仓容计算和稳性与浮态计算(内河货船).

1、仓容计算和稳性与浮态计算仓容的计算我采用的是类似于横剖面面积曲线的方法，即利用面积曲线计算舱室容积，与横剖面面积去线的不同之处是在于量取横剖面面积时是取自主甲板，以#1为例，如下图所示依次量取各站横剖面面积如下表站号船尾0 1 2 3 4 5 6 面积（m2）2.5800 2.5800 3.5141 4.9203 5.8495 6.2829 6.5368 6.7482 站号7 8 9 10 11 12 13 14 面积（m2）6.8666 6.9141 6.9323 6.9452 6.9452 6.9452 6.9077 6.8242 站号15 16 17 18 18.5 19 19.5 20

2、 面积（m2）6.5894 6.0702 5.1625 4.0439 3.2694 2.2847 1.2210 0.3790 依据表内数据绘制出仓容面积曲线如下图，则需要求那个舱的仓容只需要在仓容面积曲线上对应的肋位上量取即可。各舱仓容与形心舱室面积肋位甲板下体积甲板上体积总体积形心Xg形心Zg尾尖舱#37.3770 0.0000 7.3770 -10.8260 1.1008 机舱#3#1123.1739 0.0000 23.1739 -7.6295 0.8144 燃油舱#9#116.4329 0.0000 1.3929 -6.7500 0.9310 第一货仓#11#2651.5086 12.

3、2400 63.7486 -1.9714 0.7076 第二货仓#26#4146.7607 13.2600 60.0207 5.2341 0.7606 清水仓#41#433.2700 0.0000 3.2700 9.7100 0.7700 艏尖舱#415.0483 0.0000 5.0483 10.0797 1.1473 7.3计算空船重心高度空船重心高度估算参考母型船进行分项估算，见下表（排水量裕度对重心影响不计）：表7.3 空船重心数据表空船重心数据表重量估算重量(t)Zg(m)Xg(m)钢料重量16.550.8375-1.078125舾装重量12.661.8125-2.879791667

4、机电重量5.750.73125-9.195208333总34.961.173099614-3.0656058117.4重量与重心计算本船共计算满载出港与压载到港两种载况下的重心。（1） 满载出港满载出港载况下，不加压载水，燃油、淡水按设计值计算，重量与重心计算见下表：表7.4 满载出港重量与重心估算满载出港重量与重心估算项目重量（t）重心距船中（m）重心距中线（m）重心距基线（m）空船36-3.0601.17人员行李0.4-9.502.5淡水0.464-1000.767燃油1.069-6.7500.931滑油0.032-7.500.2备品及供应品0.35-10.502货物501.7500.73

5、4总计88.33-0.47810200400.9266（2） 压载到港压载到港载况下，为减小船舶尾倾，同时增加螺旋桨沉深，在尾压载舱、内底压载水舱和首压载水舱均加压载水，燃油、淡水按设计值的10%计算，重量与重心计算见下表：0压载到港重量与重心估算项目重量（t）重心距船中（m）重心距中线（m）重心距基线（m）空船36-3.0601.17人员行李0.4-9.502.5淡水0.0464-1000.47燃油0.1069-6.7500.32滑油0.0032-7.500.1备品0.35-10.502货物0000压载水3.279.7100.77总计40.1765-2.16775664901.1548表7.

6、5 压载到港重量与重心估算7.5自由液面修正根据规范要求，除满载液货舱，装满98%以上舱容的液体舱及存有通常剩余液体的空舱，可不计自由液面影响。对于本船，初稳性考虑燃油舱与淡水舱的自由液面修正，修正值如下表：表7.6 自由液面对初稳性修正自由液面对初稳性修正单位满载出港压载到港排水量（1）t88.3340.18淡水舱IX（2）m44.10654.1065密度（3）t/m311单侧燃油舱IX（4）m43.2283.228密度（5）t/m30.850.85修正值（2）*（3）+（4）*（5）*2）/（1）m0.1086165520.2387779997.6浮态与初稳性根据参考资料4P71处表格的方

