第五章船舶吃水差的計算與調(diào)整課件

海上貨物運輸上海海事大學商船學院第五章船舶吃水差的計算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江1、吃水差的概念及產(chǎn)生原因；2、吃水差對船舶性能的影響；3、對萬噸級裝載狀態(tài)下船舶吃水差以及空載航行時船舶吃水及吃水差要求?？荚嚧缶V要求第一節(jié)船舶吃水差概述6/8/2023青院船藝教研室齊紹江第一節(jié)船舶吃水差概念一、吃水差的概念1、吃水差的定義

吃水差（Trim）t—船舶在首垂線處的吃水與尾垂線處的吃水的差值。

6/8/2023青院船藝教研室齊紹江尾傾(Trimbystern)：t<0首傾(Trimbyhead)：t>0平吃水(Evenkeel)：t=0FL1LBGFW1WL1LBGFWLBG???W1W第一節(jié)船舶吃水差概念6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、產(chǎn)生吃水差的原因船舶的重力作用線與正浮時的浮力作用線在中線面上的投影不在同一條垂直線上，即：縱傾力矩BG第一節(jié)船舶吃水差概念6/8/2023青院船藝教研室齊紹江快速性操縱性其它首傾過大減少螺旋槳沉深，降低船速，船舶縱搖時，船打空車嚴重，主機受力不均，降低主機壽命。輕載時，舵效變差，航行穩(wěn)定性變差，操縱困難，航速降低船首甲板上浪對首部結構造成損害；尾傾過大輕載時船首底板易遭拍底，造成損害操縱性能變差，回轉(zhuǎn)性差易偏離航向；不利于了望第一節(jié)船舶吃水差概念3、吃水差對船舶的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江甲板上浪6/8/2023青院船藝教研室齊紹江螺旋槳出水6/8/2023青院船藝教研室齊紹江二對船舶吃水及吃水差的要求船舶航行時要求有適宜的尾傾提高推進效率，航速增加；舵效變好，操縱性能變好；減少甲板上浪，利于安全。1、裝載狀態(tài)下對吃水差的要求根據(jù)經(jīng)驗，萬噸輪適宜吃水差為：滿載時t=-0.3m~-0.5m半載時t=-0.6m~-0.8m輕載時t=-0.9m~-1.9m第一節(jié)船舶吃水差概念6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、空載航行時對吃水及吃水差的要求1）對吃水的要求通常情況下，d≥50%dS冬季航行時，d≥55%dS上海船舶研究所建議值：第一節(jié)船舶吃水差概念6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2）對空船壓載航行時吃水差的要求螺旋槳沉深比（靜水中不小于0.5，風浪中應不小于0.65-0.75）吃水差與船長之比縱傾角第一節(jié)船舶吃水差概念6/8/2023青院船藝教研室齊紹江1、船舶吃水差和首、尾吃水的計算；2、少量載荷變動時船舶吃水差和首、尾吃水改變量的計算；3、吃水差的調(diào)整方法（包括縱向移動載荷以及增加或減少載荷）及計算：考試大綱要求第二節(jié)吃水差的核算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江一、吃水差的計算原理1、縱穩(wěn)性的假設條件（1）縱傾前后的水線面的交線過正浮時的漂心。（2）浮心移動的軌跡是圓弧的一段，圓心為定點—縱穩(wěn)心ML，圓弧的半徑即為縱穩(wěn)心半徑BML。第二節(jié)吃水差的核算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、吃水差的基本計算公式

其中，GML—縱穩(wěn)性高度。

令第二節(jié)吃水差的核算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、吃水差的基本計算公式當 t=1cm=1/100m時，M.T.C—厘米縱傾力矩（9.81kN.m/cm）設則

（2）吃水差的基本計算公式

式中ML—縱傾力矩（9.81kN.m）xg—重心縱向坐標 （m）xb—浮心縱向坐標 （m）

第二節(jié)吃水差的核算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、吃水差的基本計算公式又式中—縱向重量力矩（9.81KN.m）;Pi—第i分項重量 （t）Xi—Pi相應的重心縱坐標 （m）第二節(jié)吃水差的核算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江

xg－船舶重心距船中距離(m)。中前為正，中后為負。xi－組成的載荷重心距船中距離(m)。中前為正，中后為負。包括：L、航次儲備量、壓載水、貨物等?？沾?、航次儲備量不變部分、船舶常數(shù)重心距船中距離：查取船舶資料；油水等重心距船中距離：無論是否裝滿，均視液艙艙容中心為其重心縱向坐標；貨物重心距船中距離：均可近似取貨艙容積中心為其重心縱向坐標；詳算法：第二節(jié)吃水差的核算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江第二節(jié)吃水差的核算與調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江二、影響吃水差的因素（一）縱向移動載荷對吃水差的影響移動特點移動過程中船舶排水量不變，屬于船內(nèi)問題。FWLBG???

dF1dA1dF1

dA1

Px??MB1G16/8/2023青院船藝教研室齊紹江x值的符號確定：

載荷由后向前移，取“+”；載荷由前向后移，取“－”。計算公式一）縱向移動載荷對吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江

例題：某船△=20325t，dF=8.29m,dA=9.29m,xf=-1.54m,MTC=9.81×227.1kN·m/cm,為減小船舶中垂，擬將NO.3壓載艙（xp3=12.1m）壓載水250t調(diào)駁到NO.1壓載艙（xp1=45.14m）,已知船長LBP=140m，試求壓載水調(diào)駁后的dF、dA和t1。

解：求吃水差改變量δt

δt=250×（45.14-12.10）/100×227.1=0.36m

壓載水調(diào)駁后的dF、dA和t1

dF=8.29+(70+1.54)/140×0.36=8.47m

dA=9.29-(70-1.54)/140×0.36=9.11m

t1=8.47-9.11=(8.29-9.29)+0.36=-0.64m

6/8/2023青院船藝教研室齊紹江1、大量載荷變動條件：1計算載荷變動后的重心距船中距離xg2利用排水量Δ2查取dM2、xb2、xf2、MTC2利用基本計算公式計算t2、dF2、dA2（二）載荷變動對吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、少量載荷(Pi<10%)變動的計算一）縱向移動載荷對吃水差的影響假定先將載荷P裝在漂心F的垂線上：使船舶平行沉浮，吃水改變，吃水差不變（二）載荷變動對吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、少量載荷(Pi<10%)變動的計算將載荷由漂心處水平移到實際裝載位置XP處：變?yōu)榇瑑?nèi)載荷縱向移動，移動距離（xp-xf）一）縱向移動載荷對吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江一）縱向移動載荷對吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江例題：“安新江”輪從大連港開航時排水量Δ＝20,522t，首吃水dF＝8.56m，尾吃水dA＝9.04m。在往科倫坡港航行途中，消耗燃油170t（其重心在船中后7.62m處），重柴油30t（其重心在船中前5.12m處），淡水100t（其重心在船中后66.85m處），求抵科倫坡港時的船舶首尾吃水。

解：1)根據(jù)船舶排水量20,522t，查得船舶平均吃水dM＝8.8m，每厘米縱傾力矩MTC＝9.81×226kN·m／cm，每厘米吃水噸數(shù)TPC＝26.09t／cm，漂心距船中距離Xf＝－2.53m。

6/8/2023青院船藝教研室齊紹江

2)計算油水消耗后平均吃水改變量

∑Pi（－170）＋（－30）＋（－100）

δd＝—————＝————————————————＝－0.115m

100TPC100×26.09

3)計算油水消耗后的吃水差改變量

∑Pi（Xpi－Xf）[(－170)(－7.62＋2.53)]

δt＝—————————＝————————————————＋

100×MTC100×226

[(－30)(5.12＋2.53)][(－100)(－66.85＋2.53)]

