第05章船舶吃水差

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1、海上货物运输,航海学院,货运教研室,航行船舶对吃水差及吃水的要求 船舶吃水差及吃水的基本计算 影响吃水差的因素 吃水差计算图表 吃水差调整 舶破舱与搁浅,第二节,第一节,第四节,第五节,第六节,第三节,第四章 船舶吃水差(Trim),习题,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,G,B0,X,Z,ML,o,G,B,Y,X,F,dF

2、,dA,WL,W1L1,B,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,三、航行船舶对吃水差的要求,根据经验,万吨轮适宜吃水差为: 满载时 半载时 轻载时,t=-0.3m-0.5m t=-0.6m-0.8m t=

3、-0.9m-1.9m,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 、纵稳心半径: 、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

4、),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,、首、尾吃水计算,三角形相似得

5、:,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,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1、力矩平衡法,分析2、力系平衡法,使用注意事项:符号+、-,例题P121,船舶排水量不变,船内问题。,2、力系平衡法,初始正浮,分析:力系平衡法,平行力移动原理:,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,L

6、1,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

7、、变形2以装卸前状态为基准,xpi说明,载荷重心xPi的计算,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:,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:舷外水密度减少,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 三、吃水差系数(大量装卸),

8、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: 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

9、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,三、吃水差系数,TFF(Trim factor fore)首吃水差系数,TFA(Trim factor after)尾吃水差系数,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

10、(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

11、)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

12、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,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9.81164200KN.m

13、/cm,船中后为9.81186000KN.m/cm,此时Xb= -1.25m,Xf =-4.30m,MTC=9.81240KN.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=2109.81KN.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

14、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.

15、75t/cm,Lbp=140m),大量装卸,某轮装载后排水量=12000t,Xb=-1.35m,MTC=9.81200KN.m/cm,经计算得纵向重量力矩船中前为9.81158200KN.m,船中后为9.81174000KN.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=9.81300IN.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=9.81194KN.m/cm,Lbp=148m,航行至

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