（奥鹏答卷）大连理工大学2023春秋季《船舶设计原理课程设计》模板

PAGEPAGE18网络教育学院《船舶设计原理课程设计》完整答案附后题目：××TEU集装箱船的主尺度确定请把你所在的学习中心名称完整填写。阅后删除此文本框学习中心：请把你所在的学习中心名称完整填写。阅后删除此文本框春季入学则去掉“/秋春季入学则去掉“/秋”字，秋季入学则去掉“/春”字。添加内容的时候注意文字下划线要完整。阅后删除此文本框。专业：年级：年春/秋季学号：学生：指导教师：邵昊燕完成日期：年月日1集装箱船概述本章需填写课程设计任务书提要，并简单介绍集装箱船的相关内容，例如集装箱船的特点，并要求搜集现有集装箱船主尺度资料，作为自己设计集装箱船的主尺度的参考数据。1.1课程设计任务书提要（1）航区：无限航区。（2）用途：运输20fts的标准箱的集装箱，数量为___箱。（参数自选）（3）船籍：本船入CCS船级。（4）规范：《国内航行海船建造规范（2006）》、《钢质海船入级规范（2006）》（5）船型：单机、单桨、单甲板、尾机型，具有球艏和球艉线型。（6）航速：本船要求设计航速不小于18节。（7）续航力及自持力：本船续航力约为10000海里，自持力为60天。（8）船员人数：___人。（参数自选）1.1集装箱船的特点（以下的内容由学生自己填写，关于集装箱船的特点，查资料，并归纳。）现有集装箱船主尺度资料搜集（以下的内容要求学生搜集现有集装箱船的主尺度资料做成EXCEL表，及确定本次设计的集装箱船的参数。）2船舶主尺度确定船舶的排水量、主要尺度以及船型系数统称为船舶的主要要素，它们是描述船舶几何形状的一些最基本的特征性数据，这些要素对船舶的主要技术性能，诸如快速性、稳性、适航性、容量、总布置以及船舶的经济性等有重大的影响，对船舶质量的好坏有决定性的作用。因此，恰当地确定这些要素，是船舶总体设计中的一项最基本最重要的工作。船的设计通常是由确定这些要素开始。主要尺度确定（参考《船舶设计原理》p153、辅导资料p47。）集装箱船属于典型的布置型船舶，所以船舶的主要尺度的论证时从总布置出发，在满足布置要求、排箱要求的前提下确定主要尺度。箱的分布情况：总箱NT=___表2-1舱内和甲板上装载集装箱的数量舱内行数X=列数Y=层数Z=折减后实际NH=甲板上行数X=列数Y=层数Z=折减后实际ND=2.1.1船宽B的确定集装箱船船宽的确定取决于甲板上或者=舱内装载集装箱的列数，即或，并需考虑船舶稳性的要求，视何者为大而定。由甲板上集装箱列数确定船宽：式中——集装箱宽度，通常取标准箱宽2.438m，有时还须考虑欧洲箱的宽度2.500m；——甲板上集装箱的列数；——集装箱列与列的间隙，考虑到紧固件的操作和标准，通常为0.025m，0.038m，0.080m。由舱内集装箱列数确定船宽：式中——舱内集装箱列数；——集装箱宽度，通常取标准箱宽2.438m；——货舱内甲板纵桁数；——货舱内集装箱列与列的间隙，其间隙为了便于安装导轨，通常为0.10m～0.210m，个别船仅为0.05m；——甲板纵桁的面板宽度，通常取为0.50m～0.80m；——舱口开口系数，通常取为0.80～0.85。表2-2集装箱船船宽的确定集装箱宽度=m甲板上集装箱的列数=m集装箱列与列的间隙=m舱内集装箱列数=m货舱内甲板纵桁数=m货舱内集装箱列与列的间隙=m甲板纵桁的面板宽度=m舱口开口系数=m甲板上：m舱内：m最终：B=m2.1.2型深D的确定表2-3集装箱船型深的确定双层底高度=m内底距最下层集装箱高度=m箱高度=m最上层货箱顶距舱口盖下缘距离=m围板高度=m拱高C=mD=+×Z++-(+C)=m最终取D=_____m船长L的确定设_____货舱，第一货舱布置_____行集装箱，第二货舱布置_____行集装箱，…，第三货舱布置_____行集装箱。在长度方向上的每两个20ft箱可以换装一个40ft，故货舱长度可按40ft箱长12.192计，但行数是上述行数的一半。按导轨的通常尺度，取货舱口端壁与货舱间距离为0.27m，取货舱间纵向间距0.55m，货箱与导轨间每面留0.02m间距。(下表为三个货舱，如果货舱数大于3，则需要续加表格。)