毕业设计（论文）-15000吨级江海直达货运船型总体设计.docx

武汉理工大学毕业设计（论文）武汉理工大学毕业设计（论文）“645”长江航道条件下15000吨级江海直达货运船型总体设计学院（系）：交通学院专业班级：船海 1301 班学生姓名： 指导教师： 摘要本文初步介绍了江海直达船舶及其设计特点，对15000吨级江海直达货运船进行了总体设计，介绍了其型线设计、总布置设计、船舶性能及舱容计算，静水力曲线及邦金曲线图的绘制、纵倾的调整、功率及螺旋桨计算书的完成、规定状态稳性及浮态计算校核、风压计算及稳性衡准等设计内容。该设计船舶属于载重型船舶，本设计工作以总体布置、型线设计以及稳性计算为重点，确保设计船舶的安全性及合理性。本船设计主要参数如下：总长Loa=137m，垂线间长Lpp=131m，设计水线长Lw=133.4m，型宽B=24m，型深D=9.7m，设计吃水T=7m，排水量=19186t，浮心纵向位置Xb=0.655m(舯前)，方形系数Cb=0.86，棱形系数Cp=0.873，中横剖面系数Cm=0.985 ,能达到的最大航速为20.29km/h。全文以详实的内容辅以数据和图表对以上内容进行说明，对15000吨级江海直达货运船船的总体设计做了全面的阐述。该船整体的设计，总体上满足特定航线江海通航船舶建造规范（2016）与特定航线江海通航船舶法定检验暂行规定（2016）的相关要求。关键词：江海直达船舶； 总布置设计； 船体型线设计； 稳性校核全套图纸加扣3012250582 AbstractThe paper introduces the overall system design of 15000 tons of the river-to-sea ship including the arrangement of the whole ship, the design of the molded line, the calculations of ships performance and the volume of the tanks, the draft of hydrostatic curves and Bonjean curves, the adjustment of trim, the calculation of the main factor of rudder, the perfection of the power and propeller calculations, the checking of stability and floating state under regulated statement, the calculation of wind pressure and the criteria of stability and so on. This ship belongs to the load type vessels. This design focuses on the arrangement of the stern trawler, the design of the molded line and the calculation of the stability to ensure the safety and rationality of various load-condition.The main parameters of the ship are as follows: Length Overall Loa = 137m, Length Between Perpendiculars Lpp = 131m, Waterline Length Lw = 133.4m, Width B = 24m, Depth D = 9.7m, Draft T = 7m, Displacement = 19186t, The Longitudinal Position of Center of Buoyancy Xb = 0.655m (amidships), Block Coefficient Cb = 0.86, Prismatic Coefficient Cp = 0.873, Midship Section coefficient Cm = 0.985, and the maximum speed