船舶货运-保证船舶具有适当的吃水差

1、海上货物运输海上货物运输 5 5 保证船舶具有适当的吃水差保证船舶具有适当的吃水差 本章要求本章要求 掌握合适吃水差的概念；掌握合适吃水差的概念； 掌握船舶吃水、吃水差的计算和调整方法；掌握船舶吃水、吃水差的计算和调整方法； 了解吃水差曲线和吃水差比尺的使用方法。了解吃水差曲线和吃水差比尺的使用方法。 学时：学时：4学时学时 5 5 保证船舶具有适当的吃水差保证船舶具有适当的吃水差 重点 船舶适度吃水差值的确定； 吃水差、首尾吃水的计算与调整； 吃水差计算图表的使用 难点 吃水差、首尾吃水的计算与调整 5 5 保证船舶具有适当的吃水差保证船舶具有适当的吃水差 吃水差（吃水差（Trim）：）：t

2、=dF-dA t=0, 平吃水（平吃水（Even keel）；）； t0，首倾，首倾(Trim by head)； t0，尾倾，尾倾(Trim by stern)。 5 5 保证船舶具有适当的吃水差保证船舶具有适当的吃水差 5-1 5-1 对船舶吃水差的要求对船舶吃水差的要求 一、吃水差对船舶航行性能的影响：一、吃水差对船舶航行性能的影响： 影响操纵性、快速性、适航性和抗风浪影响操纵性、快速性、适航性和抗风浪 性能性能 对快速性的影响：对快速性的影响： 首倾：螺旋桨的浸深下降首倾：螺旋桨的浸深下降推力下降；埋首推力下降；埋首 阻力增加；飞车阻力增加；飞车 尾倾：拍底，阻力增加尾倾：拍底，阻力增

3、加 一、吃水差对船舶航行性能的影响一、吃水差对船舶航行性能的影响 对操纵性的影响：对操纵性的影响： 首倾：舵效下降；阻尼下降首倾：舵效下降；阻尼下降稳定性下降；稳定性下降； 甲板上浪甲板上浪 尾倾：操纵性一般较好，但盲区上升，回转尾倾：操纵性一般较好，但盲区上升，回转 性下降性下降 结论：为保证船舶有较好的航行性能，结论：为保证船舶有较好的航行性能， 一般经验为使船舶适当尾倾。一般经验为使船舶适当尾倾。 5-15-1对船舶吃水差的要求对船舶吃水差的要求 二、对船舶吃水差及空载吃水的要求：二、对船舶吃水差及空载吃水的要求： 对万吨级船吃水差的要求：对万吨级船吃水差的要求： 满载：满载：t=-0.

4、3-0.5m 半载：半载：t=-0.6-0.8m 空载：空载：t=-0.9-1.9m 二、对船舶吃水差及空载吃水的二、对船舶吃水差及空载吃水的 要求要求 对船舶空载时吃水和吃水差的要求：对船舶空载时吃水和吃水差的要求： 船舶空载时的特点：吃水小，受风面积大，船舶空载时的特点：吃水小，受风面积大， 影响船舶推进、稳性和操纵性。影响船舶推进、稳性和操纵性。 解决办法：压载，使吃水增大，吃水差适解决办法：压载，使吃水增大，吃水差适 当。当。 对船舶空载时吃水和吃水差的要求对船舶空载时吃水和吃水差的要求 1对船舶空载时吃水的要求：对船舶空载时吃水的要求： 压载后：一般压载后：一般 dm50% ds 冬

5、季冬季 dm55% 60%ds 对船舶空载时吃水和吃水差的要求对船舶空载时吃水和吃水差的要求 上海船舶运输研究所分析了上海船舶运输研究所分析了IMO的要求的要求 后建议：后建议： Lbp150 m dF (min)0.025 Lbp ( m ) dM (min)0.02 Lbp +2 ( m ) Lbp 150 m dF (min)0.012 Lbp +2 ( m ) dM (min)0.02 Lbp +2 ( m ) 对船舶空载时吃水和吃水差的对船舶空载时吃水和吃水差的 要求要求 尾吃水尾吃水 使螺旋桨有足够的沉深。使螺旋桨有足够的沉深。 h/D 0.50，显著影响螺旋桨的推力和转矩，显著影

