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(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)

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:

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 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 =(fsV2+ψA1V2)×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 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=1.9×13.3=25.27m2

V—计算流速V=2m/s

R水= (fSV2+ΨA1V2) ×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= K1K Z1W0 F1+ K2K Z2W0F2

K1=1.0―――船体风载体型系数

K Z1 =1.0―――船体风压高度变化系数

F1—1艘导向船的挡风K Z1 =1.0面积

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