23000DWT油船方案设计

23000DWT油船方案设计The General Design Of a 23000 DWT Crude Oil Tanker学 院（系）： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 年 月 日 23000DWT油船方案设计摘 要本次设计的具体任务为23000DWT油船的方案设计，本轮选用的是尾机型柴油机，运输两万三千吨原油，行驶于中国的近海航区。在设计的整个过程中，我在注意任务要求的前提下，时刻把实用性、经济性等作为设计的最高标准。船舶专业这四年的基础专业知识已然被整个设计过程所囊括，因此参与设计的过程也是对自己四年时光专业课程的回顾。大致设计过程如下：1、主要要素确定根据设计任务书的要求，初步确定设计船的主尺度、船型系数和排水量等主要要素，并对其稳性、航速、容积等进行校核，最终确定设计船的主尺度。2、型线设计采用“1Cp”法改造母型船水下部分型线，水线以上部分自行设计，考虑型深、布置等方面的要求，同时注意与水下部分型线的配合，最终得到设计船的型线图。3、总布置设计按照规范要求并参考26000DWT成品油船进行总布置设计，区划船主体和上层建筑，布置舱室设备。4、静力学及完整稳性计算对设计船的装载情况、浮态、初稳性、完整稳性等进行计算，并绘制静水力曲线、舱容要素曲线、稳性横截曲线、静稳性曲线和动稳性曲线等，以确定设计船满足设计任务书和规范的要求。5、快速性计算及螺旋桨设计采用-图谱设计螺旋桨的直径和其它参数。保证船、机、桨三者的配合，以提高设计船的整体性能。6、船体结构设计参考母型船，按照CCS国内航行海船建造规范（2010）的规定，对设计船进行货舱区的结构设计，选取构件，并校核总纵强度，以保证结构设计合理。最后绘制典型横剖面图。关键词：原油船；主尺度；型线；总布置；稳性；螺旋桨；结构。- I -23000DWT油船方案设计The General Design Of a 23000 DWT Crude Oil TankerAbstract The specific task of graduation design is to design a 23000DWT crude oil tanker which mianly sails on the costal water of China.The main concerns in the design process are paid at both ensuring the applicability of the ship and better economics, as well as environmental, aesthetic and other aspects. The design includes a lot of aspects，Generally speaking, this design can be divided into six major parts as follows:1. Principal dimensions designAccording to the requirements of the instruction, the principal dimensions and displacement can be determined by referring to empirical functions initially. And then to check the initial stability, speed and volume to determine the principal dimensions finally.2. Lines designRebuild the lines of the archetype below the waterline by using the method of “1-Cp”. The lines over the waterline are drawn both considering the depth and arrangement. According to longitudinal center of buoyancy