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設計吃水
鎖定
- 中文名
- 設計吃水
- 外文名
- designed draft
- 定 義
- 裝載設計載重下的最大吃水深度
- 吃 水
- 船舶浸在水裏的深度
- 一級學科
- 船舶工程
- 二級學科
- 船舶總體
設計吃水船舶經濟分析
船舶的設計吃水,特別是大型貨船的設計吃水,一般都受航道和港口的限制。對整個營運期間都在固定航線和固定港口間營運的船舶的吃水,只要根據所營運的航道與港口水深確定設計吃水即可。對於不定航線的貨船則須用概率統計方法確定設計吃水。
對於不定航線的貨船,如多用途船,為了廣泛地攬貨承運,應儘量能進出各有關港口,這時,可以對該船可能進入的各港口的允許水深作一統計,如圖1(a)所示。吃水大的船僅能進入較少的港口,或減載進入某些港口。
由於船的營運期達15~25年,因此對各港口的水深也應預估10~20年後的改進情況。圖1中實線指2000年的情況,而對2010年的估計則用虛線表示。
圖1(b)為圖1(a)的累積概率曲線,表示航線上超過該水深的港口數佔可能進入的港口總數的百分比。
船舶的吃水與船的裝載有着密切的關係。吃水較深的船舶往往要減載才能進入某些港口,因而船的裝載因數就降低了。圖1(c)是不同設計吃水的典型散貨船在上述各港口間營運的裝載因數。
圖1(d)所示是經濟計算的結果。營運收入是根據裝載因數算出的。營運成本包括資本費用。從該圖中可得到2000年的最大利潤的設計吃水為了。但到2010年由於港口的改進,最大利潤的設計吃水將增大到T1。
圖1(d)中的幾條曲線是假定一系列的設計吃水,設計出一系列的船型方案,選定典型航線,對每個方案根據圖1(c)所示的裝載因數計算營運收入與營運成本而得到的。
設計吃水考慮主要因素
航道及水深對吃水的限制
在內河船舶設計中,吃水的確定常常會受到航道及港口水深的限制。為避免擱淺或觸及水底砂石,船底與水底應保證有一定的間隙,並因航道及碼頭底部地質情況而有所不同。船舶尺度大、水底為石質時,應取大的間隙值。
航道最小水深與船舶吃水之間關係:
吃水對螺旋槳工作性能的影響
根據船舶原理知識,我們已知螺旋槳的工作性能與船舶快速性有很大關係。吃水增加時,螺旋槳最大直徑可增加,使推進效率上升。同時,增加吃水使螺旋槳的沉深增加,延遲螺旋槳空泡的發生,有利於螺旋槳工作,而且當船舶發生縱搖時螺旋槳出水的可能性減少。因此,對不受吃水限制的船舶,儘可能選擇大的吃水,對螺旋槳性能是有利的。
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吃水對其它性能的影響
吃水對初穩性有一定影響,當排水量一定時,吃水增加則B/T減小,穩心半徑下降的幅度較大於浮心提高的幅度。
在淺水航道中,由於吃水增加,河底與船底間的間隙減少,淺水阻力增加,船舶易發生吸底現象。
設計吃水吃水的確定
如前所述,吃水的確定主要與限制條件和螺旋槳工作狀況有關,因此,設計時可根據以下方法來確定:
(1)按限制條件確定。通常對受航道、港口水深限制的船舶,取限定吃水為設計船的吃水。
(2)從提高螺旋槳效率出發,按最佳螺旋槳直徑來選取吃水。下列數據是一些船舶螺旋槳直徑與吃水比的範圍,可供設計者參考:
長江船:0.7~0.75
內河船:0.8~0.85
內河淺隧道船:0.9~1.10
內河深隧道船:1.2~1.40
港作拖輪:0.6~0.75或
n——主機轉速,r/min;
c——係數,約為27~31,平均值取29。
(3)按型船或統計資料確定。統計資料通常以吃水與船長的關係式或相對吃水(即吃水與排水量三次根的比值)的形式給出。
港作拖輪
沿海小油船
按相對吃水給出的統計公式如下: