船舶吃水差的概念與基本計算

1、第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运畹谝还?jié)船舶吃水差的概念與基本計算一、吃水差概述1. 吃水差(trim)概念當(dāng)t = 0時，稱為平吃水(Even keel)；t = dF dAy 當(dāng) t > 0 時，稱為首傾(Trim by head)；當(dāng) t < 0 時，稱為尾傾(Trim by stern)。2吃水差對船舶航海性能的影響快速性操縱性耐波性等首傾時輕載時螺旋槳沉深比下 降，影響推進(jìn)效率。輕載時舵葉可能露 出水面，影響舵效。滿載時船首容易上浪。過大尾 傾時輕載時球鼻首露出水面 過多，船舶阻力增大。水下轉(zhuǎn)船動力點后 移，回轉(zhuǎn)性變差。輕載時船首盲區(qū)增大， 船首易遭海浪拍擊。3.適當(dāng)吃水差

2、的范圍1) 載貨狀態(tài)下，對萬噸級貨輪：滿載時：t = -0.3-0.5 m半載時：t = -0.6-0.8 m輕載時：t = -0.9-1.9 m2) 空載航行時：螺旋槳 沉深比I/D一般要求dm > 50%d (冬季航行 dm > 55%d)1/D 為.65 0.75| t | v 2.5%Lbp其中：ds船舶夏季滿載吃水(m)；I 螺旋槳軸心至水面高度(m); D 螺旋槳直徑(m)。推薦值當(dāng) Lbp < 150m 時dFmin - 0.025Lbp( m )dmmin - 0.02Lbp + 2( m )當(dāng) Lbp > 150m 時dFmin - 0.012Lbp

3、+ 2( m )dmmin 亠 °.02Lbp+ 2( m )二、吃水差產(chǎn)生的原因1. 縱向上，船舶裝載后總重心與正浮時的浮心不共垂線，即 兀2. Xg的求法合力矩定理Xg=4 三、吃水差的基本計算1.縱向小傾角靜穩(wěn)性理論證明，船舶在小角度縱傾時，其縱傾軸為過初始水線面漂心的橫軸，在排水量一定時，縱傾前后相臨兩浮力作用線的交點 M L為定點，M L稱為縱穩(wěn)心。M RL 二:GM L sinGM L tan :： GM L tLbp2.每厘米縱傾力矩MTC :吃水差改變1 cm所需要的縱傾力矩，可由資料查得?；颍捍俺运罡淖? cm時，船舶本身所具有的縱向復(fù)原力矩。令 t = 1 c

4、m，貝U M rl、 ： GM l 丄、：BM l 001= MTCLBPLBP100 LBP3.吃水差的計算航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运詈胶＝萄惺倚扈さ谒恼?保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运?MtIFJxA Xb A(XgXb)t100 MTC 100 MTC 100 MTC4.顯然，XgXb時，船舶將存在一定的吃水差。航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运頛BPXfdA = dm當(dāng)Xf =0，即漂心在船中時:ddm 2，dA航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运詈胶＝萄惺倚扈さ谒恼?保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运?.注意事項1) t的成因是重心和浮心不共垂線形成的力矩厶

5、(Xg -Xb)，不是Xf ；2)Xg、Xb、Xf及t的正負(fù)。四、例題1. 某輪裝載后排水量 =12000t，平均吃水dm=7.50m,船長LBP=150m X)=- 1.35m,MTC=9.8伙200.0 KN.m/cm , Xf =-0.85m,經(jīng)計算得縱向重量力矩船中前為 9.81X 158200KN.m船中后為9.81 X 174000KN.m則該輪出港時的首吃水和尾吃水各 為_m。某船原首吃水為11.94m,漂心距中距離為0.20m,兩柱間長為131.3m,吃水差 改變量為3.0m，則該輪新的首吃水為m 。航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运詈胶＝萄惺倚扈さ谒恼?保證船舶具

6、有適當(dāng)?shù)某运畹诙?jié)吃水差和首尾吃水的計算與調(diào)整一、載荷移動對吃水差和首尾吃水的的影響及計算1.設(shè)載荷重量為，由捲移動到x2位置：二(R X) 匕P(Xi2 - Ki)100 MTC100 MTCdF=dF dFLbp x2 XftLbpdA二 dA dAkBP x2Xf丄tLbp2.注意事項1）載荷前移，: t為正值，首傾增加（或尾傾減?。?，dF增加dA減小;2）載荷后移，：t為負(fù)值，首傾減小（或尾傾增加），dF減小dA增加。二、載荷增減對吃水差和首尾吃水的的影響及計算1.少量載荷增減航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运詈胶＝萄惺倚扈さ谒恼?保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运? P (XPi

7、 - Xf)100 MTC© _ X2 XfPdF =dFdF =dF 債tLbr100 TPC航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运詈胶＝萄惺倚扈さ谒恼?保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运頳a'二 dA dA 二 dALbp2XfLbpP100 TPC航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运?) 注意事項(1) 增加載荷P取正值，減少載荷P取正值；(2) 漂心Xf前加載(或漂心Xf后卸載)，、：t為正值，首傾增加(或尾傾減小)，反之亦然；(3) 漂心Xf前加載，、：t為正值，dF增加，但dA不一定減小，漂心Xf后卸載，：t為正值，dA減小，但dF不一定增加；(4) 載荷

