Изменение осадки судна от плотность воды

Данная заметка содержит основные расчеты связанные с плотностью воды.

Расчеты используются в случаях, когда судно находится в воде с плотностью ниже 1,025 или выше для:

1. Расчет DWA – Dock Water Allowance, для этого нужно знать FWA (Fresh Water Allowance) который указан в Load Line Certificate. Это нужно для того чтобы можно было погрузить судно полностью. Когда требуется погрузить по летнюю грузовую марку, которая рассчитана для плотности воды 1,025, но судно находится в плотности воды отличной от 1,025, к примеру 1,010. Если в порту погрузки на переходе действует летняя марка, то можно летнюю марку притопить на допустимый DWA.
2. При расчетах Draft Survey
3. При составлении грузового плана, чтобы определить максимальное количество груза к погрузке.
4. При расчетах остойчивости.
5. При расчетах осадки судна
6. При тримминге
7. При расчетах Under Keel Clearance.
8. Расчеты и с использованием TPC ( когда фактическая плотность воды отличается от табличной 1,025 или 1,000)

Пробы воды необходимо брать (важно):

На баке, миделе, корме

В районе поверхности воды, на середине глубины, около дна.

Так же следует учитывать что данные с денсиметра указаны для температуры воды в 15 градусов цельсия, в Browns Nautical Almanac можно найти таблицу с поправками.

Рассмотрены расчеты:

1. Погрузка судна на марку в воде с плотностью менее 1,025 кг/м3

      Все грузовые суда имеют Load Line Certificate там указаны отстояния всех грузовых марок от главной палубы. А именно: Л — для летнего периода; 3 — для зимнего периода, ЗСА — для зимнего периода в Северной Атлантике, Т — для тропических районов, П — для пресноводных районов и ТП — для пресноводных районов в тропиках. Лесную марку надводного борта применяют только тогда, когда судно несет палубный груз леса; эта марка имеет дополнительный знак Л впереди основной.

По какую марку грузить — это всё зависит от того, в каком регионе предстоит работать. Районы действующих грузовых марок. При переходе из одной зоны в другую — марка не должна быть утоплена. Марка может быть утоплена лишь в случае того, если судно находится в воде, с плотностью менее 1.025, при этом «утопленность» марки должна быть не более, чем на этот самый allowance в разнице солёности воды.

ПРИМЕР:

Рассмотрим погрузку судна в летний период.

Летний надводный борт 1274мм.

Осадка судна по летнюю грузовую марку 5,351см.

Поправка на пресную воду 119мм.

Минимальная высота надводного борта судна для пресной воды 1,000кг/м3 будет:

1274мм-119мм=1155мм (осадка 5,351м+0,119м=5,47м)

Минимальная высота надводного борта судна для воды с плотностью 1,025кг/м3 будет:

1274мм (осадка 5,351м)

Минимальная высота надводного борта судна для воды с плотностью 1,008кг/м3 будет:

Способ 1: 

DWA=FWA*(1.025-d)/25

Где:

DWA — Dock Water Allowance,на сколько можно утопить марку, м.

FWA — Fresh Water Allowance, поправка на пресную воду.

d — плотность морской воды, для которой проводится расчет.

119*(1.025-1.008)/25=0.08092м -величина на сколько можно притопить летнюю марку (5,351м+0,08092м=5,43192м)

Способ 2:

DWA=FWA*(1.025-d)/(1.025-1.000)

Где:

DWA — Dock Water Allowance,на сколько можно утопить марку, мм.

FWA — Fresh Water Allowance, поправка на пресную воду.

d — плотность морской воды, для которой проводится расчет.

119*(1,025-1,008)/(1,025-1,000)=80,92мм=0,08092м -величина на сколько можно притопить летнюю марку (5,351м+0,08092м=5,43192м)

Способ 3:

Через расчет надводного борта:

1274+(1155-1274)*((1,008-1,025)/(1,000-1,025))=1193,08мм (получаем: 1274мм-1193,08мм=80,92мм=8,092см=0,08092м -величина на сколько можно притопить летнюю марку. 5,351м+0,08092м=5,43192м, округляем всегда в меньшую сторону 5,43м).

В расчете используется формула линейной интерполяции: Y=Y1+(Y2-Y1)*((X-X1)/(X2-X1))

Где, X1 и X2 – значения аргументов функции между аргументом X, соответствующему искомому значению Y;

Y1 и Y2 — значения функции, соответствующие X1 и X2.

Если в судовой документации отсутствует поправка на пресную воду, то ее можно расчитать в ручную по формуле:FWA=Displacement/(4*TPC)FWA — Fresh Water Allowance, поправка на пресную воду, мм.Displacement — водоизмещение по летнюю грузовую марку в соленой воде.TPC — количество тонн на 1см осадки.

2. Учет плотности воды при погрузке по грузовую марку.

В принципе является аналогом пункта 1. Но взято из Валерий Филимонов (Расчет посадки и дифферента грузовых судов). Данный пример подходит для особенно для расчета тримминга.

