海上货物运输海上货物运输上海海事大学商船学院第五章第五章 船舶吃水差的计算与调船舶吃水差的计算与调整整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 1、吃水差的概念及产生原因；、吃水差的概念及产生原因；2、吃水差对船舶性能的影响；、吃水差对船舶性能的影响；3、对万吨级装载状态下船舶吃、对万吨级装载状态下船舶吃水差以及空载航行时船舶吃水差以及空载航行时船舶吃水及吃水差要求水及吃水差要求 考试大纲要求第一节第一节 船舶吃水差概述船舶吃水差概述7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念一、吃水差的概念一、吃水差的概念1 、吃水差的定义、吃水差的定义 吃水差（吃水差（TrimTrim））t t——船舶在首垂线处船舶在首垂线处的吃水与尾垂线处的吃水的差值的吃水与尾垂线处的吃水的差值 7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 Ø尾倾尾倾(Trim by stern)：：t<0Ø首倾首倾(Trim by head)：：t>0Ø平吃水平吃水(Even keel)：： t=0FL1LBGFW1WL1LBGFWLBG•••W1W第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2 2、产生吃水差的原因、产生吃水差的原因 船舶的重力作用线与正浮时的浮力作用船舶的重力作用线与正浮时的浮力作用线在中线面上的投影不在同一条垂直线线在中线面上的投影不在同一条垂直线上，即上，即 ：纵倾力矩纵倾力矩BG第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 快速性快速性操纵性操纵性其它其它首倾首倾过大过大减少螺旋桨沉深，减少螺旋桨沉深，降低船速，降低船速，船舶纵船舶纵摇时，船打空车严摇时，船打空车严重，主机受力不均，重，主机受力不均，降低主机寿命。
降低主机寿命 轻载时，舵效轻载时，舵效变差，航行稳变差，航行稳定性变差，操定性变差，操纵困难，航速纵困难，航速降低降低船首甲板上浪船首甲板上浪对首部结构造对首部结构造成损害；成损害；尾倾尾倾过大过大轻载时轻载时船首底板易船首底板易遭拍底，造成损害遭拍底，造成损害操纵性能变差，操纵性能变差，回转性差回转性差易偏离航向；易偏离航向；不利于了望不利于了望第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念3 、吃水差对船舶的影响、吃水差对船舶的影响7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 甲板上浪7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 螺旋桨出水7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 二二 对船舶吃水及吃水差的要求对船舶吃水及吃水差的要求船舶航行时要求有适宜的尾倾船舶航行时要求有适宜的尾倾提高推进效率，航速增加；提高推进效率，航速增加；舵效变好，操纵性能变好；舵效变好，操纵性能变好；减少甲板上浪，利于安全减少甲板上浪，利于安全1 、装载状态下对吃水差的要求、装载状态下对吃水差的要求根据经验，万吨轮适宜吃水差为：根据经验，万吨轮适宜吃水差为：满载时满载时 t=-0.3m~-0.5m半载时半载时 t=-0.6m~-0.8m轻载时轻载时 t=-0.9m~-1.9m第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2 、空载航行时对吃水及吃水差的要求、空载航行时对吃水及吃水差的要求1）对吃水的要求）对吃水的要求通常情况下，通常情况下， d≥50%dS 冬季航行时，冬季航行时， d≥55%dS上海船舶研究所建议值：上海船舶研究所建议值：第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2）对空船压载航行时吃水差的要求）对空船压载航行时吃水差的要求ÿ螺旋桨沉深比螺旋桨沉深比 （静水中不小于（静水中不小于0.5，风浪中应不，风浪中应不小于小于0.65-0.75））ÿ吃水差与船长之比吃水差与船长之比纵倾角纵倾角第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 1、船舶吃水差和首、尾吃水的计、船舶吃水差和首、尾吃水的计算；算；2、少量载荷变动时船舶吃水差和、少量载荷变动时船舶吃水差和首、尾吃水改变量的计算；首、尾吃水改变量的计算；3、吃水差的调整方法（包括纵向、吃水差的调整方法（包括纵向移动载荷以及增加或减少载荷）移动载荷以及增加或减少载荷）及计算：及计算：考试大纲要求第二节第二节 吃水差的核算与调整吃水差的核算与调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 一、吃水差的计算原理一、吃水差的计算原理1 1、纵稳性的假设条件、纵稳性的假设条件 Ø（（1 1）纵倾前后的水线面的交线过正浮时的漂心。
