Организация перевозок грузов в судах

 

 

Примечание: Поскольку в данном случае использование двух барж в судопотоке толкаемого состава является оптимальным (см. задание), при дальнейших расчётах будем использовать именно этот вариант (2 баржи).

 

Расчет технической  скорости движения судов и  составов

 

Технической называется скорость движения судна (состава) относительно берега. Она рассчитывается дифференцированно по направлениям движения и участкам пути по формуле (км/сутки): 
  
U=VW (9) 
  
где V – скорость движения относительно спокойной и глубокой воды, км/сут.;

 
W – нормы приращения (+) при движении вниз или потерь (-) при движении вверх скорости (принимаются по заданию), км/сут.

 

3.1 Скорость движения относительно  воды для грузовых самоходных  судов 
  
Скорость движения относительно воды для грузовых самоходных судов  с грузом и порожнём принимаются по паспортным характеристикам (приложение 3). 

 

3.2 Для толкаемых составов  скорость относительно воды 
  
Для толкаемых составов скорость относительно воды определяется на основе тяговых характеристик (приведенная сила упора) толкачей и приведенного сопротивления составов. При этом имеется в виду, что при равномерно установившемся движении приведенная сила упора толкачей равна приведенному сопротивлению составов. 
  
FT=RC  
  
Зависимость приведенного упора  от скорости движения относительно воды приведенная к тяговой строке толкача (приложение 4).

 

Таблица 3.1 – Предельна сила упора для толкача ОТ-200 (номер проекта 428, разряд Речного Регистра – О, мощность 2000л.с.)

 

Приведенная сила упора, км/сут	Предельная сила упора  буксиров толкачей, кН*с2/м2
200	4900
210	4500
220	4150
230	3800
240	3400
250	6050
260	2700
280	2150
300	1800
320	1450
340	1150
350	835
380	710
400	550

Приведенное сопротивление  типового состава кг*с2/м2 определяется по формуле 
  
Rc=kcч*Rэ (10) 
  
где kcч – эмпирический коэффициент, учитывающий форму счала состава (таблица 2)

 
Rэ – приведенное сопротивление судов состава с грузом или порожнём, принимается по паспортным характеристикам (см. приложение 3), кН.

 

Таблица 3.2 – Коэффициенты счала.

 

Форма счала состава	Для груженых составов (при  загрузке на 75-10%)	Для порожних составов
Т+1	0,94	0,97
Т+1+1	0,84	0,92
Т+2	0,92	0,94
Е+2+2	0,80	0,90

 

Таблица 3.3 – Скорость относительно воды (приведенное сопротивление) судов состава с грузом или порожнём

 

Судно	№ проекта	Qт	N (л.с.)	* -скорость относительно воды (км/ч),   ** - приведенное сопротивление (кг*с2/м2)
				с грузом	порожнем
Волго-Дон	507	5300	1800	20,0	21,2
Открытая баржа	Р-79	3750	-	353	265
Толкач- ОТ-2000	428	-	2000	-	-

 

При известном значении приведенного сопротивления состава Rc по тяговой строке типового толкача (приложение 4) определяется скорость относительно воды по интерполяционной формуле (км/сут.): 
  
Vэ=V1+ (V2-V1)*  (11) 
  
 и  - соответственно большее и меньшее значение приведенного упора толкача, в пределах которого находится приведенное сопротивление состава, кН*с2/м2; 
V2 и V1 – скорости движения относительно воды, соответствующие большему и меньшему значению приведенного упора, км/сут. 
Рассчитаем скорость толкача относительно воды (см. табл. 3.4)

 

Таблица 3.4 - Расчёт скорости толкаемого состава относительно воды

 