and coefficient of block modify lines until they are reasonable.3. General arrangement designReferring to the 26000t product carriers general arrangement, the general arrangement is designed in accordance with the correlative rule.4. Calculation of hydrostatics and stability Check the stowage performance, flotation, stability, integrity and so on, and draw the curve of hydrostatic. Static and dynamic stability of two loading conditions are calculated respectively. The results demonstrate that the stability of the ship meets the requirement of the criterion.5. Screw propeller designDesign the diameter and other parameter of the screw propeller by employing the- spectrum, ensure the cooperation of the ship, mainframe and the screw in order to enhance the total capability of the ship designed. 6. Structure designThe hull structure is designed according to Rules and Regulations for the Construction and Classification of Steel Sea Ships (2010), and select the components and check the intensity of portrait body, in order to make sure the design of structure is reasonable. And furthermore, the designer draws typical transverse section planes.Key Words：Crude oil tanker; Principal Dimensions; Moulded Lines; General arrangement; Stability; Screw Propeller; Structure.- 142 -目 录摘 要IAbstractII引 言11 设计任务书31.1 用途31.2 航区和航线31.3 船级31.4 船型31.5 航速31.6 续航力31.7 船员数31.8 动力装置31.9 规范42 船舶主要要素确定52.1 船舶排水量初步估算52.1.1基本设计思路52.1.2排水量的估算52.2 初步拟定主尺度及方形系数62.2.1统计法62.2.2主要尺度比法72.2.3母型换算法72.2.4初拟结论82.3 初选主机92.4 空船重量估算92.4.1船体钢料重量估算92.4.2木作舣装重量估算102.4.3机电设备重量估算102.5 重力与浮力平衡102.6 载货量Wc计算122.6.1主机燃油重量W0122.6.2滑油重量估算W1132.6.3炉水重量估算Wbw132.6.4船员生活用水132.6.5人员及行李132.6.6食品132.6.7备品132.7 稳性校核142.7.1浮心垂向高度的估算142.7.2横稳心半径的估算142.7.3重心垂向高度的估算142.7.4初稳性校核152.8 航速校核172.8.1总推进系数估算172.8.2航速校核参数计算182.8.3绘制有效马力曲线及航速校核202.9 