第五章 船舶吃水差的计算与调整

1、 2021-6-18 第一节第一节 船舶吃水差概念船舶吃水差概念 一、吃水差的概念一、吃水差的概念 1 吃水差的定义吃水差的定义 2 吃水差产生的原因吃水差产生的原因 船舶装载后船舶装载后重心的纵向重心的纵向 位置与正浮时位置与正浮时浮心的纵浮心的纵 向向位置不共垂线位置不共垂线。 AF ddt 2021-6-18 尾倾尾倾(Trim by stern)：t0 W1 FW L1 L B G 2021-6-18 平吃水平吃水(Even keel)： t=0 F WL B G 2021-6-18 3 吃水差对船舶的影响吃水差对船舶的影响 尾倾过大尾倾过大 船首底板易遭拍底，造成损害；船首底板易遭拍

2、底，造成损害； 操纵性能变差，易偏离航向；操纵性能变差，易偏离航向； 影响瞭望。影响瞭望。 首倾首倾 舵效变差，操纵困难，航速降低；舵效变差，操纵困难，航速降低； 首部甲板易上浪，对首部结构造成损害；首部甲板易上浪，对首部结构造成损害； 船舶纵摇时，船打空车严重，主机受力不均，降低船舶纵摇时，船打空车严重，主机受力不均，降低 主机寿命。主机寿命。 2021-6-18 甲板上浪 2021-6-18 2021-6-18 2021-6-18 2021-6-18 2021-6-18 螺旋桨出水 2021-6-18 二二 、对船舶吃水及吃水差的要求、对船舶吃水及吃水差的要求 船舶航行时要求有适宜的尾倾船

3、舶航行时要求有适宜的尾倾 提高推进效率，航速增加；提高推进效率，航速增加； 舵效变好，操纵性能变好；舵效变好，操纵性能变好； 减少甲板上浪，利于安全。减少甲板上浪，利于安全。 1 对装载状态下船舶吃水差的影响对装载状态下船舶吃水差的影响 根据经验，万吨轮适宜吃水差为：根据经验，万吨轮适宜吃水差为： 满载时满载时 t=-0.3m-0.5m 半载时半载时 t=-0.6m-0.8m 轻载时轻载时 t=-0.9m-1.9m 实际吃水差还受水深、港口使费等因素影响实际吃水差还受水深、港口使费等因素影响 2021-6-18 2 空载航行时对吃水及吃水差的要求空载航行时对吃水及吃水差的要求 1）空载航行时对

4、吃水的要求空载航行时对吃水的要求 通常情况下，通常情况下， d50%dS 冬季航行时，冬季航行时， d55%dS 对船舶纵向浮态建议值：对船舶纵向浮态建议值： )(202. 0 )(025. 0 150 (min) (min) mLd mLd mL BPM BPF BP ， )(. )(. (min) (min) mLd mLd mL BPM BPF BP 2020 20120 150， 2021-6-18 2）空载航行时对吃水差的要求空载航行时对吃水差的要求 降。降。时，推进效率将急剧下时，推进效率将急剧下，当，当50750650. D I D I %.52 BP L t 51. 吃水差与船

5、长之比吃水差与船长之比 纵倾角纵倾角 螺旋桨沉深比螺旋桨沉深比（I I螺旋桨轴至水面的高度即螺旋桨沉深，螺旋桨轴至水面的高度即螺旋桨沉深， D螺旋桨直径）螺旋桨直径） 2021-6-18 一、吃水差及首尾吃水的计算一、吃水差及首尾吃水的计算 1 吃水差计算吃水差计算 （MTC和xb根据 或平均型吃水查静水力资料） ML 船舶纵倾力矩船舶纵倾力矩，是船舶的重力作用线与浮力作用线不在一，是船舶的重力作用线与浮力作用线不在一 条垂直线上造成的条垂直线上造成的 lL 重力作用线与浮力作用线之间的水平距离，重力作用线与浮力作用线之间的水平距离，lL=xg - xb xg 船舶重心距船中距离，船舶重心距船

