油船方案設(shè)計(jì)

1、1設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 船舶用途，航區(qū)本船為川江成品油船本船航行于武漢重慶的長(zhǎng)江航線，經(jīng)過(guò)三峽庫(kù)區(qū)本船航區(qū)滿足B，C，K級(jí)航區(qū)，J2級(jí)航段本船為尾樓，雙螺旋槳，柴油機(jī)油船1.2 設(shè)計(jì)和建造規(guī)范本船按照鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級(jí)建造規(guī)范(2002)和內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則(1999 中國(guó)船檢局)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造1.3 船舶的主要尺度及型線本船設(shè)計(jì)平均吃水為2.20m，其他尺度根據(jù)最佳型線及經(jīng)濟(jì)性選定1.4 載重量及貨油艙船舶滿載時(shí)載重量為500t ，貨油密度按0.84t/計(jì)，船舶貨油艙長(zhǎng)及位置滿足規(guī)范及1973年國(guó)際防止船舶造成污染公約及其1978年議定書，設(shè)置雙底雙殼，有專用壓載艙，其容積符合公約要求1.5

2、 航速與續(xù)航力滿載速度不小于16km/h，續(xù)航力為2800km1.6 穩(wěn)性與適航性本船應(yīng)滿足我國(guó)船檢局穩(wěn)性規(guī)范對(duì)B級(jí)航區(qū)，J2航段的要求，各種裝載情況橫搖周期不小于10s，首尾吃水差不大于0.015L(m)，螺旋槳全部埋入水中，滿載航行時(shí)無(wú)首傾1.7 船體結(jié)構(gòu)船體結(jié)構(gòu)采用縱橫混合骨架形式1.8 船舶設(shè)備及甲板機(jī)械對(duì)貨油裝卸設(shè)備，安全，消防設(shè)備，救生設(shè)備，管系設(shè)備，錨機(jī)，舵機(jī)，絞纜機(jī)等都提出較詳細(xì)規(guī)定(從略)1.9 動(dòng)力裝置主機(jī):采用淄博柴油機(jī)廠Z6170ZLC-2，260KW2臺(tái)鍋爐:設(shè)全自動(dòng)燃油鍋爐一臺(tái)1.10 電氣設(shè)備對(duì)電源種類，配電系統(tǒng)，電纜及照明，通訊導(dǎo)航設(shè)備等方面的要求(從略)1.1

3、1 船員定額及艙室布置船員定額為18人船員中由船長(zhǎng)，輪機(jī)長(zhǎng)，水手，廚工，報(bào)務(wù)員等組成對(duì)船員艙室布置要求:船長(zhǎng)，輪機(jī)長(zhǎng)為單人房間，其余均為四人間對(duì)公共艙室的要求:小餐廳一間，公共廁浴室一間2 主尺度的確定2.1 母型船資料為了解決設(shè)計(jì)要求中噸位小，裝載量大和主機(jī)功率小，吃水淺而航速要求高這兩大矛盾，本文廣泛收集了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有中小型油船的資料并加以分析，從中吸取其優(yōu)點(diǎn)與本設(shè)計(jì)船相近載重量的母型船主尺度資料如表2.1所示,其詳盡資料見(jiàn)附錄一.2.1母型船資料300t 600t 700t 1200t 2000t 2000t 2560t 3000t Lwl49.44 55.00 Lpp4046.00 53

4、.90 72.00 82.00 78.70 83.00 85.80 B10.510.60 7.80 13.60 13.60 13.60 13.80 14.80 D2.13.60 4.00 3.20 4.10 4.00 4.50 4.80 T1.32.40 3.60 2.40 3.20 3.20 3.60 3.80 Cb0.75 0.77 0.77 0.80 0.80 Cm0.9850.9640.9690.974Cp0.7850.7980.8230.817L/B3.81 4.34 6.91 5.29 6.03 5.79 6.01 5.80 B/T8.08 4.42 2.17 5.67 4.25

