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自由液麪
鎖定
液體壓強中與大氣聯通(即與空氣接觸)的液麪叫做自由液麪(free surface),即船舶傾斜時船內艙櫃中能自由變動的液體表面。例如淡水、燃油等液體艙櫃未裝滿時,液麪隨船的傾斜而變動,保持與船外水面平行。當液麪因船舶傾斜而自由變動時,液體的形狀及其重心位置即產生變化,使船舶穩性降低。在船寬方向將艙櫃隔小,可限制液體的移動幅度,如油船即採取這一措施。
自由液麪效應:液體有表面張力,表面張力總是使其表面積最小,即自由液麪總是平的。
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- 中文名
- 自由液麪
- 外文名
- free surface
- 定 義
- 船內艙櫃中能自由變動的液體表面
- 影 響
- 降低船舶穩性
- 一級學科
- 船舶工程
- 二級學科
- 船舶術語
目錄
自由液麪概念
所謂自由液麪,是船體中任何裝載液體部分,包括水艙、油艙、雙層底以及鍋爐、凝水櫃等,沒有將液體裝滿,而存留着液體的表面與空氣相接觸,當船擺動或傾側時,這種液體的表面也將擺動或傾側,所以稱為自由液麪。這種存留着自由液麪的水稱為自由水或稱為散水。
[2]
自由液麪自由液麪修正
船舶液艙櫃中的自由液麪(free surface)對船舶穩性的影響是航海生產中經常遇到的問題。對這一問題,人們從造船的角度進行了深人理解研究,從航海生產的角度進行了許多應用研究。以下論述自由液麪對船舶穩性的影響原理,給出了各種艙形中自由液麪對穩性減小值的計算公式以及液艙中的縱向隔壁對自由液麪影響值的計算公式;分析了自由液麪對穩性的影響與船舶傾角的關係、與艙內液體數量的關係、與艙內液體密度的關係、與艙內連通閥作用的關係,並且一併給出有關的計算公式;
自由液麪自由液麪修正的理論公式
自由液麪梯形公式
對於(a)形液麪,
=b1=b2=b,即
對於(b)形液麪,b1=b2=b,即
自由液麪橢圓形公式
一些液化氣體船上,艙櫃呈球形、圓柱形、橢圓柱形,其自由液麪呈圓形和橢圓形,如圖1中(e)~(g)。這類液麪的面積慣矩可以統一寫成
這一公式直接適用於(g)形液麪。
對於(e)形液麪,a=b=r,即
自由液麪邊艙公式
位於首尾的邊艙(雙層底、邊壓載艙、邊油水艙和邊貨油艙等)的液麪多呈圖1中(h)和(i)形,其自由液麪慣矩可寫成統一的公式,
自由液麪縱向隔壁的影響
而在矩形液麪中等間距設置二道縱向隔壁,如圖2中(b)所示,則面積慣矩減小8/9,即
自由液麪自由液麪對穩性的影響值
自由液麪始終減小船舶的穩性,其影響值δGM為
而且,從以上的分析中可以得出如下幾點結論:
(1)自由液麪在縱向上、橫向上或垂向上平移,不改變其對穩性的影響值;
(2)自由液麪橫向上的尺度對穩性的影響值遠大於其縱向上的尺度對穩性的影響值;
自由液麪自由液麪修正的經驗公式
實船中可能出現的液艙液麪形狀有時並不能在圖1中找到確切的對應形狀。這時,若進行理論計算,可能需要較大的工作量。這在船上常常不可行。為此,國際海事組織等國際機構建議採用下式進行估算。
若
,則取
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