船舶吃水差的概念与基本计算

1、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 = dF dAy 当 t > 0时，称为首倾(Trim by head)；j 当 t < 0 时，称为尾倾(Trim by stern)。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：一般要求螺旋桨 沉深比I/D2 .吃水差对船舶航海性能的影响快速性操纵性耐波性等首倾时轻载时螺旋桨沉深比下 降，影响推进效率。轻载时舵叶可能露出水面

2、，影响舵效。满载时船首容易上浪。过大尾 倾时轻载时球鼻首露出水面过多，船舶阻力增大。水卜转船动力点后移，回转性变差。轻载时船首盲区增大， 船首易遭海浪拍击。d dm > 50%d (冬季航行 dm > 55%d)| I/D 冷.650.75I | t | <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 - 0.025Lbp( m )dmmin - 0.02Lbp + 2( m )当 Lbp > 150m 时dFmin 之 0.012Lbp + 2 (m)dmmi

3、n - 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Xg#。2 . xg的求法合力矩定理Xg = (P X)g三、吃水差的基本计算1 .纵向小倾角静稳性理论证明，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M L为定点，M L称为纵稳心。M RL = GM L sin：l GM L tan 中- . GM L Lbp2 .每厘米纵倾力矩MTC :吃水差改变1 cm所需要的纵倾力矩，可由资料查得。或：船舶吃水差改变1 cm时，船舶本身所具有的纵向复原力矩。令 t =1 cm ,则 M

4、 rl 电 GM l 比 B BM l 001 = & BM L = MTCLbpLbp100Lbp3 .吃水差的计算, Mt 三PXi - ： Xb(Xg -Xb)t100 MTC 100 MTC 100 MTC显然，Xg rXb时，船舶将存在一定的吃水差。dA =dmLBPx2 Xf上 tLbp当 Xf =0 ,即漂心在船中时:dF = dm-,dA = dm2，5.注意事项1) t的成因是重心和浮心不共垂线形成的力矩A(Xg -Xb)，不是Xf ；2) Xg、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 2=1.3

5、5m,MTC=9.8仅200.0 KN.m/cm , Xf = 0.85m,经计算得纵向重量力矩船中前为 9.81X 158200KN.m船中后为9.81 X174000KN.m则该轮出港时的首吃水和尾吃水各 为m o2 .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 。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三(P Xi)三P(X2 i)100 MTC100 MTCdF二 dF dF=dFLP - x2xf工tdA=dAdA=d

6、ALBPLBPX2xf-2 tLBP2.注意事项1）载荷前移，6 t为正值，首倾增加（或尾倾减小），dF增加dA减小;2）载荷后移，6 t为负值，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三P (Xp ")100 MTCdF-dF dF =dFLBP .x Xf-2 tLBP100 TPC-LBP - x2XfPdA二 dAdA = dA - 工 t LBP100 TPC2）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）,at为正值，首倾增加（或尾倾减小）,反之亦然；漂

7、心Xf前加载，6 t为正值，dF增加，但dA不一定减小，漂心Xf后卸载，St为正值，dA减小，但dF不一定增加；（4） 载荷增减于船中前后，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。4.dmdF dA xf t2 LBP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P100、t MTC1） P =- 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 =P1PH m$Fh =Pl&

8、quot;.Fl2 .少量增减载荷（打排压载水）100、t MTC " P（XPi - Xf）例：某船A=12500t,抵达某锚地时，dF =7.3m, dA=7.8m,港口允许最大吃水只有 7.5m,当时 MTC=1449.81KN.m/cm ,TPC= 18.4t/cm , Xf =0。如欲在船中后54.9m处的货舱卸一部分货物到驳船，以使其尾吃水达到允许的最大吃水，问应卸货多少？卸后的首吃水为多少？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LBPXfLBPP (Xp - Xf ) P 100 MTC 10

9、0 TPC-0.3 = 2P (-54.9) P 100 144100 18.4求得P=-125(t),负号表示卸货，即在船中后 54.9m处卸货125t3)计算卸货后的首吃水LBPd F 二 dF dF 二 dFLBPP(XP-Xf)P+100 MTC 100 TPC1= 7.3 2一125("3=7")100 144100 18.43.兼顾纵向变形的调整原则计算 结 果载荷调整原则吃 水 差纵向变形首 倾中拱前部一中部中垂中部一后部无拱垂前部一后部尾 倾中拱后部一中部中垂中部一前部无拱垂后部一前部平吃水中拱前、后部一中部中垂中部一前、后部四、保证适当吃水差的经验方法1

10、.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=9.81X 200KN.m/cmXf =-4.60m,船长LBp=l50m为使尾吃水保持不变，该货物应装于船中前 m。2 .某轮从大连港出发时排水量为 20881t,首吃水8.80m,尾口g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 66.40m）,求船舶抵港时的首尾吃水。（Xf=-1

11、.767m, MTC=230.9t.m/cm, TPC=25.75t/cm, LBP=140m）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=9.8仅 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_L 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 dm=8.06m, MTC=210 9.81KN.m/cm, Xb

12、=1.80m,船舶最佳纵倾值为 t=0.66m。3因各舱均装潴，现确定将N0.3舱的重货（XP=i0.0m, S.F=1.0 m /t）和N0.1舱的轻货（XP=50.0m, S.F=2.5 m3/t）互移，使其满足最佳纵倾要求，则两货舱应各移动_L货物。第三节吃水差计算图表1.、吃水差曲线图制图原理, Mtt 二三 PXi - Xb100 MTC 100 MTC三 PX ' kXaLxixiL-gLfSEPXi)100 MTC式中：ZpXi为除空船以外船上载荷对肿力矩。2.3.1.dF - dmLbp.三l-Xf=f(,三 PXi)BPLBPxf2LBPt = f (:，三 pXi)

13、以为横坐标，工日为为纵坐标的t、dF和dA三组等值曲线。曲线图的使用1）查取方法2）纵向移动载荷调整吃水差1、吃水差比尺（加载100t首尾吃水改变量图表） 制图原理dFLbp2L一 Xf P (Xp - Xf ) PK > BP100 MTC 100 TPC=f(P,dm,Xp)dALBP2 Xf P (Xp - Xf )2 -Lbp100 MTC100 TPC=f(P,dm,Xp)2.Xp为横坐标，dm为纵坐标的6dF和6dA两组等值曲线。3.曲线图的使用dFdAdA1001）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）二、例题1 .某船dF=7.63m, dA=8.81m,查得在第5舱装载100