纵倾前后的水线面的交线过正浮时的漂心 Ø（（2 2）浮心移动的轨迹是圆弧的一段，圆心为定）浮心移动的轨迹是圆弧的一段，圆心为定点点——纵稳心纵稳心M ML L，圆弧的半径即为纵稳心半径，圆弧的半径即为纵稳心半径BMBML L 第二节第二节 吃水差的核算与调整吃水差的核算与调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2 2、吃水差的基本计算公式、吃水差的基本计算公式 Ø其中，GML—纵稳性高度 Ø令 第二节第二节 吃水差的核算与调整吃水差的核算与调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2 2、吃水差的基本计算公式、吃水差的基本计算公式当 t=1cm=1/100 mt=1cm=1/100 m时，时， M.T.C—M.T.C—厘米纵倾力矩厘米纵倾力矩 （（9.81kN.m/cm9.81kN.m/cm））Ø设设 则则 Ø（（2 2）吃水差的基本计算公式）吃水差的基本计算公式Ø 式中式中 M ML L——纵倾力矩纵倾力矩 （（9.81kN.m9.81kN.m）） x xg g——重心纵向坐标重心纵向坐标（（m m）） x xb b——浮心纵向坐标浮心纵向坐标（（m m）） 第二节第二节 吃水差的核算与调整吃水差的核算与调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2 2、吃水差的基本计算公式、吃水差的基本计算公式Ø又又 式中式中 — —纵向重量力矩（纵向重量力矩（9.81KN.m9.81KN.m））; ;P Pi i——第第i i分项重量分项重量（（t t）） X Xi i—P—Pi i相应的重心纵坐标相应的重心纵坐标（（m m））第二节第二节 吃水差的核算与调整吃水差的核算与调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 xg－船舶重心距船中距离－船舶重心距船中距离(m)。
中前为正，中后为负中前为正，中后为负 xi－组成－组成 的载荷重心距船中距离的载荷重心距船中距离(m)中前为正，中后为负中前为正，中后为负 包括：包括： L、航次储备量、压载水、货物等航次储备量、压载水、货物等l空船、航次储备量不变部分、船舶常数重心距船中距离：查空船、航次储备量不变部分、船舶常数重心距船中距离：查取船舶资料；取船舶资料；l油水等重心油水等重心距船中距离：无论是否装满，均视液舱舱容中心距船中距离：无论是否装满，均视液舱舱容中心为其重心纵向坐标；为其重心纵向坐标；l货物重心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距船中距离：均可近似取货舱容积中心为其重心纵向坐标；向坐标； 详算法：详算法：第二节第二节 吃水差的核算与调整吃水差的核算与调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 第二节第二节 吃水差的核算与调整吃水差的核算与调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 二、影响吃水差的因素二、影响吃水差的因素（（一）纵向移动载荷对吃水差的影响一）纵向移动载荷对吃水差的影响l移动特点移动特点 移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题。
移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题FWLBG••• dF1dA1 dF1 dA1 Px••MB1G17/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 lx值的符号确定：值的符号确定： 载荷由后向前移，载荷由后向前移，取取“+”；； 载荷由前向后移，载荷由前向后移，取取“－－”l计算公式计算公式一）纵向移动载荷对吃水差的影响一）纵向移动载荷对吃水差的影响7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 例题：某船例题：某船△=20325t△=20325t，，d dF F=8.29m, d=8.29m, dA A =9.29m,x =9.29m,xf f= = -1.54m,MTC=9.81×227.1kN·m/cm,-1.54m,MTC=9.81×227.1kN·m/cm,为减小船舶中垂，为减小船舶中垂，拟将拟将NO.3NO.3压载舱（压载舱（x xp3p3=12.1m=12.1m）压载水）压载水250t250t调驳到调驳到NO.1NO.1压载舱（压载舱（x xp1p1=45.14m=45.14m））, ,已知船长已知船长L LBPBP=140m=140m，试求压载，试求压载水调驳后的水调驳后的d dF F、、d dA A和和t t1 1。
