13000DWT 近海散貨船課程設(shè)計要點

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"13000DWT近海散貨船全船說明書2\o"CurrentDocument"1船型、航區(qū)及用途2\o"CurrentDocument"2載貨量及積載因素2\o"CurrentDocument"3船級2\o"CurrentDocument"4主要尺度及性能2\o"CurrentDocument"4.1主要尺度及船型系數(shù)2\o"CurrentDocument"4.2航速與續(xù)航力24.3船員定額2\o"CurrentDocument"5艙容3\o"CurrentDocument"6總布置3\o"CurrentDocument"7船體結(jié)構(gòu)3\o"CurrentDocument"8船舶主要要素的確定3\o"CurrentDocument"8.1概述3\o"CurrentDocument"8.2確定要素的步驟4\o"CurrentDocument"8.3初估排水量48.4主尺度的確定4\o"CurrentDocument"8.5載重量的計算5\o"CurrentDocument"3.4性能校核6\o"CurrentDocument"9總布置設(shè)計89.1概述8\o"CurrentDocument"9.2總體規(guī)劃9\o"CurrentDocument"9.3主船體艙室劃分9\o"CurrentDocument"9.4上層建筑10\o"CurrentDocument"9.5雙層底10\o"CurrentDocument"9.6艙室及交通路線的布置（參見總布置圖）119.7縱傾調(diào)整錯誤！未定義書簽。13000DWT'近海散貨船全船說明書1船型、航區(qū)及用途本船為鋼質(zhì)、單甲板、艉機型、柴油機驅(qū)動的海上散貨船；近海航區(qū)；主要用于運輸煤。本船航行于青島港至上海港之間。2載貨量及積載因素本船設(shè)計載貨量為13000t，積載因素不小于1.253船級本船按“CCS,有關(guān)規(guī)范入級、設(shè)計和建造，入級符號為：^CSA^CSM,BulkCarrier,R1,BC-C。4主要尺度及性能4.1主要尺度及船型系數(shù)垂線間長139.00m型寬19.80mTOC\o"1-5"\h\z型深10.7m方形系數(shù)0.833梁拱0.35m站距7.0m4.2航速與續(xù)航力在設(shè)計吃水時，主機額定功率為2648千瓦，滿載試航速度為12kn,續(xù)航力為5000nmile,自持力為30天。船長：1人輪機長：1人普通船員：10人合計：20人5艙容艙內(nèi)容積為15906.4m3,艙口圍板容積為1351.6m3。加起來共計17257.9m3,這里考慮到設(shè)計船為多用途船，所需艙容按裝載的積載因數(shù)最大的貨物計算。6總布置總布置圖見附圖。主甲板為縱通式；本船雙層底位于#10?#178肋位之間，其作用是提高貨物的重心高度，增大橫搖周期，改善耐波性；本船設(shè)有四個貨艙：貨艙長度均為25.2米，寬度均為19.8米；尾部上層建筑有5層，其中布置了艙室、廚房、餐廳、娛樂室、廁所、CO2室以及儲物室等；首樓設(shè)有錨鏈艙、油漆、燈具間等。雙層底間隔均為水密艙壁。7船體結(jié)構(gòu)本船船體結(jié)構(gòu)按中國船級社于2006年頒布的《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》進行設(shè)計。具體情況如下：本船結(jié)構(gòu)形式為縱骨架式，為了提高甲板的穩(wěn)定性，在船舯和兩側(cè)的艙口附近加設(shè)了強橫梁。其他數(shù)據(jù)有：首尾尖艙肋距600mm貨艙肋距700mm雙層底高度：#10?#34肋位之間（機艙段）1500mm#34?#178肋位之間（貨艙段）1200mm8船舶主要要素的確定船舶主尺度是指船長，型寬，型深和設(shè)計吃水，通常把方形系數(shù)及主尺度比參數(shù)也歸為主尺度的范圍。習慣上把主尺度、排水量、載重量、航速、主機功率和船員人數(shù)等統(tǒng)稱為船舶主要要素。在設(shè)計本船時需考慮的主要影響因素有：航道條件、布置地位、倉容、浮性、快速性、穩(wěn)性、最小干舷、空船重量及造價總噸位。