第二章-船舶重量重心估算PPT課件

1、LOGO2021/7/241第二章第二章 重量、重心估算重量、重心估算ThemeGallery2021/7/242船舶重量方程式與浮性方程式船體空船重量近似計算方法載重量的計算方法重心估算方法.本章學(xué)習(xí)重點本章學(xué)習(xí)重點 重點重點1重點重點2 2 重量重量3 重量重量42021/7/243第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述船舶設(shè)計的基本要求： 船舶按預(yù)定狀態(tài)浮在水面上，即船舶重量與浮力平衡，重心與浮心在同一鉛垂線上 設(shè)計船滿足預(yù)定的載重量，設(shè)計船滿足任務(wù)書規(guī)定的各項航行性能指標(biāo)2021/7/244一、重量方程式與浮性方程式一、重量方程式與浮性方程式u 重量排水量 船舶在各種裝載情況下的總重量 之和。u 重

2、量方程式有：式中：LW-空船重量； Wh-船體鋼料重量； Wf -木作舾裝重量； Wm-機電設(shè)備重量； DW-載重量。iWDWLWWimfhWWWLW2021/7/245u 船舶所受浮力等于船體所排開水的重量 u浮力方程式為： 式中： -水的密度； -該裝載情況的型排水體積； -附體體積系數(shù)； -船長、型寬、吃水及方形系數(shù) 根據(jù)浮力和重量相等，可得浮性方程式：kbCTBL,bikLBTCW2021/7/246二、典型排水量二、典型排水量 1、民船A：空載排水量：是指船舶在全部建成后交船時的排水量，即空船重量，此時動力裝置系統(tǒng)內(nèi)有可供動車用的油和水，但不包括航行時需的燃料，潤滑油和爐水儲備以及載

3、重量。B：滿載排水量：指船舶上裝載預(yù)先規(guī)定的設(shè)計載重量（即按照設(shè)計任務(wù)書要求的貨物、旅客、船員、行李、糧食、淡水燃料、潤滑油、鍋爐用水的儲備以及備品、供應(yīng)品等均裝載滿額的重量）的排水量。 空載排水量、滿載排水量又分出港、到港?？蛰d排水量、滿載排水量又分出港、到港。C：出港：出港：燃料、潤滑油、淡水、糧食及其他物品都按設(shè)計的規(guī)定的數(shù)量帶足。 D：到港到港：消耗品還剩余10%。 滿載排水量無特殊說明，指滿載出港排水量，是民船的最大排水量，決定船舶的主要要素的出發(fā)點，因此也作為民用船舶的設(shè)計排水量。民用船舶的設(shè)計排水量。 2021/7/247常見四種典型載況常見四種典型載況 四種四種典型載況典型載況

4、滿載滿載出港出港滿載滿載到港到港空載空載出港出港 空載空載到港到港對于客貨船，通常還要計算航行中途載況。在船舶穩(wěn)性規(guī)范中，對各類典型載況給出具體規(guī)定。2021/7/2482、軍船、軍船A：空載排水量 建造完工后的排水量B：標(biāo)準(zhǔn)排水量C：正常排水量 軍用艦艇的設(shè)計排水量D：滿載排水量 出航時艦艇最大裝載狀態(tài)E：最大排水量 超載排水量 2021/7/249三、重量、重心估算的重要性三、重量、重心估算的重要性 如果將船舶重量估算過輕如果將船舶重量估算過輕 如果將船舶重量估算過重如果將船舶重量估算過重 如果船舶重心縱向位置計算誤差過大如果船舶重心縱向位置計算誤差過大船的實際重量大于計算值，即重力大于浮

5、力船的實際重量大于計算值，即重力大于浮力 1、船舶尺度過大，經(jīng)濟性降低、船舶尺度過大，經(jīng)濟性降低 2、實際吃水小，影響螺旋槳推進效率、實際吃水小，影響螺旋槳推進效率1、實船出現(xiàn)較大縱傾，影響浮態(tài)、快速性及耐波性、實船出現(xiàn)較大縱傾，影響浮態(tài)、快速性及耐波性2、重心高誤差過大，穩(wěn)性和橫搖性受到較大影響、重心高誤差過大，穩(wěn)性和橫搖性受到較大影響3、重心計算誤差過大，影響船舶的使用性能、重心計算誤差過大，影響船舶的使用性能重量、重心估算可能出現(xiàn)的情況重量、重心估算可能出現(xiàn)的情況2021/7/2410計算是逐步計算是逐步近似的過程近似的過程始終貫穿設(shè)始終貫穿設(shè)計的全過程計的全過程四、重量、重心估算特點與

6、方法四、重量、重心估算特點與方法計算特點計算特點2021/7/2411設(shè)計初期條件設(shè)計初期條件不具備，只能不具備，只能依據(jù)母型船或依據(jù)母型船或統(tǒng)計資料粗略統(tǒng)計資料粗略進行估算。進行估算。在技術(shù)設(shè)計、在技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計及施工設(shè)計及完工設(shè)計是完工設(shè)計是按圖紙詳細按圖紙詳細分項計算，分項計算，然后逐步累積然后逐步累積四、重量、重心估算特點與方法四、重量、重心估算特點與方法計算方法計算方法2021/7/2412各類船舶的空船重量與滿載排水量之比拖船0.85-0.95大型油船0.200.35漁船0.600.75中、小型客船0.500.70中、小型貨船0.300.43大型客船0.450.60大型貨船0.

