49000DWT江海直达成品油船设计

1、 49000DWT江海直达成品油船设计摘 要本毕业设计课题为49000DWT江海直达成品油船设计。本船为钢质，单甲板，电焊结构，双壳、双底体型，单桨，平衡舵，尾机型，球鼻艏，方尾，柴油机驱动的油船。整个毕业设计分为三个方面，总体设计、原理与性能和结构设计。总体设计确定设计船的建筑与结构形式，决定设计船主要尺度及船型参数，确定航速和所需主机功率，进行总体布置，设计船体型线。原理与性能的设计主要包括船舶有效马力的计算和螺旋桨的设计。结构设计是依据钢质海船入级与建造规范（2006），进行结构强度计算及型材的选取，使船体具有足够的强度承受外力并具有较小的重量以提高经济性，并绘制船体的基本结构图和典型横

2、剖面图。关键词：油船；型线设计；性能计算；螺旋桨设计；结构设计AbstractThe topic of this graduation project is "the design of 49,000 tons of product oil tanker for Jianghai Direct".The ship is a steel ship, which is welded and diesel-driven and has single deck, double hull, single propeller, balanced rudder, desk-type ta

3、il, bulbous and transom. The entire graduation project can be divided into three parts: overall design, principle and performance design and structure design. The overall design decides the form of the architecture and structure of the designed ship, decides hers main scale and parameters, determine

4、s the required speed and engine power and overall layout, and design hull line. The design of the principle and performance includes the calculation of the effective horsepower and the design of the propeller. Based on the "Construction and Classification of steel ships standard"(2006), st

5、ructure design is to calculate the structure strength and choose the profile, so that the hull withstands the external force and has a lower weight to improve the economy. During the structure design, the basic structure and typical transverse section are drawn. Keywords： oil tanker, form design, pr

6、opeller design, structure design 75目 录第 1 章 绪论11.1概述11.2毕业设计内容11.3设计任务书21.3.1 船舶的用途和航区21.3.2 船舶类型21.3.3 船级21.3.4 船舶主要尺度及型线21.3.5船舶结构21.3.6动力装置21.3.7航速、续航力21.3.8船舶性能21.3.9船舶设备及甲板机械31.3.10船舶船员配备及舱室设施31.4设计任务书分析31.4.1型线设计分析31.4.2总布置设计31.4.3性能分析31.4.4结构分析41.5基本设计思想41.6本章总结4第2章 主尺度、排水量的确定52.1主尺度的确定52.1.1

7、主要尺度确定的最初阶段52.1.2主尺度确定52.2排水量估算72.2.1计算方法概述72.2.2空船重量的计算72.2.3载货量估算82.2.4排水量的计算92.3重量重心估算92.3.1 重心垂向高度的估算102.3.2 重心纵向位置的估算102.4主尺度校核102.4.1排水量校核102.4.2 航速校核102.4.3稳性校核122.4.4容积校核142.4.5主尺度的最终确定162.5本章小结16第3章 总布置设计173.1概述173.2 总体布局的区划183.2.1 主船体内船舱的划分183.2.2 上层建筑183.3 舱室的布置183.3.1 工作舱室设置与分布183.3.2 生活

8、舱室的设置和布置183.4 通道、出入口与梯道的布置183.4.1通道的布置183.4.2 出入口的布置183.4.3 梯道布置183.5 船舶设备的布置183.5.1 舵设备与布置183.5.2 锚泊和系泊设备布置183.5.3 救生消防设备的布置183.5.4 航行、信号设备的布置183.6本章小结18第4章 型线设计及性能计算184.1 型线设计184.1.1概述184.1.2 型线绘制方法184.1.3 绘制步骤184.2 静水力计算及静水力图的绘制184.2.1概述184.2.2计算公式184.2.3计算表格184.2.4绘制方法184.3设计船稳性及浮态计算184.3.1初稳性高G

9、M及浮态校核184.3.2稳性浮态校核表184.3.3大倾角稳性184.3.4稳性校核184.4本章小结18第5章 螺旋桨设计185.1有效功率计算185.1.1概述185.1.2有效功率计算185.2螺旋桨设计185.2.1船体主要参数185.2.2主机参数185.2.3推进因子的决定185.2.4可以达到的最大航速计算185.2.5空泡校核185.2.6强度校核185.2.7螺距修正185.2.8重量及惯性矩计算185.2.9敞水性能曲线之确定185.2.10系柱特性计算185.2.11 航行特性计算185.2.12螺旋桨设计总结185.3本章小结18第6章 结构设计186.1概述186.

