船舶原理与积载.

1、船舶原理与积载船舶原理与积载航海系航海系航海航海教研室航海航海教研室课程概述课程概述 船舶货运（海上货物运输）船舶货运（海上货物运输）： 研究海上货物运输过程中货物管理的一门研究海上货物运输过程中货物管理的一门学科，包括货物的装载、海上运输、卸载学科，包括货物的装载、海上运输、卸载等环节中对船运货物管理的原理、技术和等环节中对船运货物管理的原理、技术和方法。方法。 是研究各类货物海运特性，各类船舶货运是研究各类货物海运特性，各类船舶货运性能，货物在船上装载规律，以及编制和性能，货物在船上装载规律，以及编制和实施货物积载计划程序和方法的一门应用实施货物积载计划程序和方法的一门应用学科。学科。 课

2、程概述课程概述 对船舶积载的基本要求：对船舶积载的基本要求：安全、优质、经济安全、优质、经济。课程概述课程概述课程教学要求课程教学要求：（1 1）了解船舶和货物的基本知识；）了解船舶和货物的基本知识；（2 2）了解船舶装载能力、稳性、强度、吃水）了解船舶装载能力、稳性、强度、吃水差及货运质量的基本要求与调整方法；差及货运质量的基本要求与调整方法；（3 3）熟悉海上运输危险货物、杂货、集装箱）熟悉海上运输危险货物、杂货、集装箱货、散装谷物、散装固体货物和散装液体货、散装谷物、散装固体货物和散装液体货物的特殊要求和方法货物的特殊要求和方法。 第一章第一章 船舶与货物基础知识船舶与货物基础知识一一.

3、 船舶坐标船舶坐标 船舶坐标系船舶坐标系一一. 船舶坐标船舶坐标 船舶总重船舶总重W W： W W = = P Pi i 重心重心G G (X (Xg g、Y Yg g、Z Zg g) )计算计算 ：一一. 船舶坐标船舶坐标 浮心浮心B B（X Xb b、Y Yb b、Z Zb b）：船舶排水体积形心：船舶排水体积形心 。其坐标位置可从船舶资料中查取。其坐标位置可从船舶资料中查取。二二. 船舶的重量性能船舶的重量性能 船舶总重量的组成：排水量（船舶总重量的组成：排水量（Displacement，空船排水量和总载重量）。空船排水量和总载重量）。排水量排水量 无航速的船舶在静水中处于无航速的船舶在

4、静水中处于自由漂浮状态时，船体排开水自由漂浮状态时，船体排开水的重量。的重量。排水量在数值上等于该装载排水量在数值上等于该装载状态下的船舶的总重量。状态下的船舶的总重量。二二. 船舶的重量性能船舶的重量性能 空船排水量空船排水量 全船装备齐全但无载重时的排水量。常指全船装备齐全但无载重时的排水量。常指新出厂时的值。包括固定压载，动力装置新出厂时的值。包括固定压载，动力装置内可供试运行的少量油水，但无航行所需内可供试运行的少量油水，但无航行所需的油水及其他载重量。的油水及其他载重量。 满载排水量满载排水量 船舶吃水达到规定的满载水线时的排水量。船舶吃水达到规定的满载水线时的排水量。数值上等于船舶

5、满载时的总重量。数值上等于船舶满载时的总重量。二二. 船舶的重量性能船舶的重量性能 总载重量总载重量DW(Deadweight)DW(Deadweight) 船舶在某一水线下所能装载的最大重量。船舶在某一水线下所能装载的最大重量。 DW = DW = - - L L = f( = f( ,d,dm m) ) DW DW包括载货量、航次储备量和船舶常数。包括载货量、航次储备量和船舶常数。 即该装载状态所包含的所有货物、燃润料、即该装载状态所包含的所有货物、燃润料、淡水、压载水、船员及行李、备品、船舶淡水、压载水、船员及行李、备品、船舶常数等重量的总和。常数等重量的总和。二二. 船舶的重量性能船舶

