第一章_船舶与货物基础知识

1,第1章 船舶与货物基础知识,2,第一节 与货运有关的船舶基础知识,3,一 船体形状及其参数船体的几何形状指船体的外部形状，能反映出船体的大小、形状、肥瘦及表面光顺程度，它与船舶航海性能、船体强度等密切相关,4,1.主坐标平面船体外形可用投影到三个相互垂直的基本平面来表示。这三个基本投影平面称为主坐标平面（1）中线面（2）中站面（3）基平面,5,三个基本投影平面,中线面 通过船宽中央的纵向垂直平面，它把船体分为相互对称的左右两部分，因此中线面也是船体的对称面。中站面 通过船长（垂线间长或设计水线长）中点（常用符号 表示）的横向垂直平面，它把船体分为首尾两部分。基平面 通过中线面和中站面交线上的船底板上缘平行于设计水线面的平面。它与中线面、中站面相互垂直。基平面与中线面的交线称为基线。,6,中纵剖面：中线面与船体外形曲面的截面中横剖面：中站面与船体外形曲面的截面设计水线面：在设计吃水处、平行于基平面的平面与船体外形曲面的截面什么是设计吃水？,中纵剖面,横剖面,水线面,0,1,2,3,4,5,6,设计水线面,船体型表面示意图,轮廓线,中横剖面,8,2.型线图,船体外形是一般都是双向曲面，一般无法用数学公式表示，通常借助于一种图形来表征其几何形状，这种图形称为船体型线图。型线图所表示的船体外型为船体型表面。钢船的型表面为外板的内表面（不包括船体外板厚度）水泥船、木船则为船壳的外表面（包括船体外板厚度）船体型线图是关系到船舶全局的一张重要图纸船体型线图是船舶设计、计算和建造的重要依据,9,型线图,前面所介绍的三相互垂直的平面，但这三条剖线还不能将船体外形轮廓变化情况完全表达出来，因此在型线图中包括着三组剖面的投影。横剖线图 将各横剖面所截得的船体型表面曲线（横剖线）投影到中站面上所得到的图（21个等间距的横剖面）半宽水线图将各水平剖面所截得的船体型表面曲线投影到基平面纵剖线图 将各纵剖面所截得的船体型表面曲线投影到中线面,10,型线图,11,船体型线图的特点：每一组剖线在一个投影面上为曲线（表示它的真实形状），而在另外两个投影面上则为直线 型表面型线上任何一点在三个图上都有它相应的位置，而且彼此必须符合“宽相等、高平齐”的原则 型线图的比例尺视船的大小而定， 通常采用1：100、1：50及1：25。大船一般用1：100，小船有时采用1：10,12,船体型值表,根据型线图量取的数据编列成表，称为型值表 型值表是船舶性能计算和建造的主要依据。为避免图纸的伸缩变形，长期保存船型的重要数据需要给出船体型值表。,13,3.船型系数,船形系数是表达船体水下部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数，这些系数对分析船舶的航海性能有很大用处。 包括：面积系数：体积系数：,1）水线面系数（Cwp）2）中横剖面系数（Cm）,3）方形系数（Cb） 4）棱形系数（Cp）5）垂向棱形系数（Cvp）,14,水线面系数Cwp (Waterplane Area Coefficient)指与基平面相平行的任一水线面的面积AW与由此水线长L、宽B所构成的距形面积之比。几何意义：表示水线面积的肥瘦程度,L,B,15,中横剖面系数Cm (Midship Coefficient) )中横剖面在水线以下的面积AM与由型宽B、吃水d所构成的距形面积之比。几何意义：系数大小表示水线下的中横剖面的肥瘦程 度,B,d,16,方形系数Cb (Block Coefficient )船体水线以下的型排水体积与由船长L、型宽B、吃水d所构成的长方体体积之比几何意义：系数大小表示船体水下体积的肥瘦程度。,17,棱形系数CP (Prismatic Coefficient) 船体水线以下的型排水体积与由相对应中横剖面面积AM、船长L所构成的棱柱体体积之比。又称纵向棱形系数。几何意义：大小表征排水体积沿船长方向分布的丰满程度，其值越大，表示排水体积沿船长分布越均匀，反之，则集中于船中。,B,18,垂向棱形系数CVP (Vertical Prismatic Coefficient) 船体水线以下的型排水体积与由相对应的水线面面积AW、吃水d所构成的棱柱体体积之比。