Балтийский Ллойд Заполнение или опорожнение судовых цистерн 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 поперечной метацентрической высоты. Таким образом, в результате заполнения или опорожнения цистерны с образованием в ней свободной поверхности остойчивость судна изменится по следующим причинам:
- Изменится водоизмещение судна D и возвышение центра тяжести судна .
- В результате влияния свободной поверхности уменьшится поперечная метацентрическая высота h.
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 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 т. Возвышение ц.т. Zg = 5,45 м. Возвышение поперечного метацентра Zm = 6, 00 м. Начальная поперечная метацентрическая высота h = 0,55 м. Рассчитать, как изменилась 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 для топливной цистерны 640, а для питьевой – 210. Высота топливной и питьевой цистерн 1,25 м.
Порядок вычислений:
- Замеряют уровень в топливной и питьевой цистернах:
Уровень в топливной цистерне – 0,40 м.
Уровень в питьевой цистерне – 0,85 м.
2. По калибровочным таблицам или кривым определяют количество топлива и воды в танках и вычисляют расход за 6 дней.
Расход топлива составил 36 т.
Расход питьевой воды составил 12 т.
- Находят возвышение ц.т. израсходованного топлива и воды:
Для топлива уменьшение уровня составило:
d = 1, 25 – 0, 40 = 0, 85 м
Так как форма цистерны прямоугольная, то ц.т. израсходованного топлива находился в половине уменьшившегося уровня d = 0,85/2 = 0,425 м. Тогда возвышение ц.т. израсходованного топлива находят по формуле:
Zg = 0, 40 + 0, 425 = 0, 825 м.
Для воды уменьшение уровня составило:
d = 1, 25 – 0, 85 = 0, 40 м
Так как форма цистерны прямоугольная, то ц.т. израсходованной воды находят аналогично топливу:
d = 0, 40/2 = 0, 20 м.
Тогда возвышение ц.т. израсходованной питьевой воды вычисляют по формуле:
Zg = 0, 85 + 0, 20 = 1, 05 м.
- Затем вычисляют новое значение для всего судна:
Вычисляют новое значение
Zg = 23883,2 / 4342 = 5,50 м.
5. После этого рассчитывают уменьшение начальной поперечной метацентрической высоты из-за влияния свободных поверхностей в цистернах (плотность дизельного топлива по условию задачи 0,85 т/м ³):
В топливной цистерне:
В цистерне питьевой воды:
Суммарное уменьшение:
Δh = 0,13 + 0,05 = 0, 18 м.
6. Рассчитывают начальную поперечную метацентрическую высоту с учетом влияние свободной поверхности жидкости в топливном танке и танке питьевой воды:
h = 6, 00 – 5, 50 – 0, 18 = 0, 32 м.
h = 0,32 м.
Больше информации можно найти в книге «Остойчивость грузовых судов».
Автор капитан В.Н. Филимонов