6、的重量性能 净载重量净载重量NDWNDW 载货重量能力的衡准指标载货重量能力的衡准指标 指船舶在具体航次中所能装载货物的指船舶在具体航次中所能装载货物的最大重量。最大重量。 二二. 船舶的重量性能船舶的重量性能 航次储备量航次储备量 G(Load of voyage stores)G(Load of voyage stores) 指船上船员、行李、备品重量指船上船员、行李、备品重量G G1 1和油水和油水重量重量G G2 2之和。之和。 船舶常数船舶常数C(Constant)C(Constant) 指参加营运后的空船重量与新出厂时指参加营运后的空船重量与新出厂时的空船重量的空船重量( ( L

7、L) )的差值。的差值。 三三. 船舶的容积性能船舶的容积性能三三. 船舶的容积性能船舶的容积性能 船舶总舱容船舶总舱容 散装舱容散装舱容(Grain Capacity)(Grain Capacity) 包装舱容包装舱容(Bale Capacity)(Bale Capacity) 液货舱舱容液货舱舱容(Liquid Capacity)(Liquid Capacity) 液舱舱容液舱舱容(Tank Capacity)(Tank Capacity) 舱容系数舱容系数 (Coefficient of load)(Coefficient of load)：船舶船舶每一净载重量所能提供的舱容。每一净载重

8、量所能提供的舱容。 三三. 船舶的容积性能船舶的容积性能 舱容系数舱容系数 (Coefficient of load)(Coefficient of load)：船舶船舶每一净载重量所能提供的舱容。每一净载重量所能提供的舱容。 舱容系数可表示船舶适宜装载重货还舱容系数可表示船舶适宜装载重货还是轻货。是轻货。三三. 船舶的容积性能船舶的容积性能 船舶登记吨位船舶登记吨位(Registered tonnage)(Registered tonnage) 总吨位总吨位(Gross tonnage)GT(Gross tonnage)GT 根据船舶吨位丈量公约或根据船舶吨位丈量公约或法定规则法定规则丈量丈

9、量确定的船舶总容积。确定的船舶总容积。 净吨位净吨位(Net tonnage)NT(Net tonnage)NT 根据船舶吨位丈量公约或根据船舶吨位丈量公约或法定规则法定规则丈量丈量确定的船舶有效容积。确定的船舶有效容积。 运河吨位运河吨位(Canal tonnage)CT(Canal tonnage)CT 根据运河当局制定的吨位丈量规则丈量确定根据运河当局制定的吨位丈量规则丈量确定的船舶登记吨位。包括：运河总吨位和运河净吨的船舶登记吨位。包括：运河总吨位和运河净吨位。位。 三三. 船舶的容积性能船舶的容积性能 船舶登记吨位船舶登记吨位(Registered tonnage)(Register

10、ed tonnage) 四四. 船舶性能数据的查取船舶性能数据的查取 静水力曲线静水力曲线是船舶的重要技术资料，船舶是船舶的重要技术资料，船舶设计、建造、营运和检查等部门以及船员设计、建造、营运和检查等部门以及船员用静水力曲线来计算与船舶航行性能有关用静水力曲线来计算与船舶航行性能有关的性能参数。的性能参数。 静水力特性参数静水力特性参数包括浮性参数、稳性参数包括浮性参数、稳性参数和船型系数参数，和船型系数参数，静水力曲线即为各参数静水力曲线即为各参数与吃水之间的函数关系曲线与吃水之间的函数关系曲线。四四. 船舶性能数据的查取船舶性能数据的查取 部分船舶性能数据的含义部分船舶性能数据的含义 水