7、法进行本船浮态与初稳性计算，如下：表7.7 浮态与初稳性计算表浮态与初稳性计算表项目符号与公式单位满载出港压载到港排水量Dt88.3340.18平均吃水dm10.5重心纵向坐标Xgm-0.4781-2.1678浮心纵向坐标Xbm-0.1180.081重心竖向坐标Zgm0.92661.1548纵稳心距基线高Zmlm59.7579.25纵向初稳心高GML=Zml-Zgm58.823478.0952每厘米纵倾力矩MTC=D*GML/100LN.m2.2590743141.36428919漂心纵向坐标Xfm-0.99-0.02纵倾力臂Xg-Xbm-0.3601-2.2488纵倾力矩Mt=D(Xg-Xb

8、)N.m-31.807633-90.356784纵倾值dd=MT/(100MTC)m-0.14079941-0.662299347首吃水增量ddF=(L/2-XF)(dd/L)m-0.076460201-0.331725586尾吃水增量dda=-(L/2+XF)(dd/L)m0.0643392090.330573761首吃水df=d+ddfm0.9235397990.168274414尾吃水da=d+ddAm1.0643392090.830573761横稳心距基线高Zmm2.784.16未修正初稳心高GM0=Zm-Zgm1.85343.0052自由液面修正至dGMm0.1086165520.2

9、38777999实际初稳心高GM=GM0-dGMm1.7447834482.766422001通过上述计算，可以发现满载出/到港时，船舶尾倾角度较小，这种状态是允许的。在这种情况下，船舶压载到港情况为尾倾状态，这样保证了压载情况下的尾吃水，使螺旋桨3/4能够浸没水中，有利于船舶的经济性和主机与螺旋桨的安全性。同时，首部吃水也满足的条件，可有效减小首部抨击现象。7.7大倾角稳性计算依据参考文献【2】235页，船舶液体舱柜的自由液面横倾力矩M 值可按下式计算：式中：M 任一横倾角 的自由液面横倾力矩，kN·m；V 舱柜总容积，m3；b 舱柜最大宽度，m； 舱柜中液体密度，t/m3；K 系

10、数，按舱柜b / h 值和横倾角，由参考文献【2】235页表1 确定；Cb 舱柜方形系数， Cb = V/blh；其中：l 舱柜最大长度，m；h 舱柜最大高度，m。表7.8 自由液面修正计算表自由液面修正计算表单舱Vrblhb/hCbCb0.5燃油1.3930.851.411.410.7107142860.843038721淡水3.271511.43.5714285710.4671428570.683478498k10°20°30°40°50°60°70°80°燃油0.010.030.050.070.10.120.

11、150.16淡水0.0490.0960.110.110.10.0930.0830.063M10°20°30°40°50°60°70°80°燃油0.1371 0.4113 0.6854 0.9596 1.3709 1.6450 2.0563 2.1934 淡水5.3718 10.5244 12.0592 12.0592 10.9629 10.1955 9.0992 6.9066 dl满载出港双舱情况燃油0.0016 0.0047 0.0078 0.0109 0.0155 0.0186 0.0233 0.0248 淡水

12、0.0608 0.1191 0.1365 0.1365 0.1241 0.1154 0.1030 0.0782 0.0624 0.1238 0.1443 0.1474 0.1396 0.1340 0.1263 0.1030 dl空载到港双舱情况燃油0.0034 0.0102 0.0171 0.0239 0.0341 0.0409 0.0512 0.0546 淡水0.1337 0.2619 0.3001 0.3001 0.2728 0.2537 0.2265 0.1719 0.1371 0.2722 0.3172 0.3240 0.3070 0.2947 0.2776 0.2265 根据静水力计

13、算所得的稳性横截曲线，可以求得各载况下的静稳性力臂：通过静稳性臂，可按式10.2进行积分，得到动稳性臂：采用梯形法进行积分，可得到两种载况状态下的静/动稳性臂。见下表：表7.9 满载出港大倾角稳性计算表满载出港大倾角稳性计算表排水量 88.33tZg0.927Zs0a=Zg-Zs0.927单位：米角度形状稳性臂(m)a.sin未修正静稳性臂自由液面修正值修正后静稳性臂积分和动稳性臂(m)查稳性横截曲线m0.5*10o/57.300000000100.470.1610 0.3090 0.0620 0.2470 0.2470 0.0216 200.80.3170 0.4830 0.1238 0.3