5、4.25 3.83 3.89 D/T1.62 1.50 1.11 1.33 1.28 1.25 1.25 1.26 L/T19.05 12.78 13.48 22.50 20.00 19.68 18.44 17.88 排水量.1028.50 1147.07 載貨量280.00 600.00 783.45 0.58 0.61 0.74 0.77 0.77 2.2 空船重量計(jì)算空船重量LW按船體鋼料重量Wh艤裝設(shè)備重量Wf及機(jī)電設(shè)備重量Wm三大項(xiàng)來(lái)估算船體鋼材重量采用混合模數(shù)法 Wh=Ch*(L*B*D+L* (B+D) 取Ch=0.090艤裝設(shè)備重量采用平方模數(shù)法 Wf=Cf*L*(B+D) 取

6、 Cf=0.029機(jī)電設(shè)備重量Wm=Cm*BHP 取Cm=0.129 其中 BHP為主機(jī)額定功率，本船主機(jī)采用2×260KW柴油機(jī).(注:在空船重量計(jì)算中采用的系數(shù)都是根據(jù)母型船資料確定)2.3重力浮力平衡及主尺度的確定采用諾曼系數(shù)法進(jìn)行重力浮力平衡(其具體方法參閱<<船舶設(shè)計(jì)原理>> 大連理工大學(xué)出版社)諾曼系數(shù) N = 當(dāng)|DW-DW|<1t時(shí)，認(rèn)為滿足重力浮力平衡當(dāng)|DW-DW|>1t時(shí)，不滿足，保持Cb，D，d 不變，改變Lpp和B，其改變量按下式計(jì)算:其中， DW為任務(wù)書規(guī)定的載重量 DW為設(shè)計(jì)方案的載重量根據(jù)空船重量，諾曼系數(shù)法過(guò)程編制

7、程序(見(jiàn)附錄一)選擇七個(gè)不同的主尺度的初始方案，得到的結(jié)果如表2.2表2.2主尺度方案方案Lpp(m)B(m) (m)Cb(m)方案1初定46.000 10.600 0.700 終定47.134 10.860 0.667 749.000 0.665 方案2初定47.000 10.400 0.700 終定48.198 10.665 0.666 750.648 0.638 方案3初定48.000 10.000 0.700 終定49.072 10.223 0.670 746.163 0.650 方案4初定49.000 9.500 0.700 終定49.880 9.670 0.676 740.000

8、0.670 方案5初定50.000 9.500 0.700 終定51.054 9.700 0.672 744.361 0.657 方案6初定51.000 9.500 0.700 終定52.285 9.739 0.666 750.234 0.644 方案7初定52.000 9.500 0.700 終定53.528 9.779 0.661 756.200 0.631 :設(shè)計(jì)一條新船，要保證浮性，穩(wěn)性，快速性，容量，布置等技術(shù)要求，要滿足船塢，船臺(tái)，航道等限制條件，還要得到最佳的經(jīng)濟(jì)效益.本船的設(shè)計(jì)主要考慮的是船舶的經(jīng)濟(jì)性，即在一定的主機(jī)功率(2×260KW)下達(dá)到較高的航速.在估算設(shè)計(jì)船

9、的航速的時(shí)候采用海軍部系數(shù)法，在7個(gè)不同的方案中，取航速較高，且各尺度比合理的作為最終方案海軍部系數(shù)法中， 采用內(nèi)河船設(shè)計(jì)手冊(cè)546頁(yè)長(zhǎng)江B級(jí)航區(qū)油船為參考母型船c=690.87v= 分析海軍部系數(shù)法，我們不難看出，對(duì)于同一條母型船，在相同的主機(jī)功率下， 越小，則速度越大，而越小同時(shí)可以在相同載重量下空船重量也越小，從而降低船舶的造價(jià)，出于以上考慮，故選擇方案4為本船主尺度的最終方案，具體數(shù)據(jù)如下:兩柱間長(zhǎng) = 49.880 m 水線間長(zhǎng) = 1.03= 51.38 m 型 寬 B = 9.67 m型 深 D = 3.00m 吃 水 d = 2.20m 排水量 = 740 t 載重量系數(shù) =

