第五章 船舶吃水差.ppt
海上货物运输,航海学院,货运教研室,第一篇 第五章 船舶吃水差（Trim）,吃水差的基本概念 船舶营运对吃水差的要求 吃水差及首、尾吃水计算 吃水差调整 吃水差计算图表,第一节 航行船舶对吃水差及吃水的要求,一、吃水差的基本概念 二、船舶吃水差及吃水对航行性能的影响 三、航行船舶对吃水差的要求 四、空载航行船舶对吃水及吃水差的要求,一、吃水差的基本概念,1、吃水差的定义 2、吃水差产生的原因 船舶装载后重心的纵向 位置与正浮时浮心的纵 向位置不共垂线。,3、船舶的纵倾类型,平吃水(Even keel)： 首倾(Trim by head)： 尾倾(Trim by stern)：,二、船舶吃水差及吃水对航行性能的影响,1、过大尾倾 船首底板易遭拍底 操纵性能变差，易偏航 影响嘹望。,、适宜尾倾 提高推进效率，航速增加； 舵效变好，操纵性能变好； 减少甲板上浪，利于安全。,、首倾 舵效变差，操纵困难， 航速降低； 首部甲板易上浪； 船舶纵摇时，易飞车， 主机 受力不均，降低寿命,W,根据经验，万吨轮适宜吃水差为： 满载时 t=-0.3m-0.5m 半载时 t=-0.6m-0.8m 轻载时 t=-0.9m-1.9m,三、航行船舶对吃水差的要求,四、船舶吃水及吃水差的要求 船舶空载航行时,1、对吃水的要求 （1）经验法 通常情况下: 冬季航行时: （2）IMO的要求,d50%dS d55%dS,、其它要求,吃水差与船长之比 纵倾角,2、对吃水差的其它要求,螺旋桨沉深,第二节 舶吃水差及吃水的基本计算,一、纵稳性,二、纵倾力矩,三、吃水差计算,四、吃水差及首尾吃水的基本核算,、纵稳心假设 、纵稳性力臂 、纵稳性力矩 、纵稳性半径： 、纵稳性高度,一、船舶纵稳性,G,B,F,B1,ML,L,W1,W,X,MZ,ZL,MSL,Yf,F,X,L1,、R的计算,一般船舶R在200米左右,ML,二、船内纵倾力矩（初始纵倾力矩）,船内货物移动,船舶偏载，,L1,L,W1,G,B,F,B1,ML,Z,X,W,MZ,W,L1,G,B,F,B1,ML,Z,L,W1,X,P,P,MZ,MSR,三、吃水差计算,、纵倾角计算 、吃水差计算 、首尾吃水计算,、纵倾角计算,首倾为 尾倾为 ,初始：纵倾力矩,G,B,F,B1,ML,Z,L,W1,W,X,MZ,G0,L1,纵倾角正切值,符号：,、吃水差计算,Z,dF,G,B,F,B1,G0,ML,L,W1,W,X,A.P,F.P,L1,dA,当t=1cm时,MTC定义: 使吃水差变化1cm所需的纵倾力矩 。,MTC应用:,初始正浮，受纵倾力矩作用,dF,1）、吃水差计算公式,3.吃水差及首、尾吃水的基本计算,F,W,L,B,G,xb,xg,dF,dA,船舶重心距船中距离xg的计算,xi组成的载荷重心距船中距离(m)。 中前为正，中后为负。 包括：L、航次储备量、压载水、货物等。 空船重心距船中距离xL：查取船舶资料；,油水等重心距船中距离：无论是否装满， 均视液舱舱容中心为其重心纵向坐标； 货物重心距船中距离：均可近似取货舱 容积中心为其重心纵向坐标； 详算法：,2）、首、尾吃水的计算,F,W,L,B,G,xb,xg,xf,dF,dA,dF,dA,3）、等容吃水与船中吃水,F,W,L,xf,dF,dA,dF,dA,dM,d船中,第三节 影响吃水差的因素,一、纵向移动载荷对吃水差的影响 二、少量载荷变动 三、大量载荷变动 四、舷外水密度变化对吃水差的影响,一、纵向移动载荷对吃水差的影响,特点： 分析：力矩平衡法,使用注意事项：符号+、-,例题P121,船舶排水量不变，船内问题。,吃水差改变后首、尾吃水计算,三角形相似得：,F(),dF,dF1,dA,dA1,特殊：漂心在船中 ？