容量校核212.9.1本船提供的总容积212.9.2货油舱能提供的容积222.9.3专用压载水舱能提供的容积222.9.4本船货油所需容积232.9.5本船专用压载水舱所需容积232.9.6容积校核232.10 技术经济分析232.10.1对船长的分析232.10.2对型深的分析242.10.3对方形系数的分析242.11 本章小结243 型线设计263.1 绘制母型船横剖面面积曲线263.2 改造母型船横剖面面积曲线283.2.1 母型船棱形系数以及浮心位置283.2.2 “”法改造母型船横剖面面积曲线283.2.3 “迁移法”调整浮心纵向位置313.3 绘制型线图343.3.1绘制格子线343.3.2绘制半宽水线图343.3.3绘制横剖线图373.3.4绘制纵剖线图393.3.5型线的三向光顺393.3.6绘制甲板线393.3.7后续工作393.4 本章小结394 总布置设计414.1概述414.2 遵循的原则414.3 肋骨间距划分414.4 确定双层底高度与双层壳厚度424.4.1双层壳厚度确定424.4.2双层底高度确定424.5 总布置概况及特点424.6 主船体内部船舱的布置424.6.1总体划分424.6.2内部舱室划分434.7 甲板布置444.7.1 主甲板布置444.7.2 首、尾楼甲板布置444.7.3 艇甲板布置454.7.4 船员甲板布置454.7.5 船长甲板布置454.7.6 驾驶甲板布置454.7.7 罗经甲板布置454.8 底舱和机舱布置454.8.1 上平台布置454.8.2 下平台布置454.8.3 底舱布置454.8.4 双层底布置454.9 船员配置464.10 舾装设备464.10.1锚泊设备474.10.2系泊设备474.10.3舵设备474.10.4救生设备474.10.5消防设备474.10.6货油舱舱盖484.10.7吊车484.11 总布置图绘制484.12 舱容校核484.12.1货油舱容积校核484.12.2压载水舱容积校核484.13 本章小结495 静力学基本计算505.1静水力曲线的绘制505.1.1静水力曲线505.1.2基本原理515.1.3绘制静水力曲线535.2 稳性横截曲线的绘制545.2.1基本原理555.2.2 绘制乞氏横剖面图565.2.3绘制稳性横截曲线575.2.4绘制进水角曲线605.3 舱容要素曲线615.4装载稳性计算665.4.1各种载况浮态及初稳性计算665.5 本章小结756 完整稳性计算776.1稳性曲线的计算和绘制776.1.1静稳性曲线776.1.2动稳性曲线816.2 稳性校核856.2.1完整稳性的有关衡准856.2.2各种载况下完整稳性计算886.2.3 完整稳性校核汇总906.3本章小结917 快速性计算和螺旋桨设计927.1 阻力预报927.1.1估算满载的有效马力927.1.2估算压载的有效马力957.1.3估算110%满载的有效马力987.1.4绘制有效马力曲线987.2 螺旋桨图谱设计997.2.1 船体主要参数997.2.2 主机参数997.2.3确定推进因子1007.2.4 最大航速计算1007.2.5 空泡校核1037.2.6 强度校核1057.2.7 螺距修正1087.2.8 重量及惯性矩计算1107.2.9 敞水性征曲线的确定1117.2.10 系柱特性计算1137.2.11 航行特性计算1147.2.12螺旋桨设计结果总结1167.3 螺旋桨制图1177.4 本章小结1178 结构设计1208.1 概述1208.1.1用途和航区1208.1.2结构形式1208.1.3主要尺度要素1208.2 货油舱基本结构计算1218.2.1 外板1218.2.2 甲板1248.2.3 双层底结构1258.2.4 双壳结构1288.2.5 甲板骨架1308.3 强度校核1328.4 绘制典型横剖面结构图1358.5 本章小结135总 结137附 录138参 考 文 献139引 言随着我国重大航运政策的变化和市场经济的发展，客运在萎缩，煤运在回落，但利润指标靠油运这一基本格局却仍未改变。油运能创造高于其他货运的经济效益是目前航运业的一个特征，也是各航运企业的共识。根据未来油运市场的特点，油船近期的发展是1013万吨级的油船，中长期发展则视市场走向考虑发展20万吨以上的超级油轮。