10、0.676方形系數(shù) Cb = = 0.670其中 =1.00是水的密度 中橫剖面系數(shù) Cm=0.965根據(jù)<<船舶阻力>>P117由Cb選取棱形系數(shù) Cp = = 0.6943 性能校核3.1 航速校核本船采用海軍部系數(shù)法進(jìn)行航速校核，取內(nèi)河船設(shè)計(jì)手冊(cè)546頁(yè)長(zhǎng)江B級(jí)航區(qū)油船為參考母型船c=690.87v=16.38km/h滿足航速要求3.2 容積校核本船的容積校核采用與<<船舶設(shè)計(jì)原理>>P138相近的方法進(jìn)行計(jì)算本船采用雙底結(jié)構(gòu)，按2002版鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級(jí)與建造規(guī)范，雙層底的高度h取800mm， 雙層殼厚度取800mm.若使本船容積滿足要求

11、則有: > 及 (-)>式中， 為貨油艙能提供的容積， 為貨油區(qū)能提供的總?cè)莘e， 為貨油所需的容積， 為壓載所需容積， 本船能夠提供的總?cè)莘e按下式統(tǒng)計(jì)式計(jì)算:=××B×D× =0.6596+0.6747×-0.3022×=1-d/D(1-)式中， =0.983為貨油區(qū)長(zhǎng)度，本船取為31m為貨油區(qū)長(zhǎng)度利用系數(shù)， =/Lpp=31/49.88=0.621則 =0.6596+0.6747×0.7730-0.3022×0.7048=0.9681=1-2.2/3×(1-0.983)=0.988本船能提供

12、的總?cè)莘e =××B×D× =0.9681×35×11.44×3.00×0.988=1149本船貨油艙能提供的容積按下式計(jì)算: =(0.25×+0.702)×(0.95+0.018×b)= (0.25×0.670+0.702)×(0.95+0.018×0.8) = 1.094 =×× (B-2b)×(D-h)= 1.094×31× (9.67-1.6) ×(3-0.8) = 603本船主機(jī)燃油消耗率

13、為198g/kWh，航程為1370km，航速為16.38km/h，燃油儲(chǔ)備10%，則雙程燃油重量為:2×260×2×198×1370/16.38/1000=19t滑油重量占燃油的10%，為1.9t淡水10噸船員備品及食品7噸余量10噸載貨量Wc =500-19-1.9-10-7-10=452噸本船貨油所需容積=k×/式中， k = 1.01，考慮貨油膨脹及艙內(nèi)構(gòu)架系數(shù) = 452t，載貨量 = 0.84，貨油密度則=1.01×449/0.84=542壓載水容積為=0.4DW=200綜上，經(jīng)計(jì)算可知> ->容積滿足要求3.3

14、 干舷校核夏季最小干舷F按下式計(jì)算: F = + (mm)式中 ，船的基本干舷，mm；船長(zhǎng)小于100m的船舶的干舷修正，mm；方形系數(shù)對(duì)干舷的修正，mm；型深對(duì)干舷的修正，mm；有效上層建筑和圍蔽室對(duì)干舷的修正，mm；非標(biāo)準(zhǔn)舷弧對(duì)干舷的修正，mm；(1) 基本干舷按<<國(guó)際載重線公約>>中有關(guān)規(guī)定該船為 A型船舶 ，查<<船舶設(shè)計(jì)原理>>P70表3.8得其基本干舷 =443 mm(2) 船長(zhǎng)小于100m的船舶的干舷修正 按公約僅對(duì)B型船進(jìn)行修正，對(duì)于本船= 0 mm(3) 方形系數(shù)對(duì)干舷的修正 =(+)() (mm)本船 =0.670，可得 =3