14、592 0.8531 0.0744 300.980.4635 0.5165 0.1443 0.3722 1.5845 0.1383 401.060.5961 0.4639 0.1474 0.3165 2.2732 0.1984 501.090.7101 0.3799 0.1396 0.2403 2.8301 0.2470 601.070.8028 0.2672 0.1340 0.1332 3.2036 0.2795 701.010.8714 0.1386 0.1263 0.0123 3.3492 0.2922 800.910.9131 -0.0031 0.1030 -0.1061 3.2554

15、 0.2841 表7.10压载到港大倾角稳性计算表压载进港大倾角稳性计算表排水量 40.18tZg1.155Zs0a=Zg-Zs1.155单位：米角度形状稳性臂(m)a.sin未修正静稳性臂自由液面修正值修正后静稳性臂积分和动稳性臂(m)-1查稳性横截曲线m0.5*10o/57.300000000100.710.2006 0.5094 0.1371 0.3723 0.3723 0.0325 201.270.3950 0.8750 0.2722 0.6028 1.3473 0.1176 301.520.5775 0.9425 0.3172 0.6253 2.5754 0.2247 401.580

16、.7427 0.8373 0.3240 0.5133 3.7141 0.3241 501.540.8847 0.6553 0.3070 0.3483 4.5757 0.3993 601.421.0002 0.4198 0.2947 0.1251 5.0490 0.4406 701.261.0857 0.1743 0.2776 -0.1033 5.0708 0.4425 801.041.1377 -0.0977 0.2265 -0.3242 4.6433 0.4052 表7.11 大倾角稳性汇总表大倾角稳性计算汇总表角度满载出港满载到港静稳性臂动稳性臂静稳性臂动稳性臂00000100.24698

17、010.0215514920.37227650.03248486200.3591660.0744438220.602790.117569197300.37220.1382628450.62530.224732373400.3165390.1983622340.5133350.324089703500.2403180.2469535950.348270.399273386600.1332180.279548360.125070.440577051700.012320.29224801-0.10330.44247670280-0.1060950.284065201-0.3241750.405175

18、2187.8进水角计算由总布置图可知，本船的进水点为机舱门槛顶端。参考文献【2】表4.2.5.1规定本船干舷甲板上舱口围板和舱室及舱棚门槛等的标准高度取值200mm。（1）首先按下图方法在在横剖面曲线图上，以机舱门槛顶端为进水点，找到各吃水下船舶的进水角。图7.2 进水角测量示意图表7.12 各吃水进水角度测量各吃水进水角度测量吃水 m0.40.811.2进水角（度）54453932（1） 根据各吃水不同倾角时的排水量值（表7.13），可做出排水量关于横倾角的曲线共五条，见图7.3。在曲线上，找到不同吃水时进水角分别对应的点，并连成曲线，此即为进水角曲线，见图7.3。表7.13 横倾排水量横倾

19、排水量吃水（m）10°20°30°40°50°60°0.431.936.2642.7146.0147.4547.780.869.3270.8970.4370.2270.1370.08190.4490.0687.8987.0287.3988.571.2109.13104.6499.9396.8695.6595.8图7.3进水角测量示意图（2） 查图可得不同载况下的进水角，压载到港读值为43.538度，按法规8.3.3.3要求，取值20度，偏于安全。见表7.13： 表7.14 各载况下进水角满载出港压载到港排水量(t)88.3340.18

20、进水角（度）38.5577.9受风面积计算根据规范相关规定，受风面积的计算见下表。表7.15 满载出港受风面积计算表满载出港受风面积计算表满载出港平均吃水1受风面积型心Z型心距水线面积矩(对基线)单位mm2mmmmm3船体舷墙120741001280.1267280.126715.45637779尾部上层建筑18605224.863809.26432809.264370.87221884尾桅（0.6）113017.1827284.10316284.10310.823228806救生浮具（0.6）280791.617697690.49672034舱口围板7499001.611700.039570

21、0.039512.74859895满实面积（m2）38572135.252602.841251602.84125100.3971447非满实面积3483366.8471850.2879850.28796.445231529总计42055502.092540.5088731540.508873106.8423763表7.16 压载到港受风面积计算表压载到港受风面积计算表压载到港平均吃水0.5面积型心Z型心距水线面积矩(对基线)单位mm2mmmmm3船体舷墙23129405.091028.6186528.618623.79133628尾部上层建筑18605224.863809.26433309.2

