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1、海上货物运输,航海学院,货运教研室,第四节 散装谷物运输,与海运有关的散装谷物的特性 下沉性和散落性对船舶稳性的影响 散装谷物专用船舶的结构特点 散粮船运输规则 散粮船的装运特点 散粮船稳性的核算 改善散粮船稳性的方法及其措施,散装谷物的定义,谷物是指包括小麦（Wheat）、玉米（Maize）、 燕麦（Oat）、稞麦（Rye）、大麦（Barley）、大 米（Rice）、豆类（Pulse）、种子（Seeds）及有 其加工而成的与谷物在自然状态下具有相同特征 的制成品。,一、与海运有关的散装谷物的特性 3-1,呼吸性 影响因素：含水量、温度、空气成分、籽粒状态等。,自热性（发热性） 吸湿散湿性 吸
2、附性 谷物易感染或吸附异味和有害气体的特性。 易受虫害 注： 以上五点特性是散装谷物和包装谷物的共有特性。,一、散装谷物的特性 3-2,舱内谷物重心下降； 满载舱出现空档，便于谷物自由流动。,下沉性（空隙性） 影响结果： 影响因素：,颗粒大小、形状、S.F.、表面状态、含水量等。,散装谷物的含水量：,一、散装谷物的特性 3-3,散落性（流动性） 定义： 影响散落性的因素： 颗粒大小、形状、表面状态、含水量、杂质含量等。 衡量指标: 静止角（Angle of repose） 亦称休止角、自然倾斜角、摩擦角。 静止角越大，散落性越 ？；反之亦然。 散落性对船舶的影响：,散装谷物（或非粘性固体散货）
3、在外力作用下， 能够自动松散流动的特性。,有利于谷物装卸，不利于船舶稳性。,谷物的静止角,谷物的静止角一般为3537， 干燥时静止角变小，约为2030。 注： 下沉性和散落性是散装谷物特有的特性。,二、下沉性和散落性对船舶稳性的影响,下沉性： 散落性： 垂向力矩使船舶重心 ？，稳性 ？； 横向力矩使船舶产生横倾角，稳性力矩 ？。,使舱内谷面下沉且出现空档。,使谷物发生移动，存在 ？力矩和 ？ 力矩。,三、散装谷物专用船舶的结构特点,单甲板，双层底 舱口围较高 设置顶边水舱和底边水舱，舱壁呈斜面形 作用： 必要时货舱内设置防移装置 或止移措施,便于平舱和清舱； 减小谷物移动倾侧力矩； 空载回航时
4、可作压载舱。,1、国际散粮船运输规则 SOLAS 1960 非专用船：GM0.3048m（1ft） 专用船：谷物移动引起的船舶静横倾角不大于5 1969 等效条例 SOLAS 1974 2、我国法定规则对散粮船运输的要求,四、散粮船运输规则,1969 等效条例,经自由液面修正后的GM值不小于0.30m； 由于谷物移动产生的横倾角不大于12； 剩余动稳性值不小于0.075m.rad。,部分舱： 满载舱：,谷面下沉模型：,谷物移动倾侧模型：,1969 等效条例的稳性衡准,部分舱： 满载舱：,忽略不计；,舱口内（75mm） 舱口外(不小于100mm) 。,假定与水平线成25， 成15。,SOLAS
5、1974,部分舱： 满载舱：,谷面下沉模型：,忽略不计；,舱口内（150mm） 舱口外(不小于100mm) 。,谷物移动倾侧模型：,部分舱： 经平舱的满载舱： 未经平舱的满载舱：,SOLAS 1974 的稳性衡准,假定与水平线成25， 15； 舱口范围内及舱口两侧成15， 舱口两端成25。,经自由液面修正后的GM值不小于0.30m； 由于谷物移动产生的横倾角不大于12，1994年1月1日以后建造的船舶，应不大于船舶甲板浸水角，两者取小的； 剩余动稳性值不小于0.075m.rad。 1969 等效条例和SOLAS 1974的异同点 相同点： 不同点： a. 假定谷物下沉和谷物倾侧模型不同； b.