根据我国经营管理和油运市场的特点，我国将主要经营710万吨级的油船。本毕业设计为23000DWT近海原油船方案设计，设计船主要用于运载闪点小于 60C的轻柴油，货油比重为0.85 t/m3，航行于我国近海区域，为我国近海航区。本船入CCS船级，设计过程中应对CC S的船舶设计建造标准进行参考，使其满足设计要求。本船为单机、单桨、单甲板、尾机型船型，在进行总布置设计时，应给以充分考虑，并在给定条件下，满足装载要求，并且满足航行性能以及稳性条件。本毕业设计要求服务航速15.0节，续航力为10000海里，在进行航速计算、主机选择以及螺旋桨设计时，满足设计要求。本船船员数为25人，在满足船舶营运要求的前提下，充分考虑船员的起居生活，保证船员的正常工作，并保证船员的饮食和健康。船舶设计是逐步近似、螺旋上升的过程，在设计开始阶段，很多要素不能确定，要在进一步的设计计算中逐渐确定，逐渐精确。在设计的开始阶段，各要素的估算和假定，对船舶的后续设计优化产生影响，为能够得到满足设计要求并优化的船舶，在进行船舶的主尺度确定过程中，多考虑些影响因素，多参考些经验公式，从不同的角度进行主尺度确定，并进行对比分析，确定较为理想和优化的设计船的主尺度。确定主尺度后，设计船部分要素已经确定，利用“1Cp”法和“迁移法”对母型船进行变换，绘制母型船和设计船的无因此化横剖面面积曲线，进而得到设计船的无因次化型值，对其进行有因次计算，绘制设计船的横剖线图，通过横剖线图绘制半宽水线图以及纵剖线图，并对其进行三向光顺。对水线以上部分的船体进行自主设计，并满足水线以上以及水线以下部分的过度，注意型线之间的配合，最终得到设计船的型线图。总布置设计时，结合油船的布置特点，保证设计船的舱容和装载，以及营运安全，考虑船员的起居与工作情况，并参考了26000DWT成品油船的布置情况，对设计船进行总布置设计。设计船的螺旋桨采用图谱法进行设计，采用具有较好的性能的MAU系列螺旋桨，并根据实际情况对标准桨进行了一些必要的修正，保证船舶满足设计任务书对航速的要求，同时对设计螺旋桨进行校核，保证其满足设计要求。船体结构设计时，根据钢质海船入级与建造规范（2012）的相关规定，参考母型船的典型横剖面，对设计船进行货油区的结构设计，绘制典型横剖面结构图，并对其进行总纵强度的校核，使其满足规范的要求。本设计船为航行于我国近海区域。船级为中国船级社，遵循CCS国内航行海船建造规范（2010）的相关要求。本设计船为单机、单桨、单甲板、尾机型船型。通过设计，使设计船的舱容满足载货量的要求，使其在不同的装载状况下能具有良好的浮态、航速、稳性等，满足设计任务书的要求。1 设计任务书船舶设计技术任务书是船舶设计的依据，它全面地反映了对设计船的技术性能的要求，对船的主要技术要素都做了规定，如船舶类型、用途、航距、机电设备等，本船设计任务书是由毕业设计任务书提供的，在设计过程中，要严格遵照设计任务书，使设计船舶的要素以及性能满足要求，使设计船的舱容满足载货量的要求，使其在不同的装载状况下能具有良好的浮态、航速、稳性等，满足设计任务书的要求。1.1 用途本船用于运载闪点小于 60C的轻柴油，货油比重为0.85 t/m3，本船的载重量为23000DWT。1.2 航区和航线本船为国内航行，近海航区。1.3 船级本船入CCS船级。1.4 船型本船为单机、单桨、单甲板、尾机型船型。1.5 航速要求服务航速15.0节。1.6 续航力本船续航力为10000海里。1.7 船员数本船船员数为25人。1.8 动力装置主机机型选择MAN B&W。1.9 规范国内航行海船法定检验技术规则（2010）钢质海船入级与建造规范（2012）2 船舶主要要素确定本船为23000DWT近海油船，其主尺度的确定属典型的非布置型问题。解决此类问题的思路是：从重量入手，先选取载重量系数，然后估算排水量，按适宜尺度比及限制条件等算出主尺度，进行重量以及重量与浮力的平衡计算，平衡后进行性能校核，若满足则结束或进行经济性能分析，否则修改主尺度，重新进行计算。2.1 船舶排水量初步估算2.1.1基本设计思路本设计船为运输船舶，应尽量提高其经济性能，因此设计时应注意降低造价，以降低成本，尽量提高航速，降低消耗，提高其运输能力，提高经济性能。船长对船舶的造价影响较大，故应该尽量减小船长；运输船舶，应满足载重量要求，在适当减小船长的情况下，可以适当增加型深，以满足本船舱容；由于本设计船的吨位特点，其他性能对其的限制较少，影响较小，能够满足要求。