解：求吃水差改变量解：求吃水差改变量δtδt δt=250× δt=250×（（45.14-12.1045.14-12.10））/100×227.1=0.36m/100×227.1=0.36m压载水调驳后的压载水调驳后的d dF F、、d dA A和和t t1 1d dF F =8.29+(70+1.54)/140×0.36=8.47m =8.29+(70+1.54)/140×0.36=8.47md dA A =9.29-(70-1.54)/140×0.36=9.11m =9.29-(70-1.54)/140×0.36=9.11mt t1 1=8.47-9.11=(8.29-9.29)+0.36=-0.64m=8.47-9.11=(8.29-9.29)+0.36=-0.64m7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 1、大量载荷变动、大量载荷变动条件：条件： 1计算载荷变动后的重心距船中距离计算载荷变动后的重心距船中距离xg2利用排水量利用排水量Δ2查取查取dM2、、xb2、、xf2、、MTC2利用基本计算公式计算利用基本计算公式计算t2、、dF2、、dA2（二）载荷变动对吃水差的影响（二）载荷变动对吃水差的影响7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2、少量载荷、少量载荷( Pi < 10% )变动的计算变动的计算一）纵向移动载荷对吃水差的影响一）纵向移动载荷对吃水差的影响①①假定先将载荷假定先将载荷P P装在漂心装在漂心F F的垂线上：使船舶平的垂线上：使船舶平行沉浮，吃水改变，吃水差不变行沉浮，吃水改变，吃水差不变（二）载荷变动对吃水差的影响（二）载荷变动对吃水差的影响7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2、少量载荷、少量载荷( Pi < 10% )变动的计算变动的计算②②将载荷由漂心处水平移到实际装载位置将载荷由漂心处水平移到实际装载位置X XP P处：处：变为船内载荷纵向移动，移动距离（变为船内载荷纵向移动，移动距离（x xp p-x-xf f））一）纵向移动载荷对吃水差的影响一）纵向移动载荷对吃水差的影响7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 一）纵向移动载荷对吃水差的影响一）纵向移动载荷对吃水差的影响7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 例题：例题：“安新江”轮从大连港开航时排水量 Δ＝20,522 t，首吃水dF＝8.56 m，尾吃水dA＝9.04 m。
在往科伦坡港航行途中，消耗燃油170 t（其重心在船中后7.62 m处），重柴油30 t（其重心在船中前5.12 m处），淡水100 t（其重心在船中后66.85 m处），求抵科伦坡港时的船舶首尾吃水 解：1)根据船舶排水量20,522 t，查得船舶平均吃水dM＝8.8 m，每厘米纵倾力矩MTC＝9.81×226 kN·m／cm，每厘米吃水吨数TPC＝26.09 t／cm，漂心距船中距离Xf＝－2.53 m7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2)2)计算油水消耗后平均吃水改变量计算油水消耗后平均吃水改变量 ∑Pi ∑Pi （－（－170170）＋（－）＋（－3030）＋（－）＋（－100100）） δd δd ＝＝ ————— ————— ＝＝ ———————————————————————————————— ＝＝ －－0.115 m0.115 m 100 100TPCTPC 100×26.09 100×26.09 3) 3)计算油水消耗后的吃水差改变量计算油水消耗后的吃水差改变量 ∑Pi∑Pi（（XpiXpi－－XfXf）） [ ( [ (－－170 ) ( 170 ) ( －－7.627.62＋＋2.53 ) ]2.53 ) ] δt δt ＝＝ —————————————————— ＝＝ ———————————————————————————————— ＋＋ 100× 100×MTCMTC 100×226 100×226 [ ( [ (－－30 ) ( 5.1230 ) ( 5.12＋＋2.5 3) ] [ (2.5 3) ] [ (－－100 ) (100 ) (－－66.8566.85＋＋2.53 )]2.53 )] ————————————— ————————————— ＋＋ —————————————— —————————————— ＝＝ 0.31 m 0.31 m 100×226 100×226 100×226 100×226 4) 4)计算油水消耗后的首尾吃水改变量计算油水消耗后的首尾吃水改变量 XfXf 2.53 2.53 δdF δdF ＝＝δd δd ＋＋ (0.5 (0.5－－ ——————)·)·δt δt ＝－＝－ 0.115 0.115＋＋ ( 0.5 ( 0.5＋＋ ——— ——— )×0.31)×0.31＝＝0.0456 