船舶的重量性能与容积性能

第一节 船舶的重量性能与容积性能 一、概述1. 船舶货运的研究对象和内容。

1)海上货运流程：受载、配载、装船、途中管理、卸载、交付 2)海上货运要求：安全、优质、快速、经济 2. 本课程教学安排与要求。

1)知识理念 2)学习方法及要求 二、船体基础知识 1. 船舶主尺度1)主尺度的内容、种类及用途 内容：长、宽、深、吃水种类及用途：型尺度、登记尺度、最大尺度 2)型尺度的定义2. 船用坐标系、船舶基准(剖)面◆ 船舶基准面：中线面：过船宽中央的纵向垂直平面。

中站面：过船长中点的横向垂直平面。

基平面：过船长中点，龙骨板上缘且平行于设计水线面的平面。

◆ 船体基准剖面：中纵剖面：中线面上船体剖面。

中横剖面：中站面上船体剖面。

设计水线面：过设计吃水且平行于基平面的平面上船体剖面。

三、船舶浮性 1. 船舶平衡条件重力与浮力平衡： 9.819.81W V g ρ⨯=⨯⨯=⨯∆2．重心G ：Gravity(X g ，Y g ，Z g )i ig iP X X LC GP ∑⋅==∑…… Longitudinal Center of Gravityi i g i P Y Y TC GP ∑⋅==∑………… Transverse Center of Gravity()i i g iP Z Z VC G K G P ∑⋅==∑…… Vertical Center of Gravity浮心B ：Buoyancy （X b ，Y b ，Z b ），船舶排水体积形心，其位置可从资料中查取。

常用：浮心纵向坐标B X 、垂向坐标()B Z K B 3. 船舶浮态：四种（取决于重心与浮心的位置关系）理论推导计算时常取正浮状态，实际航行时一般要求适度尾倾。

四、船舶重量性能1. 排水量∆：船舶所排开水的重量。

V W ρ∆=⨯=（总重量）空船排水量L ∆(Light ship displacement)：即空船重量，由资料查得，定值。

L D W∆=∆+2. 总载重量D W (Deadweight)：船舶在某一水线下装载的所有重量。

DW Q G C =∑+∑+式中：Q ∑：船舶载货量。

G ∑：航次储备量。

指船上船员、行李、备品重量1G 和油水重量2G 之和。

C：船舶常数(Constant)。

营运后的空船重量与新出厂时的空船重量的差值。

变量，某一时间段内（如具体航次）取为定值。

总载重量用途：统计船舶的重量拥有量。

如：我国8000吨远洋货船，8000吨是指设计状态下的 总载重量 3. 具体航次最大装货量：净载重量N D W (Net Deadweight) max N D W D W G C =-∑-maxD W ：最大总载重量（最大装载量），由多种因素决定。

五、容积性能 1. 船舶总舱容 Vch1)散装舱容(Grain Capacity)2)包装舱容(Bale Capacity)：一般为散装舱容的90%～95% 3)液货舱舱容(Liquid Capacity)2. 舱容系数(Coefficient of load)：每一净载重量所占有的货舱容积。

3(/)ch V m t N D Wμ∑=理解为：船舶能为每吨货物提供的体积。

μ较大，该船该航次适合装较轻货物； μ较小，该船该航次适合装较重货物。

3. 船舶登记吨位：registered tonnage根据船舶吨位丈量公约或《法定规则》丈量确定的船舶容积。

1)总吨位(Gross tonnage)：GT ，总容积总吨位用途：统计船舶的容量拥有量；分级依据；收费标准等。

如：甲类一等：无限航区、3000总吨及以上船舶。

2)净吨位(Net tonnage)：NT ，有效容积 净吨位用途：港口费用或税金的基准。

3)运河吨位(Canal tonnage)：CT 4. 总吨位和总载重量的关系第二节 船舶吃水 一、概述1. 水面与船底之间沿铅垂线的距离。

正浮时：水线面与基平面之间的垂直距离，此时船舶吃水处处相等。

实际吃水=型吃水+平板龙骨厚度2. 吃水意义：船舶排水量大小的直观标志。

1)航行安全性：如最大吃水限制，干舷要求等： 2)航海性能：水下形状，阻力，浮心位置等： 3)船舶浮态：各处吃水3. 水尺标志（六处）1)公制：阿拉伯数字，字高和间距均为10 cm 2)英制：罗马数字，字高和间距均为6 in例：水线位于水尺标志“VIII ”字体高度一半处，则该处的吃水为8英尺3英寸。

二、基本概念1. 首吃水：首垂线上的吃水，水尺标志读出的吃水需进行修正。

尾吃水：尾垂线上的吃水，水尺标志读出的吃水需进行修正。

舯吃水：型长中点处的吃水，水尺标志直接读出。

2. 平均吃水：同等排水量条件下，对应于船舶正浮时的吃水。

船舶小倾角范围内，是指漂心处的吃水。

漂心F ：Floatation （X f ，Y f ，Z f ）水线面的几何中心，常用漂心纵向坐标X f 。

其位置可从船舶资料中查取。

三、平均吃水的计算 1. 正浮 2. 仅有横倾： 2P Sm d d d +=3. 仅有纵倾：2f F Am BPx t d d d L ⋅+=+4. 既有横倾又有纵倾： 6Fp Fs M p M s Ap Asf m BPd d d d d d x t d L +++++⋅=+5. 有横倾纵倾和纵向变形 68F M Af m B Px t d d dd L ⋅++=+式中:,,F M A d d d ：船舶首、舯和尾部左右平均吃水(m)。