取实际肋骨间距长度为=_____mm,按肋位数计算：表2-4集装箱船船长的确定舱口长度第一舱=(=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=m第二舱=(+0.02×2)×3+2×0.27+2×0.55=m第三舱=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=m计算肋位后第一舱=_____（取几个肋位，填完删掉）×=_____m第二舱=_____（取几个肋位，填完删掉）×=_____m第三舱=_____（取几个肋位，填完删掉）×=_____m货舱长度第一舱=+_____（货舱间设置吊车、通道等肋位数）×=_____m第二舱=+_____（货舱间设置吊车、通道等肋位数）×=_____m第三舱=+_____（货舱间设置吊车、通道等肋位数）×=_____m货舱总长度=++=_____m尾尖舱=m机舱=m首侧推装置舱=m首尖舱=m船长=m最终=++++=m（尾尖舱、机舱、首侧推装置舱、首尖舱的长度根据自己的设计取。排水量估算2.2.1空船重量(1)钢料重量按照下式估算：=_____t(2)舣装按照下式估算：=_____t(3)机电按照下式估算（取主机额定功率=_____kW）：=_____t空船重量LW=(++)×1.045=_____t其中系数1.045是考虑了4.5﹪的储备重量。2.2.2载重量1.集装箱重量：每箱重量15t总箱数NT___集装箱总重量___t2.燃油重量是按照以下公式估算的：式中：主机耗油率=171g/kWh主机持续使用功率=10458kW续航力=10000nmile风浪储备=1.15计算得到W0=____t3.锅炉水重量=0.05×=____t4.滑油重量=0.05×=____t5.船员生活用水船员定员为___人，每人每天消耗淡水110kg，自持力60天，则船员生活用水=____=____t6.人员及行李船员每人65kg，行李60kg，则人员及行李重量=____=____t7.食品船员每人每天消耗5kg食品，自持力60天，则食品重量=____=____t8.备品由于本船无限航区，且自持力为60天，所以备品重量=0.1×LW=____t以上2～8油水等消耗品重量总计____t载重量总计____t排水量=空船重量+载重量=____t2.3吃水及方形系数估算2.3.1吃水参考母型船，根据设计船与母型的载重量和船型参数的差异，取吃水d=____m2.3.2方形系数____式中，为海水密度，。性能校核2.4.1稳性校核表2-5稳性校核计算表项目数值系数吃水d浮心高度系数横稳心半径r重心高度系数ξ重心高度初稳性高GM表中，系数，横稳心半径，系数，，。水线面系数及重心竖向高度系数，参照母型船确定。初稳性高度按下式核算。（如果，则满足规范要求，如果不满足要求，则需要调整设计的主尺度。）2.4.2航速校核主机功率____，转速____，计算航速时取功率为0.95，即为____。。初步估算航速，用下面的经验公式计算：=____kn（如果大于设计任务书中对航速18kn的要求，则航速满足要求；如果不满足，则需要重新设计。）（以上校核如果有一项不符合要求，则要求重新调整主尺度。）2.5小结以上性能校核均合格，因而主尺度拟定满足要求：垂线间长=____m船宽B=____m型深D=____m吃水d=____m方形系数Cb=____完整答案附后见下一页答案区：1集装箱船概述本章需填写课程设计任务书提要，并简单介绍集装箱船的相关内容，例如集装箱船的特点，并要求搜集现有集装箱船主尺度资料，作为自己设计集装箱船的主尺度的参考数据。1.1课程设计任务书提要（1）航区：无限航区。（2）用途：运输20fts的标准箱的集装箱，数量为__4000_箱。（3）船籍：本船入CCS船级。（4）规范：《国内航行海船建造规范（2006）》、《钢质海船入级规范（2006）》（5）船型：单机、单桨、单甲板、尾机型，具有球艏和球艉线型。（6）航速：本船要求设计航速不小于18节。（7）续航力及自持力：本船续航力约为10000海里，自持力为60天。（8）船员人数：__20_人。1.1集装箱船的特点集装箱船的大小通常是以装载20ft标准箱作为单位(TEU)的多少来表示的。集装箱船在技术上具有如下的特点：(1)追求高的载箱量，在舱内和甲板上装载尽可能多的集装箱。(2)在追求载箱量的同时，追求高的平均箱重指标或在一定平均箱里(如14t/TEU)下追求高的载箱率。(3)集装箱船的主尺度如船长、船宽和型深等主要由船舶的载箱量来决定。(4)货舱开口大，货舱和货舱口尺度规格化，货舱口宽度一般为船宽80％左右，最大有达89％、甚至更大。