6、响螺旋桨的推力和转矩 一般要求：一般要求：h/D0.6250.750 h/D0.80.9时，快速性可达到满意效果时，快速性可达到满意效果 吃水差：吃水差： |t|/ Lbp2.5% (尾倾尾倾) 1.5 吃水差的产生吃水差的产生 吃水差产生的吃水差产生的 原因：原因： 重心重心的纵向坐的纵向坐 标标 与与正浮时正浮时浮浮 心心的纵向坐标的纵向坐标 不相等。不相等。 bg xx 5 5 保证船舶具有适当的吃水差保证船舶具有适当的吃水差 5-2 5-2 吃水差与首尾吃水的计算与调整吃水差与首尾吃水的计算与调整 一、吃水差的计算原理一、吃水差的计算原理 纵稳性纵稳性(LONGITUDINAL STA

7、BILITY) 方程式：方程式： MRL=GMLSin 假设：纵倾角假设：纵倾角很小很小 Sin=tg= bp L t 一、吃水差的计算原理一、吃水差的计算原理 则：则：MRL=GMLSin 当当t =1cm时，时，MRL= =MTC bp L L t GM bp L bp L L BM L GM 01. 001. 0 一、吃水差的计算原理一、吃水差的计算原理 每厘米纵倾力矩每厘米纵倾力矩(Moment to Trim One centimeter,MTC): 使船舶的吃水差改变使船舶的吃水差改变1厘米时，所需要的厘米时，所需要的 纵倾力矩。纵倾力矩。 每厘米纵倾力矩曲线：每厘米纵倾力矩曲线：

8、 MTC=f(d) (KNm/cm) 应用：应用： (m) MTC M t T 100 44期 42、船舶舷外水密度减少，且浮心位于漂心以后，则船舶尾倾： A、增加 B、减少 C、不变 D、不能确定 参考答案：B 43 、船舶空载航行，其平均吃水一般应达到夏季满载吃水的_以上。 A、 B、 C、 D、 参考答案：B 45期 吃水差产生的原因是 A. 船舶装载后重心不与浮心共垂线 B. 船舶装载后漂心不与重心共垂线 C. 船舶装载后重心不与正浮时漂心共垂线 D. 船舶装载后重心不与正浮时浮心共垂线 某轮船长Lbp 150m，根据IMO及我国 的要求，船舶空载时其最小首吃水dF 应 满足以下_要求

9、。 A. dF 0.02Lbp B. dF 0.012Lbp C. dF 0.02Lbp +2 D. dF0.012Lbp +2 47期 42 某船原首倾，现首吃水减小尾吃水增加，则其首倾 _。 A. 减小 B. 增加 C. 不变 D. 变化趋势不 能确定 43 通常情况下，船舶空载航行时，其吃水差与船长之 比的绝对值应_。 A. 大于2.5% B. 大于1.5% C. 小于2.5% D. 小于 1.5% 5-25-2吃水差与首尾吃水的计算与吃水差与首尾吃水的计算与 调整调整 二、吃水差和首尾吃水的基本计算方法：二、吃水差和首尾吃水的基本计算方法： (m) 设正浮时的重心和浮心纵向坐标分别为设

10、正浮时的重心和浮心纵向坐标分别为xg、xb， ， 积载时：积载时： xgxbt0 Trimming Arm (TA): xg xb Trimming Moment :MT=g(xg xb） 100 T M t MTC () ( ) 100100 gb T g xx M tm MTCMTC Xb-Longitudinal Center of Buoyancy Xg- Longitudinal Center of gravity 吃水差的基本计算吃水差的基本计算 首尾吃水的基本计算方法首尾吃水的基本计算方法 如图如图5-1，有：，有： f bp A f bp F bp x L d x L d L

11、t 22 f bp A f bp F bp x L d x L d L t 22 首尾吃水的基本计算方法首尾吃水的基本计算方法 )() 2 1 (mt L x d bp f F )() 2 1 (mt L x d bp f A 首尾吃水的基本计算方法首尾吃水的基本计算方法 Longitudinal Center of Flotation (LCF, or xf ) 二、吃水差和首尾吃水的基本计二、吃水差和首尾吃水的基本计 算方法算方法 )( 100 )( 100 m MTC xxg MTC M tt bg T )() 2 1 (mt L x dd bp f mF )() 2 1 (mt L x

