第三章每公分吃水噸 (Tonnes per Centimetre Immersion; T.P.C.)

第三章每公分吃水噸(Tonnes per Centimetre Immersion; T.P.C.) 投影片製作:蔡金城

學習目標 1．了解每公分吃水噸數(T.P.C.)。 2．T.P.C.之公式推導。 3．了解受T.P.C.值影響之因素。 4．使用船舶流體靜力表(Hydrostatic Particulars)中之排水量及T.P.C.值，求吃水變化時該裝或卸多少貨物。

圖3.1 3.1每公分吃水噸(Tonnes Per Centimetre Immersion; T.P.C.) 每公分吃水噸(T.P.C.)是指船舶裝貨或卸貨能改變每一公分之平均吃水的重量。當船舶於海水(RD 1.025)中且船舶水線之水線面積如下圖所示。

圖3.2 當有一重30噸之貨物裝於甲板上，並增加了一公分之平均吃水，如下圖所示。若船舶排水量等同於其於排開水之重量的話，現在所增加之排開的水將亦會等同於30噸重。

3.2每公分吃水噸之公式(T.P.C. Formula) 已知質量(重量)=體積×密度 ∴「所增加之水的質量(重量)=所增加水之體積×密度」其中「所增加水之體積=WPA(m2)×1(cm)」又∵我們不能將(m2)×(cm)，因此: 「所增加水之體積=WPA(m2)× (m)」故「增加之排水量=WPA(m2)× (m)×密度(t/m3) 最後，T.P.C.之公式為:

(EX1)某船之水線面積為1500m2，當其浮於(a)淡水(b)相對密度1.005之水域(c)海水 中，試求其TPC。 SOL:

3.3 影響TPC之因素 我們已知TPC之公式為: 所以我們可以有以下討論: ．一般船型之TPC會隨WPA而增加。．TPC會隨著水之密度而增加或減少。兩種水密度之TPC(TPCSW及TPCFW)，將會列於船舶之流體靜力資料中，但M.V. Almar僅列出海水之TPC資料如下所示。(註)

圖3.4 由上表可知M.V. Almar於海水(RD1.025)中，吃水為5m，排水量為15120噸。並為使該船下沉恰好為1cm，則必須載入31.96噸的貨物。若此船舶在淡水(RD1.000)中要維持同樣5m的吃水，且排水量及TPC亦是與海水中相同時，則須改變貨物的重量。

圖3.5 如下圖所示，當該船舶於海水中吃水為5m時其排水量必定大於在相同吃水時於淡水之排水量。(海水之密度大淡水) 換言之，1cm海水之質量，必定大於1cm淡水之質量，因此，相同為5m吃水之TPC值於海水時必定會大於淡水。

淡水之排水量(RD1.000)= (噸) 淡水之TPC(RD1.000)= (噸) M.V. Almar所列出之吃水5m於海水中之流體靜力資料如下所示。排水量:15120噸 TPC:31.96噸

(噸) (噸) (噸) (噸) (EX2)當吃水為6.30m時使用流體靜力表求於下列水域時之排水量與TPC值:(a)海水(RD1.025) (b)淡水(RD1.000) (C)某水域(RD1.012)。 SOL: • 當吃水為6.30m且於海水中時靜水資料如下: • 排水量=19310噸 • TPC=32.46噸 (c)某水域之排水量(RD1.012) (b)淡水之排水量(RD1.000) 淡水之TPC: 淡水之TPC:

上升／下沉量(cm)= 3.4 應用於(裝貨/卸貨)時的問題　　如果由一已知之吃水查流體靜力表而得之TPC值，此時若裝或卸貨物後所改變之吃水，稱為船裝卸貨之上升/下沉量(Sinkage/Rise)，如下式所示：（單位公分）其中w為裝或卸貨之重量，此公式亦可用來求得w，如下式所示：

平均吃水:4.4m 排水量SW=13200 (t) 平均吃水:6.7m 排水量SW=20610 (t) (EX3)M.V.Almar於海水中之原始平均吃水為4.4m，當裝貨完畢後，平均吃水改變為6.7m，試以流體靜力表求其所裝載之貨重。 SOL: ∵使用流體靜力表，故求解之方法有二: (1)排水量法: 所裝之貨物重量　　　　　 7410 (t)

∵ ∴ (2)TPC法: 平均吃水:4.4m TPCSW=31.78 (t) 平均吃水:6.7m TPCSW=32.66 (t) 平均TPCsw=(31.78+32.66)/2=32.22(t) 下沉量(Sinkage)=6.7m-4.4m=2.3m=230cm W=230×32.22=7410.6(t)

平均吃水:5.8m 排水量SW=17690 (t) 所裝之貨物重量 11300(t) (EX4)M.V.Almar於海水中之原始平均吃水為5.8m，當裝了11300噸之貨物後，試以流體靜力表求其最後之排水量及平均吃水。 SOL: (1)排水量法: 最後之排水量=28990 (t) 將最後所得之排水量反查流體靜力表得最後之平均吃水為9.2m

∵ 原始平均吃水=5.8m 下沉量 =3.388m (2)TPC法: 平均吃水:5.8m 排水量SW=17690(t) TPCSW=32.26(t) 已裝載之貨物 11300(t) 最後之排水量SW=28990(t) TPCSW=34.43(t) 平均TPCsw=(32.26+34.43)/2=33.35(t) ∴下沉量=11300/33.35=338.8cm =3.388m 最後平均吃水=9.188m

原排水量DW=16080× =15939(t) 最後排水量DW=17370× =17217(t) (EX5)M.V.Almar抵達某港後之吃水為5.3m且碼頭附近水域之水密度為1.016，試問該輪要裝多少貨物，使其可達到吃水5.7m。 SOL: (1)排水量法: 原始平均吃水:5.3m排水量SW=16080(t) 最後之平均吃水:5.7m 排水量SW=17370 (t) 原排水量DW=15939(T) 最後排水量DW=17217(T) 應裝載之貨重= 1278(T)

TPCDW=32.07× =31.79(t) ∵ TPCDW=32.22× =31.94(t) ∴ (2)TPC法: 原始平均吃水:5.3m TPCsw=32.07(t) 最後平均吃水:5.7m TPCsw=32.22(t) 平均TPCDW=(31.79+31.94)/2=31.865(t) 下沉量(Sinkage)=5.7m-5.3m=0.4m=40cm W=40×31.865=1274.6(t)

第三章每公分吃水噸 (Tonnes per Centimetre Immersion; T.P.C.)