11、线面面积水线面面积A Aw w和和TPCTPC TPC TPC 平均吃水变化平均吃水变化1 1厘米时，船舶厘米时，船舶排水量的变化值排水量的变化值(t/cm)(t/cm)。 TPC = ATPC = Aw w /100 = f(/100 = f( ,d,dm m) ) 四四. 船舶性能数据的查取船舶性能数据的查取 当船舶有少量载荷当船舶有少量载荷P P变化时，其平均吃变化时，其平均吃水的变化量水的变化量 d d为为 ：四四. 船舶性能数据的查取船舶性能数据的查取 浮心距舯距离浮心距舯距离X Xb b和漂心距舯距离和漂心距舯距离X Xf f 漂心：水线面面积中心。漂心：水线面面积中心。 我国规定

12、，我国规定，X Xb b和和X Xf f值均以船舯为坐标原点，值均以船舯为坐标原点，舯前取舯前取“+”+”，舯后取，舯后取“-”-”。 四四. 船舶性能数据的查取船舶性能数据的查取 厘米纵倾力矩厘米纵倾力矩MTCMTC 船舶吃水差变化船舶吃水差变化1 1厘米所需纵倾力矩厘米所需纵倾力矩(t(t m/cm)m/cm)。 （横）稳心距基线高度（横）稳心距基线高度KMKM ( (横横) )稳心稳心(Metacenter)M(Metacenter)M：船舶微倾前后浮：船舶微倾前后浮力作用线的交点。力作用线的交点。 四四. 船舶性能数据的查取船舶性能数据的查取 船舶静水力参数船舶静水力参数资料是提供船舶

13、在静资料是提供船舶在静止、正浮止、正浮( (无纵、横倾角无纵、横倾角) )和无船体变形条和无船体变形条件下，吃水与浮性数据、稳性数据和船型件下，吃水与浮性数据、稳性数据和船型系数的函数关系。系数的函数关系。 静水力曲线图静水力曲线图载重表载重表静水力参数表静水力参数表四四. 船舶性能数据的查取船舶性能数据的查取 三种形式静水力参数资料的特点三种形式静水力参数资料的特点五五. 船舶吃水船舶吃水 船舶吃水的观测方法船舶吃水的观测方法 船舶首、舯、尾的左右舷船舶首、舯、尾的左右舷六处设有六处设有水尺标志水尺标志。水尺水尺标志以数字（阿拉伯数字标志以数字（阿拉伯数字或罗马数字）表示船舶实或罗马数字）表

14、示船舶实际吃水。公制水尺标志字际吃水。公制水尺标志字高和高和两数字间距均两数字间距均为为10 10 cmcm；英制水尺标志字高和；英制水尺标志字高和两数字间距均两数字间距均为为6 in6 in。五五. 船舶吃水船舶吃水 船舶吃水的观测方法船舶吃水的观测方法 当吃水线达到数字字当吃水线达到数字字体底边缘即表示吃水体底边缘即表示吃水为该数字所表示的尺为该数字所表示的尺寸。寸。五五. 船舶吃水船舶吃水 实际吃水实际吃水与与型吃水型吃水之间相差一个龙骨板厚度。之间相差一个龙骨板厚度。 垂线间长垂线间长五五. 船舶吃水船舶吃水平均吃水的概念平均吃水的概念 船舶正浮时的型吃水或实际吃水。船舶正浮时的型吃水

15、或实际吃水。 小倾角横倾和纵倾时，平均吃水为船正浮时水线小倾角横倾和纵倾时，平均吃水为船正浮时水线与倾斜后水线交点处的吃水，即与倾斜后水线交点处的吃水，即船舶漂心处的吃船舶漂心处的吃水水。 在小倾角横倾和纵倾的前提下，平均吃水也称在小倾角横倾和纵倾的前提下，平均吃水也称等等容吃水容吃水。五五. 船舶吃水船舶吃水 平均吃水计算平均吃水计算 只有纵倾只有纵倾五五. 船舶吃水船舶吃水 平均吃水计算平均吃水计算 有纵倾又有横倾有纵倾又有横倾六六. 载重线标志与载重线海图载重线标志与载重线海图 储备浮力储备浮力 满载水线以上船舶主满载水线以上船舶主体水密部分的体积所能提体水密部分的体积所能提供的浮力。储