8、增減于船中前后，不能判斷吃水差的變化趨勢。2. 大量載荷增減需重新查表計算。3. 少量載荷增減對吃水差的影響，主要取決于加載位置和初始漂心的位置關(guān)系； 大量載荷增減對吃水差的影響，主要取決于加載位置和初始浮心的位置關(guān)系。dp+dA 亠 Xf t4. dm _2Lbp三、吃水差的調(diào)整1. 縱向移動載荷通常貨物移動的位置受限，而求需調(diào)整的貨物噸數(shù)P。100 6tMTC1) PX2) 若艙容難以滿足，可采用輕重貨物等體積縱向互換的方法。；PH -PP廠 P/SR2. 少量增減載荷(打排壓載水)100 t MTC =P(Xp - Xf)例：某船厶=12500t，抵達(dá)某錨地時，dp = 7.3m, dA

9、 = 7.8m,港口允許最大吃水只有 7.5m，當(dāng)時 MTC=14架 9.81KN.m/cm ,TPC= 18.4t/cm，Xf =0。如欲在船中后54.9m處的貨艙卸一部分貨物到駁船，以使其尾吃水達(dá)到允許的最大吃水，問應(yīng)卸貨多少？卸后的首吃水為多少？解：1)計算卸貨后尾吃水變化值© "a - dA =7.5 - 7.8_ -0.3 (m)2)求應(yīng)卸貨量dALbp2XfLbpP (Xp - Xf ) P100 MTC 100 TPCP (-54.9)P100 144100 18.4求得P=-125（t）,負(fù)號表示卸貨，即在船中后 54.9m處卸貨125t3）計算卸貨后的首吃

10、水Lbp x丁 - Xf p （Xp Xf ）PdF =dF +臨=dF +共+Lbp100 MTC 100 TPC= 7.3 丄2-7.47 (m)-125 (-54.9)-125100 144100 18.43. 兼顧縱向變形的調(diào)整原則計算結(jié)果載荷調(diào)整原則吃 水 差縱向變形首傾中拱前部T中部中垂中部f后部無拱垂:前部T后部尾傾中拱后部f中部中垂中部f前部無拱垂:后部f前部平吃水中拱前、后部f中部中垂中部f前、后部四、保證適當(dāng)吃水差的經(jīng)驗方法1. 按經(jīng)驗得出各艙配貨重量的合適比例配貨；2. 按艙容比例配貨，首尾艙留出一定機(jī)動貨載，在裝貨結(jié)束前作調(diào)整吃水差之用。五、作業(yè)（五）1. 某輪尚有15

11、0t貨物計劃裝船，此時已知 TPC=25t/cm, MTC=9.81X 200KN.m/cmXf =-4.60m,船長LBP=150m，為使尾吃水保持不變，該貨物應(yīng)裝于船中前 _m2. 某輪從大連港出發(fā)時排水量為 20881t，首吃水8.80m,尾吃水9.20m,抵某中途 港時，消耗燃油300t（其重心位于船中后10.70m），重柴油22t（其重心位于船中 后46m）,淡水60t（其重心位于船中后 66.40m），求船舶抵港時的首尾吃水。(Xf =-1.767m, MTC=230.9t.m/cm, TPC=25.75t/cm, LBP=140m)3. 某輪抵達(dá)目的港時的滿載吃水 dp =9.5

12、0m, dA=10.50m,該港允許進(jìn)港的最大吃水為 9.00m，己知該輪滿載時的 TPC=25t/cm MTC=9.8伙 300KN.m/cm Xf =-5.5m ,LBp=150m則在第二貨艙(Xp =+45m和第四貨艙(Xp =-40m)各駁卸_L 貨物才 能達(dá)到9.00m的平吃水進(jìn)港。4. 某輪排水量18000t,中前縱向重量力矩 180000t.m ,中后216000t.m ,平均吃水 dm=8.06m, MTC=21 區(qū) 9.81KN.m/cm, Xb=1.80m,船舶最佳縱傾值為 t= 0.66m。.,3因各艙均裝滿，現(xiàn)確定將N0.3艙的重貨(Xp=l0.0m, S.F=1.0

13、m /t)和N0.1艙的輕貨(Xp=50.0m, S.F=2.5 m3/t)互移，使其滿足最佳縱傾要求，則兩貨艙應(yīng)各移動_L貨物。航海教研室徐瑜第四章 保證船舶具有適當(dāng)?shù)某运頛BPXfdA = dmLbpt = f( H PxJ2. 以厶為橫坐標(biāo)，匚RXi為縱坐標(biāo)的t、dF和dA三組等值曲線。3. 曲線圖的使用1）查取方法2）縱向移動載荷調(diào)整吃水差二、吃水差比尺（加載100t首尾吃水改變量圖表）1. 制圖原理dFdALbp-XfR (Xp - Xf)100 mtcXBPLBP100 TRCp (Xp - Xf)P100 MTC 100 TPCf (P，dm，Xp)f(P,dm,Xp)第三節(jié)吃水差計算圖表一、吃水差曲線圖1. 制圖原理t _Mt_ IPX,Xb一 100 MTC 一 100 MTC二 f (譏PxJRXi LXgL - - Xb100 MTC式中：1 RXi為除空船以外船上載荷對腫力矩。dF2. Xp為橫坐標(biāo)，dm為縱坐標(biāo)的dF和dA兩組等值曲線。3. 曲線圖的使用dp 二 P 注，、dA 二 P 叢100 1001）適用于載荷少量增減，增加載荷P取正值，減少載荷P取正值2）也可用于載荷少量移動（先減后加）、例題1. 某船dF=7.63m, dA=8.81m,查得在第