HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

Transkript

1 HØGSKOLEN I BERGEN Avdeln for nenørutdannn EKSAMEN I Hydrostatkk & Prosjektern (SOT115) KLASSE : 2TA DATO : 23/5/2 ANTALL OPPGAVER : 3 ANTALL SIDER : 14 VEDLEGG : 2 HJELPEMIDLER : Kalkulator o skrvesaker TID : 4 tmer SENSOR(ER) FAGLÆRER(E) : Gudmund Olsen : Rolf C. Imstøl MERKNADER : Postboks 73, 52 Beren. Tlf , Fax Besøksadr.: Nyårdst. 112, Beren

2 Eksamen Hydrostatkk (SOT115) 23.Ma 22 Oppave 1 I denne oppaven skal du benytte vedleene for std2. Anta at skpet har Λ=312MT [-1.56,.1, 5.58] tomme ballasttanker fulle forbrukstanker (fuel, as. Ol, ferskvann) a) Hva er T, t o φ? Man ønsker å rette opp skpet ved å fylle ballast på Fwntk.p eller db_5.p. b) Hvlke av de 2 alternatvene vl høyest stabltet? Berunn svaret. c) Er det andre ballasttanker som heller burde vært vurdert benyttet denne sammenhen. Berunn svaret. d) Er alle IMO-kravene tlfredstlt etter at man har rettet skpet. Under selasen tl neste havn må man forbruke 14MT fuel. e) Hvordan vl du jennomføre dette forbruket for å unnå at skpet får for dårl stabltet. Berunn svaret. f) Hva er Λ o dets koordnater ved ankomst Oppave 2 I denne oppaven skal du benytte vedleene for std2. Anta at skpet har Λ=2925MT [-1.47,., 5.7] tomme ballasttanker fulle forbrukstanker (fuel, as. Ol, ferskvann) Skpet år på runn slk at man observerer. T F = 3.46 T A = 4.74 φ= Man peler tankene o fnner at det kke er lekkasje a) Hva er runnstøtnskraften? b) Hvor anrper den? c) Hva er GM? Anta at Forepk tanken hadde bltt skadet runnstøtnen o at skaden hadde vært så stor at man kke kunne avhjelpe stuasjonen med pumper. d) Anslå hva runnstøtnskraften vlle vært dette tlfellet e) Vl et slkt hull bedre stablteten? Berunn svaret.

3 Eksamen Hydrostatkk (SOT115) 23.Ma 22 Oppave 3 Nedenfor ser du tennen av et leeme som er satt sammen av 2 parallelleppep (kasser). Tennen vser leemet sett fra sde o forfra. z z I I II x II y De aktuelle målene for leemet er L I =3 B I =4 H I =6 L II =5 B II =4 H II =2 T=5 Beren følende hydrostatske data a) A b) LCF c) TCF d) V e) LCB f) TCB ) VCB h) BMT ) BML Anta at GM=.21m o ρ=1.4mt/m 3 j) Hva er Λ o dets koordnater? Leemet slepes ut sjøvann k) Hva blr dypående? l) Vl leemet le even keel? Berunn svaret. Anta et lkeformet o lke tunt leeme, men med homoen massefordeln. m) Hvor vlle massesenteret ha let. n) Hvordan vlle leemet mest sannsynl ha flytt? Vs dette med en sksse! Det forventes kke berenner, men du bør berunne svaret.

4 "Hydrostatkk" Formler sde 1 av 6 "Hydrostatkk" Formler Innlednn Dsse formlene er tlrettelat for faet SOT116/117 ved HB/AI/Marn/V2 av Rolf C.Imstøl. Formlene er søkt tlpasset vanl prakss samt proramvaren Autohydro. Forten I dette formel-settet benyttes følende fortensreler! ϕ, krenevnkelen, er postv når leemet krener mot styrbord! θ, trmvnkelen, er postv når leemet trmmer akterover! t, trmmen, er postv når leemet trmmer akterover. NB trmmen opps tdvs cm(mtcm-formelen) o tdvs m (t=t A -T F ).! LCG, LCB, LCF renes postv forover leemet. Hvs det kan være tvetydhet med hensyn tl aksekorsets oro vl dett markeres med LCG OX, LCG AP. NB Autohydro benytter her motsatt forten, men det er kke noe problem da Autohydro erstatter forten med a o f! TCG, TCB, TCF renes postv mot styrbord! VCG, VCB renes postv oppover leemet fra BaseLne