12、 dd bp f mA 二、吃水差和首尾吃水的基本计二、吃水差和首尾吃水的基本计 算方法算方法 例例1：某轮：某轮=22000t，中前纵向重量力矩，中前纵向重量力矩 Pixi=260000tm,中后纵向重量力矩中后纵向重量力矩 Pixi=210000 tm ,dm=9 m ,MTC=220 tm/cm ,xb=2.7 m ,xf= -2.0 m ,LBP=150m。 试求船舶的首尾吃水及吃水差。试求船舶的首尾吃水及吃水差。 二、吃水差和首尾吃水的基本计二、吃水差和首尾吃水的基本计 算方法算方法 m xP x ii g 27. 2 22000 210000260000 m MTC xxg t b

13、g 43 . 0 220100 )7 . 227. 2(22000 100 )( 二、吃水差和首尾吃水的基本计二、吃水差和首尾吃水的基本计 算方法算方法 mt L x dd bp f mF 78. 8)43. 0() 150 2 2 1 (9) 2 1 ( mt L x dd bp f mA 21. 9)43. 0() 150 2 2 1 (9) 2 1 ( 吃水差与首尾吃水的计算与调整吃水差与首尾吃水的计算与调整 1、LONGITUDINAL WEIGHT SHIFTS LONGITUDINAL WEIGHT SHIFTS 吃水差与首尾吃水的计算与调整吃水差与首尾吃水的计算与调整 重量为重量

14、为P的载荷纵向移动的载荷纵向移动 x 距离后引起的距离后引起的 吃水差变化为：吃水差变化为： )( 100 m MTC xP t 首尾吃水改变量及新的首尾吃水首尾吃水改变量及新的首尾吃水 t L x d bp f F ) 2 1 ( t L x d bp f A ) 2 1 (AAA FFF ddd ddd 1 1 吃水差与首尾吃水的计算与调整吃水差与首尾吃水的计算与调整 2、适合少量载荷变动时吃水差和首尾吃水、适合少量载荷变动时吃水差和首尾吃水 的计算方法：的计算方法： 已知：已知：，dm1，dF1，dA1，t1，TPC， MTC，xf，装，装P（xp） 求：求：dm2，dF2，dA2，t2

15、。 LONGITUDINAL WEIGHT ADDITIONS AND REMOVALS LONGITUDINAL WEIGHT ADDITIONS AND REMOVALS When weight is added or removed to/from a ship, two things will happen: 1.The ship will sink or rise a few inches 2.The ship will trim about the Center of Flotation (LCF) The easiest way to calculate the draft ch

16、anges due to a weight addition/removal 三、适合少量载荷变动时吃水差三、适合少量载荷变动时吃水差 和首尾吃水的计算方法和首尾吃水的计算方法 解：分二步考虑解：分二步考虑 1）将重量）将重量P装在漂心装在漂心F处，船舶平行沉浮处，船舶平行沉浮 (Parallel Sinkage or Parallel Rise)。 (m) 100 m P d TPC LONGITUDINAL WEIGHT ADDITIONS AND REMOVALS 2）将重量）将重量P从从F处纵移至实际装载位置，处纵移至实际装载位置， 只产生吃水差变化。只产生吃水差变化。 )( 100

17、)( 100 m MTC xxPg MTC M t fP T 首尾吃水改变量首尾吃水改变量 1 ()( ) 2 f Fm bp x ddtm L 1 ()( ) 2 f Am bp x ddtm L 三、适合少量载荷变动时吃水差三、适合少量载荷变动时吃水差 和首尾吃水的计算方法和首尾吃水的计算方法 21 1 ()( ) 2 f AAm bp x dddtm L 21 1 ()( ) 2 f FFm bp x dddtm L 三、适合少量载荷变动时吃水差三、适合少量载荷变动时吃水差 和首尾吃水的计算方法和首尾吃水的计算方法 21 ( )tttm 21 ( ) mmm dddm 三、适合少量载荷变

18、动时吃水差三、适合少量载荷变动时吃水差 和首尾吃水的计算方法和首尾吃水的计算方法 例例2： 在例在例1中，若要求中，若要求t=-0.3m，问需要在一，问需要在一 舱和五舱（舱和五舱（x=80m）之间如何移货？应）之间如何移货？应 移多少吨？移多少吨？ 三、适合少量载荷变动时吃水差三、适合少量载荷变动时吃水差 和首尾吃水的计算方法和首尾吃水的计算方法 解： 应向前移货应向前移货 mttt13. 0)43. 0(3 . 0 1 MTC xPg t 100 t xg tMTC p8 .35 80 13. 0220100 100 42、船舶舷外水密度减少，且浮心位于 漂心以后，则船舶尾倾： A、增加