can reach for 20.29km / h.This paper gives a comprehensive exposition to 15000 tons of the river-to-sea ship with data and charts of the above contents. The ships design generally meets the necessary requirements in Code For Construction of River and Sea Navigation Ships on Special Routes (2016) and Interim Provisions on The Statutory Inspection of River And Sea Navigation Ships on Special Routes(2016).Key Words: river-to-sea ship; the arrangement of the whole ship; molded line design; intact stability ;目录第一章绪论11.1 国内外发展概况11.2 任务书分析21.2.1 市场分析21.2.2 主要内容21.2.3 船型特点及主要矛盾31.2.4 采取的相关的技术措施4第二章 船体说明书62.1 用途62.2 船型62.3 航区62.4 规范规则62.5 总体性能62.5.1 主尺度62.5.2 各层甲板间层高72.5.3 定员72.5.4 性能72.6 总体布置72.6.1 概述72.6.2 舱室划分72.7 舾装82.7.1 螺旋桨82.7.2 舵设备82.7.3 锚泊系泊设备82.7.4 救生消防设备8第三章 船舶主要要素93.1 确定船舶主要要素的思想93.2 初估排水量103.3. 主尺度确定113.3.1 船长的确定113.3.2 吃水的确定113.3.3 船宽的确定123.3.4 方形系数Cb133.3.5 型深的确定133.3.6 尺度比143.3.7 排水量第二次估算143.4 载重计算143.4.1 主、辅机功率的选择143.4.2 燃油重量153.4.3 滑油重量153.4.4 炉水163.4.5 船员生活用水163.4.6 人员及行李163.4.7 食品163.4.8 备品、供应品重量163.5 性能校核173.5.1 浮性173.5.2 快速性183.5.3 稳性193.5.4 舱容校核193.5.5 最小干舷203.6 船舶经济论证203.6.1 造价的估算203.6.2 营运收入(每一年)203.6.3 营运成本(每一年)213.6.4 计算营利性213.7 EEDI的计算223.7.1 船舶设计能效要求223.7.2 Required EEDI计算223.8 设计方案选优253.8.1 选优方法253.8.2 优化程序的基本思路25第四章型线设计354.1 型线设计思想354.2 型线设计的方法步骤354.3 主要型线要素的选择364.3.1 棱形系数364.3.2 浮心纵向位置374.4 型线绘制374.4.1 母型改造374.4.2 CAD 绘图作图步骤394.5 静水力计算41第五章总布置设计445.1 概述445.1.1总布置设计的基本原则445.1.2总布置设计的具体工作445.2 总布置图构成和表达方法445.3 总体布置的区划455.3.1 肋距455.3.2 水密舱壁455.3.3 双层底465.3.4 甲板与平台465.3.5 通道布置465.3.6 机舱的部位及长度465.3.7 液舱475.3.8 上层建筑485.3.9 船员舱室的布置485.3.10 舱室及人员通行路线的布置495.4 锚泊和系泊设备505.4.1 舾装数计算505.4.2 锚泊及系泊设备配置515.5 救生设备525.6 消防设备525.7 信号设备525.8 纵倾调整53第六章 螺旋桨设计546.1 概述546.2 设计螺旋桨时应考虑的问题546.2.1 螺旋桨的数目546.2.2 螺旋桨的桨叶数的选取546.2.3 螺旋桨的直径556.3 已知条件556.3.1 设计船参数556.3.2 有效功率曲线566.4 用 MAU 图谱进行设计576.4.1 初步设计576.4.2 终结设计616.4.3 空泡校核63第七章 