船舶与海洋工程专业论文

船舶与海洋工程专业论文内容摘要：

其成本优势活跃在各大海域，小型油船又以及方便快捷深受船东们的喜爱，小型油船主要用于分流，及用于从大型油船分流原油或是成品油运往石油的消费地。 本次设计的油船载油量是 2850吨，航行的海区是东黄渤海，载重吨相对于大型油船来讲十分的不起眼，但在小型油船之中，其实用性还是很明显的。 改革开放以来，中国经济建设已进入了一个平衡、持续和高速发展的阶段，经济的高速发展带来了对石油的快速增长，尽管 20世纪末，中国原油生产已列入世界总排名的前八位，并成为世界第四大原油加工国和第 三大能源消费国，但巨大的消费量仍使国产石油供不应求，中国石油进出口逐年有较大幅度的增加是不可避免的。 发展国有油船船队更显其必要性和重要性。 发展小型油船也就是十分必要的了，充分利用小型油船的灵活性，作为配给之用是十分必要的，这也更加彰显此次设计的长远意义，更加的凸显出小型油船的设计建造是多么的重要。 由于本人的设计生产经验和水平有限，本次设计中难免有一些失误和理解不当的地方，请同学和老师给予批评和指正。 第二章 主尺度确定 载货油量： 2850 吨 肋骨间距： 550mm 航行海区：东黄渤海 续航力： 1600海里 船员： 20 人 主机型号： 6L23/30—1台 单机额定功率： 810kw 转速： 减速器传动比： :1 耗油率： 204g/ 辅机型号： TBD234V6—1台 单机额定功率： 100kw 转速： 发电机： 80kw—1台（辅机带动）另配轴带 40kw发电机 —1台 舵机：电动液压 锚设备：电动液压起锚机一台；霍尔锚 3只 稳性要求 ：Ⅱ类航区 本船为单甲板、单舷侧、双层底、混合骨架式，船体结构应满足 CCS《钢制海船入级规范》2020年要求 救生、消防、航海、通讯设备及防污染设备均应满足现行规范设计计算。 本次 2850吨油船设计采用的母型船是 1000吨油船 本船为钢质、单甲板、单舷侧、双层底、混合骨架式，尾机型成品油船。 作业航区为Ⅱ类航区，即我国近海地区。 （ 1）主尺度 总长： Loa= 垂线间长： Lpp= 型宽： B= 型深： D= 设计吃水： T= 排水量：△ = 排水体积：▽ = （ 2）船型系数 方型系数： Cb= 菱型系数： Cp= 横剖面系数： Cm= 水线面系数： Cw= （海军系数法） 由母型船求海军系数 C0 C0== 设计船航速 Vs Vs== 船上所携带的燃油由以下公式求： W0= 式中 W0——总的燃油储备量 ， t； g0——包括一切用途在内的耗油率 ， 此处取为主机耗油率 gr的 ， kg/KW*h； Ps——主机持续功率， kW。 R——续航力， n mile； vs——服务航速， kn； k——考虑风浪影响而引起航行时间增加的燃油储备系数，此处取 （ 一 ） 主机 gr= kg/KW*h g0= kg/KW*h PS=810 kW； R=1600 n mile k= VS= kn 计算得 W01= t （二）辅机 +发电机 gr= kg/KW*h g0= kg/KW*h PS=100 kW（辅机） +40/ kW（发电机） =150kW； R=1600 n mile k= VS= kn 计算得 W02= t 主机滑油储备量可用下式计算： Wl=εW0 式中 ε——比例系数，此处取 5% Wl= 、食品、淡水重量估算 人员重量 ： 65kg； 行李重 ： 60kg； 食品每人每天 ： 4kg； 淡水每人每天 ： 90kg。 续航时间 =1600n mile/=6天 20名船员及行李、食品、淡水重量 = 此项参考母型船 母型船备品及供应品重量取为空船重量的 1%即 1%*668t= 设计船取与母型船相等即 设计船载重量 DW即为以上四项及载货量和，即 DW=2914t 、方形系数、排水量和浮力平衡初步计算 2. 