,去掉绝对值符号：,-L/2,L/2,xF),A,B,C,二、少量载荷变动计算公式,3）船内移货, 1， MTC1=MTC Xf1=Xf 假设载荷变动在漂心垂线上，船舶平行沉浮,4）首尾吃水分配,W,L1,G,B,F,ML,Z,L,W1,X,P,P,MZ,条件： 假设：,首、尾吃水,应用说明： 装货P取+ 卸货P取-,总结：少量卸货（少量装货）计算,2）利用排水量1查取等容吃水dM1、xb1、xf1、MTC1 P19 3）利用基本计算公式计算t1、dF1、dA1,三、大量载荷变动_分析,条件： MTC=f(d) MTC1MTC 思路： 1）算载荷变动后的重量、重心,W,B1,F1,G1,ML,Z,X,MZ,L,W1,dM1,L1,三、大量载荷变动计算_公式,使用注意事项：符号+、-,假设大量装卸后船舶正浮： 船舶纵倾,船舶重心距船中距离xg的计算,1、基本算式,2、变形1以空船状态为基准,3、变形2以装卸前状态为基准,xpi说明,假设平行沉浮： 排水量分解 纵倾,四、舷外水密度变化对吃水差的影响,特点：重心不变，浮心改变 例1：舷外水密度减小,F,W,L,B,G,W2,W1,L2,L1,k,G,例2：舷外水密度增加,Z,例2 舷外水密度增大,W,L,B,W1,L1,k,G,假设平行沉浮： 排水量分解 纵倾,结论：公式统一,第四节 吃水差计算图表,一、吃水差曲线图 二、少量加载吃水差图表,一、吃水差曲线图表,1、吃水差曲线图（Trim diagram） 适用范围： 用途： 内容：,图形,3、曲线图使用,2、曲线图原理,纵坐标：载荷(不含L )对船中力矩的代数和Mx 横坐标：排水量； 曲线：吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线。,计算大量载荷变动后t、dF、dA，及调整t,大量载荷变动,吃水差曲线图,2、吃水差曲线图_原理,纵倾根本原因： 1、绘制原理：大量载荷变动对吃水差的影响 对于确定的，xg 可确定 即： 所以：,船舶重心xg基本计算,说明,船舶重心xg的计算说明,1、基本算式,2、变形1以空船状态为基准,3、变形2以装卸前状态为基准,3、吃水差曲线图使用,3）作的垂直线和Mp的水平线,4）插值法读出交点对应 的,二、吃水差比尺（Trimming table）,定义： 适用范围 用途： 制作原理 图形 使用方法,在船上任意位置装载100t载荷时，船舶首、尾吃水改变量的图表。,少量载荷变动,求取t、dF、dA,吃水差比尺_绘制原理,吃水差比尺图1,吃水差比尺图2,使用,当装载量不是100t时，可用下式求解：,卸载时，其数值与查表所得相同， 但符号相反,例题,第五节 吃水差调整,1、纵向移动载荷(调拨压载水） 单向移动载荷（适用于舱位有空余）,双向轻重载荷等体积对调（适用于无空余舱位）,2、打排压载水,2、调拨压载水注意事项,注意：调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求,第六节 舶破舱与搁浅,船舶破舱后平衡水线的确定 船舶破损浮态衡准 船舶搁浅位置及船底受力计算,一、船舶破舱后平衡水线的确定,舱柜顶部封闭，破口位于水线以下，整个舱室充满水，例如双层底进水： 深舱进水，舱内与舷外水不相通，水未充满整个舱室，进水量确定。例如船舶破损已被堵住，但舱内水没有被抽干；因甲板开口漏水 深舱进水，舱内与舷外水相通，进水量不确定,增加液体载荷。,增加固体载荷,重量增加法 浮力损失法,二、船舶破损浮态衡准,1）普通货船 SOLAS 1974 达到的残存概率 要求的残存概率 2）液体散装货船 油船：1973年国际防止船舶造成污染公约及1978年议定书 ( MARPOL73/78) 液体散装化学品船及液化气体船：要求 际载运散装危险化学品船舶建造和设备规则（IBC Code),（MARPOL73/78,IBC/IGC Code）,油轮： 最终水线不超过大量进水孔下边缘； 进水后的船舶横倾角不得超过25； 散化船和液化气船： 进水过程中水线不得超过大量进水孔下边缘； 进水过程中船舶进水角不得超过25° 若上甲板边缘未入水则均不得超过30。,2）船破舱稳性要求 -液体散装化学品船及液化气体,（）进水最终阶段的剩余稳性 剩余稳性范围 最大剩余稳性力臂 剩余静稳性面积,（）进水过程中达到主管当局的要求 （）破损舱柜自由液面对稳性的修正 各破损舱柜应在°横倾角的状态时计算自由液面 船舶在最终平衡水线处，其破损舱柜在 平衡水线以下空间完全未海水所占有， 而其上的空间在计及渗透率修正后仍为 原液体。