8.2確定要素的步驟本船設(shè)計時主要參考優(yōu)良母型船，并從中選取合適的載重量系數(shù)，大致估計出排水量，再利用經(jīng)驗公式求出主要要素，最后優(yōu)化設(shè)計，基本定出主要要素的具體值。其大致的步驟如下：初估排水量，定主尺度和船型系數(shù)；性能校核；主要要素的方案優(yōu)8.3初估排水量本船為載重型船舶，根據(jù)載重型船舶的特點，載重量系數(shù)的變化比較穩(wěn)定，所以本船的設(shè)計采用取型船的載重量系數(shù)來初估本船的排水量，搜集型船資料如下：型船5800DWT14000DWT16500DWT排水量8991.317822.720569.0載重量DW580014101.716512.3載重量系數(shù)nDW0.6450.7910.803海軍系數(shù)C319442394.5由上表三個載重量系數(shù)去均值，得：nDW=1/3*0.645+0.791+0.803)=0.746nDW參考范圍為0.74?0.78,綜合上述：初步取nDW=0.75；因而排水量△=DW/nDW=13000/0.75=17333.3(t)。8.4主尺度的確定8.4.1船長的確定經(jīng)驗公式：Lpp=8.545*DW0.2918=135.6m型船比值：Lpp=Lpp0*(△/△O)1/3=131.8*(17333.3/17822.7)1/3=130.58m

型船是實船，并且在運行過程中被證明其性能良好，本船船設(shè)計船長按型船比值計算比較可靠，另外，Lpp值取小一點對經(jīng)濟性有利。本船Lpp取為130.6m.8.4.2船寬的確定B=B0*(△/△0)1/3=20*(17333.3/17822.7)1/3=19.8m則船寬為19.8m.8.4.3吃水的選擇T=T0*(△/△0)1/3=7.9*(17333.3/17822.7)1/3=7.8m,則設(shè)計船吃水為7.8m.8.4.4型深的選擇D=D0*(△/△0)1/3=10.8*(17333.3/17822.7)1/3=10.78.4.5估算方形系數(shù)Cb按浮力要求選?。篊b=^/(wkLBT)=20512.8/(1.025*1.006*130.6*19.8*7.8)=0.833w——海水密度(t/m3)，取1.025k一附體體積系數(shù)，取1.0068.4.6浮心的縱向位置在一定棱形系數(shù)下，浮心縱向位置Xb表示了船的排水體積在中前和中后的相對大小，即反映中前和中后的相對豐滿度。當Xb在中前時，船首豐滿，會使興波阻力增加，船尾瘦削可降低旋渦阻力。當xb在中后時，則產(chǎn)生相反的效果。但本船是方型系數(shù)較大的低速船，興波阻力所占的比重較小，浮心xb在中前可以削弱船體后端，進而減小形狀阻力。所以，總的說來，浮心xb在中前對減小本船總阻力是有利的。8.5載重量的計算8.5.1主機功率的選擇由于設(shè)計初期資料的限制，從而決定了主機的功率在初估時采用海軍常數(shù)法來進行估算，根據(jù)母型船資料，取新船海軍系數(shù)C為442，初步定航速為12Kn△2/3V3_17333.3C=2/3X124423=2618KW計算主機的功率為2618KW，考慮到一定的功率儲備，故需選取額定功率大于2618KW的主機。初步選主機為GN8320ZC13B型，其主要參數(shù)為：持續(xù)功率：2648KW額定轉(zhuǎn)速：600r/min尺寸：6211*1812*2951耗油率gr：195g/kw*h重量W：28t臺數(shù)：1臺8.5.2油水重量計算行李的重量本船的船員為20人，船員的重量按每人75kg/人，行李為每人50kg/人則W人員行李=(0.075+0.05)*20=2.5t;食品及淡水的重量食品為2.5kg/人.