10、2船舶主要参数186.3基本结构计算书186.3.1最小厚度186.3.2外板186.3.3甲板186.3.4双层底结构186.3.5双层壳结构186.3.6甲板结构186.3.7槽型油密横舱壁186.3.8槽型油密纵舱壁186.3.9首端结构186.3.10尾端结构186.3.11上层建筑186.3.12舷墙及栏杆186.4总纵强度校核186.4.1剖面模数及惯性矩计算186.4.2设计船剖面模数186.5本章小结18结论18参考文献18致 谢1849000DWT江海直达成品油船设计49000DWT江海直达成品油船设计第 1 章 绪论1.1概述油船是运载散装石油类货物的液货船。除了运输石油外

11、，还装运成品油，各种动植物油，液态的天然气和石油气等。但是，通常所称的油船，多数是指运输原油的船。而装运成品油的船，称为成品油船。装运液态的天然气和石油气的船，称为液化气体船。油轮的载重量越大，运输成本越低。由于石油货源充足，装卸速度快，所以油船可以建造得很大。近海油船的总载重量为30000吨左右；近洋油船的总载重量为60000吨左右；远洋的大油轮的总载重量为20万吨左右；超级油轮的总载重量为30万吨以上。最大的油轮已达到56万吨。本毕业设计的课题为“油船设计”，主要目的是综合运用四年来所学的知识如船舶设计原理中主尺度的确定、船舶原理中阻力与推进以期以最小的功率达到最大的航速以及船舶美学中船舶

12、外形的设计等等，并且利用AutoCad完成总布置图、型线图、结构图的绘制，最后设计出满足现在航运要求的油船。1.2毕业设计内容 本次毕业设计主要有三个方面：总体设计、性能计算、结构计算其中：总体设计分为1）总布置设计 2）重量重心估算 3）型线设计 性能计算分为1）静水力计算和静水力图的绘制 2）稳性计算 3）阻力估算 4）螺旋桨设计 结构设计分为1）全船结构的计算和尺寸的确定 2）绘制全船基本结构图 3）绘制典型横剖面结构图、机舱横剖面图的绘制整个设计过程依据船舶设计任务书和船舶设计规范进行。1.3设计任务书1.3.1 船舶的用途和航区本船为一艘DW为49000t的油船，用于在江海上运输成品

13、油，根据海船稳性规范，该船属于沿海（类航区）船舶。1.3.2 船舶类型本船为钢质，单甲板电焊结构，双壳体型，单桨，平衡舵，尾机型，球鼻艏，方尾，柴油机驱动的49000DWT江海直达成品油船。1.3.3 船级本船按下列规范、规则和公约进行设计：国际航行海船法定检验技术规则（1999）钢质海船入级与建造规范（2006）船级为 CSA ，CSM1.3.4 船舶主要尺度及型线 本船船宽不得大于33m。其他尺度其他尺度根据最佳型线及经济性选定。1.3.5船舶结构本船为钢质全电焊船舶。船体结构采用混合结构形式。即货舱区域上甲板、双层底、货舱舷侧为纵骨架式，首端结构、尾端结构、上层建筑为横骨架式。1.3.6

14、动力装置 主机：型号：MAN B&W S50MC-C型船用柴油机一台。 功率：最大连续功率为11060kw*127r/min，持续功率为9954kw 锅炉：设全自动燃油锅炉两台。设主机、辅机废气锅炉各一台，其供气能量应满足压载航行时生活及燃油加热保温之需。1.3.7航速、续航力 满载试航速度不小于15kn。 续航力为10000n mile，自持力按50天考虑。1.3.8船舶性能本船应满足“法规”“完整稳性”对远海航区货舱的要求，本船在各种装载工况下，均不产生首纵倾；首尾吃水差不大于0.015L（m）,螺旋桨全部埋入水中；1.3.9船舶设备及甲板机械对消防设备、救生设备、管系及设备、锚机

15、、舵机、绞缆机等都提出详细规定。对电源种类、配电系统、电缆及照明、通讯导航设备（收发信机、雷达、罗经、计程仪、测深仪等）等方面的要求。1.3.10船舶船员配备及舱室设施全船船员定额为44P。对船员舱室布置要求：船长及轮机长为套间，其他船员为单人间。船长及轮机长设办公室、卧室各一间，其他设备按生活与工作需要配齐。对公共舱室要求：设置普通船员餐厅和高级船员餐厅各一个，设会议室、吸烟室、洗衣间、饮水间等。1.4设计任务书分析根据任务书的要求，可知该油船是航行于第类航区的沿海钢制船舶，设计时应充分考虑到沿海的设计特点。1.4.1型线设计分析型线设计是关系到船舶技术、经济性能的全局性设计项目之一，它与船