16、备浮力常以供的浮力。储备浮力常以满载排水量的百分数表示。满载排水量的百分数表示。海船为海船为20-50%20-50%。 干舷（干舷（FreebordFreebord）：船中：船中处从甲板线上边缘向下至处从甲板线上边缘向下至有关载重线上边缘的垂直有关载重线上边缘的垂直距离。距离。六六. 载重线标志与载重线海图载重线标志与载重线海图载重线标志（载重线标志（Load line markLoad line mark） 载重线标志的组成：甲板线、载重线圈及载重线标志的组成：甲板线、载重线圈及横线、各载重线。横线、各载重线。国际航行海船载重线标志国际航行海船载重线标志 六六. 载重线标志与载重线海图载重线

17、标志与载重线海图 国际航行海船载重线标志国际航行海船载重线标志 各载重线之间相互关系各载重线之间相互关系六六. 载重线标志与载重线海图载重线标志与载重线海图 国际船舶载重线公约国际船舶载重线公约和我国和我国法定规则法定规则（船舶与海上设施法定检验规则）要求所有船舶（船舶与海上设施法定检验规则）要求所有船舶在不同风浪条件下使用不同的载重线以确定允许在不同风浪条件下使用不同的载重线以确定允许的最大装载吃水。的最大装载吃水。 国际船舶载重线公约国际船舶载重线公约对世界海区作了明确的对世界海区作了明确的划分，并用划分，并用商船用区带、区域和季节期海图商船用区带、区域和季节期海图（载重线海图）表示。（载

18、重线海图）表示。 划分的依据：长期观测和积累的全球不同海区在划分的依据：长期观测和积累的全球不同海区在不同季节期内风浪大小与频率变化的资料。不同季节期内风浪大小与频率变化的资料。六六. 载重线标志与载重线海图载重线标志与载重线海图 区带区带(Zone)(Zone) 热带区带热带区带：全年使用热带载重线。：全年使用热带载重线。 夏季区带夏季区带：全年使用夏季载重线。：全年使用夏季载重线。 季节区域季节区域( (带带)(Seasonal area)(Seasonal area) 热带季节区热带季节区：按规定季节期交替使用：按规定季节期交替使用T T或或S S载重线。载重线。 冬季季节区冬季季节区：

19、按规定季节期交替使用：按规定季节期交替使用S S或或W W载重线。载重线。 北大西洋冬季季节区北大西洋冬季季节区：按规定季节期交替使用：按规定季节期交替使用S S或或W(WNA)W(WNA)载重线。（适用于船长小于等于载重线。（适用于船长小于等于100100米的船米的船舶）舶）七七. 亏舱率、积载因数、自然损耗亏舱率、积载因数、自然损耗亏舱率亏舱率 亏舱舱容亏舱舱容 V Vchch(Broken(Broken stowage) stowage) 由于货物堆装技术不完善和货物包装与货舱由于货物堆装技术不完善和货物包装与货舱不相适应等而造成的舱容损失。不相适应等而造成的舱容损失。 V Vchch

20、= V= Vchch - V- Vc c 亏舱率亏舱率C Cbsbs(Rate(Rate of broken stowage) of broken stowage) 亏舱舱容与货物所占舱容的百分比。亏舱舱容与货物所占舱容的百分比。 七七. 亏舱率、积载因数、自然损耗亏舱率、积载因数、自然损耗积载因数积载因数（Stowage fatorStowage fator） 指每一吨货物所占舱容指每一吨货物所占舱容( (包括亏舱包括亏舱) )或体积或体积( (不包括不包括亏舱亏舱) )。 包括亏舱包括亏舱SFSF 不包括亏舱不包括亏舱SFSF0 0 七七. 亏舱率、积载因数、自然损耗亏舱率、积载因数、自然

