【《成品油船设计中船舶舱容校核设计计算案例》3700字】

成品油船设计中船舶舱容校核设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u24342成品油船设计中船舶舱容校核设计计算案例 1305741.1母型船参数及新船要求 115771.1.1母型船参数 138131.1.2新船设计要求 2249241.2设计船舶舱容校核 4168021.2.1油货舱横剖面设计 41861.2.2主船体初步分舱设计 5120091.2.3设计船舶所需舱容 71091.2.4设计船舶提供舱容 9236441.2.5容积校核 111.1母型船参数及新船要求本篇成品油船主尺度确定设计方法主要采用母型船设计法，参考母型船为12000DWT成品油船。1.1.1母型船参数1）主要尺度总长Loa134.85m设计水线长Lwl129.00m垂线间长Lpp126.00m型宽B22.00m型深D10.60m设计吃水d7.457m排水量16304t2）甲板间高上甲板-首楼甲板2.50m上甲板-尾楼甲板2.70m尾楼甲板-艇甲板2.60m艇甲板-船员甲板2.60m船员甲板-船长甲板2.60m船长甲板-驾驶甲板2.60m驾驶甲板-罗经甲板2.50m3）舷弧和梁拱首舷弧0.373m尾舷弧0.208m上甲板梁拱0.50m尾楼甲板中心线平行于基线尾楼甲板、首楼甲板梁拱0.50m其他甲板梁拱0.30m4）肋距从尾至机舱后端壁，肋距为S=600mm。从机舱后壁至#167距为S=700mm。从#167肋距至首肋距为S=600mm。5）双层底高度和边舱宽度货油舱双层底与船底壳板型线之间的距离为1.5m；货油舱的内侧板型线与舷侧壳板垂直的距离为1.10m；以上数值都符合“规则”要求。6）航速螺旋桨设计时考虑了主机功率储备15%，本船在设计吃水（T=7.5m），船壳清洁无污底情况下，处于风力小于蒲氏风级三级的平静深水水域条件下主机达到额定转速时的服务速度约13.5海里/小时。7）螺旋桨本船选用AU型5叶螺旋桨，螺旋桨直径为4.016m，盘面比0.5727，螺距比0.706，螺旋桨材料为Cu3镍铝青铜。1.1.2新船设计要求1）设计参数（1）用途及航区本船用于运载闪点小于60℃的成品油，货油比重为0.84t/m³，本船航区为近海航区。（2）航速在设计吃水，船壳清洁无污底的情况下，风力小于蒲氏风级3级的平静水面，服务航速不小于13.8kn。（3）续航力本船续航力约为7000海里。（4）船员数本川船员数为25人，具体如图1-1所示。图1-1船上人员组成其他要求船级本船入中国船级社（CCS）船级。船型参考母型船。动力装置主机机型参考母型船。螺旋桨选用AU型5叶桨，材质选镍铝青铜。规范《钢质海船入级规范2018》（最新修订版）1.2设计船舶舱容校核1.2.1油货舱横剖面设计根据设计船舶载重量的相关“规范”要求以及母型船资料知，船体形式必须为双壳双底形式。1）双壳双底距离根据《国内航行海船建造规范（2018）》的要求，其边舱内壳和舷侧壳板之间的垂直距离W及双层底高h的值应不小于式（1-19）和式（1-20）[7]计算的结果：（1-19）（1-20）在式（1-19）中，DW为载重量，系指船舶在相对密度为1.025t/m3的水中处于与勘定的夏季干舷相应的载重线时的排水量和该船空载时的排水量之间的差数。这里用载重量DW=14700t。在以上两式中，若W、h的计算结果大于2m，则均取2m作为最终距离；不大于2m则取较小值。若两者结果小于1m，则取1m作为最终结果。有两式计算值取得：W=1.25m，h=1.6m。2）梁拱海船的标准梁拱值fM为B/50。