舱容计算657.1 概述657.2 规则液体舱的计算657.3 不规则液体舱的计算677.4 浮态调整67第八章 稳性计算708.1 静水力曲线708.2 各载况初稳性计算708.3 大倾角稳性718.3.1 稳性插值曲线718.3.2 横摇角计算728.3.3 进水角728.4 静稳性计算748.4.1 自由液面横倾力矩748.4.2 静稳性臂计算758.5 动稳性计算788.6 稳性曲线798.7 最小倾覆力臂828.8 风压倾侧力臂828.9 全速回航倾侧力臂828.10 稳性校核83第九章 吨位丈量849.1 概述849.2 主要参数849.3 总吨位849.3.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积V1849.3.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积 V2859.3.3 总吨位计算859.4 净吨位86第十章 干舷计算8710.1 计算说明8710.2 主要数据8710.3 干舷计算8710.3.1 基本干舷8710.3.2 方形系数对干舷的修正8810.3.3 干舷甲板凹槽对干舷的修正8810.3.4 有效上层建筑和凸形甲板对干舷的修正8810.3.5 非标舷弦弧对于干舷的修正8810.3.6 夏季干舷8810.3.7 热带干舷88第十一章 舵设计8911.1概述8911.2 舵的分类8911.3 舵面积比8911.4.舵面积 AR8911.5 舵高 h8911.6 平均舵宽bM9011.7 展弦比9011.8 平衡比90结束语91参考文献92致谢94第一章绪论本文以详实的内容辅以数据和图表对以对 “645”长江航道条件下15000吨级江海直达货运船型总体设计做了全面的阐述。该船整体的设计，总体上参考特定航线江海通航船舶建造规范（2016）、特定航线江海通航船舶法定检验暂行规定（2016）和国内航行海船法定检验技术规则（2016）的内容并满足要求。此次毕业设计的船舶类型是江海直达船，所以绪论将会介绍江海直达船发展的概况、船型特点以及任务书的分析等内容。1.1 国内外发展概况江海直达运输船型最早出现在上世纪20年代，欧洲各国为了提高内河与沿海物资运输的效率，便研究了这种新型的运输船型。到了20世纪50年代，前苏联大力发展研究这种能够适用与江海直达的新船型，之后取得了较大的成功，建造了一艘名为“别罗夫工程师“的多用途江海两用船，在8级风暴的恶劣情况下，也能正常航行，其劳动生产效率相比于驳船提高了将近4倍。1972年建造了更为先进的2000吨级”雅库茨克“系列干货船，用于散货，集装箱和杂货的多用途运输任务，其经济效益较高。之后又从芬兰购进2000吨级“波罗的海101”系列干货船，其更为优秀的结构和性能使江海直达运输船舶完善成独立的新船型。江海直达运输到80年代初在西欧已具有相当规模。上世纪60年代美国使用载货驳船来进行江海直达的运输任务。其取得了不错的经济效益，之后载货驳船在前苏联，欧洲各国和印度得到广泛应用。从1969到1975年间，发展十分迅速，但在1976年后发展速度开始放缓并进入了停滞状态，其原因是因为载货驳船的造价昂贵，初始投资较高，对配套设施的要求也很高，同时对于进入腹地较深的船舶管理难度很高，种种原因导致其经济效益不够理想。美国目前采用有捣载的中转联运方式从而建立了现代化的装载卸货设备与捣载系统，其较高的效率带来了良好的经济效果。对于我国来说，对于研究江海直达船舶运输开始与20世纪80年代，起初多采用小型海船在长江下游港口开辟至香港，澳门的运输。目前，长江江海货物运输方式主要有三种：使用海轮和河船分段运输，由海船和内河船分段完成海上和内河货物运输任务，货物在河口港进行海船和内河船的换装作业，即通常所说的江海联运或江海中转运输；使用载驳子母船运输，在海上航行时，将载货子驳积载在渔船是渔业产业必不可少的一部分。渔船涉及渔业及造船两大产业,渔船的发展离不开 渔业及造船业的整体发展。渔业是种传统产业，在近代得到了快速的发展，并在社会，经济和人们生活中显现出其重要的地位。1.2 任务书分析1.2.1 市场分析长江作为连接东部沿海城市、中部的崛起发展与开发西部城市的重要航道，支撑着长江流域大物流、综合运输体系和沿江七省二市经济社会发展。2010年，长江航道的货物承载量达15.13亿吨，其中煤炭、矿石、钢铁材料和建筑材料占总量的65.3%。