21、损耗自然损耗自然损耗 运输中因货物本身、自然条件或运输条件运输中因货物本身、自然条件或运输条件等原因而产生的货物重量非事故性的减少。等原因而产生的货物重量非事故性的减少。 自然损耗率：自然减少量占原货运总量的自然损耗率：自然减少量占原货运总量的百分比。百分比。 造成自然损耗的原因：干耗和挥发；渗漏造成自然损耗的原因：干耗和挥发；渗漏和沾染；飞扬和散失。和沾染；飞扬和散失。 七七. 亏舱率、积载因数、自然损耗亏舱率、积载因数、自然损耗思考题思考题 正确理解载货重量能力和容量能力的衡量正确理解载货重量能力和容量能力的衡量指标。指标。 船舶总重量由哪几部分组成？总载重量的船舶总重量由哪几部分组成？总

22、载重量的大小随哪些因素而变？大小随哪些因素而变？ 正确理解正确理解 、 L L 、DWDW、NDWNDW、GTGT、NTNT、A Aw w、TPCTPC、X Xb b 、X Xf f 、MTCMTC、KMKM的含义。的含义。 某轮平均吃水为某轮平均吃水为8.73m8.73m，TPC=25.3t/cm TPC=25.3t/cm ，加装加装400t400t货物后，计算船舶的平均吃水。货物后，计算船舶的平均吃水。 思考题思考题 正确理解船舶静水力参数。船舶静水力性正确理解船舶静水力参数。船舶静水力性能参数资料通常有几种类型？各类型具有能参数资料通常有几种类型？各类型具有何特点？何特点？ 了解船舶吃水

23、的观测方法。正确理解平均了解船舶吃水的观测方法。正确理解平均吃水的概念。吃水的概念。 载重线标志由哪几部分组成？正确理解各载重线标志由哪几部分组成？正确理解各载重线的关系及其符号的意义。载重线的关系及其符号的意义。 载重线海图的区带和季节性区域有哪几种？载重线海图的区带和季节性区域有哪几种？其划分的依据是什么？其划分的依据是什么？思考题思考题 正确理解货物的亏舱率、积载因数和自然正确理解货物的亏舱率、积载因数和自然损耗率。损耗率。 某轮拟装一票袋装货，数量某轮拟装一票袋装货，数量 10000t10000t，不包，不包括亏舱的积载因数为括亏舱的积载因数为1.8m1.8m3 3/t/t，亏舱率为，

24、亏舱率为8%8%，计算该票货物所需的舱容。计算该票货物所需的舱容。第二章第二章 充分利用船舶的载货能力充分利用船舶的载货能力一一. 船舶载货能力船舶载货能力 船舶载货能力船舶载货能力指船舶在具体航次中所能承指船舶在具体航次中所能承运货物数量的最大限额以及承运特殊货物运货物数量的最大限额以及承运特殊货物或忌装货物的可能条件和数量限额。或忌装货物的可能条件和数量限额。 船舶载货能力船舶载货能力包括载重能力、容量能力和包括载重能力、容量能力和其他载货能力。其他载货能力。一一. 船舶载货能力船舶载货能力 载重能力载重能力的衡准指标：净载重量的衡准指标：净载重量NDWNDW 。 容量能力容量能力的衡准指

25、标：包装舱容、散装舱容、液的衡准指标：包装舱容、散装舱容、液货舱舱容或箱位容量。货舱舱容或箱位容量。 其他载货能力其他载货能力：以船上可供装载特殊货物舱室的：以船上可供装载特殊货物舱室的容积、结构和有关设备的性能等船舶资料来衡量。容积、结构和有关设备的性能等船舶资料来衡量。如杂货船对性质互抵的货物的隔离能力，对重大如杂货船对性质互抵的货物的隔离能力，对重大件、冷藏货、散装液体货、集装箱等特殊货物的件、冷藏货、散装液体货、集装箱等特殊货物的承运能力；集装箱船对冷藏箱、危险货箱等特殊承运能力；集装箱船对冷藏箱、危险货箱等特殊集装箱的承运能力。集装箱的承运能力。 二二. 航次净载重量的计算航次净载重