根据母型船资料，设计船舶的梁拱值取值为0.5m。3）舭部半径由于目前处于初步设计阶段，中横剖面系数参考母型船，利用式（1-21）[1]计算：（1-21）且采用该式还有一个条件是舭部升高h=0。查询母型船资料获得信息：中横剖面系数CM=0.989。根据母型船资料初步确定设计船舶的舭部半径为2.2m。4）中横剖面样式根据以上信息资料，利用Auto-CAD画出设计船舶的货油舱中横剖面样式，如图1-2所示（视角为从船尾看向船首）：图1-2货油舱中横剖面图1.2.2主船体初步分舱设计1）初步分舱设计图根据母型船总布置图可知母型船对于舱室的划分及安排，设计船舶参考母型船的分舱布置，初步设计如图1-3（1）～（4）所示：图1-3（1）初步分舱设计上层建筑部分（尾楼部分）图1-3（2）初步分舱设计尾部图1-3（3）初步分舱设计中部图1-3（4）初步分舱设计首部（含首楼）整体初步分舱图可见“设计过程图2初步分舱设计”。2）相关舱室尺度计算（1）上层建筑及空舱上层建筑设计和隔离空舱参考母型船，具体尺寸数据符合相关要求。（2）机舱、货舱机舱长度参考母型船资料，按式（1-22）[1]估算：（1-22）结果取：LM=18.5m。货舱参考母型船资料，No.2～No.5货油舱长度为17.76m，No.1货油舱长度为16.96m，货油舱长度总计LC=88.0m。首尾尖舱参考母型船资料，按比例得：LF=10.05m、LA=9.54m。首尾舷弧参考母型船资料选取，SA=0.221m，SF=0.396m。其他舱室根据母型船资料设计，具体见图。1.2.3设计船舶所需舱容1）设计船舶主船体容积设计船舶垂线间长内主船体提供的容积可采用式（1-23）[1]估算：（1-23）式中：CBD为计及型深的方形系数，可由下式（1-24）[1]计算：（1-24）C1取值3，得：CBD=0.824；D1为计入舷弧的相当型深，可用式（1-25）[1]估算：（1-25）其中：SM为相当舷弧高，可近似取为首尾舷弧之和的1/6，计算SM=0.103m；C为梁拱值，其值为0.5m。得：D1=12.013m。因此主船体能提供的容积为：VH=30848.38m3。2）货油舱所需容积货油舱所需舱容可按式（1-26）[8]计算：（1-26）式中：WC为载油量（t），由1.5.4小节知WC=13761.75t；ρC为货油密度（t/m3），根据要求为0.84t/m3；1.02为膨胀系数。计算得：VC=16710.7m3。3）压载水所需容积关于设计船舶压载水所需容积的计算可根据式（1-27）[1]估算：（1-27）式中：kB为相关系数，可参考母型船选取；由母型船资料知母型船压载重量为WBO=5530t，载重量为12000t，可得：kB=0.46083。故：WB=6774.25t、VB=6609.02m3。4）油水所需容积船上油水舱包括燃油舱（重油舱）、滑油舱（轻柴油舱）、淡水舱（按母型船布置分为饮用水舱、淡水舱、给水舱等）、污油水舱、油渣舱等等。这些舱容可由式（1-28）[1]估算得到：（1-28）式中：Wi为油、水的储存量（t）；ρi为油、水的密度（t/m³），一般重油（燃料油）取0.89～0.9，此次取0.9，轻油取0.84～0.86，此次取0.85，淡水取1.0[1]；kCi为容积折扣系数，对于水舱可取结构折扣系数，对油舱再考虑膨胀系数0.97～0.98，重油舱内因需设置加热管系，故还要占去3%左右的容积[1]。燃油舱、滑油舱所需容积已知WF=617t、WL=86.5，燃油舱容积折扣系数取0.985，滑油舱容积折扣系数取0.98，膨胀系数取0.98，故得：VF=732.2m3、VL=106m3。