在2013年 ，长江货运量达到19.2亿吨，第九年排全球内河货运量的第一名。沿江七省二市有9%的经济来源于对长江与其支流的依赖，而工业的依赖度甚至达到了14.32%。预计，在2020年，长江货运量将达23亿吨左右。长江物流化发展具非常由潜力。城市化的快速发展，沿江城市大力发展基础设施，从而提高了对钢铁、水泥与建筑材料的需求。因此加大了对煤炭、石油、金属矿石、钢铁、矿建材料 、 水泥和非金属矿石等的需求 。如今，长江物流以其运输量大、 较低的运费以及港口集聚效应和规模效应处于发展物流的首要位置。但由于沿线码头状况、航道水深等诸多因素的限制 ，传统的转运方式不仅耗时、增加营运成本，而且会产生货损和货差 ，难以提高运输效率，已远远满足不了长江中上游地区社会经济发展的需要。江海直达与接驳分程转运江都属于江海联运运输，江海直达船可航行在内河和海洋上，能同时满足江段和海段不同的需要，更好地发挥长江航道的优势，节约营运成本，并且周转速度快、货损少、提高航运效率。虽然，江海直达也可用江船出海，或者海轮入江，但是采用江海直达船舶运输优势最大。由于海上由风浪，江船出海难以适应。同时假如海船进江，由于吃水受限制，带来了较差的经济效益。例如从武汉到汕头 ，江海直达船比相同吨位的海洋船舶在单位运输成本、必要运费方面分别低31.5和35.3，原因是它具有5000吨级的载货量 ，而吃水只相当于3000吨级的海船。因此，江海直达拥有巨大的市场。1.2.2 主要内容1.航区及用途 15000吨级江海直达货运船应满足“645”工程完工后的长江干线航道条件，航行于武汉至沿海港口间，以装卸钢铁、矿石、煤矿、建筑材料等散货为主。2. 规范及规则 本船以”ccs”规范入级、设计与建造。3. 船型、性能及总布置 1） 船型与载量 本船为钢质、单甲板、双机、双桨、双舵、双尾鳍节能环保型江海直达散货船，载货量为15000t。 说明：内河水系航道条件复杂，对船舶操纵性能要求很高。浅吃水肥大型船采用双艉船型，比常规船型拥有更良好的操纵性。双艉船型两片艉间距比常规船轴距宽得多，主机一正一反以车代舵基本上能做到原地回转，回转性能好。回双艉船型具有两个瘦长的片体，因而水下侧投影面积较大、航向稳定性十分理想。双艉船小舵角舵效好。双机、 双桨、双舵用来保证在长江航道航行具有良好的操纵性，同时在海上航行是具有优秀的适航性。 2） 航速：设计本船在静深水中、不超过蒲氏3级的风力，此时满载试航速度为11kn,由武汉港到洋山港的距离，要求航行一个来回，续航力不小于2400km。 3） 船员编制及配置：定员14人（船长1人、大副、二副、三副各1人、水手3人，轮机长、大管轮、二管轮、三管轮各1人、机工3人），依据为中华人民共和国船舶最低安全配员规则。 4、燃料及动力系统 采用两台中速柴油机动力装置，若按单主机配置，则螺旋桨直径较大 ，空载时，容易部分露出水面而导致推进效率降低。其结构和稳定性要求高于内河船 ，同时航速也高一些。使用柴油可以减少燃油费用，以增加经济效益。在低排放（绿色环保）方面，采取多种方法降低该船的排放，同时对排放物进行处理以提高本船的环保性能。 5、 设备 锚、系泊、舵、起货、救生、消防、航行信号等设备根据规范与实际需要配置。1.2.3 船型特点及主要矛盾江海直达船航行区域很特殊，需要同时满足在内河、沿海两种环境的性能要求。所以在船型设计上必须要综合考虑两种航区的特点，合理选择船型参数。江海直达船在船型、主尺度、船型系数等方面与传统的内河船、海船相比，存在较大的差异。(1) 船舶吃水 ，由于江海直达船的吨位一般比内河船舶大，所以在浅水航道航行时，容易发生浅水效应。设计时一般把航道限制的吃水当作设计吃水，同时考虑到洪水期与旱期，在航道条件不够使，减载航行。(2) 江海直达船由于吃水的限制，为了获得一定的载货量，所以方形系数一般较大。由统计可得到 ，国内已有江海直达船舶的方形系数通常在0.70.81之间，同时方形系数的趋势是随着排水的增大而增加的。(3) 船舶的稳性指标主要由水线面系数、船宽、重心高度型深、等决定 ，而浅吃水肥大型江海直达船可以获得较有利的初稳性高。(4) 内河水系航道条件复杂，对船舶操纵性能要求很高。浅吃水肥大型船采用双艉船型，比常规船型拥有更良好的操纵性。(5) 由于内河环境复杂， 江海直达船高度受到限制，但是又要求有足够的驾驶视野，故设计时一般把驾驶室设在船首。