6、 计算横倾角时的谷物移动倾侧力矩不同。 c. 69年只考虑横向倾侧力矩，74年考虑横向和垂向倾侧力矩。,SOLAS 1974的稳性衡准,稳性衡准指标相同。,2、我国法定规则对散粮船运输的要求,国际航行船舶 稳性要求： 假定谷物下沉和谷物倾侧模型： 国内航行船舶 定义： 谷物移动倾侧模型： 谷物移动倾侧体积矩,必须满足普通干散货船的基本完整稳性要求； 同时满足三条特殊稳性衡准要求。,同SOLAS 1974。,仅在国内沿海各港口之间航行的船舶和国际航行在港外部分卸载进港或驶往其他国内港口的船舶。,部分舱和满载舱均假定谷物移动后谷物与水平成12计算。,谷物移动倾侧体积矩,当船舶具备按SOLAS 19
7、74要求计算的谷物移动倾侧体积矩Mv资料时，国内船舶： 对未经平舱的满载舱和部分装载舱： 经平舱的满载舱： 当船舶缺乏上述资料时，国内船舶： 对部分舱： 经平舱的满载舱：,五、散粮船的装运要求,1、装货前的准备,编制配积载图 按规定填写稳性计算表 美国、加拿大、澳大利亚、巴西、阿根廷、中国等。 使货舱适货 申请验舱，获取验舱合格证明。 接受主管部门检查人员的检验 检验项目：污水泵工作是否正常； 装载和稳性计算是否符合规定。 合格后获取装载许可证书，方可装货。,2、装卸过程中的注意事项,3、散装谷物船舶的计量,编制配积载图 2-1,航次货运量计算 配积载图的基本原则： 在保证船舶性能的前提下，尽
8、可能多装货。 尽量将各货舱装满。 若舱容有富余，则可以留出12个部分装载舱。 部分装载舱的选择原则 对船舶纵向强度影响较小 便于调整吃水差 该舱谷物移动所产生的倾侧力矩应避开峰值，保证船舶稳性。,确定装舱的基本方案 经平舱的满载舱、未经平舱的满载舱、部分装载舱（松动舱）、共同（共通）装载舱。 配积载图绘制 配积载图用侧视图和俯视图表示。 满载舱用“F”表示，且应标明平舱方式； 部分舱用“S”或“P”表示，且应标明空档高度 或谷物装舱深度。 多用途船应标明是否采取共同装载的方式。,（1）编制配积载图 2-2,示例,散粮船配积载图,2、装卸过程中的注意事项 2-1,装货前，安置好舷梯安全网、防鼠板
9、。 选择好天气装货。甲板上不得有积水。 装货过程中，应按装舱计划装货，保证纵向强度。 单头作业：各舱轮流装，且分23轮装完。 双头作业：可隔舱同时装载，但应分23轮装完。 多头作业：可各舱同时装载。 装货过程中，可保持一定的尾倾，严禁出现横倾。 装货过程中，值班人员注意吃水的变化。 装货完毕后应根据要合理平舱。 其它,2、装卸过程中的注意事项 2-2,装货结束后，装卸公司应绘制实际装载图。 装货结束后，可根据合同要求进行熏舱。 卸货时通常用吸粮机或抓斗进行。卸货过程中值班人员必须注意船舶吃水的变化对缆绳的影响。 卸货过程中，必要时应及时压载。 3、散装谷物船舶的计量 装船数量由岸上的计量器提供
10、，并作为计算依据。 若岸上无衡量器或设备不完善，也可用水尺计量。,六、散粮船稳性的核算（SOLAS 1974）,SOLAS 1974 稳性衡准各项指标的核算 经自由液面修正后的GM值不小于0.30m； S 12, 1994年1月1日以后建造的船舶，Smin12，船舶甲板浸水角； 剩余动稳性值不小于0.075m.rad。 简化核算方法,、GM核算,）满载舱谷物重心高度的确定方法： 谷物重心取在货舱的舱容中心处。 可由货舱容积表查得。 谷物重心取在舱内谷物的实际体积中心处。 即：舱内谷物最终装载体积的几何中心处。 可由舱容曲线图查得。 ）部分舱重心高度的确定 重心位置取在舱内谷物初始装载体积的几何