m0.0456 m LBPLBP 140 140 Xf Xf 2.53 2.53 δdA δdA ＝＝δd δd －－ (0.5 (0.5＋＋ ——— ———)·)·δt δt ＝－＝－0.1150.115－－ ( 0.5 ( 0.5－－ ——— ——— )×0.31)×0.31＝－＝－0.2644 m0.2644 m LBPLBP 140 140 5) 5)油水消耗后，船舶抵港时的首尾吃水油水消耗后，船舶抵港时的首尾吃水 dFdF1 1＝＝ dFdF ＋＋ δdF δdF ＝＝ 8.56 8.56 ＋＋ 0.0456 ≈ 8.61 m 0.0456 ≈ 8.61 m dAdA1 1＝＝ dA dA ＋＋ δdA δdA ＝＝ 9.03 9.03 －－ 0.2644 ≈ 8.77 m 0.2644 ≈ 8.77 m7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 1、吃水差计算图表的制表原理、吃水差计算图表的制表原理2、吃水差计算图表的应用。
吃水差计算图表的应用考试大纲要求第三节第三节 吃水差图表吃水差图表7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 1、吃水差曲线图（、吃水差曲线图（Trim diagram））适用范围：大量载荷变动适用范围：大量载荷变动?用途：计算大量载荷变动后用途：计算大量载荷变动后t、、dF、、dA，，及调整及调整t曲线图组成：曲线图组成： 纵坐标：纵坐标：载荷载荷(不含不含ΔL )对对船中力矩的代数和船中力矩的代数和Mx 横坐标：横坐标：排水量；排水量； 曲线：曲线：吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线第三节第三节 吃水差图表吃水差图表7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图 Ø1 1、制作原理、制作原理 第三节第三节 吃水差图表吃水差图表7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2 2、吃水差曲线图的使用、吃水差曲线图的使用 吃吃水水差差曲曲线线图图7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 2、吃水差比尺（、吃水差比尺（Trimming table））适用范围：少量载荷变动适用范围：少量载荷变动定义：在船上任意位置装载定义：在船上任意位置装载100t载荷时，船舶载荷时，船舶 首、尾吃水改变量的图表。
首、尾吃水改变量的图表用途：求取用途：求取 t、、 dF、、 dA制作原理制作原理第三节第三节 吃水差图表吃水差图表7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 吃水差比尺的使用方法7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 吃吃水水差差比比尺尺图图2 2第三节第三节 吃水差图表吃水差图表7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 第三节第三节 吃水差图表吃水差图表肋位距中距离(m)dM＝7.5mdM＝8.0mdM＝8.5mdM＝9.0 mδdF(cm)δdA(cm)δdF(cm)δdA(cm)δdF(cm)δdA(cm)δdF(cm)δdA(cm)04151607079859197103109119128138147155165173182196－70.0－42.5－35.4－28.3－21.1－14.0－9.5－5.0－0.54.08.515.622.830.037.043.149.355.461.570.0－13.31－6.41－4.63－2.84－1.05 0.72 1.85 2.98 4.11 5.24 6.36 8.15 9.9411.7213.5115.0516.5818.1219.6521.7820.7814.0812.3510.618.887.146.054.953.852.761.66－0.06－1.80－3.54－5.27－6.75－8.25－9.75－11.24－13.31－12.71－6.02－4.28－2.55－0.82 0.91 2.00 3.10 4.19 5.29 6.38 8.11 9.8511.5813.3114.8016.2917.7819.2721.34 19.82 13.43 11.77 10.12 8.46 6.81 5.76 4.71 3.67 2.62 1.58－0.07－1.73－3.38－5.04－6.46－7.88－9.31－10.73－12.71－12.04－5.58－3.91－2.24－0.57 1.10 2.15 3.21 4.62 5.32 6.38 8.05 