7、270.36駁船0.200.30中、小型油船0.350.50第二節(jié)第二節(jié) 空船重量估算空船重量估算 由上表可見，空船重量占船舶排水量的相當(dāng)部分，由上表可見，空船重量占船舶排水量的相當(dāng)部分，所以空船重量估算準(zhǔn)確度是船舶設(shè)計能否成功的關(guān)鍵。所以空船重量估算準(zhǔn)確度是船舶設(shè)計能否成功的關(guān)鍵。2021/7/2413一、空船重量的分類一、空船重量的分類 按慣例，空船重量通常分為船體鋼料重量 、木作舾裝重量 和機電設(shè)備重量 三大部分，各部分又細分為若干組，各組再分成若干項。 船舶空船重量的具體分類及船用船鋼料及舾裝重量與空船重量之比見書中2627頁hWfWmW2021/7/2414二、船體鋼料重量二、船體鋼

8、料重量 的估算的估算hW影響因素影響因素常見船級社、規(guī)常見船級社、規(guī)范、航區(qū)范、航區(qū)- Your text in here- Your text in here所選用的材料所選用的材料- Your text in here- Your text in here分析方面分析方面-對構(gòu)件數(shù)量的影響-對強度條件的影響主要方面主要方面-船長、船寬、型深-吃水、方形系數(shù)主要影響因素主要影響因素-甲板層數(shù)-艙壁數(shù)-上層建筑大小1 1、影響船體鋼料重量的因素、影響船體鋼料重量的因素2021/7/2415 船舶尺度及系數(shù)對鋼料重量的影響船舶尺度及系數(shù)對鋼料重量的影響 船長L 從構(gòu)件的幾何尺度及數(shù)量看 船體絕大

9、多數(shù)構(gòu)件 都與船長有關(guān) 從強度方面看 船長越大，承受的縱向彎矩越大， 縱向結(jié)構(gòu)的尺寸要求越大 船寬B 從構(gòu)件數(shù)量看 一些橫向構(gòu)件與船寬有關(guān) 從強度方面看 船寬對橫向強度影響較大，但對縱 向強度影響不大2021/7/2416 型深D 從構(gòu)件幾何尺度及數(shù)量看 型深對舷側(cè)肋板、肋骨、 （增加重量 ） 艙壁、支柱等有影響。 從強度方面看 型深增加，船體梁的剖面模數(shù)增大， （減小重量 ） 可使縱向構(gòu)件斷面尺寸減小 吃水T 從構(gòu)件幾何尺度及數(shù)量看 吃水不影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量 從強度方面看 吃水對總縱和局部強度有一定影響， （增加重量 ）使船體所受靜水壓力增大，故船體梁剖面模數(shù)增大 2021/7/2417 方形

10、系數(shù) 從構(gòu)件尺度和數(shù)量看 增大，會引起外板、甲板、底 部結(jié)構(gòu)等微小增加 從強度方面看 增大，則需增大船體梁剖面模數(shù)， （增加重量） 從而引起總縱強度構(gòu)件重量增加綜上所示，鋼料重量與船舶尺度及系數(shù)式中：指數(shù) ，其他指數(shù) ； -鋼料重量系數(shù) 對鋼料重量的影響依次減小bCbCbhhCTDBLCW 11hCbCTDBL,2021/7/2418 布置特征布置特征 甲板層數(shù) 取決于布置特點與使用要求 艙壁數(shù) 規(guī)范有最小數(shù)目的規(guī)定，實際上還要 考慮使用要求 上層建筑大小 包括長度、寬度、高度、層數(shù)等2021/7/24192 2、粗略估算、粗略估算百分?jǐn)?shù)法平方模數(shù)法粗略估算方法粗略估算方法AB統(tǒng)計公式法D立方