15、mm(4) 型深對(duì)干舷的修正 =(D - )R (mm)本船 D=3.00m ， L=49.88m，R=L/0.48由于D - <0，取=0 mm ；(5) 有效上層建筑和圍蔽室對(duì)干舷的修正 在設(shè)計(jì)初期尚不能確定有效上層建筑和圍蔽室長(zhǎng)度，所以對(duì)于有效上層建筑和圍蔽室引起干舷減少不考慮，故取=0 mm (6) 非標(biāo)準(zhǔn)舷弧對(duì)干舷的修正本船不采用低于標(biāo)準(zhǔn)的舷弧，故取=0 mm 綜上：F = +=440mm；夏季淡水最小干舷 =F - (mm)式中， 夏季載重水線時(shí)的海水排水量，t；本船=740t；q夏季載重水線處在海水中每厘米吃水噸數(shù)，t/cm；對(duì)于本船 q= Lwl×B×

16、Cwl×1.025/100=51.38×9.67×0.77×1.025/100=4mm =394 mm；本船實(shí)有夏季干舷 F=D-d=800mm>干舷滿足規(guī)范要求3.4穩(wěn)性校核初穩(wěn)性高度的估算按初穩(wěn)性方程式進(jìn)行。GMZbrZgh式中，GM 所核算狀態(tài)下 的初穩(wěn)性高度；Zb 相應(yīng)吃水下的浮心高度；r 相應(yīng)吃水下的橫穩(wěn)心半徑；Zg 所核算狀態(tài)下的重心高度；h 自由液面對(duì)初穩(wěn)性高度修正值，可取自母型船。本船采用近似公式估算Zb和r. Zb=a1d r=a2B2/d系數(shù)a1， a2采用王彩當(dāng)近似公式估算 a1 =0.85-0.372Cb/C0.850.37

17、2×0.6700.770.526a2=(0.1363 C-0.0545)/Cb=(0.1363×0.77-0.0545)/0.670=0.075Zb = a1d=0.526×2.2=1.158mr =a2B2/d=0.075×9.672/2.2=3.2mZg =0.6D=0.6×3=1.8mh =0故得到初穩(wěn)性高GM= ZbrZgh=1.158+3.2-1.8=2.558m0.15m穩(wěn)性滿足要求.4 型線設(shè)計(jì)4.1 繪制橫剖面面積曲線梯形作圖法首先梯形ABCD，使AB=Am，AD=Lwl，然后作等腰梯形AEFD，若面積AEFD=本船的水下體積，

18、則 BE=FC=Lwl(1-Cp)得到的等腰梯形AEFD浮心縱向位置位于船中，如果浮心位置Xb不在船中，則可對(duì)AEFD進(jìn)行改造，得到梯形AD，其中E=F，等腰梯形AEFD，面積心G的高度為 OG= 此時(shí)梯形AD的面積與AEFD相同，其面積心位于G點(diǎn).得到斜梯形AD后，可按照面積相等原則繪制出橫剖面面積曲線，式中B=(1-Cp)Lwl + C=(1-Cp)Lwl - 求解各站橫剖面面積采用程序進(jìn)行，在程序中計(jì)算020站，包括0.5，1.5，18.5，19.5站，其面積用Ai/Am表示.本船浮心縱向坐標(biāo)暫定為船前2%根據(jù)<<船舶設(shè)計(jì)原理>>P189，本船進(jìn)流段長(zhǎng)度暫取45%

19、，平行中體10%，去流段45% 經(jīng)程序計(jì)算可得各站的Ai/Am數(shù)值如表4.1:表4.1站號(hào)00.511.523456Ai/Am0.03650.11470.22510.30610.38020.52470.65960.77950.8787站號(hào)789101112131415Ai/Am0.95170.99291110.99130.96570.91930.8485站號(hào)16171818.51919.520Ai/Am0.74970.61910.4530.35560.24790.12950其中Am=B×d×Cm=11440×2200×0.983=24740144()繪制

