船舶吃水差的概念与基本计算

1、第四章 保证船舶具有适当的吃水差第一节 船舶吃水差的概念与基本计算一、吃水差概述1. 吃水差(trim)概念当t = 0时，称为平吃水(Even keel)；t = dFdA 当t > 0时，称为首倾(Trim by head)；当t < 0时，称为尾倾(Trim by stern)。2. 吃水差对船舶航海性能的影响3. 适当吃水差的范围1)载货状态下，对万吨级货轮：满载时：t = -0.3-0.5 m半载时：t = -0.6-0.8 m轻载时：t = -0.9-1.9 m2)空载航行时：一般要求dm 50%ds （冬季航行dm 55%ds）I/D 0.650.75| t | 2.

2、5%Lbp其中：ds 船舶夏季满载吃水(m)；I 螺旋桨轴心至水面高度(m);D 螺旋桨直径(m)。推荐值当Lbp £ 150m时dFmin ³ 0.025Lbp ( m )dmmin ³ 0.02Lbp + 2 ( m )航海教研室 徐瑜第四章 保证船舶具有适当的吃水差当Lbp > 150m时dFmin 0.012Lbp + 2 ( m )dmmin 0.02Lbp + 2 ( m )二、吃水差产生的原因1. 纵向上，船舶装载后总重心与正浮时的浮心不共垂线，即xgxb2. xg的求法合力矩定理 xg=(Pixi) 三、吃水差的基本计算1. 纵向小倾角静稳性

3、理论证明，船舶在小角度纵倾时，其纵倾轴为过初始水线面漂心的横轴，在排水量一定时，纵倾前后相临两浮力作用线的交点ML为定点，ML称为纵稳心。 MRL=GMLsinGMLtan=GMLt LBP2. 每厘米纵倾力矩MTC：吃水差改变1cm所需要的纵倾力矩，可由资料查得。 或：船舶吃水差改变1cm时，船舶本身所具有的纵向复原力矩。令t=1cm，则MRLGML3. 吃水差的计算 t0.01BMLBML=MTC LBPLBP100LBPt=Px-xb(xg-xb)MT=ii= 100MTC100MTC100MTC显然，xgxb时，船舶将存在一定的吃水差。4. 首尾吃水的计算由图可得：LBP-xfdF=d

4、m+t LBP航海教研室 徐瑜第四章 保证船舶具有适当的吃水差LBP+xfdA=dm-t LBP当xf=0，即漂心在船中时：ttd=d-dF=dm+， A m225. 注意事项1) t的成因是重心和浮心不共垂线形成的力矩(xg-xb)，不是xf；2) xg、xb、xf及t的正负。四、例题1. 某轮装载后排水量=12000t，平均吃水dm=7.50m，船长LBP=150m，xb=1.35m，MTC=9.81×200.0 KN.m/cm，xf=0.85m，经计算得纵向重量力矩船中前为9.81×158200KN.m，船中后为9.81×174000KN.m，则该轮出港时的

5、首吃水和尾吃水各为 m。2. 某船原首吃水为11.94m，漂心距中距离为0.20m，两柱间长为131.3m，吃水差改变量为3.0m，则该轮新的首吃水为 m。航海教研室 徐瑜第四章 保证船舶具有适当的吃水差第二节 吃水差和首尾吃水的计算与调整一、载荷移动对吃水差和首尾吃水的的影响及计算1. 设载荷重量为，由x1移动到x2位置：t=(Pixi)Pi(xi2-xi1)= 100MTC100MTCLBP-xfdF'=dF+dF=dF+tLBPLBP+xfdA'=dA+dA=dA-tLBP2. 注意事项1)载荷前移，t为正值，首倾增加(或尾倾减小)，dF增加dA减小；2)载荷后移，t为负

6、值，首倾减小(或尾倾增加)，dF减小dA增加。二、载荷增减对吃水差和首尾吃水的的影响及计算1. 少量载荷增减1)t= Pi(xPi-xf)100MTCLBP-xfP'dF=dF+dF=dF+t+LBP100TPCLBP+xfP'dA=dA+dA=dA-t+LBP100TPC航海教研室 徐瑜第四章 保证船舶具有适当的吃水差2)注意事项(1)增加载荷P取正值，减少载荷P取正值；(2)漂心xf前加载(或漂心xf后卸载)，t为正值，首倾增加(或尾倾减小)，反之亦然；(3)漂心xf前加载，t为正值，dF增加，但dA不一定减小，漂心xf后卸载，t为正值，dA减小，但dF不一定增加；(4)载