11、模數(shù)法C2021/7/2420A A、百分?jǐn)?shù)法、百分?jǐn)?shù)法l 假定 正比于 ，即式中： -可根據(jù)母型船選定，l 此法的評價 優(yōu)點：此估算方法方便簡單 缺點：將 對 的影響看成是等同的因此較為粗略hCbhhhkLBTCCCWhW00hhWCbCTBL,hW2021/7/2421B、平方模數(shù)法l 假定 正比于船體結(jié)構(gòu)的總面積，并用 的某種組合來表征，最常見的形式為 可近似看成是單甲板船從龍骨到甲板中心的周長 實際上表征船殼表面積及甲板表面積的一種面積特征數(shù)l 本方法對于總縱強度不突出的船，其計算結(jié)果比較準(zhǔn)確。hWDBL,DB DBLDBLCWhh2021/7/2422C、立方模數(shù)法l 假定Wh正比于

12、船舶內(nèi)部總體積，并以LBD作為內(nèi)部總體積的特征值。即Wh=ChLBD 若設(shè)計船的舷弧高度及上層建筑的體積與母型船的相差較大，則D應(yīng)以相當(dāng)型深D1替代。式中： 平均舷弧高MS建筑的 長筑的長度連續(xù)甲板以上第一上層,iihlLhlSDDiiM12021/7/2423 -考慮船體肥瘦的情況，其中 為計算型 深處的方形系數(shù)，可近似按下式計算提高估算精確性可采用下式提高估算精確性可采用下式bDhhCDLLBDCW21121程度的修正的不同影 響W對DL,從強強度出發(fā)，-h21考慮式中： DLTTDCCCbbbD31bDC211bDC2021/7/2424D D、統(tǒng)計公式法、統(tǒng)計公式法 統(tǒng)計公式適用于：一

13、些結(jié)構(gòu)形式相差不大，布置特點比較穩(wěn)定、有大量相近實船的船型，在設(shè)計初期階段用統(tǒng)計公式十分有效。 常見的統(tǒng)計公式如下：穆瑞公式（中型散貨船）阿德文克公式（大型散貨船）瓦特生-智爾費蘭公式（較廣泛的船類）8 . 0265. 1bhhCTDBLCW197. 0158. 0189. 0695. 0878. 1bhhCTDBLCW7 . 05 . 0136.1bhhCECW2021/7/24253 3、比較精確的估算、比較精確的估算（2 2）每米船長每米船長重量法重量法（1）修差法修差法（3 3）分項換分項換算法算法比較精確的估算方法比較精確的估算方法2021/7/2426（1 1） 修差法修差法 此法

14、根據(jù)設(shè)計船與母型船主尺度的差別進行修正此法根據(jù)設(shè)計船與母型船主尺度的差別進行修正而求得新船。而求得新船。DDWBBWLLWDDWBBWLLWWDBLCWWWWhhhhhhhhhhhh00000066.0945.045.10066.0945.045.1只考慮主尺度差值只考慮主尺度差值考慮方形系數(shù)差值考慮方形系數(shù)差值bhCW3 . 01WWh0h 此法的優(yōu)點：當(dāng)尺度發(fā)生變化時，可以較快的算此法的優(yōu)點：當(dāng)尺度發(fā)生變化時，可以較快的算出其重量變化出其重量變化2021/7/2427（2 2） 每米船長重量法每米船長重量法前提：設(shè)計船和母型船都具備中橫剖面結(jié)構(gòu)圖、 型線圖、總布置圖 計算步驟計算步驟計算單

15、位長度的所有重量計算每米長度重量計算新船的鋼料重量局部修正第第1步步 第第2步步第第3步步第第4步步2021/7/2428（3 3） 分項換算法分項換算法項目正比于母型船項目正比于母型船外板船側(cè)骨架橫艙壁甲板板架內(nèi)底板上層建筑的圍壁及甲板船底及內(nèi)底骨架mmAtDBLt2或21DnBDCmmbFLC32dbhLBCddhhD-D1或mdtAmtAhbl1111或電焊重量：中小型船為鋼料重量的電焊重量：中小型船為鋼料重量的2-3%2-3%，大型油船，大型油船 取取1-1.5%1-1.5%裕度：一般?。ㄔ６龋阂话闳。?-4%2-4%）hW2021/7/2429三、木作舾裝重量的估算三、木作舾裝重量的

16、估算 影響木作舾裝的四類情況影響木作舾裝的四類情況 情況情況1與船舶排水量和主尺度相關(guān)的重量 情況情況2與船員和旅客人數(shù)、生活設(shè)施相關(guān)的重量情況情況3與船的使用特點相關(guān)的重量 情況情況4特殊要求的重量.2021/7/2430l 木作舾裝重量估算方法木作舾裝重量估算方法估算方法估算方法較精確估算較精確估算立方模數(shù)法立方模數(shù)法百分?jǐn)?shù)法百分?jǐn)?shù)法平方模數(shù)法平方模數(shù)法運輸船舶運輸船舶客船、拖船、漁船客船、拖船、漁船ffCWDBLCWLBCWffffLBDCWff建筑特征穩(wěn)定建筑特征穩(wěn)定的貨物運輸船的貨物運輸船2021/7/2431四、機電設(shè)備重量的估算四、機電設(shè)備重量的估算 機電設(shè)備重量的構(gòu)成機電設(shè)備重

