C5船舶吃水差

海上货物运输航海学院货运教研室单纯横倾与纵倾的比较纵稳心半径计算纵稳性方程的应用大量装卸对吃水差的影响纵向浮态衡准吃水差曲线图吃水差计算图表§5.2§5.1§5.4§5.5§5.3第五章船舶吃水差（Trim）习题补充§5.6§5.1单纯横倾与纵倾的比较一、吃水差的基本概念二、船舶的纵倾类型三、船内纵倾力矩:外界、内部四、单纯横倾与纵倾的比较一、吃水差的基本概念1、吃水差的定义2、吃水差产生的原因船舶装载后重心的纵向位置与正浮时浮心的纵向位置不共垂线。AFddtbgXXbgbgZZXXtgGBYXφFLttgdFdAGB0XZMLoW1L1BWL二、船舶的纵倾类型平吃水(Evenkeel)：首倾(Trimbyhead)：尾倾(Trimbystern)：FL1LBGWW1WFW1LBGL10ddtAF0ddtAF0ddtAFFBG•••LW三、船内纵倾力矩（初始纵倾力矩）)XX(MbgZ2.船内货物移动)XX(PlPM12PPxP1.船舶偏载，L1LW1GBFB1MLZXWMZWL1GBFB1MLZLW1XPPMZMSR3.少量装卸)(fPPxxPM四、单纯横倾与纵倾的比较横稳心横稳心高初（横）稳性高度初（横）稳性半径水线面对x轴面积惯矩纵稳心纵稳心高初纵稳性高度初（纵）稳性半径水线面对yf轴面积惯矩§5.2纵稳心半径计算一、纵稳性inf二、纵稳心半径infsinGMMLSLVIBMRyfLRKGRKBGML1、详算法2、箱形体3、估算法4、统计法三、纵稳性1、纵稳性半径曲线P912、纵稳心高曲线P21１、纵稳心假设２、纵稳性力臂３、纵稳性力矩５、纵稳心高度５、纵稳性半径一、船舶纵稳性LSLGZMLMLGZGBFB1MLLW1WXMZZLLLBMKBKMMSLsinGMMLSLYfFXL1RBMLFBB1ML二、纵稳性半径3－1XFYfYVIBMRyfLBMB1FAllxdxyVIBMr332水线面面积对yf轴的面积惯性矩yfI二、纵稳性半径3－21、详算法VIBMRyfLdx·yXYfFYlAlFxVydxxIFAlly22fwyyxAIIf22fwllyxAVydxxIFAf二、纵稳性半径3－3dx·yXYfFYlAlFx22fwllyxAVydxxIFAf2、箱形体3、统计法BLIfy3121BLaIjyf32dLaRR2121dLR0833.0Ra064.0Ra069.0Ra072.0Ra箱形体普通高速商船低速商船小型商船VIBMRyfLFBB1ML三、纵稳性半径XFYfYVBLVIBMR32yfLrR,BLrR22BMB1VLBVIBMr31x一般船舶R在200米左右§5.3纵稳性方程的应用一．每厘米纵倾力矩MTCinf二．吃水差变化量的分配inf三．纵向移动载荷对吃水差的影响。力矩平衡法、力系平衡法四．少量载荷装卸inf五．舷外水密度变化对吃水差的影响inf六．搁浅问题infMTCxxPtpp100)(12MTCxxPtfp100)(MTCxxTPCdtfg)(1LGMMTCL100一、每厘米纵倾力矩MTCZ1.MTC定义inf2.MTC曲线3.MTC应用)(100100dfLRLGMMTCLtMTCMZ100dFBFLWXA.PF.PG1.MTC定义LtLttgZML当时LtGMMLzMTC定义:使吃水差变化1cm所需的纵倾力矩。L100RL100GMMTCL初始正浮，受纵倾力矩作用sinLZGMMtgGML平衡cmt1MzdFW1L1dAφφB1ZL二、吃水差变化量的分配FAxL2/1dFAFFxL2/1dxL2/1dLt三角形相似得：tLxL21ddtLxL21ddfA1AfF1FMTC100MtZF()dFdF1dAdA1特殊：漂心在船中？LtFFxL2/1d去掉绝对值符号：tLxL21dfAtLxL21dfFφ-L/2L/2xF)ABCFFFddd1AAAddd1三、纵向移动载荷对吃水差的影响特点：分析1、力矩平衡法WL1GBFB1MLZLW1XPPMZZMtMTC100)xx(Pt)112pptLxL21f分析2、力系平衡法使用注意事项：符号+、-船舶排水量不变，船内问题。F1Fdd)2tLxL21fA1Add1tttMTCMZ100xlP2、力系平衡法)XX()XX(M0ggbgZMTC100MtZGBFB1MLZLW1WXθθMZG0L1xgglPXX0初始正浮bgXX0GG0MTC100lPtx分析：力系平衡法平行力移动原理：xZlPM四、少量载荷装卸船内移货TPC100Pd)2P)11MTC100)xx(Pt)3fp1，MTC1=MTCXf1=Xf首尾吃水分配WL1GBFMLZLW1XPPMZ条件：计算：载荷变动在漂心垂线上，船舶平行沉浮FtLxL21fF1Fdd)4tLxL21fA1Addttt1TPC100PTPC100P应用说明：装货P取+卸货P取-总结总结：少量装卸货计算TPC100Pd)2P)11MTC100)xx(Pt)3fp取正值）P(MTC100)xx(PtpfttttLxL21TPC100PddtLxL21TPC100Pdd)41fA1AfF1FWL1GBFZLW1XPPMZ假设平行沉浮：排水量分解纵倾五、舷外水密度变化对吃水差的影响)(TPC100d)101例1：舷外水密度减少特点：重心?