11、中心处。 可由舱容曲线图查得。,（1）公式计算法 （2）作图法,2、h12,谷物移动倾侧横向体积矩Mv(m4)。 经过重心修正后的谷物移动倾侧总体积矩(m4)Mv； f 谷物移动垂向体积矩修正系数 满载舱： 取舱容中心为重心：f 1.00 取体积中心为重心：f 1.06 部分舱：f 1.12 Mu 谷物移动倾侧总力矩(t.m)；,Mv的确定 ,满载舱的横向倾侧体积矩表,部分舱,Mv的确定 ,部分舱的横向倾侧体积矩图,部分舱的横向倾侧体积矩表,部分舱倾侧体积矩曲线图,（2）作图法求取S,绘制静稳性曲线图GZ=f() 绘制谷物移动倾侧力臂曲线hf() 规则规定：h曲线是一条随横倾角的增大而降低的直
12、线。 由(0，0)和(40，40)两点可确定该条直线。,H,0,s,A,F,40,40,、剩余动稳性值Ad0.075m.rad,剩余静稳性力臂： 剩余动稳性力臂： 是指由经自由液面修正的GZ曲线、H曲线及右边边界线CF 所围面积。 右边边界线CF,H,GZ,O,0,s,B,A,F,m,40,C,D,E,Ad的计算,在横坐标hm范围内将曲线n等分，量取各段GZi的数值，利用梯形法则计算曲线面积值Ad。,、简化核算方法,）等值三角形面积法 ）剩余静稳性力臂法（GZ40省略条件法） ）谷物许用倾侧力矩Ma法,H,GZ,O,0,s,B,A,F,m,40,）剩余静稳性力臂法,假设右边界是，s12,H,G
13、Z,O,0,s,B,A,F,m=40,40,12,应用条件,应用条件,谷物移动引起的船舶横倾角h12； 经自由液面修正后的GZ曲线在1240范围内形状正常，无凹陷现象； 右边边界线对应角为40； GZ40明显大于0.307m。,若任一项不满足，则必须采用其它方法进行稳性核算。 KG经过自由液面修正,注意：,）谷物许用倾侧力矩Ma法,许用倾侧力矩Ma 恰能同时满足公约中三项稳性衡准指标要求时所允许的全船谷物移动倾侧力矩的最大值。 Ma的求取: 找到满足三项指标的最大的 利用求Ma 查表获得Ma,Ma仅与静稳性曲线的形状有关,Ma表,七、改善散粮船稳性的方法及其措施,减少谷物移动倾侧体积矩 改善配
14、积载方案，提高初稳性高度 设置防移装置及采取止移措施,减少谷物移动倾侧体积矩,将部分装载舱安排在较窄小或较短的货舱内。 避开部分装载舱内谷物移动倾侧力矩的峰值。 将部分舱安排在短舱内。 减少部分装载舱的数目 改变共同装载的方式 采取平舱措施,3、设置防移装置及采取止移措施,1）装载散粮船舶的防移装置 补给装置 止移装置 谷物表面的固定装置：适用于部分舱 舱口盖固定装置： 只在底舱装满散粮时，其舱口盖必须固定。 2）各种装载状况的止移措施,补给装置,添注漏斗（Feeder） 安装在船舶二层甲板的两舷上，补给底舱的空档。 围阱（Trunk） 安装在主舱口上，使甲板间舱内的谷物减少移动。 添注漏斗和
15、围阱不一定同时设置，可根据需要选用。 二者通常用于装运散粮的多用途船舶。,添注漏斗和围阱,止移装置,止移板（Shifting board） 纵向垂直设置的木质或钢质隔壁。木质的厚度应不小于50mm。所有止移板的端部应插入插槽内，并具有75mm的最小支撑长度。 立柱（Upright） 立柱两端插入插座内至少75mm。 撑柱（Shore） 撑柱与水平线之间的夹角不超过45。 拉索（Stay） 尽可能水平设置。,止移板,2）各种装载状况的止移措施,满载舱的止移措施 设置纵向隔壁 设置托盘（Saucer）:装亚麻籽和类似货物时可设置托盘。 设置散装谷物捆包 部分舱的止移措施 设置纵向隔壁 散装谷物表面上堆装货物 舱内两侧和两端堆装货物,满载舱的止移措施,设置托盘,纵 向 隔 壁,设置散装谷物捆包,部分舱的止移措施,设置纵向隔壁 散装谷物表面上堆装货物 舱内两侧和两端堆装货物,