17、量的構(gòu)成已知的重量已知的重量可以計算的重量可以計算的重量其他配套設(shè)施重量其他配套設(shè)施重量2021/7/2432機電設(shè)備重量估算方法機電設(shè)備重量估算方法 粗略估算粗略估算（缺乏可靠的母型船機電設(shè)備重量資料）（缺乏可靠的母型船機電設(shè)備重量資料） 按主機功率估算按主機功率估算 式中：式中： 機電設(shè)備重量系數(shù)機電設(shè)備重量系數(shù) 主機額定功率主機額定功率 按統(tǒng)計公式估算按統(tǒng)計公式估算 式中：式中： 主機轉(zhuǎn)速主機轉(zhuǎn)速l 比較精確的估算比較精確的估算逐步比較法逐步比較法 選用主機、輔機相近的母型船，相同的照抄，不同的項目選用主機、輔機相近的母型船，相同的照抄，不同的項目進行修正，沒有的項目刪除。進行修正，沒有

18、的項目刪除。PCWmmmCP7 . 034. 068. 038. 9PnPWmn2021/7/2433五、固定壓載與排水量裕度五、固定壓載與排水量裕度1、固定壓載 固定壓載是固定在船上的載荷，一般在船下水前后固定壓載是固定在船上的載荷，一般在船下水前后加放在船的底部。加放在船的底部。 固定壓載的作用：降低船舶重心以提高船舶穩(wěn)性，增固定壓載的作用：降低船舶重心以提高船舶穩(wěn)性，增加重量以增大吃水，調(diào)整船的縱傾。加重量以增大吃水，調(diào)整船的縱傾。2、排水量裕度 排水量裕度定義：在船舶設(shè)計中，為確保設(shè)計船的載在船舶設(shè)計中，為確保設(shè)計船的載重量，避免船舶超重，通常在估算重量，避免船舶超重，通常在估算 、

19、和和 的基礎(chǔ)上，的基礎(chǔ)上，將將 預(yù)加一定裕度。預(yù)加一定裕度。 排水量裕度的原因 （1）估算誤差（）估算誤差（2）設(shè)備增加（）設(shè)備增加（3）采用代用設(shè)備和材料）采用代用設(shè)備和材料 hWfWmWLW2021/7/2434載重量內(nèi)容載重量估算的重要性載重量各部分的估算方法第三節(jié)第三節(jié) 載重量估算載重量估算內(nèi)容一內(nèi)容一 內(nèi)容二內(nèi)容二內(nèi)容三內(nèi)容三2021/7/2435一、船舶載重量的內(nèi)容一、船舶載重量的內(nèi)容船員及其行李船員及其行李貨物、旅客及其行李貨物、旅客及其行李燃油、滑油及爐水燃油、滑油及爐水淡水和食品淡水和食品備品及供應(yīng)品備品及供應(yīng)品2021/7/2436二、載重量估算的目的二、載重量估算的目的

20、目的一 通過載重量的估算，獲得船舶重量 排水量以選擇合理的主尺度系數(shù)。 目的二 算出貨物、燃油、淡水等項的裝載 量，以便進一步考慮相應(yīng)的艙容要求 及艙室布置。2021/7/2437三、載重量各部分的估算方法三、載重量各部分的估算方法1、人員及行李、淡水、食品 人員及行李項目人均重船員行李 長途旅客行李短途旅客行李相應(yīng)重量(Kg)6540 6540 6510 352021/7/2438食品及淡水 根據(jù)人數(shù)、自給力天數(shù)及有關(guān)定量標(biāo)準(zhǔn)按下式計算： 自給力通常由任務(wù)書給定，若未給定，則按下式計算：定量人員數(shù)自給力總儲備量s24vR自給力服務(wù)航速續(xù)航力式中：svR2021/7/24392 2、燃油、滑油及爐水、燃油、滑油及爐水 燃油 計算公式：kvRPgWss00001.0數(shù)率考慮慮風(fēng)浪的儲備服務(wù)務(wù)航續(xù)航力R主機持續(xù)機持續(xù)油率包括一切用途在內(nèi)的耗式中：0kvPgss！對于輔機功率較大的船舶，則應(yīng)分別估算各類輔對于輔機功率較大的船舶，則應(yīng)分別估算各類輔 機所需的燃油儲備量機所需的燃油儲備量2021/7/2440滑油 計算公式：爐水 計算公式：0WWL燃油總油W比例系數(shù)式中：0QtWbm001. 0續(xù)航時間每小時蒸汽產(chǎn)量蒸汽漏失率式中：tQ2021/7/