综上所述，在满足航速和舱容的要求下，尽量减小本船的主尺度，提高经济性能。2.1.2排水量的估算本船为布置型船舶，即为重量型船舶，由于DW随变化有相对稳定的范围，通常用载重量系数法1初估排水量。因此，本设计船根据载重量法估算排水量。本设计船载重量为23000DWT，选取26000DWT成品油船作为母型船进行新船设计。母型船的主尺度等相关要素如下：表2.1 母型船主要要素项目数值总长Loa172.0m设计水线长LWL167.8m垂线间长LPP164.0 m型宽B27.4 m型深D14.5 m设计吃水d9.5 m方形系数Cb0.800水线面系数CWL0.881中横剖面系数Cm0.995棱形系数Cp0.804排水量35118t排水体积34161m3载重量DW26000t载重量系数DW0.743浮心纵向坐标Xf4.169m主甲板梁拱h0.5m系数K1= L/B5.985系数K2=B/d2.884选取的母型船的载重量系数为0.743，载重量为26000DWT，取设计船的载重量系数，由此设计船的的排水量2.2 初步拟定主尺度及方形系数2.2.1统计法根据以往设计建造的船舶，对同型船的相应数据进行统计分析，得出适当的统计公式或图表，可以用来估计主要要素的初始值。根据1.5万吨至3.5万吨的油船主尺度统计公式2LPP=10.8DW0.28-2.5(m) （2.1）B =1.2DW0.3+4.5(m) （2.2）D=1.29DW0.25-2.5(m) （2.3） d=0.64*10-6DW+8.4(m) （2.4）本设计船的载重量为23000DWT，现将DW=23000t代入以上各式，计算可得到：LPP=177.27m，B =28.92m，D=13.39m，d=8.41m，Cb=0.6982.2.2主要尺度比法根据主要尺度比估算主要尺度的初始值1，选择出L/B=K1，B/d=K2及方形系数Cb，已知排水量后，就可应用浮性方程式算出L，B，d。=kLBdCb （2.5）（m） （2.6）（m） （2.7）（m） （2.8）其中：为海水密度，取1.025t/cm3；k为附体系数，取1.006；系数K1 、K2、Cb取自母型船，分别为K1=5.985，K2=2.884，Cb=0.800；型深初步按照母型船D0/L0进行比例换算，即D=L（D0/L0）。根据上式，代入数据进行计算，可以得到初定的主尺度为：LPP=157.29m，B =26.28m，D=13.91m，d=9.11m，Cb=0.8002.2.3母型换算法根据母型船主尺度，利用排水量比值的1/3次方作为系数换算设计船的主尺度，基本公式如下： （2.9） （2.10） （2.11） （2.12） （2.13）代入数据进行计算，可以得到初定的主尺度为：LPP=157.43m，B =26.30m，D=13.92m，d=9.12m，Cb=0.7982.2.4初拟结论将以上三种方法初步估算的设计船主尺度作为三种方案列表比较，比较结果见下表：三种方法结果方案1方案2方案3（统计公式法）（主尺度比法）（母型换算法）Lpp(m)177.27157.29157.43B(m)28.9226.2826.30D(m)13.3913.9113.92d(m)8.429.119.12Cb0.6980.8000.798在使用统计公式法的方案1中，和母型船主要要素进行对比，计算得到的船长明显是偏大的，相比之下吃水是偏小，猜测是经验公式中涉及的船舶载重量跨度较大，不适用于本设计船。方案2和方案3在各项数据上极为接近，在一定程度上也可以说明两种方案的可靠性，因此对着两组数据进行微调即可作为设计船的初始值。考虑到货油运价相对较低，应该最大限度减小船舶三围方向的主要尺度以达到降低造价及消耗的目的，提升设计船舶的效益。同时，本设计船的货油密度比为0.85 t/m3，母型船的则为0.76 t/m3，密度越大，相同重量需要的货舱容积越小，考虑到舱容的这个特点，我认为可以在一定范围内缩小船宽B和型深D。 经过以上分析，对计算数据进行适当调整，初步拟定主尺度如下：LPP=157.00m，B =26.20m，D=13.80m，d=9.10m，Cb=0.802。2.3 初选主机在设计的最初阶段，船舶的有效功率一般用近似方法估算。