几何意义：表示船体排水体积沿吃水方向的分布情况,19,4.船型尺度 船型尺度是计算船舶干舷、稳性、吃水差等所依据的尺度，包括以下四项： 垂线间长 型宽 型深 型吃水,20,垂线间长（LbP Length Between Perpendiculars) 首垂线FP与尾垂线AP之间的水平距离。换句话说，指沿设计夏季载重线，由首柱前缘量至舵柱后缘的长度。 对无舵柱的船舶， LbP指 首柱前缘量至舵杆中心线的长度 （是习惯上默指的船长，在船舶静水力计算中采用）,首垂线是通过首柱前缘向设计水线所作的垂线,尾垂线是舵柱的后缘向设计水线所作的垂线，如无舵柱，则取在舵杆的中心线上,LOA,LbP,21,型宽（B Breadth ）在船舶的最宽处，由一舷肋骨外缘量至另一舷肋骨外缘之间的水平距离,22,型深（D Moulded Depth ）指在型长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至上层连续甲板横梁上缘的垂直距离,23,型吃水（d Draught ）基线至设计水线的垂直距离。,24,二 船舶浮性1.船舶的平衡条件船舶静止漂浮时只受到重力和浮力作用，船舶的平衡条件为：（1）重力与浮力大小相等，方向相反（2）重心G和浮力B在同一铅垂线上,25,2.船用坐标系 它以三个互相垂直的坐标平面（即基平面、中站面和中线面）的交点作为原点O，而以三个坐标平面间的交线作为坐标轴。基平面与中线面的交线是x轴，也就是船体的基线，指向船首为正；基平面与中站面的交线是y轴，指向右舷为正，中线面与中站面的交线是z轴，向上为正。,26,3.船舶浮态（1）正浮：是船舶中纵剖面和中横剖面均垂直于静止水面时的浮态，即船舶横倾角为零，且首尾吃水相等,27,（2）横倾：是船舶中横剖面垂直于静止水面，但中纵剖面与铅垂平面 成一横倾角时的浮态，即船舶存在横倾角,28,（3）纵倾：是船舶中纵剖面垂直于静止水面，纵倾角时的浮态，即船舶首尾吃水不等。,29,（4）任意浮态：是船舶既有横倾又有纵倾时的浮态，即船舶的中纵剖面与铅垂平面有一横倾角，同时中横剖面与铅垂平面也有一纵倾角。,30,三 船舶的重量性能 1.船舶排水量 1)空船排水量 L（Light ship displacement） 空船排水量是指船舶装备齐全但无载重时的排水量，在数值上等于空船重量 。包括船体、船舶机械、设备、仪器、固定压载、锅炉中的燃料和水、冷凝器中的淡水等重量的总和 2)满载排水量 S（Full loaded displacement） 指船舶满载时的排水量。通常特指船舶吃水达到夏季载重线时的排水量，也称夏季满载排水量。,31,3)装载排水量（Actual loaded displacement）指船舶在空载吃水与满载吃水之间任一吃水下的排水量。 2.船舶载重量 1)总载重量 DW（Dead weight） 总载重量是指船舶在空载水线与满载水线之间任一吃水情况下所能装载的所有货物、燃润料、淡水、船员、行李、粮食、供应品以及压载水、船舶常数等重量的总和 其值等于该实际吃水状态下的装载排水量与空船排水量之差 DWL （t） 总载重量随船舶实际吃水变化而变化,32,2)净载重量 NDW（Net dead weight）是船舶在某一具体航次所能装载货物的最大重量 其值等于总载重量减去航次总储备量（包括航次所需的燃润料、淡水、船员、行李、粮食、供应品等重量）和船舶常数 NDW DW G C （t）作用：计算航次货运量的依据。,33,在夏季满载吃水时，船舶净载重量、总载重量以及排水量之间的关系如下： 空船排水量L 满载排水量 S 净载重量 NDW 总载重量 DWS 航次总储备量G 船舶常数 C,34,3.舱容系数 （Coefficient of load） 是指船舶的全船货舱总容积与船舶航次净载重量之比。舱容系数w随净载重量NDW改变而改变 船舶资料中记载的舱容系数，是夏季满载吃水下按一定条件计算出的舱容系数，为固定值舱容系数较大的船舶，适于装轻货 ；，舱容系数较小的船舶，则适宜于装重货,35,1.