船舶基础知识.ppt

第23页，课件共59页，创作于2023年2月三、稳性稳性―船舶在外力作用下偏离正浮位置而倾斜，当外力消失后能自行恢复到正浮位置而不倾覆的能力；船舶因受外力作用发生横倾时，船舶排水体积的形状就会改变，这一体积的形心--浮心的位置也随之发生变化重力和浮力方向相反，而它们的作用点不再在一条垂线上，这两个大小相等方向相反而作用点不在一条垂直线上的力就构成一个力矩，我们称这力矩为回复力矩。第24页，课件共59页，创作于2023年2月稳心初稳性高度GM第25页，课件共59页，创作于2023年2月稳心：把倾斜前后浮力作用线的交点M称为稳心（在这里是指横稳心），初稳性高度：把稳心和重心之间的距离GM称为初稳性高度，该值是船舶稳性的衡量标准。决定稳心位置的主要因素：重心G的位置、浮心B的位置船舶重量的分布影响重心G的位置船舶排水体积的形状影响浮心B的位置由此可能出现以下三种情况：(1)稳心M在重心G之上，回复力矩为正值，船舶倾斜后将被扶正；(2)M点在G点之下，回复力矩为负值，船舶将继续倾斜直至倾覆；(3)M点和G点重合，回复力矩为零，船舶停留倾斜位置，但在外力作用下可能继续倾斜直至倾覆。第26页，课件共59页，创作于2023年2月保证船舶稳性的措施(1)降低船舶重心G使船上设备和负载尽可能布置在较低的位置。上层建筑不过于庞大-压载则是经常采用的方法，尤其在船舶空载航行时。(2)提高横稳心M它与船舶横倾后浮心水平移动的距离有密切关系。M点的高度决定于船体的形状，尤其是水下部分的形状。必须注意的是船舶是集各种性能的工程建筑物，在保证初稳性的同时，也要兼顾其他性能，即稳心不能太高，亦即GM值不能过分地大，否则船舶将像玩具不倒翁那样，剧烈摇摆第27页，课件共59页，创作于2023年2月四、抗沉性抗沉性―船舶在局部破损浸水后，仍能保持一定的浮态和稳性而不致沉没的能力在复杂的海洋环境中航行的船舶，局部损坏进水是难以完全避免的，船舶在这种情况下如何避免沉没，这是抗沉性所要讨论的问题。泰坦尼克号和冰山相撞后，船壳被撕开100多米长的破洞，造成首部5个舱淹水而终于沉没。第28页，课件共59页，创作于2023年2月抗沉性规范（1）设定安全限界线极限海损水线:76mm（2）对船舱长度的限制（3）对破舱后船舶稳性的要求一舱不沉制两舱不沉制依此类推，海上客船至少应满足一舱不沉制要求。第29页，课件共59页，创作于2023年2月第30页，课件共59页，创作于2023年2月提高船舶抗沉性的措施除按照规范要合理分舱外，在船舶设计时还采取一些其他措施以提高抗沉性。(1）增加干舷(2）减小吃水(3）加大舷弧和使横剖线上端外倾，或使水线下船体适当瘦削都可以起到相对增加储备浮力的作用。上述措施有时会同船舶使用要求或其他性能相矛盾，需要加以综合考虑。第31页，课件共59页，创作于2023年2月五、快速性1、快速性―船舶以较小的主机功率消耗而获得较高航速的能力使船舶在不加大主机功率的前提下尽可能地提高航速，这就是快速性所要讨论的问题。经济性：功率、航速的经济性2、方法：减小航行阻力提高推进效率。第32页，课件共59页，创作于2023年2月3、船舶航行阻力附体阻力：水下的船体表面常有突出的附属结构，如舵、轴支架、舭龙骨、减摇鳍等，航行中也产生阻力，我们把这部分阻力从主船体阻力中分出来，称为附体阻力，约占总阻力的3％一10％。裸体阻力：而剩下的主船体水阻力称为裸体阻力。对于一般船舶都只计算裸体阻力，然后根据附体的设置情况增加一个百分数（10％一25%）作为附体阻力。2％一4％左右。以阻力的性质则分为粘性阻力和兴波阻力两种。粘性阻力第33页，课件共59页，创作于2023年2月（1）粘性阻力：水是有一定粘性的，船在水中运动，将因粘性而产生阻力，粘性越大阻力越大粘性阻力包括两部分水阻力摩擦阻力形状阻力。船体周围水流的变化第34页，课件共59页，创作于2023年2月摩擦阻力：在船体表面和水流之间就因存在相对运动而产生摩擦阻力。摩擦力的方向就是该处船体表面的切线方向。这种切向摩擦力在船长方向的分力的总合力，就是船舶航行中的总摩擦阻力。由上述分析可知，摩擦力的大小与水的粘度、船体浸水面积以及船的航速相关，是可以比较准确地计算出来的。第35页，课件共59页，创作于2023年2月不同形状物体的漩涡阻力形状阻力：在边界层紊流区的后部，在船体形状急剧变化的部位，会产生水流分离现象。在分离点以后，船体周围产生涡漩，涡漩处的压力比水流未分离时的