第五章船舶吃水差的計(jì)算與調(diào)整課件

海上貨物運(yùn)輸上海海事大學(xué)商船學(xué)院第五章船舶吃水差的計(jì)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(duì)船舶性能的影響；3、對(duì)萬(wàn)噸級(jí)裝載狀態(tài)下船舶吃水差以及空載航行時(shí)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(shí)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(guò)大減少螺旋槳沉深，降低船速，船舶縱搖時(shí)，船打空車嚴(yán)重，主機(jī)受力不均，降低主機(jī)壽命。輕載時(shí)，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(duì)首部結(jié)構(gòu)造成損害；尾傾過(guò)大輕載時(shí)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(duì)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(duì)船舶吃水及吃水差的要求船舶航行時(shí)要求有適宜的尾傾提高推進(jìn)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(duì)吃水差的要求根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，萬(wàn)噸輪適宜吃水差為：滿載時(shí)t=-0.3m~-0.5m半載時(shí)t=-0.6m~-0.8m輕載時(shí)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(shí)對(duì)吃水及吃水差的要求1）對(duì)吃水的要求通常情況下，d≥50%dS冬季航行時(shí)，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(duì)空船壓載航行時(shí)吃水差的要求螺旋槳沉深比（靜水中不小于0.5，風(fēng)浪中應(yīng)不小于0.65-0.75）吃水差與船長(zhǎng)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(jì)算；2、少量載荷變動(dòng)時(shí)船舶吃水差和首、尾吃水改變量的計(jì)算；3、吃水差的調(diào)整方法（包括縱向移動(dòng)載荷以及增加或減少載荷）及計(jì)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(jì)算原理1、縱穩(wěn)性的假設(shè)條件（1）縱傾前后的水線面的交線過(guò)正浮時(shí)的漂心。（2）浮心移動(dòng)的軌跡是圓弧的一段，圓心為定點(diǎn)—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(jì)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(jì)算公式當(dāng) t=1cm=1/100m時(shí)，M.T.C—厘米縱傾力矩（9.81kN.m/cm）設(shè)則

（2）吃水差的基本計(jì)算公式

式中ML—縱傾力矩（9.81kN.m）xg—重心縱向坐標(biāo) （m）xb—浮心縱向坐標(biāo) （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(jì)算公式又式中—縱向重量力矩（9.81KN.m）;Pi—第i分項(xiàng)重量 （t）Xi—Pi相應(yīng)的重心縱坐標(biāo) （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(fù)。xi－組成的載荷重心距船中距離(m)。中前為正，中后為負(fù)。包括：L、航次儲(chǔ)備量、壓載水、貨物等?？沾⒑酱蝺?chǔ)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(wú)論是否裝滿，均視液艙艙容中心為其重心縱向坐標(biāo)；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(biāo)；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(dòng)載荷對(duì)吃水差的影響移動(dòng)特點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中船舶排水量不變，屬于船內(nèi)問(wèn)題。FWLBG???

dF1dA1dF1

dA1

Px??MB1G16/8/2023青院船藝教研室齊紹江x值的符號(hào)確定：

載荷由后向前移，取“+”；載荷由前向后移，取“－”。計(jì)算公式一）縱向移動(dòng)載荷對(duì)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(zhǎng)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(dòng)條件：1計(jì)算載荷變動(dòng)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(jì)算公式計(jì)算t2、dF2、dA2（二）載荷變動(dòng)對(duì)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(dòng)的計(jì)算一）縱向移動(dòng)載荷對(duì)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(dòng)對(duì)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(dòng)的計(jì)算將載荷由漂心處水平移到實(shí)際裝載位置XP處：變?yōu)榇瑑?nèi)載荷縱向移動(dòng)，移動(dòng)距離（xp-xf）一）縱向移動(dòng)載荷對(duì)吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江一）縱向移動(dòng)載荷對(duì)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(kāi)航時(shí)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(shí)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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)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(jìn)入淡水首傾通過(guò)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(diǎn)縱移至k點(diǎn)，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(duì)吃水差的影響6/8/2023青院船藝教研室齊紹江1、吃水差計(jì)算圖表的制表原理2、吃水差計(jì)算圖表的應(yīng)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(dòng)?用途：計(jì)算大量載荷變動(dòng)后t、dF、dA，及調(diào)整t曲線圖組成：

縱坐標(biāo)：載荷(不含ΔL)對(duì)船中力矩的代數(shù)和Mx

橫坐標(biāo)：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(dòng)定義：在船上任意位置裝載100t載荷時(shí)，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(dāng)裝載量不是100t時(shí)，可用下式求解：

卸載時(shí)，其數(shù)值與查表所得相同，但符號(hào)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(dòng)載荷1、公式法單向移動(dòng)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(wú)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(dòng)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(rèn)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