Показатель	условное обозначение  и порядок расчета	схема счала	размерность	значение
				с грузом	порожнем
эмпирический коэффициент, учитывающий форму счала состава	kcч	Т+1		0,94	0,97
		Т+1+1		0,84	0,92
		Т+2		0,92	0,94
приведенное сопротивление  судов состава с грузом или  порожнём, принимается по паспортным характеристикам	Rэ	Т+1	кг*с2/м2	353	265
		Т+1+1		706	530
		Т+2		706	530
приведенное сопротивление  типового состава	Rc=kcч*Rэ	Т+1	кг*с2/м2	332	257
		Т+1+1		593	488
		Т+2		650	498
большее значение приведенного упора толкача			кН*с2/м2	710	550
меньшее значение приведенного упора толкача				550	550
скорости движения относительно воды, соответствующие значению приведенного упора	V1		км/сут	380	400
скорости движения относительно воды, соответствующие меньшему значению приведенного упора	V2			400	400
скорость толкача относительно воды	Vэ=V1+  (V2-V1)*Ft1 – Rc/Ft1-Ft2	Т+1	км/сут	427	400
		Т+1+1		395	400
		Т+2		388	400

 

Техническая скорость по направлениям движения для соответствующих участков пути, с учётом предусмотренных заданием средних норм приращения и потерь скорости движения определяется в табличной форме (табл. 3.5). 
Так как ставится задача исследовать целесообразность применения самоходных грузовых судов или толкаемых  составов при освоении заданных грузопотоков, необходимо использовать наиболее оптимальные  варианты. По условию в случае использования толкаемого состава применение 2-х барж является оптимальным. В случае применения варианта счала Т+1+1, по расчётам (см. табл.3.4) обеспечивается оптимальная скорость движения толкача, поэтому при расчёте технической скорости используем полученные расчётные данные по скорости толкача именно для данного варианта счала. 
По условию задания  в пункте Б имеется гидроузел, подпор, от которого распространяется до пункта В. С учетом потерь и приращений на различных участках (см. условия задания) рассчитаем техническую скорость движения судопотоков.

 

Согласно условию потери и приращения скорости движения, км/сутки: 
Потери:  
на речных участках 20 
на водохранилище 20 
Приращения: 
на речных участках 10 
на водохранилище 25. 
Используем эти данные при расчете технической скорости судов (см. табл. 3.5).

 

 

Таблица 3.5 – Расчет технической скорости 
 

Виды флота	Скорость относительно воды		участок пути	направление движения	Нормы приращения и потерь скорости движения, км/сут.	Техническая скорость
	с грузом	порожнём				с грузом	порожнем
Самоходный грузовой Волого-дон (проект 507) )	480	508,8	Г-В	Вверх	-20	460	488,8
	480	508,8		Вниз	+25	505	533,8
	480	508,8	В-Б	Вверх	-20	460	488,8
	480	508,8		Вниз	+10	490	518,8
	480	508,8	Б-А	Вверх	-20	460	488,8
	480	508,8		Вниз	+25	505	533,8
Толкаемые составы  (Т+1+1=толкач «ОТ-2000»+  1баржа+1баржа	395	400	Г-В	Вверх	-20	375	380
	395	400		Вниз	+25	420	425
	395	400	В-Б	Вверх	-20	375	380
	395	400		Вниз	+10	405	410
	395	400	Б-А	Вверх	-20	375	380
	395	400		Вниз	+25	420	425

 

 

 

Определение  частоты и интервалов отправления  грузовых судов и составов  из пунктов погрузки

 

Частота отправления представляет собой расчетное количество отправлений судов или их составов в одни сутки и определяется по формуле (отпр./сутки): 
  
rр=m/tот (12) 
  
Интервал отправления является обратной величиной частоты отправления и определяется отношением периода отправления (tот) к соответствующему размеру судопотока или составопотока (m). Он равен времени между двумя последовательными отправлениями судов (составов) на линии, сут.: 
  
tH=tOT/m (13) 
  
Как правило, расчётный интервал имеет дробное значение.