天，食用水為25kg/人*天，生活用水為170kg/人*天，自持力30d則W食品淡水=(0.0025+0.025+0.17)*20*30=118.5t;備品重量一般為(0.5%~1%)LW，取W備品=22t燃油重量本船續(xù)航力為5000海里，航速為12kn主機的燃油用量:WF=g0*Pt*k*10-3=1.18*0.195*2648*5000/12*1.15*10-3=118.5t其中g(shù)0——一切燃油耗油率[kg/(kw*h)],近似取主機耗油率的1.15~1.20，此處取1.18Pt——主機功率k——風浪影響系數(shù)，取1.15滑油的重量一般為燃油重的4%，這里取Wh=118.5*4%=11.7t，由上可得油水總重約為△2/3V3_17333.3C=2/3X124423=2618KWW油水=W人員行李+W食品淡水+W備品+WF+Wh=446.5t載貨量約為13000-446.5=12553.5t3.4性能校核3.4.1浮性已知浮力方程式A=LW+DW，其中LW=Wh+Wm+Wf，空船重量：Wh=0.0225xLxBxDx(1+0.5xCB)x(L/D)1/2=0.0225x130.6x19.8x10.7x(1+0.5x0.833)x(130.6/10.7)1/2=3080.8木作舾裝：Wf=0.236xLx(B+D)=0.236x130.6x(19.8+10.7)=940.1t機電設(shè)備：Wm=Cm(PD/0.7355)0.5=5X(2648/0.7355)0.5=300t.則本設(shè)計船的重量就為：LW=Wh+Wf+Wm=3080.8+300+940.1=4320.9t.總重量△i=LW+DW=4320.9+13000=17320.9t比較原來通過積載因數(shù)估算的^和現(xiàn)在計算的△『可得：g=(17333.3-17320.9)/17333.3=0.07%,誤差在1%以內(nèi)，故該計算結(jié)果比較可靠。3.4.2穩(wěn)性GM=a1T+a2*B2/T-eDCwp=(1+2Cb)/3=0.889a1=0.948-0.68*Cb/Cwp+0.23(Cb/Cwp)2=0.513a2=(0.083*Cwp1.81)/Cb=0.081根據(jù)母型船取e=0.605故：GM=0.513*7.8+0.081*19.82/7.8-0.605*10.7=1.6mGM/B=1.6/19.8=0.08,在范圍0.069?0.110之內(nèi)，故初穩(wěn)性滿足要求。3.4.3艙容本船的艙內(nèi)容積計算：本船貨艙剖面如課本圖7.2.2所示，具體參數(shù)選取如下：e=0.8b=12f=0.8h=12+6=18a=45。p=45。Ac=19.8X(10.7-1.2)-(3.1X3.1X1/2+0.8X3.9)X2-(1.8/2)2X1/2X2=166.5VC=K*Lc*Ac其中：K為計及貨艙在首尾收縮所引進的系數(shù)，取0.95,hd為雙層底高度，hd=25B+42T+300=1173.6mm,1.2mLc為貨艙總長度，取為0.77*Lpp故Vc=0.95*0.77*130.6*166.5=15906.4m3艙口圍板所能提供容積^Vc=l*b*d=0.8Lc*b*db一艙口寬度，為12md一艙口圍板高度，本船暫取為1.4m△Vc=0.8*0.77*130.6*12*1.4=1351.6m3本船所能提供的艙容：Vc+^VC=15906.4+1351.6=17257.9m3本船所需艙容為：Vc1=Wc*uc/Kc=12553.5*1.25/0.98=16012.1m3<17257.9m3故艙容能滿足要求。3.4.4快速性根據(jù)統(tǒng)計回歸公式5.3.36估算航速=242*Lpp0」7273*B-0.22589*t-0.0664*Cb-°.41631*(Pt/0736)°?205*N'0-01033Pd=nsngPt=0.96X0.98XPt帶入母型船尺度求得V0=13.3kn,航速修正值dv=13.3kn-12kn=2kn故新船航速=2.42*130.60-17273*19.8-0-22589*7.8-0-0664*0.833-0-41631*(2491/0.736)0-205*600-0-01033-2=12.03>12故快速性滿足要求。3.4.5橫搖周期T=0.58*f[(B2+4*Zg2)/GM]1/2空船重心：Zg'=D*(Zg0/D0)=10.7*(8.115/10.8)=8.04m(根據(jù)型船換算)滿載重心：Zg={Zg'*Lw+Dw*[(D-hd)/2+hd]}/△={8.04*4320.9+13000*[(10.7-1.2)/2+1.2]}/17320.9=6.47mT=0.58*1*[(19.82+4*6.472)/1.57]1/2=11.05s>10s故耐波性滿足要求。9總布置設(shè)計9.1概述總布置設(shè)計是船舶總體設(shè)計的重要內(nèi)容之一，它不但對船的使用效能和航行性能有十分重要的影響，而且是其它各次設(shè)計和計算的主要依據(jù)。