5 "Hydrostatkk" Formler sde 2 av 6 Sdeves stabltet Intel Metasenter Radus I BM = T T V GZ GZ GM sn = KY VCG () φ + MS() φ sn() φ GZ GM sn () φ når φ er lten hvor GM = KM VCG φ er postv for krenn mot styrbord RA, Autohydros defnsjon RA hvor () φ = GZ() φ TCG cos() φ φ er postvfor krennmot styrbord GZ () φ er postv for moment mot babord TCG er postv mot styrbord MS for leemer med Vertkale Spanterss MS vert = BM tan () φ sn() φ MS for leemer med Srkulære Spanterss MS srk =

6 "Hydrostatkk" Formler sde 3 av 6 Slakk Tank, Kvasformel GG v = GG" = = n = 1 ( I ρ ) x, V ρ Forskyvnn av Bulklast, Kvasformel TCG = VCG = = n = 1 = n = 1 ( I ρ tan( β )) x, 2 ( I ρ 2 tan ( )) 1 β x, V ρ V ρ hvor β er postv når lasten krener oppover mot styrbord Kreneprøve TCG GM tan φ ( ) = ( m TCGm, ) Λ s L = ( m TCGm, ) s L Λ Eensvneperoden K T GM IMOs Intakt Stabltet Krav Dette er de mest sentrale av IMOs stabltets krav o de jelder for de fleste tradsjonelle fartøy. GM.15 m GZ max ved φ 25 helst ved φ 3 GZ.2 ved φ 3 e δ3.55 m e δ4.9 m e 3 δ4.3 m

7 "Hydrostatkk" Formler sde 4 av 6 Lanskps stabltet for leemer med tradsjonell skpsfason For leemer som har tradsjonell skpsfason L>=5B kan man benytte dsse formlene. For andre leemer vl det være naturl å benytte samme formelverk som for sdeves stabltet MTCm, Moment to Trm 1 Centmeter.1 MTCm ( T ) = I L ( T ) 1.25 L pp ( LCB LCG ) Λ MTCm t t LCG Λ MTCm t = T A T F NB trmmen t anses å være postv akterover MT de, Moment to Trm 1 MT de ( T ) = I ( T ) 1.25 tan( 1 ) L ( LCB LCG) Λ MT de θ θ LCG Λ MT de T θ = arctan T L A pp F

8 "Hydrostatkk" Formler sde 5 av 6 Overslasberenner Krtske stuasjoner Berenner for forskjelle krtske stuasjoner skal utføres vha. odkjent proramvare. Berennsmetodene nedenfor ener se tl rove oversla, men er lkevel så pass nøyakt at de forventes å rmele resultater hvs man kke kan benytte ovennevnte proramvare. Vannnntrennn når rommet / tanken fylles helt pa. av hull skutesden! Utfør berennene som om hele rommet var fylt med ballast, men med redusert fyllnsrad (betenes permeabltet, µ). Permeablteten fnnes enten fra reelverk eller fra kjennskap tl den last som allerede er rommet.! Sjekk flytestllnen mot eventuelle krtske punkt (punkt som r ytterlere vannnntrennn) Vannnntrennn når rommet / tanken fylles delvs pa. av hull skutesden! Start med et ansla (Hypotese) over hvor dypt skadestedet (T skade ) stkker.! Estmer nntrent vannmende opp tl T skade. Ta hensyn tl fyllnsraden (µ).! Fnn leemets nye tyndepunkt! Estmer FSM (Benytt I x µ stedet for I x )! Beren ny T, φ o θ! Beren T skade o sammenln med det opprnnele anslaet. Hvs avvket er stort, jør et nytt ansla o beynn på nytt.! La GZ-kurven! Sjekk flytestllnen mot eventuelle krtske punkt (punkt som r ytterlere Vannnntrennn) Grunnstøtn Når et leeme runnstøter er dette vrtuelt det samme som om en punktvekt lke stor som runnstøtnskraften er fjernet fra runnstøtnspunktet. F T TPcm F, krtsk Λ VCGv, Λ KM GM ( F ) ( KM VCG ) Λ Λ F KM F KM KM ofte t MTcm ( LCG LCF ) F VCG VCG Λ Λ F