货舱口长度通常以能吊装40ft(或2只20ft)集装箱为好。(5)稳性问题十分突出。由于甲板上堆装大量集装箱，引起货物重心升高及受风面积增大。在装卸舱内集装箱时，船舶横倾角不能大于5°，以免集装箱被导轨卡住。（6)航速高，主机功率大。为了保证定期班轮的准点率，新建的大型集装箱船的服务航速达22kn以上，3500TEU以上的第四代集装箱船的服务航速多数达24kn以上，且其主机的储备功率也较大。新建中型集装箱船的服务航速均在18kn以上，有的还达到20kn—21kn。新建300TEU以上的小型集装箱船的服务航速也在15kn以上。因此，船舶的方形系数Cb相应较小。现有集装箱船主尺度资料搜集课程设计选择的集装箱船的参数为4000TEU，运输20fts的标准箱的集装箱。表1集装箱船主尺度资料单位1000TEU1100TEU1180TEU1240TEU1248TEU1264TEU总长m148147.87160.5145.65168.1168.1垂线间长m140.3140.3149.6135157157型宽m23.2523.2525252626型深m12121511.51313设计吃水m7.37.38.58.199结构吃水m989.59.5续表1集装箱船主尺度资料单位1270TEU1294TEU1300TEU1400TEU1436TEU1700TEU总长m170168.5165.2175175167垂线间长m159.2157.6153165165157型宽m24.82625.627.427.428.4型深m14.213.515.21414.314.3设计吃水m9.599.29.59.59.7结构吃水m10.8651010.51110.910.66续表1集装箱船主尺度资料单位1700TEU1700TEU1702TEU1732TEU1800TEU1858TEU总长m180189179.7176.41191196.87垂线间长m167176.42167166.41179185.1型宽m27.626.527.627.428.527.8型深m15.914.215.914.31716.5设计吃水m9.599.59.59.510.5结构吃水m10.710.511111111续表1集装箱船主尺度资料单位2010TEU2400TEU2546TEU2578TEU2800TEU3500TEU总长m209.7209.7208.9211.85240.3270.7垂线间长m200200196.9199.95266255型宽m32.232.229.829.832.232.22型深m18.814.8/18.816.416.718.919.1设计吃水m9.51010.110.11111.5结构吃水m11.511.511.41212.5续表1集装箱船主尺度资料单位3534TEU4250TEU4250TEU4250TEU5668TEU5688TEU总长m231263.2260263280280垂线间长m214.2251.4246251.88265.8265.8型宽m32.232.232.2532.240.340.3型深m18.819.319.319.324.124.1设计吃水m121111111212结构吃水m912.812.612.81414续表1集装箱船主尺度资料单位4800TEU4250TEU4250TEU4250TEU3534TEU3500TEU总长m255.4263260263.2231270.7垂线间长m242251.88246251.4214.2255型宽m37.332.232.2532.232.232.22型深m19.619.319.319.319.319.1设计吃水m11111111911.5结构吃水m12.512.812.612.81212.52船舶主尺度确定船舶的排水量、主要尺度以及船型系数统称为船舶的主要要素，它们是描述船舶几何形状的一些最基本的特征性数据，这些要素对船舶的主要技术性能，诸如快速性、稳性、适航性、容量、总布置以及船舶的经济性等有重大的影响，对船舶质量的好坏有决定性的作用。因此，恰当地确定这些要素，是船舶总体设计中的一项最基本最重要的工作。船的设计通常是由确定这些要素开始。主要尺度确定集装箱船属于典型的布置型船舶，所以船舶的主要尺度的论证时从总布置出发，在满足布置要求、排箱要求的前提下确定主要尺度。