在繪制詳細的總布置圖時，需根據(jù)設(shè)計要求，參照型船正確、合理地區(qū)劃船舶主體；設(shè)置上層建筑；布置船舶艙室和設(shè)備；正確規(guī)劃通道及出入梯口。需要注意的是，總布置設(shè)計的具體工作中還包括調(diào)整船舶的浮態(tài)，妥善合理地安排船的各部分重量沿船長方向的分布及垂向分布，協(xié)調(diào)穩(wěn)性和搖擺性。這是因為由總布置所確定的船舶各項重量的分布，影響到船舶的縱傾，橫傾及船舶重心高度，從而影響到船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性?？偛贾迷O(shè)計是船舶中極為重要的一環(huán)，船舶的總體布局對船舶的使用效能和航行性能均有重要影響。總布置設(shè)計包括：1）對船舶主體及上層建筑進行總體規(guī)劃；2）調(diào)整船舶的浮態(tài)；3）布置船舶艙室及設(shè)備；4）規(guī)劃及設(shè)計交通路線；5）應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的合理性，以提高船舶的結(jié)構(gòu)強度；6）造型設(shè)計，結(jié)合建筑學和美學的要求?？偛贾么_定各項重量分布，影響船舶的縱傾、橫傾和船舶的重心高度，從而影響船舶的浮態(tài)，穩(wěn)性。貨船的容積，甲板地位是否足夠，各項設(shè)備布置是否合理，貨物裝卸及交通路程是否方便等，直接影響船舶的使用效果。從本船實際出發(fā)，主要考慮以下幾個方面：1）首先保證貨艙容積，這是設(shè)計船舶出發(fā)的根本。2）保證各種載況下有適宜的浮態(tài)和穩(wěn)性，降低船側(cè)面受風面積和重心高度。使船舶有一定的吃水，避免螺旋槳的飛車。3）在上甲板允許的條件下，盡可能改善船員的工作和生活環(huán)境。4）保證船舶有良好的適航性和安全性，除備有必要的安全設(shè)備外，還要有一定的生活設(shè)施與娛樂設(shè)施。5）本船屬于中大型船，總布置應(yīng)盡量簡單，考慮建造施工的方便，盡量簡化工藝。9.2總體規(guī)劃本船采用傾斜式首柱，水平龍骨，單槳單舵尾機型，設(shè)首樓、尾樓，尾樓上有煙囪和天線、信號燈、桅桿，不設(shè)起貨設(shè)備。9.3主船體艙室劃分根據(jù)規(guī)范及要求，劃分時應(yīng)考慮以下幾點：標準肋骨間距Sb=0.0016Ls+0.5（m），本船取700mm首尾尖艙內(nèi)的肋距Sb汁0.60m，本船取0.6m防撞艙壁至首垂線0.2Ls區(qū)域內(nèi)，Sb汁0.70m，本船取0.6m125mWLsW145m尾機型海船水密橫艙壁數(shù)不小于6道，本船設(shè)7道。尾尖艙長度可參照母型船，一般為（0.04?0.05）Lpp防撞艙壁應(yīng)位于距首垂線不小于0.05Ls或10m處，但不大于0.08Ls1~2萬噸級散貨船貨艙數(shù)一般為4個，每艙長度不超過30m現(xiàn)對本船艙室作以下具體劃分：本船設(shè)尾尖艙艙壁、機艙艙壁、燃油艙艙壁、貨艙壁和首尖艙艙壁等7道水密艙壁。1）在#178?船首設(shè)置首尖艙。2）#142?#178為NO.1貨艙；#106?#142為NO.2貨艙；#70?#106為NO.3貨艙；#34?#70為NO.4貨艙。3）#10?#34肋位為機艙，長度Lm=16.8m。4）船尾?#10肋位設(shè)尾尖艙，尾尖艙長度La=6m。5）#10?#178肋位之間設(shè)雙層底，其中#10?#34（機艙段）肋位之間雙層底高度為1.5m，#34?#178（貨艙段）肋位之間雙層底高度為1.2m。6）為了調(diào)節(jié)浮態(tài)和縱傾，本船多處設(shè)有壓載水艙，分別是：NO.1頂邊壓載水艙和NO.1底邊壓載水艙：#142?#178；NO.2頂邊壓載水艙和NO.2底邊壓載水艙：#106?#142；NO.3頂邊壓載水艙和NO.3底邊壓載水艙：#70?#106；NO.4頂邊壓載水艙和NO.4底邊壓載水艙：#34?#70。7）在#30?#34肋位之間設(shè)燃油艙。9.4上層建筑本船尾樓甲板、艇甲板、居住甲板、駕駛甲板、羅經(jīng)甲板之間高度均為2.7m；首樓甲板高度為2.3m。9.5