9 "Hydrostatkk" Formler sde 6 av 6 Dverse formler Sjøvannets tetthet ρ=1.25 MT/m 3 Dypanen et tt punkt (målt lans leemets vertkal ) T ( T, φ, θ, x, y) = T ( x LCF ) tan( θ ) + ( y TCF ) tan( φ ) Dybden et tt punkt (målt lans jordvertkalen) T ( T, φ, θ, x, y) = T ( x LCF ) sn( θ ) + ( y TCF ) sn( φ ) Innholdsfortenelse INNLEDNING... 1 Forten... 1 Sdeves stabltet... 2 Intel Metasenter Radus... 2 GZ... 2 RA, Autohydros defnsjon... 2 MS for leemer med Vertkale Spanterss... 2 MS for leemer med Srkulære Spanterss... 2 Slakk Tank, Kvasformel... 3 Forskyvnn av Bulklast, Kvasformel... 3 Kreneprøve... 3 Eensvneperoden... 3 IMOs Intakt Stabltet Krav... 3 Lanskps stabltet for leemer med tradsjonell skpsfason... 4 MTCm, Moment to Trm 1 Centmeter... 4 MT de, Moment to Trm Overslasberenner Krtske stuasjoner... 5 Vannnntrennn når rommet / tanken fylles helt pa. av hull skutesden...5 Vannnntrennn når rommet / tanken fylles delvs pa. av hull skutesden... 5 Grunnstøtn... 5 Dverse formler... 6 Sjøvannets tetthet... 6 Dypanen et tt punkt (målt lans leemets vertkal )... 6 Dybden et tt punkt (målt lans jordvertkalen)... 6 Innholdsfortenelse... 6

10 Dverse Data for std2

11 std2, L pp =81.64m, B=14., D=6.1m Hydrostatske Data T L V LCB VCB TPcm A LCF MTcm MTde KML KMT (m) (MT) (m^3) (m) (m) (MT/cm) (m^2) (m) (MTm/cm) (MTm/ ) (m) (m) Datane de råskravert kolonnene er kke vanl å ta med da de er omskrvner av andre kolonner

12 std2, Lpp=81.64m, B=14., D=6.1m KY Data T L KY(f) (m) (MT) For neatve f: KY(-f)=-KY(f)

13 std2, Lpp=81.64m, B=14., D=6.1m T L MS(T,f) (m) (MT) Forten: Neatve MS verder er de MS verdene som,ut fra sn kvaltet, må anses som neatve. Dette vl korthet s at KMφ<KM. For neatve f er MS(-φ)=-MS(φ).

14 std2, Lpp=81.64m, B=14., D=6.1m Tank Weht LCG TCG VCG Max FSM (MT) (m) (m) (m) (MT-m) Ballast Water Tanks (SpGr 1.25) FOREPK.C FWINGTK.P FWINGTK.S AWINGTK.P AWINGTK.S VOID2.P VOID2.S VOID3.P VOID3.S VOID4.P VOID4.S DB 4.P DB 4.S DB 5.P DB 5.S AFTPEAK.C Total Ballast Fresh Water Tanks: FRESHW.P FRESHW.S Total Fresh Wate Fuel Ol Tanks (SpGr.87): SETTLING.P SETTLING.S DB 2.P DB 2.S DB 3.C DB 3.P DB 3.S DB 4.C Total Fuel Ol Gas Ol Tanks(SpGr.832): Tankdata DB 1.C Holds Volume LCG TCG VCG Max FSM (m^3) (m) (m) (m) (MT-m) Caro: CARGO.C VOID1.C FDEEPTK.C ADEEPTK.C Total Caro Others: FOREDECK.C ENGINERM.C STEERING.C Total Others Comment Maybe these 2 tanks are for Ve. Ols etc. or maybe the holdcovers may be removed for loadn of dry Crao. NB The subdvson of holds etc for std2 seems strane