Заполнение или опорожнение судовых цистерн (танков) можно рассматривать как прием или снятие груза.
При заполнении цистерн водоизмещение судна будет увеличиваться, а при опорожнении – уменьшаться.
В результате этого, положение центра тяжести будет также изменяться.
Следовательно, начальная поперечная метацентрическая высота судна, также, будет изменяться.
При этом, если жидкость в цистерне имеет свободную поверхность, то это также вызовет дополнительное уменьшение начальной поперечной метацентрической высоты.
Таким образом, в результате заполнения или опорожнения цистерны, с образованием в ней свободной поверхности жидкости, остойчивость судна изменится по следующим причинам:
1. Изменится водоизмещение судна и возвышение его центра тяжести.
2. В результате влияния свободной поверхности жидкостей уменьшится начальная поперечная метацентрическая высота судна.
На некоторых судах или при некоторых вариантах загрузки судна, свободные поверхности жидкости могут привести к возникновению отрицательной начальной поперечной остойчивости судна.
В этом случае, в Информации об остойчивости судна, будут даны рекомендации по порядку заполнения и опорожнения судовых цистерн жидкими грузами, а также, методы контроля начальной поперечной остойчивости судна.
Влияние свободной поверхности жидкости можно не учитывать только при малой толщине слоя жидкости или при заполнении цистерны свыше 97%, так как уже при незначительных наклонениях судна, ширина свободной поверхности жидкости, резко уменьшается из-за того, что нет свободного пространства в цистерне.
Пример: Перед выходом в рейс судно имело водоизмещение 4390 тон. Возвышение ц.т. судна равно 5,45 метра. Возвышение поперечного метацентра равно 6,00 метрам. Начальная поперечная метацентрическая высота h = 0,55 метра. Вычислить, как изменится начальная поперечная метацентрическая высота в результате расхода дизельного топлива (плотность 0,85 т/м ³) и питьевой воды и появления свободных поверхностей в этих цистернах через 6 дней после выхода из порта. Обе цистерны имеют прямоугольную форму. Момент свободной поверхности жидкости для топливной цистерны 640, а для питьевой – 210. Высота топливной и питьевой цистерн 1,25 метра.
Порядок вычислений:
1. Замеряют уровень в топливной и питьевой цистернах:
Уровень в топливной цистерне — 0,40 метра.
Уровень в питьевой цистерне — 0,85 метра.
2. По калибровочным таблицам или кривым определяют количество топлива и воды в танках и вычисляют расход за 6 дней.
Расход топлива составил 36 тон.
Расход питьевой воды составил 12 тон.
3. Находят возвышение ц.т. израсходованного топлива и воды:
Для топлива уменьшение уровня составило:
d = 1,25 – 0,40 = 0,85 метра.
Так как форма цистерны прямоугольная, то ц.т. израсходованного топлива находился в половине уменьшившегося уровня:
d = 0,85 / 2 = 0,425 метра.
Тогда возвышение ц.т. израсходованного топлива находят по формуле:
Zg = 0,40 + 0,425 = 0,825 метра.
Для воды уменьшение уровня составило:
d = 1,25 – 0,85 = 0,40 метра.
Так как форма цистерны питьевой воды прямоугольная, то ц.т. израсходованной воды находят аналогично топливу:
d = 0,40 / 2 = 0,20 метра.
Тогда возвышение ц.т. израсходованной питьевой воды вычисляют по формуле:
Zg = 0,85 + 0,20 = 1,05 метра.
3. Затем вычисляют новое значение центра тяжести судна, заполнив таблицу статей нагрузки:
Вычисляют новое значение возвышения центра тяжести судна:
Zg = 5,50 метров.
4. После этого, вычисляют уменьшение начальной поперечной метацентрической высоты из-за влияния свободных поверхностей жидкостей в цистернах (плотность дизельного топлива по условию задачи= 0,85 т/м ³):
В топливной цистерне:
Δh = 0,13 метра.
В цистерне питьевой воды:
Δh = 0,05 метра.
Суммарное уменьшение начальной поперечной метацентрической высоты:
Δh = 0,13 + 0,05 = 0,18 метра.
5. Вычисляют начальную поперечную метацентрическую высоту судна с учетом влияния свободной поверхности жидкостей в топливной цистерне и цистерне питьевой воды:
h = 6,00 – 5,50 – 0,18 = 0,32
h = 0,32 метра.
В результате вычислений определили, что в результате расхода топлива и питьевой воды, а также влияния свободной поверхности жидкостей в цистернах для их хранения, начальная поперечная метацентрическая высота судна уменьшилась на 0,23 метра и на момент замера уровней в этих цистерна, ее расчетная величина составляла 0,32 метра.
© Автор капитан В.Н. Филимонов
© Копирайт — Copyright.
Все графические изображения и фотографии, размещенные на сайте, защищены авторским правом. Любое их использование, возможно только с разрешения правообладателя. При цитировании текста, полностью или фрагментарно, ссылка на источник и автора обязательны.