6、中距离，船中前为船中前为“+”，船中后为，船中后为“-” xb 船舶浮心距船中距离，船舶浮心距船中距离，船中前为船中前为“+”，船中后为，船中后为“-” MTC 每厘米纵倾力矩每厘米纵倾力矩 MTC xx MTCMTC M t bg L 100 )( 100100 W d F F L BG xbxg dA 第二节第二节 吃水差的计算与调整吃水差的计算与调整 2021-6-18 2.船舶重心距船中距离船舶重心距船中距离xg的确定的确定 xi组成的载荷重心距船中距离(m)。中前为正，中后为负。 构成船舶排水量的各项重量距船中距离的确定方法：构成船舶排水量的各项重量距船中距离的确定方法： l 空船、

7、航次储备量不变部分、船舶常数重心距船中距离：查取船舶资 料； l 油水等重心距船中距离：无论是否装满，均视液舱舱容中心为其重心 纵向坐标； l 货物重心距船中距离：均可近似取货舱容积中心为其重心纵向坐标； 详算法：详算法： ii g xP x 的距离的距离货堆近船中一端至船中货堆近船中一端至船中 货堆长度货堆长度 2 i x 2021-6-18 3 首尾吃水的计算首尾吃水的计算 t L x L dd t L x L dd BP f BP MA BP f BP MF 2 2 F L xf dF dA dF dA dM d船中 船中 （两对近似三角形）（两对近似三角形） 当漂心在船中处，即xf=0

8、时：dF=dM+0.5t dA=dM-0.5t 2021-6-18 二、纵向移动载荷对吃水和吃水差的计算二、纵向移动载荷对吃水和吃水差的计算 移动特点：移动特点： 移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题。移动过程中船舶排水量不变，属于船内问题。 F WL B G dF dA dF dA P x M B1 G1 2021-6-18 x值的符号确定值的符号确定： 载荷由后向前移，取载荷由后向前移，取“+”； 载荷由前向后移，取载荷由前向后移，取“”。 MTC xP t 100 计算公式：计算公式： t L x L dd BP f BP AA1 2 t L x L dd BP f BP FF1 2

9、2021-6-18 三、三、 少量载荷变动对吃水和吃水差的计算少量载荷变动对吃水和吃水差的计算 条件：条件： Pi 10% 假定先将载荷假定先将载荷P P装在漂心装在漂心F F的垂线上的垂线上：使船舶平行沉浮，使船舶平行沉浮， 吃水改变，吃水差不变吃水改变，吃水差不变 TPC P d 100 2021-6-18 将载荷由漂心处水平移到实际装载位置将载荷由漂心处水平移到实际装载位置XpXp处处：变为船内变为船内 载荷纵向移动，移动距离（载荷纵向移动，移动距离（x xp p-x-xf f） MTC xxP t fP 100 )( 2021-6-18 l 少量载荷变动后首、尾吃水的改变量少量载荷变动

10、后首、尾吃水的改变量 MTC xxP L x L TPC P d fP BP f BP F 100 2 100 )( MTC xxP L x L TPC P d fP BP f BP A 100 2 100 )( FFF ddd 1AAA ddd 1 ttt 1 l少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差少量载荷变动后首、尾吃水和吃水差 2021-6-18 某船由某港开航时=20122t，首吃水dF=8.50m， dA=8.90m，航行途中油水消耗为：燃油300t(xp= -10.50m)，柴油20t(xp= -40.00m)，淡水90t(xp= - 68.00m)。求船舶抵港时的首尾吃水dF1、dA

11、1。 （已知=20122t时的xf= -1.42m，TPC=25.5t/cm， MTC=9.81x225.1kNm/cm，LBP=140m） 2021-6-18 四、大量载荷变动对吃水和吃水差四、大量载荷变动对吃水和吃水差的计算的计算* 条件：条件： 1 计算载荷变动后的重心距船中距离计算载荷变动后的重心距船中距离xg2 利用排水量利用排水量2查取查取dM2、xb2、xf2、MTC2 利用本节基本计算公式计算利用本节基本计算公式计算t2、 、dF2、 、dA2 i P x Px 1 i ig g x 11 2 2021-6-18 五、舷外水密度变化对吃水差的影响五、舷外水密度变化对吃水差的影响

12、* 通过图示可知，水密度变化的影响可视为原排水量通过图示可知，水密度变化的影响可视为原排水量 内的内的浮心由浮心由B点纵移至点纵移至k点（近似漂心处），使船舶产点（近似漂心处），使船舶产 生纵倾力矩。生纵倾力矩。 F WL B G k W2 W1 L2 L1 xb xf dTPC 100 MTC xx t fb 100 )( )( 100 d 01 r r r r r r r r TPC 2021-6-18 六、吃水差调整六、吃水差调整 当船舶的吃水差不符合要求时，应进行调整。当船舶的吃水差不符合要求时，应进行调整。 1 1 纵向移动载荷纵向移动载荷 单向移动载荷（适用于舱位有空余）单向移动载