,GZ,yg,H,O,B,S,（1）进水最终阶段的剩余稳性,GZ,yg,H,O,B,S,三、船舶搁浅位置及船底受力计算,排水量变化较小,2. 排水量变化较大,吃水差习题,船内移货 少量装卸 大量装卸 吃水差调整,船内移货,某轮船长140m，满载出港，其平均吃水dm=9.0m，排水量=16000t，经计算得纵向重量力矩：船中前为9.81×164200KN.m/cm，船中后为9.81×186000KN.m/cm，此时Xb= -1.25m，Xf =-4.30m，MTC=9.81×240KN.m/cm。为了将吃水差调整为t=-0.30m，应从NO.1移动_t货物到NO.2舱。 答案：120,船内移货,某轮排水量18000t，中前纵向重量力矩180000t.m，中后216000t.m，平均吃水dM=8.06m，MTC=210×9.81KN.m/cm， Xb=1.80m，船舶最佳纵倾值为t=-0.66m。因各舱均装满，现确定将NO.3舱的重货（Xp=10.0m，S.F=1.0m3/t）和NO.1舱的轻货（XP=50.0m，S.F=2.5m3/t）互移，使其满足最佳纵倾要求，则两舱应各移动_t货物。 答案：910，2275,少量装卸,某轮进坞，尾部与墩木接触的瞬间吃水差为0.116m，每厘米纵倾力矩MTC为118.0t.m/cm，船长为224m，漂心距中距离为0.041m，则尾墩木受到的最大反力为_。 答案：1268.6 22.3t 某轮从大连港出发时排水量为20881t，首吃水8.80m，尾吃水9.20m，抵某中途港时，消耗燃油300t（其重心距船中后10.70m），重柴油22t（其重心距船中后46m），淡水60t（其重心距船中后66.40m），则船舶抵港时的首尾吃水分别为_m。（Xf =-1.767m，MTC=230.9t.m/cm，TPC=25.75t/cm，Lbp=140m）,大量装卸,某轮装载后排水量=12000t，Xb=-1.35m，MTC=9.81×200KN.m/cm，经计算得纵向重量力矩船中前为9.81×158200KN.m，船中后为9.81×174000KN.m，则该轮出港时的吃水差为_m。 答案：+0.10,吃水差调整,某轮抵达目的港时的满载吃水dF =9.50m，dA=10.50m，该港允许进港的最大吃水为9.00m，已知该轮满载时的TPC=25t/cm，MTC=9.81×300IN.m/cm，Xf =-5.5m，Lbp=150m，则在第二货舱（Xp=+45m）和第四货舱（Xp=-40m）各驳卸_t货物才能达到9.0m的平吃水进港。 答案：702.4，1897.6 某轮吃水dF=7.32m，dA=7.77m，Xf =-3.36m，MTC=9.81×194KN.m/cm，Lbp=148m，航行至某港口，该港允许吃水为7.50m，于是决定在船中后54.9m处过驳卸货，以调整尾吃水与港口吃水相同，则应驳卸_t货物。 答案： 160.8,1、纵向移动载荷 单向移动载荷（适用于舱位有空余）,四、吃水差调整,双向轻重载荷等体积对调（适用于无空余舱位）,2、首、尾吃水的计算,3、调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求,2、打排压载水,五、吃水差图表,1、吃水差曲线图（Trim diagram） 适用范围：大量载荷变动 用途：计算大量载荷变动后t、dF、dA，及调整t 曲线图组成： 纵坐标：载荷(不含L )对船中力矩的代数和Mx 横坐标：排水量； 曲线：吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线。,吃水差曲线图,2、吃水差比尺（Trimming table） 适用范围：少量载荷变动 定义：在船上任意位置装载100t载荷时，船舶 首、尾吃水改变量的图表。 用途：求取t、dF、dA 制作原理,吃水差比尺图1,吃水差比尺图2,当装载量不是100t时，可用下式求解：,卸载时，其数值与查表所得相同， 但符号相反,