7、荷增减于船中前后，不能判断吃水差的变化趋势。2. 大量载荷增减需重新查表计算。3. 少量载荷增减对吃水差的影响，主要取决于加载位置和初始漂心的位置关系；大量载荷增减对吃水差的影响，主要取决于加载位置和初始浮心的位置关系。 dF+dAxft+4. dm= 2LBP三、吃水差的调整1. 纵向移动载荷通常货物移动的位置受限，而求需调整的货物吨数P。 1)P=100tMTC x2)若舱容难以满足，可采用轻重货物等体积纵向互换的方法。PH-PL=P PS.F=PS.FHHLL2. 少量增减载荷(打排压载水)100tMTC=Pi(XPi-Xf)例：某船=12500t，抵达某锚地时，dF7.3m, dA7.

8、8m，港口允许最大吃水解：1)计算卸货后尾吃水变化值dA=dA'-dA=7.5-7.8=-0.3(m)2)求应卸货量航海教研室 徐瑜第四章 保证船舶具有适当的吃水差LBP+xfP(x-x)PPfdA=-+ LBP100MTC100TPC1P(-54.9)P-0.3=-+ 210014410018.4求得P=-125(t),负号表示卸货，即在船中后54.9m处卸货125t。3)计算卸货后的首吃水 LBP-xfP(x-x)PPf'd=d+d=d+FFF FLBP100MTC100TPC 1-125(-54.9)-125=7.3+=7.47(m) 210014410018.43. 兼

9、顾纵向变形的调整原则四、保证适当吃水差的经验方法1. 按经验得出各舱配货重量的合适比例配货；2. 按舱容比例配货，首尾舱留出一定机动货载，在装货结束前作调整吃水差之用。五、作业(五)1. 某轮尚有150t货物计划装船，此时已知TPC=25t/cm，MTC=9.81×200KN.m/cm，xf=-4.60m, 船长LBP=150m，为使尾吃水保持不变，该货物应装于船中前。2. 某轮从大连港出发时排水量为20881t，首吃水8.80m，尾吃水9.20m，抵某中途港时，消耗燃油300t(其重心位于船中后10.70m)，重柴油22t(其重心位于船中后46m)，淡水60t(其重心位于船中后66

10、.40m)，求船舶抵港时的首尾吃水。航海教研室 徐瑜第四章 保证船舶具有适当的吃水差3. 某轮抵达目的港时的满载吃水dF=9.50m，dA=10.50m，该港允许进港的最大吃水为9.00m，己知该轮满载时的TPC=25t/cm，MTC=9.81×300KN.m/cm，xf=-5.5m，LBP=150m，则在第二货舱(xP=+45m)和第四货舱(xP=-40m)各驳卸货物才能达到9.00m的平吃水进港。4. 某轮排水量18000t，中前纵向重量力矩180000t.m，中后216000t.m，平均吃水3因各舱均装满，现确定将N0.3舱的重货(xP=10.0m，S.F=1.0m/t)和N0

11、.1舱的3轻货(xP=50.0m，S.F=2.5m/t)互移，使其满足最佳纵倾要求，则两货舱应各移动 t货物。航海教研室 徐瑜第四章 保证船舶具有适当的吃水差第三节 吃水差计算图表一、吃水差曲线图1. 制图原理 PxMTii-xbt= 100MTC100MTC='Pxii+LxgL-xb100MTC=f(,'Pxii)式中：'Pxii为除空船以外船上载荷对舯力矩。 LBP-xft=f(,'Px dF=dm+ii) LBPLBP+xft=f(,'Px dA=dm-ii) LBP2. 以为横坐标，'Pxii为纵坐标的t、dF和dA三组等值曲线。3. 曲线图的使用1)查取方法2)纵向移动载荷调整吃水差二、吃水差比尺(加载100t首尾吃水改变量图表)1. 制图原理LBP-xfP(x-x)PPfdF=+=f(P,dm,xP) LBP100MTC100TPCLBP+xfP(x-x)PPfdA=-+=f(P,dm,xP) LBP100MTC100TPC2. xP为横坐标，dm为纵坐标的dF和dA两组等值曲线。3. 曲线图的使用dF=PdF'100，dA=PdA'1001)适用于载荷少量增减，增加载荷P取正值，减少载荷P取正值2)也可用于载荷少量移动(先减后加)航海教研室 徐瑜第