静水力曲线图（Hydrostatic curves plan） 静止正浮时的平均型吃水与船舶特征要素之间的关系曲线 1)静水力曲线图的组成 （1）型排水体积（Volume of displacement）曲线 船舶的实际排水体积应为型排水体积与水下船壳及附体体积之和。为方便计算，一般将船舶的型排水体积乘以一个大于1的系数，该系数称为船壳系数。设船壳系数为k，型排水体积为m,则实际排水体积V为：V=Km通常k值约在1.0061.030范围内。一般情况下，对于不同船舶，小船k值较大，大船k值较小；对于同一船舶，吃水较小时k值较大，吃水较大时k值较小。,五 静水力资料,36,（2）排水量（Displacement）曲线 （3）浮心距基线高度（center of buoyancy above baseline）曲线 简称Zb曲线或KB曲线 浮心：船舶排水体积的几何中心（B） （4）浮心距船中距离（Longitudinal center of buoyancy from midship）曲线 简称Xb曲线 （5）漂心距船中距离（Longitudinal center of floatation from midship）曲线 简称Xf曲线 漂心：船舶水线面面积中心F （6）水线面面积（Area of water planes ）曲线 简称Aw曲线 水线面面积未包括船壳板厚度,37,（7）每厘米吃水吨数（Metric tons per centimeter immersion）曲线 简称TPC曲线 TPC:指船舶吃水改变1厘米所对应的船舶排水量改变值 TPC=0.01*Aw*（8）横稳心距基线高度（Transverse metacenter above base line）曲线 简称KM曲线 横稳心：船舶横倾前后浮力作用线的交点M （9）纵稳心距基线高度（Longitudinal metacenter above base line）曲线 简称KML曲线 纵稳心：船舶纵倾前后浮力作用线的交点ML （10）每厘米纵倾力矩（Moment to change trim one centimeter）曲线 简称MTC曲线 MTC：船舶吃水差改变1厘米所需要的纵倾力矩值,38,2）静水力曲线图中数据的查取 见图所示，纵坐标表示船舶的平均型吃水（m），横坐标表示各曲线的计量长度（cm） 。查出的计量长度乘以相应曲线的每厘米计量长度代表数值，即可获得所需要的数值 查取Xb及Xf曲线时，其计量长度均自船中符号处量起，船中前取正值，船中后取负值，其它曲线的计量长度均自坐标轴的原点量起,39,40,2.载重表尺（Dead weight scale）,41,42,3.静水力参数表（Hydrostatic data table） 使用静水力曲线图或载重表尺查取有关数据，往往既费时又容易出现误差。静水力参数表：方便、准确 。对于新建造的船舶，有关静水力资料几乎均采用静水力参数表的形式。,43,4.静水力资料的应用1）利用船舶静水力资料可进行下列货运量和船舶吃水的计算：（1）按船舶实际吃水变化量计算装货或卸货的重量；（2）在吃水受限制时，计算船舶所能装载货物的重量；（3）估算装卸货物后船舶吃水的变化量；（4）船舶进出不同水密度的水域时吃水改变量的计算；（5）按实际载货量计算船舶平均吃水；等 2）利用船舶静水力资料进行船舶浮态、稳性和吃水差的计算 在计算船舶的浮态、稳性和吃水差时，需要使用船舶静水力资料中的每厘米吃水吨数TPC、每厘米纵倾力矩MTC、横稳心距基线高度KM、浮心距中距离Xb及漂心距中距离Xf等数据，我们将在有关章节中再作介绍。,44,六 船舶平均吃水1.船舶实际吃水船舶实际吃水（Actual draft）是指在观察处自船舶平板龙骨下缘至水线面间的距离，可直接从船舶水尺标志上读取。,45,2.平均吃水定义 平均吃水亦称等容吃水。船舶任意倾斜状态下的排水量与其某一正浮状态下的排水量相等，则该正浮状态对应的吃水即为船舶平均吃水。小倾角纵横倾条件下，平均吃水也是船舶正浮时漂心处的吃水。