四、吃水修正计算 1. 少量载荷增减每厘米吃水吨数TPC ：平均吃水变化1厘米时，船舶排水量的变化值(t/cm)。

0.01wTPC A ρ=⨯⨯T P C 可从船舶资料中查取。

当船舶有少量载荷P 变化时，其平均吃水的变化量δd 为:100P d T P Cδ=⋅式中：P ：改变的载荷重量(t)，加载时取“+”，减载时取“-”。

2. 舷外水密度变化1)舷外水密度由1ρ变化到2ρ，设排水量不变：21()100S S d TPCρρδρρ∆=-⋅式中：S ρ：标准海水密度，31.025/S g cm ρ=T P C ：31.025/S g cm ρ=水域中的值。

2)近似计算2211d d ρρ⋅=⋅3. 淡水水尺超额量FWA船舶由标准海水水域31.025/S g cm ρ=驶入标准淡水水域31.000/g cm ρ=时，平均吃水的增加量。

1.0251.025()0.025()100 1.0001.0251004000FW A d m TPC TPCTPCδ∆∆∆==-=⨯=⋅例：某轮装货后将相应载重线上缘没入水中28cm ，泊位舷外水密度ρ=1.003t/m3FWA=0.34m ，则该轮 。

A ．已经超载B ．船舶不适航 C.没有超载 D ．不能确定解：将上述数据代入公式可得δd =22×0.34／25=30cm ，即本船在该半淡水港可将载重线上缘没入水中30厘米，而实际上该船只将载重线上缘没入水中28cm ，所以该船没有超载，选C 。

五、作业(一)1. 船舶在甲港装载后，首吃水为8.30m ，尾吃水为8.50m ，排水量△=10200 t ，TPC=20．0t/cm ，然后驶往乙港（ρ=1.000），航行途中消耗油水200 t ，问：船舶由海上进入乙港时的平均吃水为 m 。

8.425 m2. 某轮某航次△=18000t,TPC=25.0t/cm,计划由标准海水港装货后,驶往一半淡水港(ρ=1.010),抵达目的港的平均吃水限制为8.0m ，预计途中消耗油水200t ，在不考虑其它因素的情况下，问出发时的平均吃水为 m 。

7.97 m3．为保持某轮在密度为1.008的水域中与在标准海水中的吃水不变，需卸下货物322t ，则该轮在标准海水中的排水量为 t 。

19414.7 t第三节船舶静水力资料一、概述实际工作中，由于船舶装载状态的变化等，需经常计算和校核船舶的浮性、稳性等各种航海性能。

为减少计算量，方便实际应用，船舶设计部门根据船舶型线图预先加以计算（计算机）并汇集成资料，这就是船舶静水力资料。

它包括静水力曲线图、静水力参数表和载重表尺。

二、静水力曲线图1. 静止、正浮、标准海水2. 船舶平均型吃水3. 浮性和稳性要素1)浮性曲线：7～8条 (1)船壳系数k ：=MV k V实际排水体积型排水体积一般取1.003～1.007。

大船较小，小船较大；吃水大较小，吃水小较大。

例：某轮的船壳系数K=1.006，在某一吃水时其总排水体积V=12500m3，则其水下外板及附体的排水体积为 75 m3。

(2)浮心距舯距离X b 和漂心距舯距离X f ：查取时以船舯为坐标原点，舯前取“+”，舯后取“-”。

2)稳性曲线：3条 3)船型系数曲线：4条 三、静水力参数表将静水力曲线图转化为数值表格的形式，查取方便、准确，常需内插。

四、载重表尺以平均实际吃水为引数。

五、小结六、船舶在纵倾状态下排水体积和浮心位置的计算 1. 邦戎曲线1)某一站号处的横剖面自船底到最高一层连续甲板（即上甲板）在不同吃水下的横剖面面积，如图(a)；2id S A y dz =⋅⎰2)以吃水为纵坐标，横剖面面积S A 为横坐标，作出曲线如图(b)； 3)将各站处的横剖面都进行如上计算，得邦戎曲线图。

4)作出具体状态下的水线W 1L 1 ,用积分法或近似计算求出排水体积和浮心坐标。

2. 费尔索夫图谱第四节载重线标志一、干舷和储备浮力1. 干舷：船中处从干舷甲板边缘上表面(甲板线上缘)向下量至有关水线的垂直距离。

=-+F D dδ式中：δ：干舷甲板边缘的厚度。

2. 储备浮力：满载水线以上水密部分的体积所能产生的浮力。

1)储备浮力用来保证船舶在水面的漂浮能力，是确保船舶安全航行的重要指标，对稳性和抗沉性等有很大的影响。

2)储备浮力通常以夏季满载排水量的百分数来表示，其大小根据船舶类型、航行区域以及载运货物的种类而定。

内河船的储备浮力约为其夏季满载排水量的10%～15%，海船约为25%～40%(有资料为20%～50%)，军舰的储备浮力往往在100%以上。

海面上风浪冬季比夏季大，要求冬季有较大的储备浮力。

二、载重线标志1. 以《国际载重线公约》和我国《法定规则》规定的最小干舷作为依据，堪绘在船中两舷，表明该船在不同航区、不同季节中航行时所允许的最大吃水线，以此规定船舶安全航行的最大吃水和所需的最小储备浮力。

2. 若《公约》和《法定规则》规定的最小干舷不一致，应取其中的最大值作为最小干舷。

3. 国际航行非木材船的载重线标志(右舷)甲板线1)组成：载重线圈及横线各载重线颜色：与船壳颜色明显区分。

2)各载重线方向、缩写、位置关系和间距海水载重线间距：148S d ，淡水载重线与海水载重线间距：()40S cm T P C ∆⋅W N A 仅堪绘于船长不超过100m 的船舶，而且比W 载重线低50mm 。