设计油船的载重量（利用载重量系数法） ,由型船求载重量系数 ,母型船的载重量 DW0 DW0= △ 0LW0= η== 设计油船的载重量△ l △ 1== 由型船资料估算 对于载重型船舶， L、 B、 d可用排水量或载重量来换算。 L=L0*(△ 1/△ 0)1/3= m 实取 L= B=B0*(△ 1/△ 0)1/4= 实取 B= d=d0*(△ 1/△ 0)1/5= 实取 d= 为满足抗沉性要求型深 D应满足： D=+d= 取为 D= 7m （分项估算法） 一、船体钢料重量 Wh（立方模数） Wh=ChLBD 母型船钢料重量为 Ch0= 取 Ch1=Ch0= Wh1= 二、木作仪装 Wf及机电设备 Wm 此项设计船与母型船相等。 母型船空船重量 LW0= 668t； 母型船钢料重量 Wh0= ； 母型船 Wf0+Wm0=LW0Wh0=； 设计船 Wf1+Wm1=Wf0+Wm0=。 三、设计船空船重量 设计船空船重量 LW10=Wh1+Wf1+Wm1=， 重量储备取 5%LW10： LW1=(1+5%)LW10= t。 重力 =LW1+DW1=， 浮力 =△ 1=， (LW1+DW1△ 1)/(LW1+DW1)= ——不合格需重新修正。 、进一步确 定主尺度 δDW1=LW1+DW1△ 1= 通过《设计原理》 P121图 49查 N= δ△ 1=NδDW1= 即修正后 △ 2=△ 1+δ△ 1= ▽ 2= 修正后重新确定主尺度 由型船资料估算 对于载重型船舶， L、 B、 d可用排水量或载重量来换算。 L=L0*(△ 2/△ 0)1/3=， 取为 L= B=B0*(△ 2/△ 0)1/4=， 取为 B= d=d0*(△ 2/△ 0)1/5=。 取为 d= 为满足抗沉性要求型深 D应满足： D=+d=，取为 D= （分项估算法） 一、船体钢料重量 Wh（立方模数） Wh=ChLBD 母型船钢料重量为 Ch0= 取 Ch1=Ch0= Wh1= t 二、木作仪装 Wf及机电设备 Wm 此项设计船与母型船相等 母型船空船重量 LW0= 668t 母型船钢料重量 Wh0= 母型船 Wf0+Wm0=LW0Wh0= 设计船 Wf1+Wm1=Wf0+Wm0= 三、设计船空船重量 设计船空船重量 LW10=Wh1+Wf1+Wm1= t 重量储备取 5%LW10 LW1=(1+5%)LW10= t 重力 =LW1+DW1= 浮力 =△ 1= t (LW1+DW1△ 1)/(LW1+DW1)= ——合格 方形系数 Cb、 Cw、 Cp和 Cm Cb== Cw== Cm=,取与母型船一致 Cp= Cb/ Cm= 垂线间长 LPP= 型宽 B= 型深 D= 吃水 d= 排水量△ = 排水体积▽ = 方形系数 Cb= 菱形系数 Cp= 横剖面形系数 Cm= 水线面系数 Cw= 航速核算用艾亚法 水线长 Lwl= 宽度吃水比 B/d= 垂线间长 Lpp= 方形系数 Cb= 宽度 B= 纵向浮心位置 xc= %L,船中前 吃水 d= L/△ 1/3= 排水量 △ = △ = 速度 V（ kn） 9 10 11 12 速度 VS（ m/s） 傅汝德数 vs/(gl) 标准 C0 456 433 410 384 标准 Cbc 实际 Cbc（肥 或瘦 +）（ %） Cb修正（ %） 若肥： Cb肥（ %） *3*实际 Cb 若瘦： Kbc Cb修正数量△ 1 已修正 Cb之 C1 B/T修正（ %） =10Cb（ B/T2)% B/T修正数量，△ 2 已修正 B/T之 C2 标准 xc， %L，船中前或后 实际 xc， %L，船中前或后 相差 %L，在标准者前或后 V/√ L xc修正（ %） kxc (△ 3)0 xc修 正（ %）量，△ 3 0 0 已修正 xc之 C3 长度修正（ %） =（ ） /Lwl 长度修正数量，△ 4 已修正长度， C4 Vs3 Pe=*△ 母型船给出总传动效率 ηC= 主机持续功率为 , 推进系数 ，加上 15%的功率储备，有效功率为 按 EHP和 THP绘出曲线，得到设计航速为 ，说明本船航速达到要求。 