主要矛盾在快速性与经济性。在确定主尺度时，可以从下面两个方面考虑，从而提高船舶的经济性：1.在满足载货量要丨求的情况下，力求减小其主要尺度，特别应力求缩短船长，以便减少船体钢丨料的消耗，以降低造价。2.在设计中应使设计船舶达到设计任务书中规定航速的要求的同时，可以使所选择主机功率最小，这样船舶造价也相对减少。保持主机功率不变的情况下，尽可能的得到较高的航速，这样可以减小每次航行所需的时间，每年的航行次数增加，船舶的运输能力因此得到提高。1.2.4 采取的相关的技术措施1) 主尺度确定本船属于载重型船舶，所以先估算排水量，从而进一步确定主尺度及其主要要素。1.确定本船该如何设计，看清设计船的主要矛盾，同时也要满足其他方面的要求。主要素之间互相相连与制约，解决好L与B、B与D、D与T、L与D、Cn与Fn的联系。2.根据母型船的相关数据，第一次大致估算船舶的主要要素。3.得到第一次近似值之后，再进行船舶性能的校核，继续调节尺度要素，得到第二次船舶近似值。4.将第二次得到的数值绘制型线图、总布置图与中横剖面草图。接下来对船舶性能进行核算，进一步调节尺度要素。5.根据优化后的要素选取主尺度。2) 用“分段原理”来设计其型线江海直达船作业于内河与海洋，所以要满足在内河与海洋航行的要求。由于内河航道深度较小，船舶吃水受到限制，船型较接近浅吃水肥大船型。设计的首部要求碎波阻力较小，同时尾部避免旋涡与流场匹配。型线进流段、平行舯体、去流段可以分别根据各自的流体动力特性来设计。进流段的设计将阻力减小到最低，去流段的设计使推进效率处于较高的范围，而平行舯体的长度根据船舶的排水量调整使之达到合适的要求。3) 浅吃水宽扁肥大船型适航性技术相比于其他船舶江海直达船具有更高的螺旋桨出水概率，会导致螺旋桨飞车和破坏主机等。为了减少螺旋桨出水，在艉部设压载水舱，以调整货物和油水的位置等 。4) 设置首侧推设备和高效能舵河水的深浅限制了吃水并影响操纵性；而河道迂回曲折则限制了船长。在航道深度较浅的地方航行时，容易发生浅水效应，会导致船体下沉、首倾、粘性阻力加大，同时使螺旋桨的推进效率减小。因而在船型设计时要适当减小船尾侧面积，并采用高舵力的舵，设置首侧推设备，以改善操纵性。第二章 船体说明书2.1 用途本船航线为武汉至沿海港口间，以长江中下游为主要航段，以装卸钢铁、矿石、煤矿、建筑材料等散货为主。2.2 船型本船为钢质、单甲板、双机、双桨、双舵、双尾节能环保型江海直达散货船，载货量为15000t。 说明：内河水系航道条件复杂，对船舶操纵性能要求很高。浅吃水肥大型船采用双尾船型，比常规船型拥有更良好的操纵性。2.3 航区本船适航于A、B级航区，沿海航区2.4 规范规则本船设计符合下列规范、法规。1) 钢质海船入级和建造规范(2016)及其修改通报(2017) 2) 国内航行海船法定检验技术规则修改通报(2016)3) 特定航线江海通航船舶法定检验（2016）4) 特定航线江海通航船舶建造规范(2016)5) 绿色船舶规范2.5 总体性能2.5.1 主尺度总长Loa 137m水线长Lwl 133.4m垂线间长Lpp 131m型宽B 24m型深D 9.7m吃水d 7.0m梁拱h 0.48m肋距 700mm排水量 19186t载货量 14679.8t2.5.2 各层甲板间层高部位层高（m）主甲板至尾升高甲板1.00尾升高甲板至尾上甲板2.40主甲板至艏楼甲板2.40艏楼甲板至居住甲板2.50居住甲板至驾驶甲板2.50驾驶甲板至顶棚甲板2.502.5.3 定员本船定员14人，设16间单人房间，多出2间房作为值班船员休息时使用。2.5.4 性能1) 载货量：本船载运散货吃水7.00m时，载货量约为14679.8t。2) 航速：设计本船在静深水中、不超过蒲氏3级的风力，此时满载试航速度为11kn。3) 续航力：由武汉港到洋山港的距离，要求航行一个来回，续航力不小于2400km。4) 稳性：本船稳性满足“法规”干散货在A、B级航区和沿海航区航行的要求。5) 浮态：本船满载出港设计状态基本平浮。6) 干舷：本船干舷满足“法规”要求。2.6 总体布置2.6.1 概述本船采用艏上层建筑布置形式，货舱设有货舱盖，驾驶室及船员生活区设在首部。2.6.2 舱室划分（1）#178船首设置首尖舱。（2）#133#167为NO.1货舱；#99#133为NO.2货舱；#65#99为NO.3货舱；#30#65为NO.4货舱（3）#9#26肋位为机舱，长度Lm=11.9m。