—————————————＋——————————————＝0.31m

100×226100×226

4)計算油水消耗后的首尾吃水改變量

Xf2.53

δdF＝δd＋(0.5－———)·δt＝－0.115＋(0.5＋———)×0.31＝0.0456m

LBP140

Xf2.53

δdA＝δd－(0.5＋———)·δt＝－0.115－(0.5－———)×0.31＝－0.2644m

LBP140

5)油水消耗后，船舶抵港時的首尾吃水

dF1＝dF＋δdF＝8.56＋0.0456≈8.61m

dA1＝dA＋δdA＝9.03－0.2644≈8.77m6/8/2023青院船藝教研室齊紹江大多數(shù)船舶xb＞xf

δt＞0,所以海水進入淡水首傾通過圖示可知，水密度變化的影響可視為原排水量Δ內(nèi)的浮心由B點縱移至k點，使船舶產(chǎn)生縱傾力矩。以海水到淡水為例FWLBG????kW2W1L2L1xbxf（三）舷外水密度變化對吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江1、吃水差計算圖表的制表原理2、吃水差計算圖表的應用?？荚嚧缶V要求第三節(jié)吃水差圖表6/8/2023青院船藝教研室齊紹江1、吃水差曲線圖（Trimdiagram）適用范圍：大量載荷變動?用途：計算大量載荷變動后t、dF、dA，及調(diào)整t曲線圖組成：

縱坐標：載荷(不含ΔL)對船中力矩的代數(shù)和Mx

橫坐標：排水量；

曲線：吃水差曲線、首吃水曲線、尾吃水曲線。第三節(jié)吃水差圖表6/8/2023青院船藝教研室齊紹江一、吃水差曲線圖1、制作原理

第三節(jié)吃水差圖表6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、吃水差曲線圖的使用

吃水差曲線圖6/8/2023青院船藝教研室齊紹江2、吃水差比尺（Trimmingtable）適用范圍：少量載荷變動定義：在船上任意位置裝載100t載荷時，船舶首、尾吃水改變量的圖表。用途：求取t、dF、dA制作原理第三節(jié)吃水差圖表6/8/2023青院船藝教研室齊紹江吃水差比尺的使用方法6/8/2023青院船藝教研室齊紹江吃水差比尺圖2第三節(jié)吃水差圖表6/8/2023青院船藝教研室齊紹江第三節(jié)吃水差圖表肋位距中距離(m)dM＝7.5mdM＝8.0mdM＝8.5mdM＝9.0mδdF(cm)δdA(cm)δdF(cm)δdA(cm)δdF(cm)δdA(cm)δdF(cm)δdA(cm)04151607079859197103109119128138147155165173182196－70.0－42.5－35.4－28.3－21.1－14.0－9.5－5.0－0.54.08.515.622.830.037.043.149.355.461.570.0－13.31－6.41－4.63－2.84－1.050.721.852.984.115.246.368.159.9411.7213.5115.0516.5818.1219.6521.7820.7814.0812.3510.618.887.146.054.953.852.761.66－0.06－1.80－3.54－5.27－6.75－8.25－9.75－11.24－13.31－12.71－6.02－4.28－2.55－0.820.912.003.104.195.296.388.119.8511.5813.3114.8016.2917.7819.2721.3419.8213.4311.7710.128.466.815.764.713.672.621.58－0.07－1.73－3.38－5.04－6.46－7.88－9.31－10.73－12.71－12.04－5.58－3.91－2.24－0.571.102.153.214.625.326.388.059.7211.3913.0614.5015.9417.3818.8120.8118.1912.7311.179.608.036.465.474.473.482.491.50－0.06－1.63－3.20－4.77－6.12－7.47－8.82－10.16－12.04－11.14－5.18－3.57－1.95－0.341.262.283.304.325.346.367.919.5811.2012.8114.2015.5816.9718.3620.2817.8412.0910.619.127.636.145.204.263.322.381.44－0.04－1.53－3.02－4.51－5.79－7.07－8.35－9.63－11.40加載100噸首尾吃水變化數(shù)值表6/8/2023青院船藝教研室齊紹江當裝載量不是100t時，可用下式求解：

卸載時，其數(shù)值與查表所得相同，但符號相反。第三節(jié)吃水差圖表6/8/2023青院船藝教研室齊紹江一、縱向移動載荷1、公式法單向移動載荷（適用于艙位有空余）縱向輕重載荷等體積互換（適用于無空余艙位）第四節(jié)吃水差的調(diào)整6/8/2023青院船藝教研室齊紹江一、縱向移動載荷2、吃水差圖表法（吃水差比尺）載荷由x1處移至x2處，可認為載荷由x1出卸出，再在x2處裝入⑴δtD=δdFD-δdAD

δtL=δdFL-δdAL⑵δt100=δtD+δtL⑶P=100×δt/δt100第四節(jié)吃水