19、B、减少 C、不变 D、不能确定 5-2 5-2 吃水差与首尾吃水的计算吃水差与首尾吃水的计算 与调整与调整 四、吃水差的调整：四、吃水差的调整： 1纵向移动载荷：纵向移动载荷： )(mPxMT )( 100100 m MTC Px MTC M t T )( 100 t x MTCt P 四、吃水差的调整四、吃水差的调整 满舱时，轻重货物纵向等体积互换：满舱时，轻重货物纵向等体积互换： LLHH SFPSFP )( 100 )( m MTC xPP t LH 四、吃水差的调整四、吃水差的调整 2打排压载水或装卸载荷：打排压载水或装卸载荷： MTC xxP MTC M t fP T 100 )(

20、 100 fp xx tMTC P 100 5-2 5-2 吃水差与首尾吃水的计算吃水差与首尾吃水的计算 与调整与调整 五、保证适当吃水差的经验方法：五、保证适当吃水差的经验方法： 1按经验得出的各舱配货重量的合适比例配按经验得出的各舱配货重量的合适比例配 货。货。 2首尾舱内留出一定量的机动货载，供装货首尾舱内留出一定量的机动货载，供装货 结束前作调整吃水差之用。结束前作调整吃水差之用。 注意：注意： 1）调整量约为：）调整量约为：1%2%S 2）调整吃水差时应兼顾纵强度；）调整吃水差时应兼顾纵强度； 3) 调整货物应与舱内货物相容。调整货物应与舱内货物相容。 5 5 保证船舶具有适当的吃水

21、差保证船舶具有适当的吃水差 5-35-3 吃水差与首尾吃水计算图表吃水差与首尾吃水计算图表 目的：简化计算。目的：简化计算。 一、吃水差曲线图：一、吃水差曲线图： 1制作原理：根据吃水差和首尾吃水基制作原理：根据吃水差和首尾吃水基 本计算原理。本计算原理。 ),( iiX Pft )(),() 2 1 (mXPft L x dd ii bp f mF )(),() 2 1 (mXPft L x dd ii bp f mA 一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图 2吃水差曲线图的组成：如图吃水差曲线图的组成：如图 组成：组成：t，dF ,dA三组等值曲线。三组等值曲线。 横坐标：船舶排水量横坐标：船舶

22、排水量。 纵坐标：纵坐标：PiXi，为，为除空船重量以外的除空船重量以外的船上船上 所有载荷对船中力矩的代数和（所有载荷对船中力矩的代数和（DW部分部分)。 3.适用：与船舶装载能力相适应的适用：与船舶装载能力相适应的任何任何 数量载荷的情况数量载荷的情况 一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图 4使用方法使用方法 1) 求求t，dF ,dA 已知 已知 ，Mx=PiXi，查图，求得：，查图，求得：t， dF , dA。 2）调整吃水差调整吃水差 已知：已知：，t0，t1 。 求：载荷移动时，调整载荷重量求：载荷移动时，调整载荷重量P 一、吃水差曲线图一、吃水差曲线图 解：解：t=t1 - t0，

23、依货舱确定纵向移动距离依货舱确定纵向移动距离 x。 根据根据，t0查查 M0 ；t1 查查M1。 Mx = M1 - M0 得：得： )(m xg M P x 5-3 5-3 吃水差与首尾吃水计算图表吃水差与首尾吃水计算图表 二、少量加载时首尾吃水改变量计算图表：二、少量加载时首尾吃水改变量计算图表： 又称吃水差比尺或百吨吃水差比尺。如又称吃水差比尺或百吨吃水差比尺。如 图。图。 1图表制作原理图表制作原理 少量加载首尾吃水与装在前少量加载首尾吃水与装在前（或（或dm ）、）、 载荷重量载荷重量P和加载纵向位置和加载纵向位置xp 有关。有关。 二、吃水差比尺二、吃水差比尺 )(),( 100