（4）船尾#9肋位设尾尖舱，尾尖舱长度La=8.74m。（5）9183肋位之间设双层底，其中926（机舱段）肋位之间双层底高度为1.5m，26183（货舱段）肋位之间双层底高度为1.2m。（6）在#26#20肋位之间设燃油舱。（7）船尾#9肋位设舵机舱和尾压载水舱。2.7 舾装2.7.1 螺旋桨本船配锰铁黄铜4叶外旋桨两个。2.7.2 舵设备本船设流线型襟翼舵两只，舵面积系数约为2.5%，舵杆采用#25锻钢。2.7.3 锚泊系泊设备详见本文5.4锚泊和系泊设备。2.7.4 救生消防设备本船配船员用救生衣10件，救生圈+气胀式救生环每层6个；除水消防系统和机舱专用消防设备外，配2台独立动力驱动消防泵，手提式泡沫灭火器24只、气体灭火器3具、消防水桶6只、砂箱4个、太平斧4把、铁扦和铁钩1套，另机舱设手提式泡沫枪1套。41武汉理工大学毕业设计（论文）第三章 船舶主要要素3.1 确定船舶主要要素的思想船舶主尺度是描述船舶几何特征的最基本的参数主尺度对船舶的运载能力、航行性能、操作使用和船舶的经济性等都有重要的影响。合理的选择和确定主尺度是船舶总体设计中最基本最重要的工作之一也是开展各项具体设计工作的基础。因此在新船设计初始阶段的总体设计方案构思中主尺度的选择是首先要考虑的问题。由于选择主尺度要涉及新船设计的各个方面在初始阶段许多因素还不能确定所以对主尺度只能进行一些基本的考虑和初步的选择在设计深入以后逐步完善和最终确定当然在初步选择主尺度时相关方面的因素考虑周到矛盾解决合理那么后续的设计进展会比较顺利。如果到后期才发现问题而必须修改的尺度那么设计工作的返工量就很大。船舶的排水量、主要尺度（船长、船宽、型深、吃水）以及船型系数（方型系数、棱形系数、水线面系数、中剖面系数）统称为船舶的主要要素。它们描述船舶的几何形状的一些最基本的特征数据。这些要素对船舶技术性能诸如快速性、稳性、重量、容量、总布置及经济性等都有重大影响，对船舶质量起着决定性的作用。因此合理的选择船舶的主要要素是船舶设计中最基本最重要的工作。本船设计大致的步骤如下：(1)初估排水量，定主尺度和船型系数；(2)性能校核；(3)主要要素的方案优选。 确定船舶主要要素的过程流程图图3.1 船舶主尺度论证流程3.2 初估排水量本船为载重型船舶，根据载重型船舶的特点，载重量系数的变化比较稳定，所以船的设计采用取型船的载重量系数来初估本船的排水量，搜集型船资料如下：表3.1 型船资料型船10000DWT8000DWT7200DWT排水量1220597648788载重量DW1000080007200载重系数DW0.819340.819340.81933母型船载重系数DW=0.82则排水量=15000/0.82=18292.68t 实取18300t3.3. 主尺度确定3.3.1 船长的确定由以下三个方面巴氏公式：Lpp=Cvv+221/3=131m （3.1）式中：V=11kn； 排水体积18300m3； C系数由母型船确定，取平均值C=6.92表3.2 母型船数据船型方案8000t江海直达散货船7000t江海直达散货船6800t江海直达散货船垂线间长m10299.9699.96满载排水量t998787888299航速kn10.1610.3110.47系数C6.926.879.971) 型船比值：Lpp= Lpp030=12131830014091=132m （3.2）2) 根据实际航道和码头条件限制，船长不超过150m3) 本船设计航速下初步估算Fr为0.157，属于低速船，总阻力会随着船长的增加而减少。但，船长增加会导致空船重量增大较多，如果快速性没有得到明显的增加，则综合效益将会下降，实际船长要比阻力最低时的船长小。 综上所述，为保证本船具有良好的经济性和快速性，选取船长为Lpp=131m，Lwl=Lpp/0.98=133.6m ；Loa= Lwl/0.975=137m3.3.2 吃水的确定吃水的选择需要考虑两个方面，一个是航道水深的使用条件，一个是螺旋桨的工作条件。1. 由水深的限制，吃水无法取得很大，而长江水深随季节和航段变化较大。图3.2 长江干线航道规划2. 为了使本船能常年航行于武汉港到舟山港口，根据调查报告和统计资料，考虑富余水深，此船设计吃水7m。同时在武汉至安庆航段减载航行。3. 