图 21设计航速的确定 根据船舶静力学，初稳性高： GM=KB+BMKG 式中各参数与主尺度的关系为：浮心高度 KB∝ d，横稳心半径 BM∝ B2/d，重心高度 KG∝ D。 所以有 : GM=a1d+a2B2/da3D。 式中 a1,a2,a3均按母型船资料换算 即， a1=KB0/d0,a2=BM0*d0/B02,a3=KG0/D0 式中： KB0——母型船的浮心到基线的横向高度， KB0=； BM0——母型船的横稳性半径， BM0=； KG0——母型船的重心到基线的横向高度 ， KG0=； 则代入数据 ： a1=， KB= a2=， BM= a3=， KG= 设计船初稳性 高 GM= ，此值大于。 我国法规的完整稳性规则（非国际航行船舶）中，横摇周期按下式估算： Tθ=*f*((B2+4*KG2)/GM)^ f——B/d不同的系数 ， 此处取 ； 则 Tθ= 通常 ， 为使 Tθ不太低 ， 摇幅不过大 ， 希望不发生斜摇 ， 沿海船的 Tθ应大于 8s~9s。 此船满足。 双层底高度 hd=B/15=，实取 1m 对双壳双底型油船容积校核分层检验 Vtk≥ V及 (VDVtk)≥ Vbn 式中 Vtk——货油舱能够提供的容积 VD——货油区能够提供的总容积 V——货油所需容积 Vbn——压载舱所需容积 本船能提供的总容积 VD按下述统计公式计算： VD=KvLcBDCmd Kv=+ Cmd=1d/D(1Cm) 式中 Cm——船中剖面系数， Cm= Lc——货油区长度，本船取 LC=51m KC——货油区长度利用系数， KC= 则 Kv=， Cmd= 本船能提供的总容积 VD计算得 VD=KvLcBDCmd= 本船货油舱能提供的容积 Vtk按下式计算： Vtk=KaLcB(Dhd) Ka=(+)* 式中 Cb——方形系数 hd——双层底高度 本船货油舱能提供的总容积 Vtk计算得 Ka= ， Vtk= 本船专用压载舱（即双层壳之间 )能提供的容积： VDVtk= 本船货油所需容积 V为： V=k*Wc/rc 式中 Wc=,货油量 rc=,货油密度 k= V= 油船压载水舱容积为 30%DW~40%DW，本船 Vbn== V+Vbn= 经计算可知 Vtk≥ V， (VDVtk)≥ Vbn， VD(V+Vbn) 第三章 形线设计 型线设计是关系到船舶技术、经济性能的全局设计项目之一，它与船舶的静力与动力性能、总布置、结构与建造工艺等密切相关，是评定船舶质量好坏的一个重要指标。 型线设计方法不止一种，本船采用改造母型法的 ―1CP‖法进行计算。 母型船浮心纵向位置 图 31母型船水线以下横剖面曲线 利用 CAD的面域功能，确定设计水线一下，每一站与中心线所围成的面积，从而能够确每一站的横剖面面积如下： 图 32母型船各站横剖面面积 表 31母型船各站横剖面面积 站号 母型船各站横剖面面积（ mm2） 站号 母型船各站横剖面面积（ mm2） 0 11 1 12 2 13 3 14 4 15 5 16 6 17 7 18 8 19 9 20 10 图 33母型船横剖面面积曲线 （ 1CP）法求各站移动距离 表 32 母型船各站移动距离 母型船的垂线间长 Lpp0= m 设计船的垂线间长 Lpp= m 母型船棱形系数 CP0= 设计船棱形系数 CP=。