26、量的计算 NDW = DWmax G C 最大总载重量最大总载重量DWmax的确定的确定二二. 航次净载重量的计算航次净载重量的计算最大总载重量最大总载重量DWmaxDWmax的确定的确定（1 1）当吃水受航线上水深限制时）当吃水受航线上水深限制时二二. 航次净载重量的计算航次净载重量的计算最大总载重量最大总载重量DWmaxDWmax的确定的确定（1 1）当吃水受航线上水深限制时）当吃水受航线上水深限制时 1 1）计算浅水区允许的最大平均吃水）计算浅水区允许的最大平均吃水 航线上最浅处的基准水深航线上最浅处的基准水深 浅水区可利用的潮高浅水区可利用的潮高 要求的富裕水深要求的富裕水深 在浅水区

27、船舶的吃水差在浅水区船舶的吃水差 2 2）计算在始发港船舶允许的）计算在始发港船舶允许的DWmaxDWmax 查船舶资料求取浅水区允许的最大总载重量，并查船舶资料求取浅水区允许的最大总载重量，并考虑从始发港到浅水区途中油水消耗量。考虑从始发港到浅水区途中油水消耗量。 二二. 航次净载重量的计算航次净载重量的计算最大总载重量最大总载重量DWmaxDWmax的确定的确定（2 2）当吃水不受航线上水深限制时）当吃水不受航线上水深限制时 根据航经的海区及时间，查根据航经的海区及时间，查载重线海图载重线海图确定本航次可使用的载重线，再由船舶资料及途确定本航次可使用的载重线，再由船舶资料及途中油水的消耗量

28、确定中油水的消耗量确定DWmaxDWmax。 当船舶从使用低载重线海区航行到使用高载重线当船舶从使用低载重线海区航行到使用高载重线海区时，由低载重线确定海区时，由低载重线确定DWmaxDWmax。 当船舶从使用高载重线海区航行到使用低载重线当船舶从使用高载重线海区航行到使用低载重线海区时，则：海区时，则： 二二. 航次净载重量的计算航次净载重量的计算 最大总载重量最大总载重量DWmaxDWmax的确定的确定 g gs s 航行时每天船舶油水消耗量航行时每天船舶油水消耗量( t/d )( t/d ) 二二. 航次净载重量的计算航次净载重量的计算 航次储备量航次储备量G的确定的确定 G1G1：Cr

29、ew &effectsCrew &effects，ProvisionsProvisions，Stores Stores 每航次可以为定值。每航次可以为定值。 G2G2：Fuel oilFuel oil，diesel oildiesel oil，Fresh waterFresh water t trsrs 航行储备时间航行储备时间(d(d），近洋取），近洋取3 3天，天， 远洋取远洋取5 57 7天。天。 g gs s、g gb b 航行和停泊每天油水消耗量航行和停泊每天油水消耗量(t(td)d)。 三三. 充分利用载货能力的主要途径充分利用载货能力的主要途径充分利用船舶载货重量

30、能力充分利用船舶载货重量能力 正确确定船舶的装载水线，过浅滩时保持正确确定船舶的装载水线，过浅滩时保持平吃水，使平吃水，使D Dwmaxwmax最大。最大。 合理确定航次燃料和淡水的储备量，减少合理确定航次燃料和淡水的储备量，减少压载水。压载水。 及时清除船上垃圾、废物筹，使及时清除船上垃圾、废物筹，使C C减少。减少。 三三. 充分利用载货能力的主要途径充分利用载货能力的主要途径充分利用船舶载货容量能力充分利用船舶载货容量能力 轻重货物合理搭配，使船舶达到满载满舱轻重货物合理搭配，使船舶达到满载满舱 。 对杂货船，设计划待装对杂货船，设计划待装SFSFL L轻货轻货P PL L(t)(t)，SFSFH H重货重货P PH H(t)(t)，则：，则： 合理选配舱位，紧密堆装，使合理选配舱位，紧密堆装，使C Cbsb