16、舶的静水力与动力性能、总布置、结构与建造工艺等密切相关，设评定船舶设计质量好坏的一个重要指标。1.4.2总布置设计总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务，其特点是涉及面广，考虑因素比较多,实践性强，。总布置的结果对船的使用效能、航行性能、安全性能以及结构工艺性能有直接的影响。总布置设计也是后续设计和计算的主要依据。该设计船为油船，油船所载货物为流体，船舶在航行过程中，油会流动。由于自由液面的影响，稳性会大大降低。因此，在船舶总布置设计时要尽量使分舱合理，使所有货油舱载油量为98%左右。本船的航速要求为不小于15kn，为达到这个速度，应采用较大的主机功率中低速机，根据主机布置原则，尾机型在推进

17、和货舱布置上占有较大的优势。1.4.3性能分析 船舶稳性是船舶在外力作用消失后船舶保持其原有位置的能力。稳性对船的使用性能与安全性都有重要影响，且受稳性规范的约束。设计中对稳性问题一般又分为初稳性和大倾角稳性来考虑。该油船为海船，在进行大倾角稳性计算时要考虑船舶的初始横倾角。1.4.4结构分析该设计船为49000t的江海直达成品油船。考虑成品油对货油舱的清洁度要求高，需要考虑使用槽型舱壁，以便于清理。1.5基本设计思想经过分析，本船的设计要满足如下要求： （1）根据设计任务书的要求，本船采用双底、双壳、单甲板钢制电焊混合骨架结构。（2）设计时要做到使货油舱装满货物，减少自由液面的影响。（3）在

18、保证强度要求的情况下，应尽量减轻船的重量，提高船的经济性。 （4）在满足设计任务的要求下充分利用船体空间，同时注意从结构上考虑船体结构的合理性，从施工工艺上考虑加工的方便性以利于船体总布置。 （5）在满足任务书的前提下，应尽量使船的外形美观、环境舒适。1.6本章总结本章主要是设计任务书的介绍以及对设计任务书的分析，为后续的船舶主尺度的确定、型线设计、总布置设计、结构设计提供了资料。第2章 主尺度、排水量的确定船舶的排水量、主要尺度（船长、型宽、型深、吃水等）、船型系数（方形系数、棱形系数、水线面系数、中剖面系数等）、浮心位置、航速及主机功率、载重（货）量等统称为船舶主要要素，这些要素对船舶的主

19、要技术性能诸如快速性、稳性、适航性、容量、总布置以及船舶的经济性等都有重大影响，对船舶设计质量的好坏有决定性的作用。因此，恰当地确定这些要素，即船型总体方案构思，是船舶设计中的一项最基本、最重要的工作。下面首先进行主尺度、排水量的确定，并对其进行校核，以保证满足设计船的要求。2.1主尺度的确定2.1.1主要尺度确定的最初阶段主要尺度确定的最初阶段，通常采用母型船修改法或统计法确定主要要素初始值。其中母型船修改法通过分析设计船与母型船在性能要求及限制条件等因素上的区别，根据这些区别决定设计船与母型船相比的修改方向，确定出设计船的尺度比、方形系数等无因次系数，再考虑到排水量的变化即可定出主要要素的

20、初始估计值。 而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近似值。此处先利用统计法确定的主尺度: 3.5万tDW13万t船长=60.473lnDW-470=183.09m 船宽B=10.853lnDW-84.9=32.31m吃水d=（6.546/100000）DW+8.127=11.33m 型深D=1.2d+3.3=16.90m2.1.2主尺度确定船舶主要要素受到一系列因素的制约，航道、码头泊位和建筑修理条件对主要尺度有限制；船舶的各项技术性能（浮态、稳性、快速性、操纵性、及耐波性）对主要要素有各种要求；船东的要求和设计者