22、64370.87221884尾桅（0.6）113017.1827284.10316784.10310.823228806救生浮具280791.6176912690.49672034舱口围板7499001.611700.03951200.039512.74859895满实面积49627440.342190.9673861690.967386108.7321032非满实面积3483366.8471850.28791350.28796.445231529总计53110807.182168.6233151668.623315115.17733477.10风压力臂的计算根据参考文献2法规8.2.5.1

23、中风压侧倾力臂的计算方法计算：式中:P单位计算风压，Pa，查参考文献2法规表8.2.5.2可得； Af船舶受风面积，m2,由本文10.7节求得； Z计算风力作用力臂，m，由本文10.7节求得； 所核算装载情况下船舶排水量，t，(本章下同)。表7.17 风压力臂计算表风压力臂计算表风压力臂符号与单位满载出港压载到港风力作用力臂Z （m）1.54051.6686计算风压P (Pa)205209受风面积Af (m2)42.0653.11排水量 (t)88.3340.18风压侧倾力臂Lf=P*Af*Z/(9810) (m)0.015328780.0469889667.11横摇角计算根据参考文献2法规8

24、.2.4.1,计算横摇周期与横摇角度，见下表：表7.18 横摇角计算表横摇角计算横摇角计算符号与公式满载出港压载到港最大船宽Bs （m）55重心至基线KG （m）0.92661.1548未计修正初稳性高GM0 （m）1.85343.0052核算状态吃水d （m）10.5B/dB/d510T(s)T=(0.55+0.07Bs/d)Bs/(GMo)0.53.3054 3.6053 f查法规8.2.4.4表0.0086 0.0086 C1由T查表法规8.2.4.2得C10.2030 0.1990 C2C2=0.21+0.26KG/d且不大于10.4509 0.8105 C3C3=f+0.0025Bs

25、/d且不大于100.0211 0.0336 C4由舭龙骨面积查表得C411横摇角(度)=11.75C1×C4(C2/C3)0.511.0266 11.4892 7.12稳性衡准根据静稳性曲线和动稳性曲线数据，可以画出两种载况下的大倾角稳性曲线图，从图中可以量取两种载况下的最小倾覆力臂，静动稳性图见附录1.1 。根据规范，内河货船稳性要求如下（参考文献2）：（1）稳性横准数K不小于1；（2）初稳性高不小于0.2m；（3）当最大复原力臂所对应的横倾角m 或进水角j 中之小者小于20°时，至该角度的复原力臂曲线下的面积应不小于按下式计算所得之值A： A = CK 0.052 CL

26、 + 0.0015(20 ) mrad其中，CK, CL为系数，取值分别为0.9，1。 （ 参考文献2 8.2.1.3） 本条横准如下表所示。表7.19 特定角度复原力臂曲线下的面积横准表单位满载出港压载到港计算角度度14.00020.000复原力臂曲线下的面积m201130.516A值mrad0.05490.0468校核满足满足表7.20稳性总结表该角度的复原力臂曲线下的面积单位满载出港压载到港排 水 量t477.130150.471平均吃水m1.6000.692重心垂向位置m1.9611.365自由液面修正后的初稳性高m2.5386.499风压侧倾力臂Lfm0.00710.0444最小倾覆

27、力臂Lq（附图1.4）m0.7140.563横摇周期s4.5114.254横 摇 角度9.7369.244进 水 角度14.00020.000稳性横准数K100.5612.68 校 核满足满足7.13激流航段稳性衡准参考文献28.2.2.3，航行于J 级航段的船舶，其急流稳性衡准数KJ 应符合下式：其中， lq0 为不计横摇影响的最小倾覆力臂，m，根据参考文献28.2.3.2选取；水流倾侧力臂lJ 应分别按下式计算：式中： Ls 所核算装载情况下船舶的水线长度，m；d 所核算装载情况下船舶的型吃水，m，(本章下同)；KG 所核算装载情况下船舶重心至基线的垂向高度，m； a1 系数，按船舶的B/ d值由参考文献2法规表8.2.6.