估算船舶有效功率的方法很多，其中最简单的方法是海军部系数法，其形式为： （2.14）式中，为排水量；V为航速（kn）；C为海军部系数，可取自母型船。母型船主机功率（CSR）为5508kW，服务航速为13.6knV，则母型船的海军部系数 =490，代入上式，计算得设计船的主机有效功率EHP=6769kW留出15%的富余，所需BHP=EHP/0.851.15=9158kW选择B&W公司生产的4L60ME-C型号的主机，其参数如下：表2.3 选定的主机参数主机/型号MAN B&W5L70MCE额定功率9360kW额定转速123r/min燃油消耗率171g/kWh2.4 空船重量估算大多数的船舶的空船重量占整个排水量的30%以上，准确计算空船重量对保证设计质量有重要意义。在设计初期，可用载重量系数法、分项估算法、母型换算法及统计法来估算空船重量。在进行本船设计时，采用分项估算法进行空船重量估算。2.4.1船体钢料重量估算根据下面的经验公式估算船体钢料的重量4： （2.15）其中：K为结构形式对钢料重量的影响系数，纵舱壁设在1/4船宽位置时，K=0.1；纵舱壁距舷侧距离小于1/4时，K=1.051.11；货油区是双层底结构时，K=1.081.12，此处，K取1.09。将上述结构形式对钢料重量的影响系数K、初步拟定的主尺度以及方形系数代入上式中，经计算可得：Wh=5507.10t。2.4.2木作舣装重量估算按照平方模数公式估算木作舣装重量，公式如下：Wf = Cf Lpp（B+D） （2.16）其中，Cf为木作舣装系数，计算公式如下： （2.17）将载重量代入上式，可计算得Cf =0.187，将计算得到的木作舣装系数以及主尺度代入（2.16）式，可以计算得木作舣装重量Wf =1176.16t。2.4.3机电设备重量估算对同类型船舶，机电设备重量主要取决于主机功率，在设计初期，可由下面的经验公式进行机电设备重量估算。Wm=CmPB （2.18）式中，PB为主机的额定功率；Cm为机电设备重量系数，一般在0.11-0.132之间，根据母型船以及相关资料，选取Cm=0.115，初选的主机的额定功率为9360kW，将已知数据代入上式，可计算得到：Wm=1076.40t。根据以上计算，将求得的各项重量相加，可得空船重量： LW=Wh+Wf+Wm=7759.66t （2.19）2.5 重力与浮力平衡设计船载重量DW=23000t，计算得初估的空船重量为LW1=7759.66t，设计船的初估的排水量为1=30974.74t。由此，可得：实际载重量：；载重量增量：。载重量增量与载重量的比值为，不满足允许的误差要求，故重力与浮力不平衡，需要进行重力与浮力的平衡计算。重力与浮力平衡计算有改变方形系数法、诺曼系数法、载重量系数法等方法2，本设计采用诺曼系数法进行平衡计算，允许误差为0.5%。诺曼系数 排水量增量：。根据浮性微分方程式2： （2.20）其中，1、L1、B1、d1、Cb1均为前一次近似的结果，此处值为初步拟定的主尺度及方形系数。令, 得，经过调整，得到调整后的主尺度：LPP=156.00m，B =26.00m，D=13.80m，d=9.00m，Cb=0.804。根据调整后的主尺度，重新计算船体钢料重量、木作舣装重量、机电设备重量，对以上重量进行相加计算，可以得到调整后的空船重量：调整后的排水量：调整后的实际载重量：；调整后的载重量增量：。调整后载重量增量与载重量的比值：，满足允许的误差要求，故重力与浮力平衡。经过重力与浮力平衡计算调整后，确定的设计船主尺度等要素汇总如下：表2.4 设计船主尺度等要素汇总项目数值垂线间长LPP156.00m型宽B26.00m型深D13.80m设计吃水d9.00m方形系数Cb0.804排水量30697t排水体积29769m3载重量DW23000t载重量系数DW0.7432.6 载货量Wc计算载货量Wc等于载重量DW减去油水等消耗品重量之和1。现对油水及备品、供应品的重量计算如下：2.6.1主机燃油重量W0由公式 （2.21）式中：g0包括一切用途在内的的耗油率，取主机耗油率的1.12倍，即g0=1.12171.000.001=0.192kg/kWh Ps主机持续使用功率，7956kW R 续航力，10000n mile s 服务航速，取15kn K 风浪储备系数，通常取1.151.20，此处取K=1.15经过计算得燃油重量W0=993.95t。