21、所采取的技术措施也影响主要要素的选择，货源、运费、造价和油价等经济因素也对设计船主要要素有影响。选择设计船主要要素时，必须考虑到各方面对主要要素的影响。以下利用母型法进行主尺度的确定。本船的设计以某46000吨级原油/成品油为母型，其主尺度为：总长：182.80m垂线间长：174m，型宽：32.2m，型深：17.9m，结构/设计吃水12.18/10.5m； 利用载重量系数法，DW大致确定排水量,其中取DW取母型船的载重量系数为0.79，得（t）。根据浮性方程， （2.1）其中=1.025，k=1.004t/m3 ，利用主要尺度比估算主要尺度的初始值， （2.2） （2.3） （2.4）其中=5

22、.4 ，=3.0，Cb取母型船的Cb为0.8137。代入上述公式得到 船长Lpp=186.43m船宽B=34.5 m吃水d=11.51 m （1）根据设计任务书结合统计公式，船宽B取为33m，吃水d取11.5m，型深D取18.5m； （2）将确定的L，B，d代入公式（2.1）得到Lpp=192.7m，则取Lpp=193m。（3）船型系数是表示船体水下部分面积或体积肥瘦程度的无因次系数,这些系数对分析船型和船舶性能等有很大的用处，而且设计船主尺度是按母型船按相应比例换算而得，所以船型系数取母型船的。综上所述，主尺度要素表2.1 主尺度要素表船长Lpp=193m船宽B=33m吃水d=11.5m型深

23、D=18.5m方形系数Cb0.8137水线面系数Cw0.89横剖面系数Cm0.9941纵向菱形系数Cp0.81852.2排水量估算2.2.1计算方法概述（1）船在某载况下的总重量即为此时的排水量，它是空船重量与相应载况下的载重量之和，即 （2.5）式中：LW为空船重量（t）； DW为载重量（t）；（2）空船重量分LW为钢料重量Wh、舾装重量Wf、机电设备重量Wm，即 （2.6） 除上述三部分重量以外，在设计过程中还要考虑一定的排水量储备，有些船上还要加固定压载，都算在空船重量。（3）载重量包括货物、旅客及其行李、船员及其行李、燃油、滑油及炉水、食品、淡水、备品及供应品等重量。2.2.2空船重量

24、的计算在设计初期，空船重量的计算方法有很多，如载重量系数法、分项估算法、母型换算法及统计法等。本设计采用分项估算法：（1）船体钢料重量：采用立方模数法，此方法假定Wh正比于船的内部总体积，并以LBD作为内部总体积特征数，则有 （2.7）将主尺度代入其中，Ch参考母型船取为0.0910 =0.0910×193×33×18.5=10722t（2）木作舾装重量：采用平方模数法， （2.8） 其中参考母型船的， =0.12 =0.12×193×(33+18.5)=1192.7t（3）机电设备重量：对于同类型船舶，机电设备重量主要取决于主机功率。此处根据

25、主机功率估算： （2.9）根据统计资料 =0.110.132，本船取0.11 =0.11×11187=10722t（4）空船重量：=13157t2.2.3载货量估算（1）主机燃料油：本船主机的最大连续功率为11060kw，相当于试航状态下的功率，任务书要求试航常航行中主机烧重油，单位耗油量为214.6g/(kw·h)，则重油总量应为214.6×9954×（10000/15+24×5）×10-6=1889t （2）轻柴油：本船航行时发电机的电力负荷约为400kw，停泊时低于此值，而进出港时高于此值。由于进出港时间较短，故按电力负荷的平均

26、状态为400kw计算柴油消耗量是足够的。考虑到发电机效率为0.8，柴油机的单位耗油量取为237.8g/(kw.h)，时间按10000n mile续航力加5天储备，并加5天停泊计算，则柴油机耗油量为237.8×400/0.8×（10000/15+24×10）×10-6=107.8t现取为108t。（3）锅炉燃油：本船采用两台副锅炉，蒸发量总共为40t/h，燃油耗量总共为2.7t/h，以下分四种工况进行计算。 卸油时锅炉满负荷工作，卸油时间为20h，耗油量Q1=2.7×20=54t 卸油前48h，需要向货油舱内的加热盘管通入蒸汽对或有加温，加温时锅

27、炉负荷约为35%，耗油量Q2=2.7×0.35×48=45.4t 打压载水平均每个单程有一次抽或排，任务书要求每次抽或排的时间不超过12h，蒸汽泵的耗气量约为锅炉负荷的40%，则抽排压载水耗油量Q3为Q3=2.7×0.4×12=13t航行时主要利用废弃锅炉的蒸汽，副锅炉保持不灭火的状态即可，负荷很低，可取5%计算。停泊时船上的蒸汽消耗很少，故也去5%负荷计算。所以出去卸油、加温及抽排压载水意外的航行及停泊时间，锅炉的耗油量Q4为 Q4=2.7×0.05×(10000/15+24×10-20-48-12)= 111.6t增加1

