排水量(Displacement)是指船舶在一定状态下的总重量,也是用来表示船舶尺度大小的重要指标,是船舶满载时排开的水的质量。排水量通常用吨位来表示,所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数。船舶的排水量多指满载排水量。
排水量通常用吨位来表示,所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数,排水量可分为
空载排水量、
标准排水量、正常排水量、满载排水量、最大排水量等。排水量的测量目前国际上常用的方法是几何测量法,包括邦戎曲线法、静水力曲线法以及平均型吃水配合各种修正法。近年来迅速发展的三维激光扫描技术,弥补传统排水量计量方法的缺点。
简介
1、船上不载运货物、旅客及其行李的载况称为空载排水量。但在空船上已装载了航行所需的油水。船上的油水等重量为设计储备量的10%(不包括滑油),称为空载到港;油水等载重为设计储备量的100%,称为空载出港。
2、船舶装备齐全但无装载时的排水量,等于
空船重量。包括固定压载、备件、管系中液体及液舱中未能吸尽的剩余液体,但不包括货物、人员、淡水、粮食、燃料、润滑油、供应品。此外,民船空载排水量还包括给水及锅炉和冷凝器中达到工作水位的水。空载排水量仅用作计算其他装载状态的基础,而不是实际航行装载状态。
3、空船排水量系指船建成后交船时的排水量,空船排水量就是空船重量。此时,动力装置管系中有可供主机动车运转的油和水,这部分油水重量包含在机电设备重量内,相应的机电设备重量称为湿重,但不包括船员及其装备、淡水、粮食、燃料、润滑油、货物及供应品等的重量。在打捞工程中常用空船排水量作为计算打捞重量的依据。
定义
排水量是指船舶在一定状态下的总重量;也是用来表示船舶尺度大小的重要指标,是船舶满载时排开的水的质量。排水量通常用吨位来表示,所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数。船舶的排水量多指满载排水量。
1、船舶没有装货物、旅客、燃料、淡水和供应品等时的排水量。又称空船排水量、轻排水量。
2、船舶空载时的排水量,也就是
空船重量,它包括船体、机器及设备、锅炉中燃料及冷凝器中淡水等重量。
3、指军用船装备齐全但无载重时的排水量。其中包括固定 压载、备件、管系中的液体、以及液舱中不能吸出的剩余液体在内,不包括人员、淡水、粮食、燃料、滑油、弹药、供应品、给水、以及锅炉、冷凝器中的水。
单位
排水量通常用吨位来表示,所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数。
分类
排水量是船舶在水中所排开水的吨数,也是船舶自身重量的吨数。排水量可分为空载排水量、标准排水量、正常排水量、满载排水量、最大排水量等。
轻排水量
轻排水量(Light Displacement),又称空船排水量,是船舶本身加上船员和必要的给养物品三种重量的总和,是船舶最小限度的重量。
重排水量
重排水量(Full Load Displacement),又称满载排水量,是船舶载客、载货后吃水达到最高载重线时的重量,即船舶最大限度的重量。
实际排水量
实际排水量(Actual Displacement),是船舶每个航次载货后实际的排水量。
计算公式
排水量的计算公式如下:
排水量(长吨)=长*宽*吃水*方模系数(立方英尺)/35(海水)或36(淡水)(立方英尺)
排水量(公吨)=长*宽*吃水*方模系数(立方米)/0.9756(海水)或1(淡水)(立方米)
排水量吨位可以用来计算船舶的载重吨;在
排船时,依据排水量吨位可知该船的重量;在统计军舰的大小和舰队时,一般以轻排水量为准。
测量方法
传统方法
目前国际上常用的方法是几何测量法,包括邦戎曲线法、静水力曲线法以及平均型吃水配合各种修正法。这些方法的基本原理都是利用全站仪测量船体一定高度的特征点拟合出断面的面积,再用断面面积乘以断面间的高度累加算出排水量。这些方法的优点是快速简便,但对于包含有大曲面构造的船体,几何测量法的
测量精度难以满足船舶排水量精确计量的需求。因此,为了提高排水量计量的精度,需要进一步提高船体测量点的密度和数据完整性。
三维激光扫描法
近年来迅速发展的三维激光扫描技术,弥补传统排水量计量方法的缺点。三维激光扫描技术大面积获取被测对象表面的三维坐标数据,并具有数据获取速度快、实时性强、数据量大、主动性强、点位密集、精度高等突出优点,已成功应用于飞机船舶制造等领域。基于三维激光扫描技术对船舶排水量计量方法进行了研究,提出了一种基于点云切片技术的排水量计量方法,将船体表面空间的三维点云数据分层,利用每一层的切片点云数据计算该层的上下船体轮廓面积,再依据切片的厚度求得该层切片的体积,最后对每层切片体积进行累加计算不同高度的船体体积,计算出某一高度下的船舶体积在数值上就等于某一状态下船舶排开水的体积,依照此方法,即可获得船舶在不同状态下的实际排水量,即在不同的吃水深度时船舶所排开的水的体积。构建船体三维模型,并利用Geomagic Studio获取模型不同高度处的标准体积,与切片累加的体积进行对比,从而验证该方法的精度。
由于环境等因素,扫描过程中会产生许多噪声点,因此,需对
点云进行预处理,预处理的结果直接影响后期的建模效率和精度。点云预处理主要包括点云配准、去噪、空洞修补以及压缩过程。将船体点云分割成若干切片,切片上下表面为船体的横截面。再根据扫描分辨率,取出横截面上下5mm范围内的点云数据,将其投影到xoy平面内,获取船舶轮廓特征点云,并计算轮廓点云的重心坐标;再对轮廓点云进行排序,相邻两点与重心组成一个三角形,计算出三角形的面积,将所有三角形面积相加即获得横截面面积。最后根据切片上下横截面面积和切片厚度计算切片的体积,并将所有切片体积累加即获得排水量。点云轮廓线生成主要有两类算法:投影平面法和虚拟边缘法。投影法简便易行效率高,但容易形成较多
冗余点,虚拟边缘法生成的轮廓点云质量更好,但计算相对复杂。投影法冗余点较多的缺陷在后续特征点重心化环节可以得到解决,因此采用该方法生成轮廓点云。
利用全站仪进行计量的传统方法存在着点集密度小、断面面积计算精度低和断面间的高度选取随意等缺陷。立足于点云切片,并应用数字图像处理的方法提取了船舶轮廓特征点云,高精度地计算出切片上下横截面的面积,综合考虑算法执行效率和排水量计量精度两方面因素,分析确定出最佳切片厚度,使之可以适应不同的点云数据。实验结果表明能够以较高的精度实现船舶排水量的计量,为船舶排水量的计量提供了一种全新的技术手段。