船舶用锚的计算和船舶
阻力计算
集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
一、用锚的计算
锚的系留力:P=W
a λ
a
+W
c
λ
c
L
1
P―――系留力。是锚抓力与锚链摩擦力的和(9.81N)
W
a
―――锚在水中的重量。即锚在空气中重量×0.876(Kg) Wc―――锚链每米长在水中的重量(Kg)
L
1
―――锚链卧底部分的长度(m)
λ
a λ
c
―――锚的抓力系数和锚链的摩擦系数
霍尔锚的λ
a λ
c
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=W
1H
a
+WH
c
L
1
W
1
―――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1.5-1.1
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:
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2.85-3.25
C―――系数。可取0.3-0.37
3、每节锚链重量估算:
Q=Kd2(Kg)
K―――系数。有档链取0.5375,无档链取0.5625
4、锚链强度估算:
R=Kd2g(N)
K―――系数。有档链取56,无档链取38
g―――9.81(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
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=fΩv1.83+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0.14-0.17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 ――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=(75N b ηc ηp -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 b ηc ηp /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0.95-0.97
ηp ―――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=(fsV 2+ψA 1V 2)×10-2(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 )=1132.875 m 2
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
A 1—船舶在垂直水流方向的投影面积 A 1=TB=1.9×13.3=25.27m 2 V —计算流速V=2m/s
R 水=(fSV 2
+ΨA 1V 2
)×10-2
=(0.17×1132.875×22+10×25.27×22)×10-2 =(770.355+1010.8)×10-2
=17.8KN
2、“港渝1号”的风阻力
R 风=K 1K Z1W 0 F 1+K 2K Z2W 0F 2
K 1=1.0―――船体风载体型系数 K Z1=1.0―――船体风压高度变化系数
F 1—1艘导向船的挡风K Z1=1.0面积 F 1=1.5×13.3=19.95m 2
K 2—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。 K Z2—上项设施的风压高度变化系数,综合取K Z2=1.15。(按离地面15m 高
计)
F 2—上项设施挡风面积估算为100m 2
W 0―――基本风压,W 0=V 2/1600=0.4KN/m 2(V 风速,单位m/s,取?级风)
(W 0=V 2/1600的推算见D 盘-华能电厂-船舶-风压计算,)
R 风=1.0×1.0×0.4×19.95+0.5×1.15×0.4×100 =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
吊起装载时有下列关系式:
/(DsinA)
GM=M
k
式中:M
―――横倾力矩,M=P(B/2+R),其中:P、B、R分别为装载(t)、船宽
k
(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。