2.6.2滑油重量估算W1W1=W0 （2.22）式中：为比例系数，柴油机船通常取3%5%，汽轮机船取0.8%1%，本设计船为柴油机船，取=3.5%，则滑油重量W1=W0=3.5%999.94=34.79t。2.6.3炉水重量估算WbwWbw=7% W0=69.58t2.6.4船员生活用水本船船员为25人，每人每天耗水按110kg计1，则船员生活用水总量为其中增加的10天为五天储备，五天停港。2.6.5人员及行李每人体重按70kg计，每人的行李按50kg计，则人员及行李的重量为（70+50）2510-3=3.00t2.6.6食品每人每天按5kg计，食品的重量为2.6.7备品备品的统计数字一般为50t70t，本船取60t。根据计算，以上油水等消耗品的重量之和为1269.93t，其中未考虑轻柴油重量以及锅炉燃油的重量，若考虑以上两部分重量，根据母型船将油水消耗品德重量调整为1400t。已知总载重量为DW=23000t，则载货量Wc=DW-1400=21600t。2.7 稳性校核稳性校核包括初稳性校核和大角稳性校核，在主要尺度确定时通常只做初稳性校核。因为在初稳性校核之后，按初稳性高度的大小，根据母型船的大角稳性情况，一般可以判断设计船的大角稳性如何。初稳性校核的内容是估算初稳性高度，并检验其是否符合设计船所要求的数值。2.7.1浮心垂向高度的估算 按下列经验公式估算浮心垂向高度： （2.23）其中，d为相应吃水，系数a1用薛安国公式1 进行计算： （2.24）式中，Cb为设计船的方形系数， Cw为设计船的水线面系数，利用下面的估算公式2进行计算，Cw=0.472Cb+0.5078=0.869。 将以上计算结果代入（2.24）式中，计算得：。2.7.2横稳心半径的估算按下列经验公式估算横稳心半径： （2.25）其中，B为型宽，d为相应吃水，系数a2用薛安国公式进行计算： （2.26）式中，Cb为设计船的方形系数， Cw为设计船的水线面系数，将以上计算结果代入（2.25）式中，计算得：。2.7.3重心垂向高度的估算按下列公式估算重心垂向高度： （2.27）式中，D为设计船的型深，为系数，空载油船在0.600.66，本船取0.60。所以：空载时。满载时，取=0.58，。2.7.4初稳性校核初稳性方程式： （2.28）式中：所核算状态下的初稳性高度； 相应吃水下的浮心高度； r相应吃水下的横稳心半径； 所核算状态下的重心高度；自由液面对初稳性高度的修正值，一般可直接取自母型船或按实际情况进行估算，本设计船计算时取自母型船，=0.3。 初稳性高度： 空船：m 满载：m根据我国国内航行海船法定检验技术规则（2010）5的规定，油船的初稳性高的下限为0.15m， 而本设计船0.15m，满足初稳性下限的要求。为了避免船舶发生谐摇，保证船舶谐摇缓和，必须使小于上限值，所谓初稳性上限值就是保证船舶横摇缓和的最大初稳性高度。为保证满足要求，则要求谐摇因数满足下式： （2.29）式中：船舶横摇的自摇周期； 波浪周期。船舶横摇的自摇周期可近似写成： （2.30）式中：B船宽，m； 不同的系数，查船舶设计原理1表3.4可得=1.01； 重心垂向高度； 船舶的初稳性高。带入已知数据，计算可得：空船：8s；满载：8s。波浪周期，航区常见的大波浪周期： （2.31）式中：波长，我国沿海波浪情况，波长多在60m70m，偏于安全考虑，取=65m，代入上式，计算得：。根据以上数据，对调谐因数进行计算：空船时：；满载时：。经过以上计算，均满足稳性要求。综上，本设计船的稳性满足规范要求。2.8 航速校核航速校核实质就是航速估算或马力估算。其目的是：（1）初步估算设计船在给定主机情况下的航速；（2）或初步确定在所要求的航速下需要的主机功率。本设计是针对目的（1）进行估算，本设计要校核当主机发出0.9倍的额定功率时航速能否达到设计如任务书要求，即服务速度为15.0kn。2.8.1总推进系数估算根据估算伴流分数的近似公式6，采用泰洛公式（对于单螺旋桨船）： （2.32）其中，Cp为设计船的棱型系数，Cp=Cb/Cm，Cm为设计船的中横剖面系数，为便于型线设计时采用1-Cp法进行，故设计船的中横剖面系数取自母型船，即Cm=0.995，计算得Cp=0.808，将其带入到（2.32）式中，计算得：。