螺旋桨直径看，吃水的大小与螺旋桨直径有直接关系，如果吃水太小，螺旋桨的直径将会受到很大的限制，将严重影响推进效率，内河船吃水受限，则采用双机双桨，以保证推进效率。3.3.3 船宽的确定国内航行海船建造规范(2016)(修订版) 第二章2.2.1.2。满足本章规定的大舱口船，其舱口宽度与船宽之比应不大于0.8。的强度要求。增加船宽可增大舱室宽度、加大甲板面积、增加货舱口的宽度，对船舶的布置和使用是有利的，在限制条件内，船宽取大值较好。考虑稳性，增大船宽对提高船舶的初稳性有显著效果，但初稳性上升可能不利于大倾角稳性。由于吃水受限制，B/T应取较大值，以满足舱容和载重量要求。根据江海直达船设计资料表3.3 江海直达船设计资料船型方案10000t江海直达散货船8000t江海直达散货船7600t江海直达散货船型宽252019吃水5.655.655.65B/T4.423.543.36一般B/T的范围在3-4之间，本船初步取3.43，则B=24m3.3.4 方形系数Cb1) 方形系数主要根据浮力和快速性确定，因浮力的需要，选择大的方形系数可以减小L和B，对减轻空船重量是很有利的。对于本船来说，阻力并不是选取Cb的主要因素，为装载更多的货物，本船的方形系数应该取得较大些。2) 根据特定航线江海通航船舶建造规范：Cb0.63) 临界方形系数：Fr=0.5144VkgLWL=0.5144119.81132.2=0.157 （3.3）Cb=1.08-1.68Fr=1.08-1.680.157=0.8164) 由母型船资料，方形系数范围为：0.780.88之间综合，本船初步取方形系数Cb为0.853.3.5 型深的确定按规范，双层底中桁材的高度在任何情况下不得小于700mm，也不大于1500mm，且不得小于按下式计算所得值hd=(25B+42T+300)mm=1194mm,设计船考虑施工方便，以及压载水舱容积的要求，实取hd1200mm。1) 根据特定航线江海通航船舶建造规范： B/D3；结构强度要求L/D25，则D8m2) 满足转运货物所需要的容积。本船主要转载铁矿石，铁矿石的积载因数只有0.3-0.4m3/t，所以型深应按满足最小干舷设计，但考虑到回程货，主要是煤炭、水泥熟料、谷物等，谷物记载因素大约在1.5-1.6m3/t，大于1.3m3/t，所以应该按满足货物所需容积来计算。在确定型深时先不考虑舱口围板所提供的容积。取双层底的高度为1.2m,首尖舱和尾尖舱的长度分别取7%Lpp、5%Lpp，机舱长度为13m，平均积载因数为1.0 m3/t，型容积利用系数为0.9，散装货舱的kc=0.98 D=150001.00.980.916.7L-0.12L-10=9.95m （3.4）3) 由最小干舷确定的型深，由合理的型船资料D=T+Fmin=7+3=10m综上所述，D取较大值，所以D初取10m3.3.6 尺度比图3.3 相关国家江海直达船主尺度比值本船L/B=5.46 B/T=3.42 D/T=1.433.3.7 排水量第二次估算根据平衡条件，船排开水的重量为 =k=kLBdCb=18819t (3.5)表3.4 初步确定主尺度项目LppBDdCb数值131m24m10m7m0.853.4 载重计算3.4.1 主、辅机功率的选择 由于设计初期资料的限制，从而决定了主机的功率在初估时采用海军常数法来进行估算，因而先通过一系列的型船来确定本船的海军常数。表3.5 型船资料船名8000t江海直达散货船7200t江海直达散货船基什尼耶夫5000t江海直达云粮船排水量t9764878858006989速度kn10.1610.4711.513.00主机功率kw1620162015102*1200海军系数296302325335由上表的统计资料可知:海军系数的范围为296C335，由于资料的缺乏，先在此范围内取C=315，已知航速11kn，由海军系数法：P=23CV3=183002/3315113=2934.28kw (3.6)计算主机的功率为2934.28kw考虑到一定功率储备，故需选大于2934.28kw的主机，初步选主机为两台长江轮船总公司东风船厂生产的ATL25系列柴油机，型号8ATL25H，其主要参数主机转速：1000r/min 主机功率：1600kw单位油耗：211g/kw*h 质量：14850kg外形尺寸：434212802443辅机功率一般取为主机功率的10%左右，本船可采用河南柴油机厂234系列柴油机型号TBD234V6，其主要参数 