第二節(jié) 船舶浮性

1、 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE第二節(jié)第二節(jié) 船舶浮性船舶浮性 Ships BuoyancyShips Buoyancy 船舶浮性、穩(wěn)性和抗沉性是船舶航海性能中幾船舶浮性、穩(wěn)性和抗沉性是船舶航海性能中幾個重要的性能。個重要的性能。一、船舶靜浮于水中的平衡條件一、船舶靜浮于水中的平衡條件Equilibrium Condition 1 1、船舶的浮力與重力、船舶的浮力與重力(Buoyance and Gravity)(Buoyance and Gravity)船舶在各種載重情況下，能保持一定浮態(tài)的性船

2、舶在各種載重情況下，能保持一定浮態(tài)的性能稱為船舶浮性。能稱為船舶浮性。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGEn船舶自由浮于靜水中所排開水的船舶自由浮于靜水中所排開水的質(zhì)量質(zhì)量，稱，稱為船舶排水量，通常以符號為船舶排水量，通常以符號“D”D”表示。表示。n浮力大小為浮力大小為D Dg g，浮力作用中心，稱為船舶，浮力作用中心，稱為船舶的浮心，通常以符的浮心，通常以符“BB表示。表示。n浮心浮心B(XB(XB B，Y YB B，Z ZB B) )。n浮心就是水線下船體的幾何中心。浮心就是水線下船體的幾何中心

3、。n船舶的重量（船舶的重量（W W）為船舶所有重量之和。）為船舶所有重量之和。n重力的作用中心，稱為船舶重心，通常以重力的作用中心，稱為船舶重心，通常以符符“G”G”表示。表示。n重心重心G(XG(XG G，Y YG G，Z ZG G) )。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE2 2船舶浮于水中的平衡條件船舶浮于水中的平衡條件Equilibrium Condition 作用于船上的重力作用于船上的重力W Wg g和浮力和浮力D Dg g，必須大，必須大小相等方向相反，且作用在垂直于靜水面的小相等方向相

4、反，且作用在垂直于靜水面的同一條垂線上，即船舶的重力等于船舶的浮同一條垂線上，即船舶的重力等于船舶的浮力，即船舶的重量力，即船舶的重量W W等于船舶的排水量等于船舶的排水量D D。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE二、船舶的浮態(tài)二、船舶的浮態(tài) Floating Condition of Ship船舶在水中的漂浮狀態(tài)稱為浮態(tài)。船舶在水中的漂浮狀態(tài)稱為浮態(tài)。n正浮、橫傾、縱傾、橫傾加縱傾。正浮、橫傾、縱傾、橫傾加縱傾。n浮態(tài)主要是用船舶的吃水浮態(tài)主要是用船舶的吃水d d、橫傾角、橫傾角、縱傾角、縱傾角或

5、吃水差或吃水差t t表示。表示。1 1正浮正浮 FloadingFloading on Even Keel on Even Keeln船舶既無橫傾又無縱傾的漂浮狀態(tài)稱為正浮。船舶既無橫傾又無縱傾的漂浮狀態(tài)稱為正浮。n只須用只須用d d表示其浮態(tài)。表示其浮態(tài)。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE WD XGXB YGYB 0n船舶重心和浮心的豎向坐標(biāo)與船舶的平衡無關(guān)，而一般重心位于浮心之上，n 即ZGZBn船舶的許多靜水力性能都是按正浮狀態(tài)進(jìn)行計算的。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC

6、QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE2 2橫傾（橫傾（HeelHeel）n船舶只具有橫向傾斜船舶只具有橫向傾斜( (無縱向傾斜無縱向傾斜) )的漂浮狀態(tài)，的漂浮狀態(tài)，稱為橫傾。稱為橫傾。n橫傾用正浮與橫傾時兩水線夾角橫傾用正浮與橫傾時兩水線夾角橫傾角表示。橫傾角表示。n橫傾橫傾角后，水線下的船體幾何形狀對中線面是角后，水線下的船體幾何形狀對中線面是不對稱的，浮心的橫向坐標(biāo)不對稱的，浮心的橫向坐標(biāo)Y YB B00nWD nXGXB nYGYB 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS

7、 COLLEGE3 3縱傾（縱傾（TrimTrim）n船舶相對于設(shè)計水線具有縱向傾斜船舶相對于設(shè)計水線具有縱向傾斜( (無橫傾無橫傾) )的漂的漂浮狀態(tài)，稱為縱傾。浮狀態(tài)，稱為縱傾。n縱傾是用吃水差縱傾是用吃水差t t或設(shè)計水線與靜水平面的夾角或設(shè)計水線與靜水平面的夾角縱傾角表示?？v傾角表示。nWD XG XB YG YB0 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE4 4縱傾加橫傾縱傾加橫傾 Heel and TrimHeel and Trimn 船舶既有縱傾又有橫傾的一種漂浮狀態(tài)。船舶既有縱傾又有橫傾的一