28、0%裕度，则锅炉燃油总需要量Q为=（54+45.4+13+111.6）×1.1=246.4t（4）锅炉水：在营运过程中，本船每次出港之前，锅炉及管路里应有的水总是装满的，而整齐系统工作中的废气总要冷凝成水在送回锅炉循环使用，因此船上所携带的锅炉用水只需能够补足由于管理不严等原因漏失的一部分水即可，本船的蒸汽漏失量取为总蒸发量得5%。所以锅炉水总量应为 Q×40×5%/2.7=182.5t（5）滑油：按主机燃油总量的2.5%计 Q=1889×0.025=47.2t取为48t。（6）船员生活用水：本船船员42人，按每人每天耗水110Kg计，则生活用水为42&

29、#215;110×（10000/（15×24）+10）/1000=175t增加5天为备用储备，5天停港。（7）人员行李：按每人体重70Kg，每人的行李40Kg重，则人员及行李重量为（70+40）×42/1000=4.62t（8）食品：每人每天按4kg计算，则食品重量为4×42×（10000/（15×24）+10）/1000=6.35t，取为6.5t（9）备品 备品的统计数字一般为50t70t，本船取55t。以上油水消耗品重量之和为2716t。已知总载重量为=49000t，则载货量为=-2716=46284t。表2.2 载重量估算汇总表

30、项目重量/t项目重量/t主机燃料油1889人员及行李4.62轻柴油108食品6.35锅炉燃油247备品55锅炉用水183油水等消耗品合计2716滑油48载货量46284生活用水175载重量总计490002.2.4排水量的计算排水量=13157+49000t=62157t2.3重量重心估算船舶重心坐标可由来表示。船的型线一般都是左右对称的，总布置设计时也是要是左右舷的重量相平衡，故值等于零。通常船舶重心的估算主要是估算重心的纵向坐标和重心高度。关系到船的浮态，即主要影响船的纵倾，主要影响船的稳性。为此，对船的重心估算应引起高度的重视。2.3.1 重心垂向高度的估算估算，在最初阶段最常用的公式为

31、（2.10）相对油船，满载时一般取为0.57， 即 （m）2.3.2 重心纵向位置的估算重心纵向坐标的粗略估算，可以认为与船长成正比例，即，其中系数可取自母型船，=-2.46%。 设计船的重心纵向坐标=-2.46%×193=-4.75（m）2.4主尺度校核2.4.1排水量校核（1）由2.2.4节计算得排水量为=62157t（2）由利用载重量系数法，大致确定的排水量,其中取取母型船的载重量系数为0.79，得,两者的误差为1%该主尺度满足对排水量的要求。2.4.2 航速校核航速校核的目的是校验在选定的主要尺度及船型系数下，当主机发出功率为11060kw时，航速能否达到任务书的要求，即试航

32、速度大于15kn。有效功率的估算，采用兰谱法进行，计算结果及步骤列于下表中。表中船中剖面系数Cm暂取为0.9941，浮心位置Xb取为船中前2%Lpp。再用螺旋桨设计的通常方法，利用母型船的推进系数，总推进系数约为0.59左右，考虑适当裕度，取为0.585，则主机发出功率为11060kw，折算成推进功率为THP=11060×0.585=6470(kw)Lpp=193m Cm=0.9941 Ld=1.01Ld=1.01Lpp=194.93m Cp=0.817 B=33m d=11.5m D=18.5m Cpd=0.809 B/d=2.87 Ld/B=5.91 Xb=+2%Lpp=5959

33、6.7m3 Cb=0.8137 Cbd=0.812 =8957(m3)=104.5(kg·s2/m4) =468000(kg·s2/m2)=0.0422 表2.3 有效功率计算序号项目数值1v/kn131415162vs/（m/s)6.687 7.202 7.716 8.230 3vs/(CpdLd)(1/2)0.533 0.573 0.614 0.655 4×103(查图)21.52326.25305Ld/d(查图)0.10.10.10.16（修正后）×103=1+(5)×(4)23.6525.328.875337CRt×1030.

