚的抓重比(见表)
W―――锚链每米的重量(Kg/m)
H c―――锚链摩擦系数取-
二、锚链出链长度估算
1、正常天气,一般不少于下表
2、在急流区,出链长度不一般不少于表值
3、在风速30m/s(11级)风眩角为300时出链长度值
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
三、八字锚与单锚的锚泊系留力的比值:见表
如图:
八字锚的系留力
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
d―――锚链直径(mm)
K―――系数。可取-
C―――系数。可取-
3、每节锚链重量估算:
Q=Kd2 (Kg)
K―――系数。有档链取,无档链取
4、锚链强度估算:
R=Kd2g (N)
K―――系数。有档链取56,无档链取38
g―――(m/s2)
5、每节锚链环数估算:
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
A―――满载吃水线以上各部分在船中纵剖面上的投影面积(m2)
B、T―――分别为船舶宽度与吃水(m)
K―――系数。见表
锚重系数K值:
船尾边锚两只,其重量应不小于倍首边锚的重量
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
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关,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。
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关公式。
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=fΩ+φAV n
式中:f―――摩擦阻力系数,可按弗汝德摩擦阻力系数表选
取,通常在之间。
Ω―――湿面积(m2)
A―――浸水部分船中剖面面积(m2)
V―――航速(m/s)
φ、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。
表中:V――船速(m/s),F r――弗汝德数,F r=V/(gL)1/2
其中:L――船长,g――
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=(75N bηcηp-R t V)/V
式中:R―――被拖船舶阻力(kg)
R t―――拖轮的阻力(kg),按T=R t=75N bηcηp/V求
得。
V―――船速(m/s)
N b―――制动功率(HP)
ηc―――轴系传动效率,一般为推进效率,一般为
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+ψA1V2)×10-2(KN)
式中:f—铁驳摩阻力系数,取f=
S—船舶浸水面积 S=L(2T+)=1132.875 m2
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)
Ψ—阻力系数,方头船取Ψ=10
A1—船舶在垂直水流方向的投影面积
A1=TB=×=25.27m2
V—计算流速V=2m/s
R水= (fSV2+ΨA1V2) ×10-2
= ××22+10××22)×10-2
= +×10-2
=
2、“港渝1号”的风阻力
R风= K1K Z1W0 F1+ K2K Z2W0F2
K1=―――船体风载体型系数
K Z1 =―――船体风压高度变化系数
F1—1艘导向船的挡风K Z1 =面积
F1=×=19.95m2
K2—导向船上联结梁、变电所、桅杆吊等的风载体型系
数,综合取。
K Z2—上项设施的风压高度变化系数,综合取K Z2 =。
(按离地面15m高计)
F2—上项设施挡风面积估算为100m2
W0―――基本风压,W0=V2/1600=m2(V风速,单位m/s,
取级风)(W0=V2/1600的推算见D盘-华能电厂-船舶-风压计算,)
R风=×××+×××100
=
综上,“港渝1号”在水流为2m/s,风速在9级-24.4ms,阻力
R= R水+R风
=+
=
八、初稳性高度
吊起装载法:如图
吊起装载法
吊起装载时有下列关系式:
GM=M k/(DsinA)
式中:M k―――横倾力矩,M=P(B/2+R),其中: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。