淡水舱所需容积设计船舶所需淡水总重量为：WBW=76.1t、WW=105.7t。容积折扣系数取0.97，得：VBW=78.5m3、VW=109m3。污油水舱所需容积污油水舱的容积取为货舱容积的3%[8]，故：V污=501.3m3。5）其他舱室所需容积主船体的其他舱室包括首尾尖舱、隔离空舱等所需容积约占总舱容的2%～5%，此次取5%[1]，因此：VA=VH×5%=30848.38×5%=1542.42m3。1.2.4设计船舶提供舱容1）货油舱容积货油舱提供容积可按式（1-29）[8]估算：（1-29）式中：lC为母型船货油舱的总长，由母型船资料知lC=83.2m,设计船舶货油舱总长LC=88m；K1、K2根据母型船资料利用式（1-30）、（1-31）[8]计算：（1-30）（1-31）式中：Vb为货油舱区间长度范围内的专用压载舱容积。查询母型船资料知：VCO=14253.90m3，VbO=5195.8m3，故：K1=1.002446、K2=0.732860、K1K2=0.73465。计算得：VC=17428.08m3。2）压载水舱容积（1）货油舱区间压载水舱提供容积货油舱区间长度范围内的压载水舱容积可采用式（1-32）[8]估算：（1-32）式中：根据初步分舱图可知LC=88m，K1、K2同上。计算得：Vb=6352.86m3。（2）No.1压载水舱提供容积根据初步分舱图以及母型船资料推算，No.1压载水舱所能提供的容积约为168.9m3。（3）压载水舱总容积VB=Vb+VB1=6352.86+168.9=6521.76m33）油水舱容积燃油舱根据初步分舱图知，燃油舱分为No.1燃油舱（左、右）和No.2燃油舱（左、右）；参考母型船资料，俩燃油舱设计宽度均为6m左右（No.1燃油舱处于双层底部分的最大宽度为3m，最小宽度为1.5m），则：VF1=562.63m3、VF2=184.32m3、VF=746.95m3。滑油舱根据母型船资料及初步分舱图，估算出滑油舱（双层底部分）的容积约为：VL=119.19m3。污油水舱参考母型船资料，根据初步分舱图划分的污油水舱的长度及高度计算可得：V污=674.40m3。淡水舱根据初步分舱图及母型船资料可知，淡水舱主要分为饮用水舱、锅炉给水舱和淡水舱：V饮=36.76m3、V锅=64.71m3、V淡=340.1m3。4）机舱容积已知机舱长度LM且设计船舶为尾机型丰满船舶采用式（1-33）[1]估算：（1-33）式中：KM为机舱段体积丰满度系数，参考母型船选取为0.86；LM为机舱长度，hDM为机舱段双层底高度。计算得：VM=3695.37m3。1.2.5容积校核根据1.2.3节与1.2.4节得估算与计算，可以得知设计船舶所需要的舱容容积大小以及设计船舶所能提供的容积大小。1）主船体容积校核全船容量可采用式（1-34）[1]校核：（1-34）式中：VH是设计船舶垂线间长内主船体（不包括上层建筑）能提供的容积；其余的是设计船舶所需的相应容积[1]；VC为货油舱所需容积，值为16710.7m3；VB为压载水舱容积之和，值为6609.02m3；VM为机舱容积，根据母型船资料估算设计船舶所需舱容可用提供舱容近似代替；VOW为所有油水舱（包括污油水舱）所需容积之和，值为1527m3；VA为其他舱室所需容积，值为1542.42m3；VU为上甲板以上的装货容积，包括货舱口围板内的容积和有长首楼时首楼内的货舱容积，由于设计船舶为成品油船，故上甲板以上不设置货油舱且首楼内部不设置货油舱，因此VU=0[1]。根据初步分舱图的划分，有部分舱室被设置在机舱内将相应的值代入得：VH=30848.38m3＞VC+VB+VM+VOW+VA-VU=30084.51m3