Wpływ przegłębienia i przechyłu statku na dokładność pomiaru objętości cieczy w zbiorniku na statku

Transkrypt

1 Jezy Kaacińki Wpływ pzegłęienia i pzechyłu tatku na dokładność pomiau ojętości cieczy w zioniku na tatku Pomia ojętości cieczy w zioniku na tatku moŝe yć wykonany óŝnymi pooami, jednak najczęściej powadza to ię do pomiau poziomu cieczy w jednym konketnym punkcie zionika. JeŜeli zionik jet tylko częściowo zapełniony to kaŝda zmiana pzegłęienia (tymu) lu pzechyłu powoduje zmianę poziomu cieczy w adanym punkcie. Wyjątkiem ędzie ytuacja, kiedy pomia dokonywany ędzie w punkcie pokywającym ię ze śodkiem cięŝkości powiezchni woodnej cieczy w zioniku (y. 1) S S y. 1. Śodek cięŝkości powiezchni figu elementanych. Popawka na pzegłęienie W celu upozczenia natępujących ozwaŝań pzyjęto, Ŝe zionik jet potopadłościenny. JeŜeli punkt pomiau poziomu (ua ondaŝowa) umiezczona zotanie w pewnej odległości od połowy długości zionika, to kaŝda zmiana pzegłęienia powoduje zmianę poziomu cieczy w uze. Wielkość tej zmiany jet wpot popocjonalna do wzdłuŝnej odległości uy od śodka długości zionika i tangena kąta pzegłęienia (y. 2) p t o z l y. 2. Popawka p t powodowana pzegłęieniem w zioniku potopadłościennym l z p t l = l 2 tgψ (1) tg T T = L d ψ (2) gdzie: p t popawka do wkazania ondy wywołana pzegłęieniem, l długość zionika, l odległość uy ondaŝowej od godzi ufowej, T d zanuzenie na pionie dzioowym, T zanuzenie na pinie ufowym, L pp długość tatku między pionami. pp

2 Poty wzó (1) na popawkę od pzegłęienia moŝe yć toowany tylko pzy pewnych poziomach cieczy. Nie jet on popawny pzy znacznym pzegłęieniu i nikim poziomie cieczy, kiedy część dna zotaje odłonięta lu pzy adzo duŝym zapełnieniu zionika, kiedy w części ufowej zionik jet juŝ całkowicie zapełniony, a w części dzioowej itnieje jezcze wolna pzetzeń. Popawka na pzechył Umiezczenie uy ondaŝowej w pewnej odległości od śodka zeokości zionika powoduje, Ŝe pzy zmianie pzechyłu tatku natąpi zmiana poziomu cieczy w uze zgodnie z natępującą zaleŝnością (y. 3): p p = y tgϕ (3) 2 Tp Tl tgϕ = (4) B gdzie: zeokość zionika y popzeczna odległość uy ondaŝowej od lewej godzi, T p zanuzenie na śódokęciu z pawej uty, T l zanuzenie na śódokęciu z lewej uty, B zeokość tatku. W L T P T L p p y B y.3 Popawka p p powodowana pzechyłem Ta popawka, ównieŝ jak popzednia, moŝe yć toowana z licznymi oganiczeniami i tak pzy pzechyle, i nie tylko, wkazanie ondy zeo nie mui oznaczać Ŝe w zioniku nie ma cieczy. Uwzględnienie ównoczene pzegłęienia i pzechyłu dla zionika znajdującego ię w oęie wtawki cylindycznej kadłua tatku Zioniki denne umiezczone w oęie wtawki cylindycznej kadłua tatku chaakteyzują ię tym, Ŝe poiadają tały pzekój popzeczny na całej wojej długości. Wyjątek tanowią takie zioniki w oęie któych wmontowano inny mniejzy zionik lu jeŝeli zionika zachodzą na ieie. yunek 4 pzedtawia kilka pzekojów zioników w oęie wtawki cylindycznej kadłua. Do wzelkich oliczeń jednego z takich pzekojów niezędna jet znajomość: - długości zionika (l z ); 2

3 - zeokości zionika w dnie ( z ); - wyokości zionika (h); - pomienia kzywizny oła zionika (); - wyokości makymalnej zionika (h mx ); - wyokości wewnętznej (h mw ). h=hmx=hmw h=hmx=hmw h=hmw hmx hmw=hmx h hmw=hmx=h hmw=hmx =h =0 =0 y. 4. Pzekoje popzeczne zioników moŝliwe do oliczania za pomocą załączonego pogamu 3