,46,正浮 无纵、横倾，此时船舶任何位置处的吃水都可以视为平均吃水 纵倾,W,47,横倾任意倾斜船体有拱垂变形,48,3)水密度对船舶吃水的影响（Change of draught due to change of density ） 淡水水尺超额量 FWA（Fresh water allowance）指船舶由标准海水（1.025 g/cm3）进入标准淡水（1.000g/cm3）时，其平均吃水的增加值 半淡水水尺超额量（Semi-fresh water allowance）由标准海水进入水密度为的半淡水（1.000 g/cm31.025 g/cm3）的水域时，其平均吃水增加值,49,4.海区的划分及使用载重线的注意事项1)世界海区的划分 长期观测所积累的海洋资料表明，世界上的不同海区或同一海区不同的季节期，风浪大小与频率各异 (1)区带（Zones）：一般在该海区内一年各季风浪变化不大，因此，终年均可采用同一载重线。区带又分为： 夏季区带（Summer zone）：在夏季区带航行的船舶，允许终年使用夏季载重线； 热带区带（Tropical zone）：在热带区带航行的船舶，允许终年使用热带载重线。,50,(2)季节区域（Seasonal areas）：该季节区域内一年各季风浪变化较大，所以在该区域内航行的船舶于不同的季节期（Seasonal period）内应采用不同的载重线 冬季季节区域，又称冬季季节区带（Winter seasonal area ）：交替使用夏季载重线和冬季载重线；在风浪较小的夏季季节期允许使用夏季载重线，而在风浪较大的冬季季节期应使用冬季载重线 热带季节区域，又称季节热带区域（Seasonal tropical area）：交替使用热带载重线和夏季载重线。在风浪较小的热带季节期内允许使用热带载重线，在风浪较大的夏季季节期内应使用夏季载重线。 冬季季节区域,夏季载重线,冬季载重线,热带季节区域,热带载重线,夏季载重线,51,(3)北大西洋冬季季节区带、（North Atlantic winter seasonal zone 、）使用冬季北大西洋载重线的条件：船长小于或等于 100米 航行于西经15和西经50两子午线之间 的北大西洋冬季季节区带部分及北大西洋冬季季节区带的全部 在冬季季节期内以上所说的热带、夏季、冬季季节期等并非是通常划分的一年四季，而是根据海区的风浪频率和大小来划分的不同季节期 国际航行船舶的区带和季节区域的界限划分、季节期的起迄时间 ，详见 载重线海图,52,国际商船用区带、区域及季节期海图,53,2)我国沿海海区的划分 根据国际船舶载重线公约规定，我国沿海分别属于夏季区带和热带季节区域 我国法规规定，悬挂我国国旗的国际航行和国内航行的船舶，在我国沿海航行时，载重线海区和季节期的划分如下： (1)国际航行船舶以“香港至苏阿尔港的恒向线”为分界线分界线以北至鸭绿江口中国沿海海域： 热带：4月16日至9月30日；夏季：10月1日至4月15日。分界线以南中国沿海海域： 热带：1月21日至9月30日；夏季:10月1日至1月20日。 悬挂缔约国国旗的外国籍船舶仍应执行1966年国际船舶载重线公约的规定。,54,(2)国内航行船舶以“汕头”为分界线分界线以北的中国海域： 热带：4月16日至10月31日；夏季：11月1日至4月15日。分界线以南的中国海域： 热带：2月16日至10月31日；夏季：11月1日至2月15日。,55,3）船舶载重线使用注意事项（1）船舶实际装载水线在任何情况下，都不得超过根据航行季节和航行海域所确定的载重线的上缘，包括开航时、航行中以及到港时。（2）位于两个区带或区域的分界线上的港口，应被看作船舶到达或驶离的区带或区域内。也就是说，船舶从何种类型的海域进入该港口，或者从该港口离开后驶入何种类型的海域，载重线就按照该海域的要求使用。（3）当船舶的始发港、中途港是河口港时，应根据该河入海口所在的位置以及离港时的季节期，而决定使用热带淡水载重线或夏季淡水载重线。（4）当船舶的始发港、中途港是河口港，而该河口港距海口有一定的距离，允许船舶在开航时，在所选用的淡水载重线上少量超载，其最大超载量等于船舶自河口港至海口的航行的燃料、淡水消耗量。（5）对于使用木材载重线的船舶需注意，在甲板木材的堆装、绑扎及稳性计算方面，规范有些特殊要求，应查阅IMO船舶装载木材甲板货安全实用规则或我国法定检验规则中的有关规定。,56,第二节 与货运有关的货物的基础知识一、货物分类 1.