主机转速：2200r/min 主机功率：313kw单位油耗：206g/kw*h 质量：1275kg外形尺寸：139086511353.4.2 燃油重量 主机的燃油用量：W1=0.001g0PsRVsk=210.3t (3.7)式中：g0：包括一切用途在内的耗油率，取主机持续常用功率Ps时油耗率的1.11.5倍，1.2422 g/kwh Ps：主机持续功率3200kw； R：续航力1296n mile Vs：服务航速，Vs=V/1.06，或比适航速度小0.51.0kn，取10.5kn k：考虑风浪影响的系数，一般在1.11.2，本船取1.1辅机的燃油用量：W2=0.001g0PsRVsk=10.04t燃油重量：W0=W1+W2=220.34t3.4.3 滑油重量一般为燃油储备量的某一百分数：WL=W0=13.6t (3.8)对于一般柴油机=0.020.05，本船取0.033.4.4 炉水WBW=W0=22.73t (3.9)系数取0.053.4.5 船员生活用水本船船员14人，每人每天消耗水100kg，则生活用水总量为：141002400111.85224+10/1000=20.87t (3.10)其中增加的10天为5天储备，5天停港。3.4.6 人员及行李本船的船员为14人，船员的重量按每人65kg/人，行李为每人50kg/人，则人员及行李重为：1465+501000=1.61t(3.11)3.4.7 食品每天每人按5kg计，则重量为：1452400111.85224+10/1000=1.04t (3.12)其中增加的10天为5天储备，5天停港。3.4.8 备品、供应品重量 备品是指船上备用的零部件、设备与装置，包括锚、灯具、管损器材，油漆等。供应品是指零星物品，如生活用品、炊品、办公用品、医疗器材等。通常取（0.5%1%）LW。本船备品40t。综上，载货量等于载重量减去上面计算各项重量之和，即载货量：WC=14679.8t3.5 性能校核3.5.1 浮性空船重量通常将其分为船体钢料重量、舾装重量和机电设备重量表3.6 型船资料吨位总长垂线长型宽型深钢料重量Wh舾装重量Wo机电重量WmChKCm单位mmmmttt6000吨112.1104.117.57.615504502130.1110.2474.6318000吨115.8109.618.48.517905152150.1040.2554.20810000吨12111420920707203050.1000.3165.3611) 钢材重量：立方模数法，分析钢料系数，由随吨位增大而减小的趋势，本船15000吨级，取系数值0.88，=ChLBD=0.881312410=2766t2) 舾装重量：平方模数法=KLB=0.2513124=786t 3) 机电设备重量：根据统计，机电设备重量可以近似地按主机功率的平方根的关系进行换算。=5.4（3200/0.7355）0.5=356t空船重量=2766+786+356=3908t排水量裕度取空船重量的3%，计算的空船重量为1.033908=4025t，那么排水量=LW+DW=19025t，估算排水量为18819t。 两者比较误差为1.1%1%,计算结果不在误差允许范围内，故需进行调整。排水量修整下面利用诺曼系数来进行修正：，只对方形系数进行修正时取、，代入式中得N=1.062，而载重量差额DW=DW-DW=- =206t,所以排水量修正=NDW=218.4t，修正后排水量1=+=19037t，此时浮力与重力误差为1-1100%=0.06%11kn2) 瓦特生法：P=C2/3V340-LPP61-400K-12-12Cb15000-1.81NLPP （3.13）式中： K=Cb+1.68Fr =0.838+1.68*0.157 =1.101 N螺旋桨转速， r/min C是系数，根据两艘母型船，取C为1.022得到V=3P15000-1.81NLPPC2340-LPP61-333K-12-12Cb （3.14） =3320015000-1.81333.31311.022190372/340-13161-4001.101-12-120.86 =11.48kn11kn综上所述，在3200kw的主机工作条件下，本船可达到的航速大于初设计航速，所以满足要求。3.5.3 稳性1) 初稳性高GM=Zb+r-Zg，且有，ZbT，