8、種漂浮狀態(tài)。用橫傾角用橫傾角、縱傾角、縱傾角或吃水差或吃水差t t表示表示n WD XG XB YG YB 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE總結(jié)：總結(jié)：船舶在水中的漂浮狀態(tài)和船舶在水中的漂浮狀態(tài)和船舶的重量與重船舶的重量與重心位置心位置、排水量與浮心位置排水量與浮心位置有關(guān)。有關(guān)。研究船舶在水中的浮態(tài)，就是研究船舶的研究船舶在水中的浮態(tài)，就是研究船舶的重量和排水量的大小，重心坐標(biāo)和浮心坐重量和排水量的大小，重心坐標(biāo)和浮心坐標(biāo)值的計算等標(biāo)值的計算等 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC Q

9、INGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE三、船舶重量和重心坐標(biāo)的計算三、船舶重量和重心坐標(biāo)的計算 Weight and Gravity Center Coordinate of Ship1 1船舶重量船舶重量W W Weight of Shipn W WWo+DWWo+DWnWoWo（空船重量）（空船重量）=Do=Do（空船排水量）：（空船排水量）： 傾斜傾斜試驗(yàn)報告書或穩(wěn)性報告書試驗(yàn)報告書或穩(wěn)性報告書船廠提供。船廠提供。nDWDW（總載重量）（總載重量）=Pi=Pi（可變重量（可變重量PiPi總和的最總和的最大值）：船員、糧食、淡水、燃料、滑油、大值）：船

10、員、糧食、淡水、燃料、滑油、貨物、旅客等。貨物、旅客等。n船舶的重量船舶的重量W WDoDo十十Pi Pi 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE2 2船舶重心的坐標(biāo)船舶重心的坐標(biāo) Gravity Center Coordinate of Ship1)1)空船重心的坐標(biāo)空船重心的坐標(biāo)n設(shè)空船的重心位置為設(shè)空船的重心位置為G Go o。（。（X XGoGo，Y YGoGo，Z ZGoGo）n由于船體結(jié)構(gòu)和設(shè)備的布置是左右舷對稱的，由于船體結(jié)構(gòu)和設(shè)備的布置是左右舷對稱的，Y YGoGo0 ;0 ;nZ ZGo

11、Go由船舶在出廠前做的傾斜試驗(yàn)求得由船舶在出廠前做的傾斜試驗(yàn)求得; ;nX XGoGo和和Z ZGoGo “ “傾斜試驗(yàn)報告書傾斜試驗(yàn)報告書”或或“船舶穩(wěn)性報船舶穩(wěn)性報告書告書”上查得。上查得。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE2)2)裝卸重物后船舶重心的坐標(biāo)裝卸重物后船舶重心的坐標(biāo) nW1W+Pi nXG1=（WXG+PiXpi）W1 n ZG1=（WZG+PiZpi）W1 式中：式中：nPi船舶所裝卸重物重量的代數(shù)和，裝載時只船舶所裝卸重物重量的代數(shù)和，裝載時只取正值，卸載時只取負(fù)值；取正值，卸

12、載時只取負(fù)值；nWXG、WZG裝卸重物之前的船舶重量對船中裝卸重物之前的船舶重量對船中或船底基線所取力矩：或船底基線所取力矩：XG在船中之后取負(fù)值；在船中之后取負(fù)值；nPiXpi、PiZpi裝卸的各項(xiàng)重物重量對船裝卸的各項(xiàng)重物重量對船中或船底基線所取力矩的代數(shù)和。中或船底基線所取力矩的代數(shù)和。n卸載時卸載時Pi取負(fù)值，取負(fù)值，Xpi位于船中后取負(fù)值。位于船中后取負(fù)值。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE四、船舶排水量和浮心坐標(biāo)的計算四、船舶排水量和浮心坐標(biāo)的計算 Vessel Displacement

13、 and Coordinate of Centers of Buoyancy 由于船舶的排水量DV，而舷外水的密度一定，所以排水量和浮心坐標(biāo)的計算實(shí)際上就是船舶的排水體積和排水體積中心的計算。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE1 1正浮狀態(tài)水線下的排水體積和浮心坐標(biāo)正浮狀態(tài)水線下的排水體積和浮心坐標(biāo)船廠把每一條船的排水量和浮心坐標(biāo)隨著吃水船廠把每一條船的排水量和浮心坐標(biāo)隨著吃水d d的變化都預(yù)先給計算出來，并以一定的比例的變化都預(yù)先給計算出來，并以一定的比例繪成曲線，繪成曲線，D Df(d) f(d

14、) 排水量曲線；排水量曲線；X XB Bf(d) f(d) 浮心距船中坐標(biāo)曲線；浮心距船中坐標(biāo)曲線；Z ZB B= f(d)= f(d)為為 浮心距基線高坐標(biāo)曲線，浮心距基線高坐標(biāo)曲線，表示上述船舶靜水力性能的曲線稱船舶靜水力表示上述船舶靜水力性能的曲線稱船舶靜水力曲線。曲線。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE2 2載重量表尺載重量表尺 靜水力曲線圖和載重量表尺，只適用于