34、998 1.068 1.219 1.393 8v·Ld2534.092729.022923.953118.889CFs×103(计算得到)1.513 1.499 1.487 1.475 10CA（查表）0.000150.000150.000150.0001511(CFs+CA)×103=(9)+(10)1.513 1.500 1.487 1.475 12Cti×103=(7)+(11)2.5113 2.5672 2.7054 2.8678 13vs2/（m2/s2)44.719 51.863 59.537 67.739 141/2vs2Skg2.09E+

35、072.43E+072.79E+073.17E+0715Rti=(12)×(14)×10-352557.827 62311.184 75382.505 90917.243 16B/d修正=（B/d-2.4）×5%0.02350.02350.02350.023517Rt=（15）×1+(16)/kg53792.936 63775.496 77153.994 93053.798 18vs/75/(m/s)0.0892 0.0960 0.1029 0.1097 19EHP=(17)×(18)×0.736/kw3530.093 4507.12

36、3 5842.076 7515.737 按EHP及THP绘出下图，得到设计航速为15.34kn，说明本船航速达到任务书要求。图2.1 设计航速的确定2.4.3稳性校核2.4.3.1初稳性高度估算初稳性高度按下式计算 = （2.11）（1）=0.52×11.5=5.98m其中 =0.52（2）m其中（3）=0.57×18.5=10.26m = =5.98+8.05-10.26=3.77m0.15m水线面系数CW及重心纵向高度系数 ，参考母型船确定。2.4.3.2初稳性高度的上下限（1）初稳性高度下限值从船的安全性与使用性要求考虑，设计船的初稳性高应大于等于下限值。我国“海船法

37、定检验技术规则”对油船的最低初稳性高度规定：油船 0.15m从上面的计算所得初稳性高度为3.77，符合规则的要求，故下限值符合。（2）初稳性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值。设计船的初稳性高度应小于或等于初稳性上限值。船舶横摇自摇周期可以近似写成： （2.12）式中： B船宽，33m； f根据B/d查表得不同的系数,1.0285； 重心高度，10.73m； 船的初稳性高度，3.77m； 船的横摇自摇周期，s。将值代入公式（2.9）得到=12.1s显然，随 增大而减小。横摇周期短、横幅大，影响船舶安全和作业，因此设计中总是在保证初稳性下限的条件下力求使船舶的横摇和缓

38、。通常，为使不太低，横摇不过大，希望不发生谐摇，即 1.3 （2.13）式中：调谐因素； 航区常见的大波浪周期，=6.45s 我国沿海波浪的波长多在60m70m。此处取为65m。为了缓和船舶的横摇并避免谐摇，希望设计船 值不宜过大。如预期到=8.385s （2.14）允许的最大初稳性高度（上限值）为 （2.15）代入数值得到7.7m。则计算所得初稳性值满足要求。2.4.4容积校核2.4.4.1规范要求海船法定检验技术规则修改通报（1995）第十七篇防治船舶造成污染的结构与设备中新增有关新建油船双壳双底等规定：（1）600tDW<5000t油船，至少应设双层底结构，其高度hd=B/15（m

39、），但不得小于0.76m：（2）DW5000t油船，必须设双层双底结构。整个货油舱长度范围应由压载舱、非货油和燃油处所加以保护。双层壳宽度不得小于b=0.5+DW/20000或2m取小者，但不得小于1m。双层底高不得小于=B/15或2 m取小者，但不得小于1m。按新规定，本船货油区结构必须采用双壳双层底结构。对双层壳宽度b及双层底高度选择如下：b=0.5+DW/20000=0.5+49000/20000=2.95m；按规定本船双壳宽b最低值取2m；=B/15=2.2；按规定本船双层底高度最低值取2m。对双壳双底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仓容进行检验。及（-）式中

40、货油舱能提供的容积（m3）； 货油区能提供的总容积（m3）；货油所需容积（m3）； 压载舱所需容积（m3）；2.4.4.2设计船容积估算（1）本船能提供的总容积按下述统计式计算： （2.16） =0.5268+0.8586-0.1387-0.2216=0.9976式中： 总容积系数； 长度利用系数；型深高度下中剖面面积系数；中剖面系数，取为0.9941；本船取0.714代入的=83723（m3）（2） 本船货油舱能提供的容积： （2.17）式中：货油区长度； B双层壳宽度； 双层底高度；货油舱容积系数=（0.4×Cb+0.561）×（9.5b×10-3+0.981