13、荷（适用于舱位有空余） X MTCt P 100 LLHH LH FSPFSP PPP . X MTCt P 100 纵向轻重载荷等体积互换（适用于无空余舱位）纵向轻重载荷等体积互换（适用于无空余舱位） 01 ttt 2021-6-18 3 3 保证船舶适当吃水差的经验方法保证船舶适当吃水差的经验方法 （1 1）按经验得出各舱配货重量的合适比例配货）按经验得出各舱配货重量的合适比例配货 （2 2）按舱容比例配货，首尾舱留出一定的机动货载（）按舱容比例配货，首尾舱留出一定的机动货载（10%-10%- 20%20%装货量）和机动舱容，在临装货结束前作调整吃水差装货量）和机动舱容，在临装货结束前作调

14、整吃水差 之用。之用。 fP xx MTCt P 100 2 2 加减载荷加减载荷 2021-6-18 第三节第三节 吃水差比尺吃水差比尺 吃水差比尺是一种供吃水差比尺是一种供少量载荷变动少量载荷变动时计算船时计算船 舶浮态的简易计算图表，用它可以方便的求舶浮态的简易计算图表，用它可以方便的求 取在船上任意位置装载取在船上任意位置装载100t载荷时，船舶首载荷时，船舶首 尾吃水的改变量。尾吃水的改变量。 2021-6-18 第三节第三节 吃水差比尺吃水差比尺 吃水差比尺的制作原理：吃水差比尺的制作原理： 式中，当船舶排水量一定时，TPC、MTC、Xf均为定值， 则首尾吃水该变量仅与载荷距船中距

15、离Xp有关。 )( )( cm MTC xx L x L TPC d fP BP f BP F 100 2 100 )( )( cm MTC xx L x L TPC d fP BP f BP A 100 2 100 2021-6-18 1.吃水差比尺吃水差比尺 2021-6-18 肋位 距中 距离 (m) dM7.5mdM8.0mdM8.5mdM9.0 m dF (cm) dA (cm) dF (cm) dA (cm) dF (cm) dA (cm) dF (cm) dA (cm) 0 41 51 60 70 79 85 91 97 103 109 119 128 138 147 155 1

16、65 173 182 196 70.0 42.5 35.4 28.3 21.1 14.0 9.5 5.0 0.5 4.0 8.5 15.6 22.8 30.0 37.0 43.1 49.3 55.4 61.5 70.0 13.31 6.41 4.63 2.84 1.05 0.72 1.85 2.98 4.11 5.24 6.36 8.15 9.94 11.72 13.51 15.05 16.58 18.12 19.65 21.78 20.7 8 14.0 8 12.3 5 10.6 1 8.88 7.14 6.05 4.95 3.85 2.76 1.66 0.06 1.80 3.54 5.27

17、 6.75 8.25 9.75 11.24 13.3 1 12.71 6.02 4.28 2.55 0.82 0.91 2.00 3.10 4.19 5.29 6.38 8.11 9.85 11.58 13.31 14.80 16.29 17.78 19.27 21.34 19.82 13.43 11.77 10.12 8.46 6.81 5.76 4.71 3.67 2.62 1.58 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 0.57 1.10 2.15 3.21 4.62 5.32 6.38 8

18、.05 9.72 11.39 13.06 14.50 15.94 17.38 18.81 20.81 18.19 12.73 11.17 9.60 8.03 6.46 5.47 4.47 3.48 2.49 1.50 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 0.34 1.26 2.28 3.30 4.32 5.34 6.36 7.91 9.58 11.20 12.81 14.20 15.58 16.97 18.36 20.28 17.84 12.09 10.61 9.12 7.63 6.14 5.20 4.26 3.32 2.38 1.44 0.04 1.53 3.02 4.51 5.79 7.07 8.35 9.63 11.40 2.2.吃水差计算数值表吃水差计算数值表 2021-6-18 当装载量不正好是当装载量不正好是100t时，可用下式求解：时，可用下式求解： 100 100 1 1 P dd P dd AA FF 卸载时，其数值与查表所得相同，但符号相反。卸载时，其数值与查表所