船舶液货舱舱容计量与修正

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1、第40卷第2期船海工程Vol.40No.22011年04月SHIP&OCEANENGINEERINGApr.2011DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2011.02.011船舶液货舱舱容计量与修正12项勇,胡勇(1.中国船级社,北京100007;2.武汉理工大学,武汉430062)摘要:用全站仪对船舱进行分段精确测量,取得各截面上测点的准确数据坐标。建立船舶舱数学模型,采用B样条方法对所测数据进行曲线拟合,形成数学舱图。利用Matlab计算舱剖面相应高度的截面面积,再积分求出相应高度的型容积,扣除舱内部构件体积,

2、得出正平容积表。对船舶实际状态的型容积进行容积修正,同时扣除相应高度构件的体积,得出在不同高度不同状态下的舱容修正表。将两表对照使用,得出液货舱内准确的液货体积。关键词:舱容计量;型容积;体积修正中图分类号:U663.8文献标志码:A文章编号:1671-7953(2011)02-0040-05对船舶液货舱的精确测量是确认容积的第一1.2坐标系的建立步,各种测量技术的发展和计算机技术的应用为船舶在正平(即没有横倾和纵倾)状态下,以舱容的精确测量和计算提供了便利,如经纬仪、全中纵剖面的尾端的底部作为坐标原点,沿纵向向站仪等。合适的计算方法和

3、软件是取得准确舱容艏部设为x轴,逆时针旋转90°作为y轴(即从x的第二步,目前国外常用舱容计算的软件最主要轴向左侧船舷方向),过坐标原点垂直x,y平面[1]是TANK。在实际使用中发现采用型舱容来(基平面)向上方向作为z轴,见图1。近似计算存在较大误差,因此准确测量和计算液[2-6]货舱舱容成为研究热点。考虑采用全站仪对船舱进行分段精确测量,并建立船舶舱数学模型,利用Matlab计算液货舱内的液货体积。1特征数据的测量测量船舱若干特征剖面上的特征点,取得特征点的型值坐标;通过数学方法拟合船型曲线,再计算出舱型容积,通过修正,求出不同液面

4、高度下图1坐标系示意各种浮态的毫米容量(即舱容表)。2计算原理1.1测量条件1)船舶处于(或接近于)平浮状态。液货舱容积的大小涉及多种因素,可分为几2)船上停止影响测量工作一切作业。何因素和物理因素两大类。几何因素包括船型、3)船舱应清洗干净,舱壁无挂油,舱底无积舱形状、舱内部各构件尺寸、形状、位置以及管系水,保持空气流通,并没有毒害气体和物质。等,他们都是固定不变的几何量,可以通过几何方4)检定前保证船舶舱测暴合格。法测量出他们的几何尺寸数据。物理因素包括温5)船内应有符合检定规程的测量管。度、风浪、装载变形以及浮态等,这些因素是随机

5、的因素,一般视具体情况而定。除浮态对容积的影响外,其他的物理因素对体积的影响都比较小,收稿日期:2010-05-20修回日期:2010-08-16可以不作定量考虑。由此船舶液货舱容积V的作者简介:项勇(1975-),男,硕士,工程师。确定性计算可以分为以下两步:研究方向:船艇结构1)计算舱型容积V型容积。E-mail:yxiang@ccs.org.cn2)计算舱内部相应高度以下的所有构件体40船舶液货舱舱容计量与修正———项勇,胡勇积V构件体积,舱相应高度的容积V(h)为式中:β=arccos[(OB-h)/r]V(h)=V型容积(h)

6、-V构件体积(h)3)液面高度在OC之间。式中:h———测量管液面高度。S3(h)=S2(OB)+(h-OB)BB′2.1型容积计算OB

7、成),且沿式中:H=CD;着舱长方向剖面形状不变或变化很小,可以忽略;h———液面实际高度。②非规则舱,剖面形状为非规则形状(由非圆弧,2.1.2非规则舱剖面面积计算抛物线,直线等组成),或者是沿着舱长的方向剖非规则舱剖面的形状是比较复杂的曲面,舷面形状变化较大。因此在计算液舱的型容积V侧不是直线,且在纵向上,半宽也有一定的变化,时应分两种情况分别计算。见图3。剖面边线不能够用任何一种已知的理论2.1.1规则舱剖面面积计算曲线来表示,可以将舱的横剖面近似看作由舱底规则舱剖面的一般形状由舭部升高段OA′、直线段,舭部圆弧段,舷侧边任意曲线

8、段和梁拱抛舭部圆弧段A′B′、舷边竖直直线段A′B′和梁拱物线段(设计梁拱是采用抛物线法和大圆弧法,一(抛物线或大圆弧)C′D段组成,见图2。般采用抛物线法)组成。图3非规则舱剖面示意在船舶液舱容积实测计算