9.7211.3913.0614.5015.9417.3818.8120.8118.1912.7311.179.608.036.465.474.473.482.491.50－0.06－1.63－3.20－4.77－6.12－7.47－8.82－10.16－12.04－11.14－5.18－3.57－1.95－0.341.262.283.304.325.346.367.919.5811.2012.8114.2015.5816.9718.3620.28 17.84 12.09 10.61 9.12 7.63 6.14 5.20 4.26 3.32 2.38 1.44－0.04－1.53－3.02－4.51－5.79－7.07－8.35－9.63－11.40加载加载100100吨首尾吃水变化数值表吨首尾吃水变化数值表7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 当当装载量不是装载量不是100t时，可用下式求解：时，可用下式求解： 卸载时，其数值与查表所得相同，卸载时，其数值与查表所得相同， 但符号相反但符号相反。
第三节第三节 吃水差图表吃水差图表7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 一、纵向移动载荷一、纵向移动载荷1 1、公式法、公式法单向移动载荷（适用于舱位有空余）单向移动载荷（适用于舱位有空余）纵向轻重载荷等体积互换（适用于无空余舱位）纵向轻重载荷等体积互换（适用于无空余舱位）第四节第四节 吃水差的调整吃水差的调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 一、纵向移动载荷一、纵向移动载荷2 2、吃水差图表法（吃水差比尺）、吃水差图表法（吃水差比尺）载荷由载荷由x x1 1处移至处移至x x2 2处，可认为载荷由处，可认为载荷由x x1 1出卸出，再在出卸出，再在x x2 2处装入处装入⑴⑴ δtδtD D= = δdδdFD FD - - δd δdADAD δtδtL L= = δdδdFL FL - - δd δdALAL⑵⑵ δtδt100100= =δtδtD D + + δtδtL L⑶⑶ P=100× P=100× δt/ δtδt/ δt100100第四节第四节 吃水差的调整吃水差的调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 二、重量增减二、重量增减1 1、公式法、公式法2 2、吃水差图表法、吃水差图表法 δδt t100100= = δdδdF F –δd –δdA A P=100× P=100× δt/ δδt/ δt t100100第四节第四节 吃水差的调整吃水差的调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 例题：例题：““安新江安新江””轮到科伦坡外锚地港时，轮到科伦坡外锚地港时，ΔΔ＝＝20,222 t20,222 t、、dF dF ＝＝8.61 m8.61 m、、dAdA＝＝8.77 m8.77 m，现要求调平吃水靠泊，问应向首，现要求调平吃水靠泊，问应向首尖舱（其舱容中心在中前尖舱（其舱容中心在中前65.67 m65.67 m）注入多少吨压载水才能满）注入多少吨压载水才能满足要求？足要求？ 解：解：1)1)根据根据ΔΔ＝＝20,222 t20,222 t，查得，查得MTCMTC＝＝9.81×224.2 9.81×224.2 kN·mkN·m／／cmcm，，Xf Xf ＝－＝－2.6 m2.6 m 2) 2)抵达科伦坡外锚地时船舶吃水差抵达科伦坡外锚地时船舶吃水差t t ＝＝ dF dF －－ dA dA ＝＝ 8.618.61－－8.77 8.77 ＝－＝－0.16 m0.16 m 3) 3)要求调整的吃水差值要求调整的吃水差值δtδt＝＝0 0－（－－（－0.160.16）＝）＝ 0.16 m 0.16 m 4) 4)求应向首尖舱注入压载水的重量求应向首尖舱注入压载水的重量P P 100 100δtδt··MTC MTC 100×0.16×224.2 100×0.16×224.2 P P＝＝———————————————— ＝＝ ——————————— ——————————— ≈ ≈ 53t53t XpXp－－X Xf 65.67f 65.67＋＋2.62.6 7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 3 3 调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求调整吃水差应同时兼顾纵向强度的要求船舶状态船舶状态 载荷调整原则载荷调整原则 船舶吃水差船舶吃水差纵向变形纵向变形首倾首倾首倾首倾首倾首倾尾倾尾倾尾倾尾倾尾倾尾倾平吃水平吃水平吃水平吃水 中拱中拱中垂中垂0中拱中拱中垂中垂0中拱中拱中垂中垂 前部前部→→中部中部中部中部→→后部后部前部前部→→后部后部后部后部→→中部中部中部中部→→前部前部后部后部→→前部前部前、后部前、后部→→中部中部中部中部→→前、后部前、后部 第四节第四节 吃水差的调整吃水差的调整7/26/2024青院船艺教研室 齐绍江 。