根据估算推力减额分数的近似公式6，采用汉克歇尔公式（对于单螺旋桨标准商船）： （2.33）其中，Cp为设计船的棱型系数，Cp=0.808，代入上式，计算得：t=0.284。船身效率按下式计算： （2.34）将以上计算结果代入上式，计算得：。取相对旋转效率；取功率储备10%，轴系效率；螺旋桨敞水收到马力：；表2.5 推进系数估算参数项目数值伴流分数0.352推力减额分数t0.284船身效率H1.105相对旋转效率R1.000轴系效率S0.97方形系数Cb0.804棱形系数Cp0.808转速N123螺旋桨收到PD8171.28计算螺旋桨进速：。由公式： （2.35）计算得：，在MAU图谱中查询平均约为0.555。推进效率，考虑适当裕度，取。表2.6按法估算螺旋桨推进效率项目数值航速V15.00Va9.72Bp37.756.14MAU4-40（查图）00.574MAU4-55（查图）00.557MAU4-70（查图）00.535最终总推进系数0.580所以，设计船的有效马力。2.8.2航速校核参数计算设计船浮心纵向位置Xb的估算，采用运输船舶设计特点7中给出的统计公式估算： （2.36）计算得：，根据船舶设计原理图5-5知，与本船的棱型系数相配合的最佳浮心纵向位置约为1%3%Lpp，所以取1.858%Lpp是合理的。现将航速校核主要参数汇总如下：表2.7 航速校核主要参数项目数值Lpp156.00mLd=1.01 Lpp157.56mB26.00md9.00mD13.8m30697t29769 m3Cb0.804Cbd = Cb/1.010.796Cm0.995Cp0.808Cpd= Cp/1.010.800B/d2.89Ld/B6.06Xb2.899m5683.24m2104.5kgs2/m40.5S296949.3 kgs2/m2CRt=(BdCm/s) r0.041r1061.5192.8.3绘制有效马力曲线及航速校核选用莱普法（Lap Keller）8计算有效马力曲线，列表计算如下：表2.8 有效马力曲线计算表序号项目数值1V(kn)131415162Vs(m/s)6.6877.2027.7168.23130.5980.6440.6900.7364r 103(查图)242736485Ld/B修正0.100.100.100.106修正后的r 10326.4029.7039.6052.807CRt 1031.081.221.622.168VLd2048.282205.842363.402520.969Re=(8)/(1.1883110-686E+091.99E+092.12E+0910CFs1031.4421.4301.4191.40811Ca103（查表）90.20.20.20.212(CFs+Ca)103=(10)+(11)1.6421.6301.6191.60813Cti103=(7)+(12)2.8863.0593.5083.91314 (m2/s2)44.72651.87259.54767.75115(1/2)S13276478.2215397572176757852011111516Rti=(13)(15)10-3(kg)38320.7627547094.0962010.0478686.7517B/d修正=(B/d-2.4)5%0.0210.0210.0210.02118Rt=(16)(1+(17)(kg)39137.1616148097.463331.1280363.1219Vs/75(m/s)0.0890.0960.1030.11020EHP=(18)(19)0.736 (kW)2430.473172.734442.976274.58根据表2.8相关数据，可绘制出有效功率曲线，如图2.1。 图2.1 有效功率曲线由图2.1可得出：当主机输出功率为主机的0.9倍额定功率时，设计船航速约为15.26kn，大于设计任务书要求的15.0kn，故航速满足设计要求。2.9 容量校核对双底双壳型油船容积校核要分层检验，即分别对货油舱容积和专用压载舱舱容进行校验。即满足以下公式： （2.37） （2.38）式中：Vtk货油舱能提供的容积，m3；Vcn货油所需容积，m3；VD 货油区能提供的总容积，m3；Vbn压载舱所