41、）代入得=58453m3本船专用压载水舱（即双层壳之间）能提供的容积： -=83723-58453=25270m3（3）本船货油所需容积 （2.18） 为货油量； 为货油密度，=0.84t/m3 K考虑或与膨胀及舱内构架系数，k=1.04 （4）本船专用压载水舱所需容积，据统计，大型油船压载水舱容积为载重量的30%40%，本船=0.4DW=0.4×49000=19600m3。经计算可知，>，（-）> >（+）通过容积校核得该主尺度满足对容积的要求。2.4.5主尺度的最终确定通过对船舶各种性能的校核，最后确定主尺度为：船长Lpp=193 m船宽B=33 m吃水d=11

42、.5 m型深D=18.5 m方形系数Cb=0.8137水线面系数Cw=0.89横剖面系数Cm=0.9941纵向菱形系数Cp=0.81852.5本章小结 通过对本章的学习，我学习了船舶主尺度确定的方法，并利用其中的母型法确定了主尺度。而且也了解到自己所确定的船舶主尺度除满足所设计船舶的用途外，还应能够保证船舶的安全性，因此进行了船舶主尺度的校核。第3章 总布置设计3.1概述总布置设计是船舶设计中一项非常重要的任务，其特点是涉及面广，考虑因素比较多,实践性强，。总布置的结果对船的使用效能、航行性能、安全性能以及结构工艺性能有直接的影响。总布置设计也是后续设计和计算的主要依据。因此，在方案构思、排水

43、量及主要尺度确定、结构设计和型线设计时，就需对船的总布置有所设想。船舶类型不同，其使用要求也就不同，而总布置必然有其特殊性。油船还一般设有泵舱、污油水舱、隔离舱及浮力舱等舱室。其中泵舱泵舱是用来布置货油泵、压载泵、扫舱泵设备的舱室；污油水舱位于货舱区后面，两舷各设一个；货油舱前后两段都应设有隔离舱，以便货油舱与其他舱室隔离，并且隔离舱应有足够距离，以方便进出（泵舱、压载舱、燃油舱可兼做隔离舱）；对于浮力舱一般用于不设专用压载舱的于小型油船上，本设计无此部分。在总布置设计时，在注意各类船舶布置的特殊要求的同时，都应遵循下列的基本原则： 最大限度地满足和提高船的使用效能，这是考虑问题的基本出发点。

44、例如：运输船舶首先应合理利用舱容，提高装卸效率，确保运输质量，提高运输能力；客船则应合理分区和布置客舱，保证旅客的舒适、安全与方便。 保证船舶具有良好的航海性能。总布置设计时应采取适当的措施保证船舶有适宜的浮态和稳性，良好的耐波性和驾驶视野等。 注意船体结构的合理性和工艺性。总布置中应注意重量的分布，力求减小纵总弯矩和剪力。避免主要结构的不连续性和纵向构件截面的突变，改善应力集中。各种舱壁、围壁、支柱等的设置应充分考虑它们对结构强度、振动以及施工的影响。 满足法规和规范的要求。例如消防法规对防火的要求，破舱稳性对分舱的要求，救生设备的布置要求等。 尽力搞好外部造型和内部装潢。在经济、适用的前提

45、下，充分运用建筑美学的手法于设计之中，给人以舒适和美感，要为改善船员和旅客的工作和生活质量创造条件。作为油船设计，在此还要要充分考虑液面对结构及稳性的影响，另外专用压载舱对结构强度及纵倾的影响也应给予充分重视。总布置设计的主要内容包括：（1） 船舶主体和上层建筑设计；（2） 各典型载况下船舶浮态调整（3） 船舶舱室和设备布置设计（4） 通道和梯道设计；（5） 船舶造型设计和内装设计3.2 总体布局的区划3.2.1 主船体内船舱的划分3.2.1.1 水密舱壁的数目和位置（1）肋骨间距由于横舱壁通常必须设置在肋位上，因此具体确定舱壁位置时，应首先确定全船的肋位。在船长的范围内划分肋位，确定肋骨间距

46、，我国钢质海船入级与建造规范（2006）规定：标准肋骨间距为：(m) （3.1）式中：是船的结构计算长度(m)，即垂线间长，但不小于水线间长的96，且不必大于水线间长的97，大于200m时，取为200m。本船首尾尖舱范围内肋骨间距取0.6m，其余范围内肋骨间距取0.8m。（2）法规和规范对水密舱壁设置的规定我国船级社钢质海船入级与建造规范（2006）规定海船的水密横舱壁的总数一般应不少于表3. 1的规定。表3.1海船应设置水密舱壁的最小数目船型船长 （m）LS6060<LS8585<LS105105<LS125125<LS145145<LS165165<LS