 

Таблица 4.1 - Расчёт частоты и интервала отправления

 

 

Показатель	условное обозначение  и порядок расчёта	размерность	тип груза	Самоходное Волго-дон	Состав Т+1+1
Размер судопотоков	m=G/Qэ	ед.	Лес	49	34
			шлак	56	40
Расчетный период отправления	tот	сут.	по заданию	193	193
Частота отправления	rр=m/tот	отпр./сут	Лес	0,25	0,18
			шлак	0,29	0,2
Интервал отправления	tH=tOT/m	сут.	Лес	3,94	5,68
			шлак	3,45	4,83

 

 

 

Расчет продолжительности  круговых рейсов судов и составов

 

 

Круговой рейс судна или состава представляет собой совокупность всех транспортных операций, выполняемых ими между двумя одноименными, последовательно выполняемыми операциями в одном и том же пункте. 
  
5.1 Продолжительность круговых рейсов 
  
Продолжительность круговых рейсов определяется как сумма затрат времени на обработку судов и пунктах загрузки и разгрузки и времени нахождения их в пути в прямом и обратном направлениях: 
  
tкр=tобр + tпут (14) 
  
5.2 Затраты времени на обработку грузовых судов 
  
Затраты времени на обработку  грузовых судов в пунктах загрузки и разгрузки складывается из технических, грузовых и технологических операций (сут.): 
  
tобр =tтех +tгр+tтхл (15) 
  
где tтех – затраты времени на технические операции (см. п. 8 задания), ч; 
tгр – затраты времени на грузовые операции в пунктах обработки, ч; 
tтхл – затраты времени на технологические операции (ожидания), ч.  
5.2.1. По условию задания, нормы времени на технические операции в пунктах обработки в сутках: 
а) для грузового теплохода  – 0,2 сут.; 
б) для барж и толкачей  

 

Таблица 5.1 – Нормы времени на технические операции в пунктах обработки

 

Тип судна	Технические операции в пунктах обработки для состава из
	1 баржи	2 барж
Толкач	0,2	0,25
Баржа	0,25	0,25

 

 

5.2.2. Продолжительность грузовых  операций определяется отношением  нормы загрузки судна к соответствующим  судочасовым нормам (сут.): 
  
tгр =Qэ /24*Бп(з)(16) 
  
где Бп(з) – судочасовая норма погрузки или выгрузки (по заданию), т/ч 
Норма загрузки судна Qэ берется по табл. 1.3 с учетом ее изменения согласно формуле (8). 
По условию обработка  грузовых судов толкаемого состава  производится параллельно, то есть количество специализированных причалов соответствует  количеству судов в составе. 
Производительность грузовых работ на одном причале равняется: 

для насыпных грузов и нефтепродуктов -300 т/ч; 
для лесных грузов – 150т/ч.

5.2.3. Затраты времени на  технологические операции определяются  по формуле (сут.): 
  
tтхл =*tгр (17) 
  
где - коэффициент относительного ожидания грузовой обработки (принять =0,30,5)

 

Таблица 5.2 – Расчет продолжительности грузовых операций

Показатель	Условное обозначение и порядок расчета	Размерность	Тип груза	Самоходное Волго-Дон	Баржа
Норма загрузки судна	Qэ	Тонн	Шлак	5300	3750
			Лес	5300	3750
судочасовая норма погрузки или выгрузки (по заданию),	Бп(з)	т/ч	Шлак	300	300
			Лес	150	150
Продолжительность грузовых операций	tгр=Qэ/24*Бп(з)	сут.	Шлак	0,74	0,52
			Лес	1,47	1,04
коэффициент относительного ожидания грузовой обработки				0,5	0,3
Затраты времени  на технологические операции	tтхл =*tгр	сут.	Шлак	0,37	0,08
			Лес	0,74	0,31
Нормы времени  на технические операции	tтех	сут.		0,2	0,25
Затраты времени  на обработку грузовых судов	tобр=tтех+tгр+tтхл	сут.	Шлак	1,31	0,85
			Лес	2,41	1,6