箱的分布情况：总箱NT=4000表2-1舱内和甲板上装载集装箱的数量舱内行数X=24列数Y=13层数Z=7折减后实际NH=1800甲板上行数X=30列数Y=15层数Z=5折减后实际ND=20002.1.1船宽B的确定集装箱船船宽的确定取决于甲板上或者=舱内装载集装箱的列数，即或，并需考虑船舶稳性的要求，视何者为大而定。由甲板上集装箱列数确定船宽：式中——集装箱宽度，通常取标准箱宽2.438m，有时还须考虑欧洲箱的宽度2.500m；——甲板上集装箱的列数；——集装箱列与列的间隙，考虑到紧固件的操作和标准，通常为0.025m，0.038m，0.080m。由舱内集装箱列数确定船宽：式中——舱内集装箱列数；——集装箱宽度，通常取标准箱宽2.438m；——货舱内甲板纵桁数；——货舱内集装箱列与列的间隙，其间隙为了便于安装导轨，通常为0.10m～0.210m，个别船仅为0.05m；——甲板纵桁的面板宽度，通常取为0.50m～0.80m；——舱口开口系数，通常取为0.80～0.85。表2-2集装箱船船宽的确定集装箱宽度=2.438m甲板上集装箱的列数=15m集装箱列与列的间隙=0.038m舱内集装箱列数=13m货舱内甲板纵桁数=0m货舱内集装箱列与列的间隙=0.085m甲板纵桁的面板宽度=0m舱口开口系数=0.89m甲板上：37.102m舱内：32.754m最终：B=37.3m2.1.2型深D的确定表2-3集装箱船型深的确定双层底高度=1.88m内底距最下层集装箱高度=0.053m箱高度=2.591m最上层货箱顶距舱口盖下缘距离=0.27m围板高度=0.76m拱高C=0.2mD=+×Z++-(+C)=19.38m最终取D=19.6m船长L的确定设6货舱，第一货舱布置4行集装箱，第二货舱布置4行集装箱，第三货舱布置4行集装箱，第四货舱布置4行集装箱，第五货舱布置4行集装箱，第六货舱布置4行集装箱。在长度方向上的每两个20ft箱可以换装一个40ft，故货舱长度可按40ft箱长12.192计，但行数是上述行数的一半。按导轨的通常尺度，取货舱口端壁与货舱间距离为0.27m，取货舱间纵向间距0.55m，货箱与导轨间每面留0.02m间距。取实际肋骨间距长度为=710mm,按肋位数计算：表2-4集装箱船船长的确定舱口长度第一舱=(=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=25.56m第二舱=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=25.56m第三舱=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=25.56m第四舱=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=25.56m第五舱=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=25.56m第六舱=(+0.02×2)×2+2×0.27+0.55=25.56m计算肋位后第一舱=36×=25.6m第二舱==36×=25.6m第三舱==36×=25.6m第四舱==36×=25.6m第五舱==36×=25.6m第六舱==36×=25.6m货舱长度第一舱=+4×=28.4m第二舱=+4×=28.4m第三舱=+6×=29.82m第四舱=+4×=28.4m第五舱=+6×=29.82m第六舱=+4×=28.4m货舱总长度=+++++=173.24m尾尖舱=18m机舱=40m首侧推装置舱=7m首尖舱=17.14m船长=242m最终=++++=255.4m2.2排水量估算2.2.1空船重量1．钢料重量按照下式估算：=16052.7t2.舾装按照下式估算：=3491.6t3.机电按照下式估算（取主机额定功率=27060kW）：=1250.15t空船重量LW=(++)×1.045=20794.46t其中系数1.045是考虑了4.5﹪的储备重量。2.2.2载重量1.集装箱重量：每箱重量15t总箱数NT__4000_集装箱总重量_60000__t2.燃油重量是按照以下公式估算的：式中：主机耗油率=171g/kWh主机持续使用功率=10458kW续航力=10000nmile风浪储备=1.15计算得到W0=_3200_t3.锅炉水重量=0.05×=_160___t4.滑油重量=0.05×=_160___t5.船员生活用水船员定员为20人，每人每天消耗淡水110kg