，浮心?)xx(MfgZFWLBG•W2W1L2L1kG01TPC100dMTC)xx(TPCdt)2fg1例2：舷外水密度增加Z例2舷外水密度增大WLB•W1L1kGF假设平行沉浮：排水量分解纵倾)(TPC100d)101)xx(MfgZ01TPC100dMTC)xx(TPCdt)2fg1结论：公式统一•)xx(MfgZ2）利用排水量Δ1查取等容吃水dM1、xb1、xf1、MTC1P193）利用基本计算公式计算t1、dF1、dA1§5.4大量载荷装卸_分析条件：MTC=f(d)MTC1≠MTC思路：1）算载荷变动后的重量、重心iiig1gPxPxxi1PWB1F1G1MLZXMZLW1dM1L1大量载荷装卸计算_公式11bg1MTC100)xx(t)11tttLxL21ddtLxL21dd)21fM1AfM1F1111使用注意事项：符号+、-假设大量装卸后船舶正浮：船舶纵倾ZWB1F1G1MLXMZLW1dM1L11Md船舶重心距船中距离xg的计算iPigxPx1、基本算式2、变形1—以空船状态为基准iPiLLgxPXXiPiLP3、变形2—以装卸前状态为基准1Pig1gixPXXi1Pxpi说明载荷重心xPi的计算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；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：的距离货堆近船中一端至船中货堆长度2xiP0x2/lp六、船舶搁浅位置及船底受力计算P1TPCPd100)dd(TPCpmm1100MTC100)xx(Ptfp?xp１.排水量变化较小2.排水量变化较大（1）确定船舶的首尾吃水，（2）计算平均吃水11AFd,dfAFmxLt2ddd111px,p1A1FddtFdm1dF1dA1?xpP注意符号：+、-2.排水量变化较大11110011MTC)xx(ttbg11MTC,xb1?x1g11pggxpxx?xpP1)d(fm111p（1）确定船舶的首尾吃水，（2）计算平均吃水11AFd,dfAFmxLt2ddd111§5.5纵向浮态衡准一．船舶吃水差及吃水对航行性能的影响inf二．航行船舶对吃水差的要求inf三．空载航行船舶对吃水及吃水差的要求inf一、船舶吃水差及吃水对航行性能的影响1、过大尾倾船首底板易遭拍底操纵性能变差，易偏航影响嘹望。３、适宜尾倾提高推进效率，航速增加；舵效变好，操纵性能变好；减少甲板上浪，利于安全。２、首倾舵效变差，操纵困难，船舶纵摇时，易飞车，主机受力不均，降低寿命航；首部甲板易上浪；速降低WFL1LBGW1WFW1LBGL1二、航行船舶对吃水差的要求3－1根据经验，万吨轮适宜吃水差为：满载时半载时轻载时t=-0.3m~-0.5mt=-0.6m~-0.8mt=-0.9m~-1.9m船舶吃水及吃水差的要求3－2－船舶空载航行时1、对吃水的要求（1）经验法通常情况下:冬季航行时:（2）IMO的要求,mLBP150，mLBP150d≥50%dSd≥55%dS)m(L.d)m(L.dBP(min)MBP(min)F20200250)m(L.d)m(L.dBP(min)MBP(min)F202020120２、其它要求吃水差与船长之比纵倾角对吃水差的其它要求3－3螺旋桨沉深推进效率将急剧下降。%.52BPLt51.时，当5.09.0~8.0DhDhh补充吃水差计算图表一、吃水差曲线图二、吃水差比尺(少量加载吃水差图表）三、吃水差系数（大量装卸）一、吃水差曲线图表1、吃水差曲线图（Trimdiagram）适用范围：用途：内容：图形3、曲线图使用2、曲线图原理纵坐标：载荷(不含ΔL)对船中力矩的代数和MZ横坐标：排水量；曲线：吃水差曲线、首吃水曲线、尾吃水曲线。计算大量载荷变动后t、dF、dA，及调整t大量载荷变动吃水差曲线图p1262、吃水差曲线图_原理纵倾根本原因：1、绘制原理：对于确定的Δ，xg可确定即：所以：MTC100)xx(tbgtttLxL21ddtLxL21ddfMAfMFMTC,x,xdfb,MbgxxWBFGMLZXMZLW,AFd,d,)X,(fdgF)xPx(fdiPiLgLF，)xP(fdiPiF，)xP(fdiPiA，船舶重心xg基本计算)xP(xPiigiPWLZXGpixpixg说明船舶重心xg的计算说明iPigxPx1、基本算式2、变形1—以空船状态为基准iPiLLgxPXXiPiLP3、变形2—以装卸前状态为基准1Piggi1xPXXi1P3、吃水差曲线图使用LLpixxxpM)2iiLP)13）作Δ的垂直线和Mp的水平线AFd,d,t4）插值法读出交点对应的ipipxpM二、吃水差比尺（Trimmingtable）定义：图形适用范围用途：制作原理使用方法在船上任意位置装载100t载荷时，船舶首、尾吃水改变量的图表。少量载荷变动求取t、dF、dA吃水差比尺_绘制原理TPC100Pd)2P)11MTC100)xx(Pt)3fpttttLxL21TPC100PddtLxL21TPC100Pdd)41fA1AfF1