47、190190<LS210LS>210水 密 舱 壁 数 目中机型445678910另行考虑尾机型34566789另行考虑本船为尾机型船舶，两柱间长193m，水密舱壁数最少应取9道。本船实取10道水密舱壁。分别位于#16，#40，#50，#60，#89， #117，#147，#176，#205，#234。3.2.1.2 机舱地位及长度本船采用尾机型，主要是为提高船的货舱容积和改善布置,提高船体强度。本船机舱位于#16#40之间，长19.2m 。3.2.1.3货舱数量及位置本船共设有十二个货油舱，左右对称于船两侧，分别位于#60#89、#89#118、#118#147、#147#176

48、，#176#205，#205#234之间。3.2.1.4 货舱的建筑特征（1）海船法定检验技术规则修改通报（1995）第十七篇防治船舶造成污染的结构与设备中新增有关新建油船双壳双底等规定：1）600tDW<5000t油船，至少应设双层底结构，其高度hd=B/15（m），但不得小于0.76m：2）DW5000t油船，必须设双层双底结构。整个货油舱长度范围应由压载舱、非货油和燃油处所加以保护。双层壳宽度不得不小于b=0.5+DW/20000或2m取小者，但不得小于1m。双层底高不得小于=B/15或2 m取小者，但不得小于1m。（规范第九篇第5节3.2） 按新规定，本船货油区结构必须采用双壳双

49、层底结构。（2）双层底船舶无论从使用考虑还是从安全性考虑，一般都需设置双层底。我国钢质海船建造规范规定，双层底高度在任何情况下应不小于700mm，且不小于按下式计算所得之值： (mm)=1608（mm） （3.2）式中：B和d分别为船宽和吃水（m）。对双层底高度选择如下： =B/15=2.2；按规定本船双层底高度最低值取2m。则最后确定本船双层底高度为2m。（3）双层壳对双层壳宽度选择如下b ：b=0.5+DW/20000=0.5+49000/20000=2.95m；按规定本船双壳宽b最低值取2m。3.2.1.5 甲板与平台甲板和平台的设置是对主船体的垂向分隔，对此的考虑主要涉及到层数及层高（

50、甲板间高）两个方面。本船只设单层连续上甲板；在距船底8m、11.5m、15m处设置三个平台。3.2.1.6 边舱本船边舱设于整个舷侧及双层底内，作为专用压载水舱。有12个压载水舱，分别对称于两侧。 3.2.1.7油、水等舱的布置重油舱：因为重油需要加热才能抽出，为了节省管路和减少热量损耗，本船燃油舱布置于机舱前端。柴油舱：本船柴油舱位于机舱前端中间舱；本船柴油日用舱设置在主机平台上。滑油舱：本船滑油舱和滑油循环舱由于容积不大，所以设在主机下的双层底内。淡水舱：本船设尾淡水舱。淡水包括食用淡水、锅炉用水、洗涤用水等。3.2.2 上层建筑首楼：考虑船迎浪航行时减少甲板上浪，本船设置首楼。我国钢质海

51、船入级与建造规范规定，所有船舶应设置首楼或增大舷弧，使船首最小高度符合海船载重线规范的要求。该规范规定，自首垂线算起的首楼长度应不小于0.07LPP 。本船主甲板到首楼甲板之间的高为2.72m，自首垂线算起首楼长度为13.9m。尾部上层建筑：本船上层建筑集中在机舱区段，这样布置有利于减少生活设施，节约地位和造价，方便船员工作和生活，有利于机舱棚的布置和进出通道的安全。本船考虑到驾驶视野，本船上层建筑高5层，各层甲板分别为艇甲板、第一层甲板、第二层甲板、第三层甲板、驾驶甲板、罗经甲板。各层甲板高度分别为：第一层甲板第二层甲板 2.87m第二层甲板第三层甲板 2.80m第三层甲板第四层甲板 2.80m第四层甲板驾驶甲板 2.80m 驾驶甲板罗经甲板 2.85m3.3 舱室的布置3.3.1 工作舱室设置与分布本船工作舱室由驾驶室、海图室、报务区、雷达室、蓄电池室、控制中心、航行贮藏室等组成。 驾驶室：本船驾驶室放在上层建筑最高一层甲板（驾驶甲板）上。驾驶室的面积满足布置航行电设备与工作人员活动所必须的场所需要，横向不通到两舷，留着的驾驶甲板用于驾驶员瞭望观测。驾驶室两边设有扶梯