按货物形态和装运方式可将海运货物分为 1）杂货 ：杂货是指以某种包装或裸装形式运输的货物 （1）普通杂货（Normal general cargo）使用普通杂货船运输的包装或裸装形式的货物，包括非整船运输的固体散货和液体散货，如矿石、煤炭、盐等（2）特殊杂货（Special general cargo）使用专用船舶或配有特殊设备的杂货船运输的包装或裸装形式的货物，如货物单元、重大件、危险品、冷藏货物、活动物等 （货物单元指其重量、尺寸或特殊性质需对其积载、系固进行特别处理的货物，如车辆、成套设备、可移动罐柜等）,57,58,2）散装货物（Bulk cargo）散装货物是指无包装、不记件以散装形式运输的货物。 （1）固体散装货物（Solid bulk cargo）固体散装货物指直接装船而不需包装和标志的大批量运输的块、粒、粉、末等形状的固体货物，如矿石、谷物、化肥、煤炭、水泥等。固体散装货物一般用专用固体散货船运输。（2）液体散装货物（Liquid bulk cargo） 液体散装货物指直接装船而不需包装和标志的大批量运输的液体货物，如石油及其产品、液化气体、液体散装化学品等。液体散装货物一般用专用液体散货船运输。,59,3）集装箱货物（Container cargo） 集装箱货物指将一定数量的包装、裸装或散装货物装入集装箱内作为一个货运单元运输的货物。,60,2.按货物特性及运输要求可将海运货物分为1）危险货物（Dangerous cargo）指具有燃烧、爆炸、腐蚀、毒害、放射射线等性质，在装卸、贮存或运输过程中如处理不当，可能会引起人身伤亡、财产毁损或造成海洋污染的货物，如爆炸品、压缩气体、易燃液体、易燃固体、有毒物质、放射性物质等。危险货物有包装危险货物、固体散装危险货物和液体散装危险货物3种形式。,61,2）特殊货物（Special cargo）指除危险货物外的那些性质特殊、在运输过程中易影响其他货物或易被其他货物及环境所影响的货物，如气味货、扬尘污染货、冷藏货、吸湿货等。气味货：丝绸、皮革等，扬尘货物：精选矿冷藏货：鱼肉、蔬菜吸湿货：茶叶、果脯3）一般货物（Normal cargo）指其性质对运输无特殊要求的货物。,62,二、货物性质1.货物的物理性质1）吸湿性和散湿性影响因素：货物的成分和结构（棉、麻、茶）；货物本身的水汽压与周围空气水汽压的关系2）冻结性和熔化性冻结：低温下，湿度较大的煤炭、矿砂；熔化：高温下的松香、石蜡3）挥发性4）膨胀性和物理爆炸性油桶中的油类、气瓶中的压缩空气5）放射性射线和中子流,63,2.货物的化学性质1）锈蚀性2）自热性3）自燃性4）化学爆炸性5）腐蚀性3.货物的生物性质1）腐败性2）霉变性4.货物的机械性质形式有：破碎、变形、结块、散捆等,64,65,六、货物自然减量 货物在运输保管过程中，因其本身性质、运输自然条件以及运输技术限制等因素的影响，造成货物在重量上不可避免的减少，称为货物自然减量（Normal loss of quantity），又称货物自然损耗。自然损耗的基本原因 ：干耗（蒸发或挥发）、散失（飞扬与撒落）、流失（溢渗与漏失） 自然损耗率 ：非人为的货物重量的减少量占运输货物原来总重量的百分比 。如果货物的减量在公认的自然损耗率或贸易合同中规定的损耗限度之内，船方不负任何赔偿责任。,66,七、货物积载因数和亏舱率 1.亏舱舱容 在装货时，无论货物的堆装技术如何完善，货舱的某些部位在堆装货物时因不便使用，难免会产生无法利用的空间，这个空间就叫做亏舱舱容（Broken space）或空位，以V表示 造成货物亏舱的主要原因有：1）由于货物堆码不紧密，货件间空隙过大造成的货舱容积损失；2）为给货物留出通风通道造成的货舱容积损失；3）对货物进行绑扎占用了部分货舱容积；4）由于货物的包装形式与货舱的形状不相适应而使某些货舱容积无法被利用,67,2.亏舱率是指亏舱舱容与货物在舱内堆放时实际所占用的货舱容积之比值，以Cb.s表示 V 亏舱舱容Vch货物所占货舱容积Vc货物量尺体积（外尺寸）亏舱率的大小取决于货物的种类、包装形式、堆装方式与质量以及货物装舱部位等因素。袋装、捆包货物的亏舱率相对较小，而箱装、桶装货物的亏舱率相对较大；在舱形比较规整的中部货舱堆装货物，亏舱率较小，