15、船舶在正浮狀態(tài)下。靜水力曲線圖和載重量表尺，只適用于船舶在正浮狀態(tài)下。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE五、漂心與每厘米吃水噸數(shù)五、漂心與每厘米吃水噸數(shù) Center of Floatation and Tons per cm Immersion 1 1漂心漂心 F F Center of Floatationn 船舶水線面積的幾何中心稱為漂心，通常船舶水線面積的幾何中心稱為漂心，通常以符號以符號“F”表示，漂心坐標(biāo)用表示，漂心坐標(biāo)用XF表示，（左表示，（左右舷對稱右舷對稱YF0）n 漂心坐標(biāo)漂心坐

16、標(biāo)XF f (d) 坐標(biāo)原點(diǎn)取在船中，坐標(biāo)原點(diǎn)取在船中，中前為正值，中后為負(fù)值。中前為正值，中后為負(fù)值。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE2每厘米吃水噸數(shù)每厘米吃水噸數(shù)TPC Tons per cm ImmersionnTPC：船在任意吃水時，水線平行地改變船在任意吃水時，水線平行地改變( (下沉或上浮下沉或上浮)1cm)1cm所引起排水量變化的噸數(shù)。所引起排水量變化的噸數(shù)。nTPC0.01Aw(t) nTPCTPC用途：可以較方便地求出在小量裝卸時用途：可以較方便地求出在小量裝卸時船舶的吃水改變量

17、船舶的吃水改變量d d，或根據(jù)，或根據(jù)d d求船舶裝卸求船舶裝卸的重量。的重量。nD 100TPCd(t)ndPTPC (cm) nd1d 0.01 d (m) 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE船舶要平行沉浮，則必須滿足的條件是：船舶要平行沉浮，則必須滿足的條件是：n(1)必須裝卸小量重物。必須裝卸小量重物。d改變量小，原水線改變量小，原水線面積面積新水線面積（新水線面積（Aw原原= Aw新新)；n(2)裝卸重物裝卸重物P的重心的重心g必須位于原水線面的必須位于原水線面的漂心漂心F之垂線上，即之垂線

18、上，即XpXF，Yp0。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE六、舷外水密度改變對吃水的影響六、舷外水密度改變對吃水的影響n船由海水駛?cè)氲运黾?；船由淡水駛?cè)氪珊Ｋ側(cè)氲?，吃水增加；船由淡水駛?cè)牒Ｋ运疁p小。海水，吃水減小?？山频卣J(rèn)為是平行沉浮?？山频卣J(rèn)為是平行沉浮。n排水量保持不變。排水量保持不變。n實(shí)際上，當(dāng)隨著吃水改變時，船舶浮心會沿船實(shí)際上，當(dāng)隨著吃水改變時，船舶浮心會沿船長方向前后移動，長方向前后移動，船舶船舶會有微傾發(fā)生會有微傾發(fā)生。 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院

19、 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE七、船舶抗橫傾系統(tǒng)的分類及管理七、船舶抗橫傾系統(tǒng)的分類及管理n作用：對由于負(fù)荷不對稱引起的船舶作用：對由于負(fù)荷不對稱引起的船舶橫傾進(jìn)行補(bǔ)償橫傾進(jìn)行補(bǔ)償n分類：泵控制的抗橫傾系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)控分類：泵控制的抗橫傾系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)控制的抗橫傾系統(tǒng)制的抗橫傾系統(tǒng)n出于出于安全安全原因，均原因，均不允許不允許在在公海公海上用上用任何形式任何形式運(yùn)行抗橫傾系統(tǒng)運(yùn)行抗橫傾系統(tǒng) 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGE1 1泵控制的抗橫傾系統(tǒng)泵控

20、制的抗橫傾系統(tǒng) 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGEn工作原理：控制單元通過觸點(diǎn)激勵壓工作原理：控制單元通過觸點(diǎn)激勵壓載系統(tǒng)中的泵和閥，使得水在壓載艙載系統(tǒng)中的泵和閥，使得水在壓載艙之間流動達(dá)到平衡。之間流動達(dá)到平衡。n控制方式：自動、手動控制方式：自動、手動n工作過程：工作過程： 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 QMC QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLEGEn（1）系統(tǒng)工作的起動設(shè)定值為：船舶橫傾超過）系統(tǒng)工作的起動設(shè)定值為：船舶橫傾超過0.5n（2）泵應(yīng)在閥）泵應(yīng)在閥WBV18/WBV20全開，即全開，即“旁通旁通”方式下延時啟動方式下延時啟動n（3）控制達(dá)到的最終狀態(tài)為：船舶達(dá)到垂直位置或）控制達(dá)到的最終狀態(tài)為：船舶達(dá)到垂直位置或水位最低水