4 Oliczenie ojętości cieczy w zioniku powadza ię do oliczenia śedniej powiezchni zwilŝonej popzecznego pzekoju zionika. Oliczenie zwilŝonej powiezchni dla pojedynczego pzekoju, dla okeślonego poziomu zapełnienia zionika pzedtawia y. 5. Ay ozpocząć oliczenia konieczna jet znajomość połoŝenia uy ondaŝowej (l, y), pomiezony w uze poziom, wymiay zionika (lz,, h) oaz kąt pzegłęienia (ψ) i pzechyłu (ϕ) tatku. W = l tgψ y tgϕ (5) Wykozytując zaleŝność (5) olicza ię poziom cieczy w naoŝniku ufowym pzy godzi wewnętznej zionika (W). Gódź wewnętzna zionika i jego dno ędą ównocześnie początkiem układu wpółzędnych potokątnych X, Y. Dalzy tok oliczeń pzeiega natępująco: - wyznaczyć ównanie potej poziomu cieczy na ufowym pzekoju y = + m x gdzie: y poziom cieczy na odciętej x, poziom cieczy na godzi wzdłuŝnej, m wpółczynnik kieunkowy potej = tg ϕ. β α h mx h y=+mx ϕ y w y z x y. 5. Oliczenie powiezchni zwilŝonej pzekoju popzecznego zionika W celu wyznaczenia wpółzędnych x i y naleŝy ozwiązać układ dwóch ównań: y = + m x gdzie: pomień kzywizny oła dna; p w ozpatywanym pzypadku = z ; q w ozpatywanym pzypadku =. ( x p) 2 + ( y ) 2 2 = q Oliczone odcięte na zędnych: - dla 0 ędzie ; - dla z ędzie y w ; - dla x ędzie y. Odcięte te mogą pzyjmować zaówno watości dodatnie ówne zeo i ujemne. Na podtawie tych danych zotaną oliczone powiezchnie kładowe pola zwilŝonego pzekoju. Cała długość zionika podzielona zotała na n ównych odcinków (w tym pogamie 100) i na kaŝdym z tych odcinków wyznaczono pzekój oaz jego powiezchnię zwilŝoną. W końcu, toując wzó tapezów olicza ię ojętość utto zionika do adanego poziomu. Oy okeślić ojętość cieczy do tego poziomu konieczna jet znajomość ojętości elementów kontukcyjnych zionika, któe powodują zmniejzenie ojętości cieczy. W paktyce ojętość tych elementów uwzględniana jet za pomocą wpółczynnika edukującego ojętość utto o kilka pocent. Wpółczynnik ten jet inny dla zioników dennych inny dla 4

5 zioników głęokich i dla kajników. Ay uniknąć wpowadzania do oliczeń tej wielkości w pogamie, dla danych ozmiaów zionika, poządzono taelę ondaŝową dla tatku ez pzegłęienia i pzechyłu zawieającą poziom cieczy i ojętość utto dla tego poziomu. Po oliczeniu ojętości utto cieczy w zioniku tatku pzegłęianego i pzechylonego, na podtawie taeli ondaŝowej okeślono poziom cieczy dla tatku na ównej tępce i ez pzechyłu. W ten poó uniknięto toowania wpółczynników edukujących ojętość cieczy w zeczywitym zioniku. Załączony pogam o nazwie ZBIONIK.xl utwozony zotał w aplikacji EXSEL. Składa ię z tzech akuzy: Wpowadzenie, Wyniki i Oliczenia. Na akuzu Wpowadzenie znajduje ię kótki opi pogamu i yunki pzekojów popzecznych moŝliwych do oliczania zioników. Akuz Wyniki jet podtawowym uŝywanym w czaie pacy. Ay dokonać oliczeń naleŝy wpowadzić tałe dane tatku takie jak długość między pionami oaz zeokość kadłua. Aktualne dane tatku to jego zanuzenie na pionach oaz po ou utach na śódokęciu. Z aktualnych zanuzeń w okeślane ą kąty pzegłęienia i pzechyłu. Do konketnych oliczeń niezędne ą dane zionika a mianowicie: - długość zionika lz, - zeokość zionika w dnie płakim, - wyokość zionika pzy godzi wewnętznej h, - wyokość zionika pzy ucie (najwiękza) hmx, - wyokość zionika wewnętzna (tam gdzie zaczyna ię oło) hmw, - pomień kzywizny oła, - odległość wzdłuŝna uy ondaŝowej od godzi ufowej l, - odległość popzeczna uy ondaŝowej od godzi wewnętznej y, - aktualny odczyt ondy, - uta na któej znajduje ię zionik p lu l (wzytkie znaki poza p taktowane ą jako l). Wpowadzanie danych jet moŝliwe tylko na jano zielonych polach. Po wpowadzeniu kompletu danych na polu o ciemno nieiekiej awie pojawi ię wynik poziom cieczy w zioniku na tatku ez pzechyłu i pzegłęienia. JeŜeli wpowadzono odczyt ondy =0 to na czewonym polu pojawi ię komentaz otzegający, Ŝe podany wynik moŝe yć makymalnie o podanej wielkości lecz takiej całkowitej pewności nie ma. Po pawej tonie znajdują ię dwa yunki. WyŜzy pzedtawia pzekój popzeczny zionika i pozwala zoientować ię czy o taki kztałt zionika nam chodzi. Dugi yunek pzedtawia wyke popzecznych powiezchni zwilŝonych i oewacja jego jet adzo pouczająca. W oliczeniach załoŝono, Ŝe ua ondaŝowa w oęie zionika jet dokładnie potopadła w tounku do dna oaz Ŝe zionik od góy oganiczony jet poziomą płazczyzną. Dlatego pogam nie nadaje ię do oliczania zioników zamkniętych od góy pokładem głównym ze względu na jego wyolenie. Pogam zotał wielokotnie pzetetowany i działa popawnie pod waunkiem wpowadzenia popawnych danych. Wzelkie uwagi o zauwaŝonych utekach pozę o kieowanie do autoa za pośednictwem MEA. 5