24、)( ) 2 1 ( 100TPC P ) 2 1 ( mxdPf MTC xxP L x t L x dd pm fp bp f bp f mF )(),( 100 )( ) 2 1 ( 100TPC P ) 2 1 ( mxdPf MTC xxP L x t L x dd pm fp bp f bp f mA 二、吃水差比尺二、吃水差比尺 令令P=100吨，则：吨，则： )(),(mxdfd pmF )(),(mxdfd pmA 二、吃水差比尺二、吃水差比尺 2图的组成图的组成 纵坐标：平均吃水纵坐标：平均吃水dm。 横坐标：纵向位置横坐标：纵向位置xp。 等值曲线：等值曲线： cd F

25、cd A 二、吃水差比尺二、吃水差比尺 3使用方法：使用方法： 已知：已知：，dm, 装装P(xp)。 解：当装解：当装100吨时，依吨时，依dm ， xp,查图表，查图表， 得得 : , 。 当装当装P吨时，则：吨时，则： F d A d FF d P d 100 FFF ddd 1 AA d P d 100 AAA ddd 1 近年真题近年真题 44 期：吃水差比尺在计算_时误差较小。 少量装卸首尾吃水改变量；少量装卸吃水差 改变量；大量装卸首尾吃水改变量 A、 B、 C、 D、 45期：吃水差曲线图可以用来求取各种装载状 态下的：吃水差；首、尾吃水；调整吃 水差 A. 、 B. 、 C.

26、 、 D. 、 47期： 吃水差比尺可以用来计算船舶_。 A. 吃水差改变量 B. 首吃水改变量 C. 尾吃水改变量 D. A、B、C 都是 第5章检测题 船舶吃水差的产生是由于： A、纵向重力作用点与正浮时浮力作用点不 在同一垂线上 B、纵向重力作用点与正浮的浮力作用点在 同一垂线上 C、纵向重力作用点与漂心不在同一垂线上 D、纵向重力作用点与漂心在同一垂线上 第5章检测题 船舶产生吃水差是由于沿船舶纵向的 _与正浮时的浮力作用点不在同 一条垂线上的结果。 A重力的作用点 B漂心的作用点 C纵稳性 D纵倾点 第5章检测题 船舶空载航行时，其吃水差应能满足吃 水差与船长的比值_的要求。 A大于

27、2.5 % B小于2.5 % C大于5.0 % D小于5.0 % 第5章检测题 船舶空载时，必须进行压载的原因是： A螺旋桨的推进效率低， B受风面积大，影响航速， C稳性较差， DA、B均是， 第5章检测题 船舶发生纵倾时，其纵倾轴通过 。 A.船中 B.浮心 C.漂心 D.重心 第5章检测题 厘米纵倾力矩是指_所需力矩值。 A产生1厘米平均吃水变化 B产生1厘米吃水差 C首尾吃水各变化1厘米 D尾吃水变化2厘米 第5章检测题 船舶厘米纵倾力矩是： A首吃水增加一厘米，尾吃水减少一厘米 所需的力矩 B吃水差改变一厘米所需力矩 C首吃水增加0.5厘米，尾吃水减少0.5厘 米所需的力矩 D首吃水

28、减少0.5厘米，尾吃水增加0.5厘 米所须的力矩 第5章检测题 某轮船长100米，为保证其空载时的适当 浮态，根据IMO的要求，该轮的首吃水应： B A大于3.2米 B大于2.5米 C大于2.2米 D小于2.2米 第5章检测题 为保证船舶的航行技术性能，空船吃水 一般应达到： A50%夏季满载吃水 B40%夏季满载吃水 C、5%夏季满载吃水 D35%夏季满载吃水 第5章检测题 船舶空载航行时，其吃水差应能满足吃 水差与船长的比值 的要求。B A、大于2.5% B小于2.5% C大于5.0% D小于5.0% 第5章检测题 根据实践经验，一般万吨级的货船在半 载时适当的吃水差大致为 A、t=0； B、t=0.60.8米； C、t=-0.3-0.5米； D、t=-0.6-0.8米。 第5章检测题 船舶厘米纵倾力矩的表示船舶 。 A、吃水变化1厘米时所需要的纵倾力矩 B、吃水差变化1厘米时所需要的纵倾力矩 C、纵倾时所需的力矩值 D、吃水差变化1厘米时所需移动货物的吨数 第5章检测题 调整吃水差时要综合考虑吃水差和 _强度的要求。 A局部 B横向 C纵向 D扭转 第5章检测题 某