Порядок расчетов при погрузке судна на заданную осадку, с тем, чтобы с выходом в морскую воду оно имело осадку по грузовую марку. В расчетах необходимо учитывать расход судном топлива и прочих судовых запасов до выхода в море.

1. Снимают осадки судна носом, кормой и на миделе и рассчитывают среднюю осадку.
2. С учетом плотности воды у причала рассчитывают поправку к средней осадке на плотность воды.
3. Приводят число тонн на 1 см осадки к плотности воды у причала.
4. Поправка к средней осадке на плотность воды умноженная на приведенное число тонн

на 1 см осадки даст число тонн, которое может быть погружено на судно, с тем чтобы с переходом в морскую воду судно находилось по грузовую марку.

5. Если на переходе от причала и до выхода в море судно израсходует такое количество

топлива, воды и других запасов которое уменьшит его осадку, то такое дополнительное количество груза может быть погружено на судно.

Пример:

Судно грузится у причала в реке, где плотность воды равна 1,005 т/м³. Осадка левым

бортом 4,45 м, осадка правым бортом 4,55 м. Осадка судна по грузовую марку 4,60 м. Поправка

на пресную воду равна 106 мм, число тонн на 1 см осадки, взятое из грузовой шкалы – 12,83

тонны. На переходе от причала до выхода в море судно израсходует: топлива – 12 тонн, воды

– 3 тонны.

Определить какое количество груза может быть еще погружено на судно с тем, чтобы с

выходом в море судно находилось по грузовую марку.

Порядок вычислений:

1. Рассчитывают среднюю осадку:

2. Вычисляют поправку на плотность воды:

3. 3. Средняя осадка, которую судно может иметь у причала с учетом поправки на плотность

воды:

Тср = Тср + δТ = 4,60 + 0,085 = 4,685 м

4. Разность осадок:

ΔТ = Тср – Тср/факт = 4,685 – 4,50 = 0,185 м = 18,5 см

5. Приводят число тонн на 1 см осадки к плотности воды у причала:

6. Вычисляют количество груза, которое может быть погружено на судно:

w = ΔТ * qδ = 18, 5*12, 58 = 232,73 т

7. Общее количество груза с учетом расхода топлива и воды:

w = 232, 73 + 12 + 3 = 247,73 т

3. Учет плотности воды при расчетах Draft Survey(Определение поправки к водоизмещению при отличии фактической плотности воды от табличной):

В Draft Survey рассчитывается поправка к водоизмещению на плотность воды. Применяется непосредственно к Displacement.

Она и будет рассмотрена:

Как правило, данные в Hydrostatic Table рассчитаны для плотности пресной воды ρ = 1,000 т/м3 и плотности морской воды 1,025 т/м3.  А если плотность отличается, то необходимо к водоизмещению применить поправку на плотность воды.

Эту поправку лучше всего учитывать в последнюю очередь, произведя все расчеты с помощью Hydrostatic Table при стандартной (1,025) или равной единице плотности воды.

В этом случае поправка к водоизмещению на отличие фактической плотности воды от табличной вычисляется по формуле:

δρ = [Δ′ x (ρ – ρт) / ρт]

Она же имеет нормальный вид:

где ρ – измеренная фактическая плотность воды, т/м 3 ;

ρт – табличное значение плотности воды (для которой определено водоизмещение), т/м 3 ;

Δ′ – водоизмещение судна снятое с грузовой шкалы для осадки Тfin.min..

Пример:

Плотность воды замеренная 1,023

Плотность табличная 1,025

Водоизмещение после применения всех поправок ( 1^st Trim Correction and 2^nd Trim Correction), оно же corrected displacement– 3289,13.

Определить фактическое водоизмещение

Δρ = 3289,13*(1,023-1,025)/1,025 = -6,418 (знак минус говорит о том что поправку вычитаем)

4. Учет изменения осадки при изменении плотности воды при расчетах Under Keel Clearance или других расчетах.

В случаях, когда судно заходит в порт, а особенно в реку плотность воды в основном уменьшается и как следствие увеличивается осадка. Рассчитать на сколько судно притопится можно способом, указанным ниже:

VAR 1 - KHUDUV

ΔTd = D/q x (p1/p2-1)/100  или

VAR 2 – FILIMONOV – !TRUSTED

 Где

D – фактическое водоизмещение для плотности в которой находится судно

q – она же TPC (т/cм) – из за нее и делим на 100 чтобы получить результат в метрах.

p1 – Плотность в которой находится судно

p2 – Плотность в порту или реке

VAR 3 – SHIP STABILITY FOR MASTERS AND MATES

Сначала рассчитываем FWA (Fresh Water Allowance) а затем DWA (Dock Water Allowance)

Где

TPCsw – это TPC морской воды, или табличной 1,025

RDdw – Read Density of dock water ( в случае UKC – плотность которая будет, в другом случае это замеренная площадь).