20、橫剖面面積曲線如圖4.1.圖4.1 橫剖面面積曲線橫剖面面積曲線繪制完成后，重新計(jì)算其形心即設(shè)計(jì)船的浮心縱向坐標(biāo)正好在船中，即0%4.2 半寬水線的繪制 半寬水線根據(jù)母型船半寬水線，由型寬比換算得到，具體形狀見(jiàn)型線圖4.3 橫剖線的繪制同樣由程序可得前體各站橫剖面的型值，源程序見(jiàn)附錄二,其原理如下:前體各站的橫剖面形狀可看作是一條三次曲線，在基線處斜率為0，而半寬值可由母型船換算得來(lái)，同時(shí)橫剖面的面積是已知的，因此三次曲線的四個(gè)參數(shù)就可以確定.后體的橫剖面形狀在保證面積與橫剖面面積曲線上數(shù)值相等的前提下參照母型船的形狀繪制，具體形狀見(jiàn)型線圖.4.4 水線圖的繪制在橫剖線完成后，在各站橫剖線不同

21、水線處量取半寬值，在水線圖上繪制出不同水線的水線圖， 具體形狀見(jiàn)型線圖4.5 縱剖線的繪制縱剖線根據(jù)已經(jīng)得到的半寬水線繪制， 具體形狀見(jiàn)型線圖4.6 編制型值表在橫剖面圖、水線圖、縱剖線圖繪制完畢后，量取型值，編制型值表，注字及標(biāo)注很必要的尺寸及符號(hào)具體見(jiàn)型線圖5總布置設(shè)計(jì)本船屬于川江及三峽庫(kù)區(qū)500噸成品油船，由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，總布置設(shè)計(jì)主要參考1000噸級(jí)簡(jiǎn)易原油船和川江及三峽庫(kù)區(qū)2000噸級(jí)成品油船總布置設(shè)計(jì)圖5.1 貨油艙區(qū)按照防污染公約的要求，本船貨油區(qū)采用雙底雙殼結(jié)構(gòu)，雙底雙殼處設(shè)置壓載水艙，雙層底的高度為800mm，雙殼的寬度為800mm，肋骨間距為600mm貨油艙占船長(zhǎng)的比例較

22、大，考慮到裝卸貨物的需要，本船采用尾機(jī)型，貨油艙區(qū)從22至75，中間加一條縱艙壁，兩側(cè)貨油艙對(duì)稱分布，縱向分為5對(duì)貨油艙。其分布如下:NO.5對(duì)貨油艙 22#33#NO.4對(duì)貨油艙 33#44#NO.3對(duì)貨油艙 44#55#NO.2對(duì)貨油艙 55#66#NO.1對(duì)貨油艙 66#75#貨油艙艙容計(jì)算如下:貨油艙各斷面的剖面形狀如圖5.1圖5.1 貨油艙各斷面的剖面各貨油艙斷面面積經(jīng)測(cè)量如表5.1:表5.1貨油艙斷面的面積(單位，)22#6站7站8站9站10站11站1720081017200810179692801830066018356520183565201835652012站13站14站15

23、站16站17站75#1828890018087510177229501716729016053030142903918793706繪制艙容曲線如圖5.2圖5.2艙容曲線得到貨油艙區(qū)的總?cè)莘e為550，滿足容積要求5.2 其它艙區(qū) 首尖艙位于76#81# 貨油艙兩端各設(shè)一道隔離艙，長(zhǎng)度為一個(gè)肋位 污油艙位于19#21#燃油艙位于15#19#機(jī)艙位于 6#15#. 主機(jī):采用淄博柴油機(jī)廠Z6170ZLC-2，260KW2臺(tái)尾尖艙兼做清水艙，位于6#至船尾5.3 上層建筑及艙室本船尾部上層建筑共有三層，至下而上分別為艇甲板，駕駛甲板和頂棚甲板,本船共有船員18人，分別居住于駕駛甲板，艇甲板和主甲板上。

24、具體布置看總布置圖6 滿載出港情況下的浮態(tài)及初穩(wěn)性計(jì)算6.1 滿載出港情況下的浮態(tài)計(jì)算在下表中，空船的重心位置根據(jù)2000t母型船資料由型深比換算而得，母型船的數(shù)據(jù)附表；人員食品及備品，燃料，淡水，余量的重心位置由總布置圖量取，貨油的重心縱向坐標(biāo)由艙容曲線的形心確定，如表6.1表6.1序號(hào)項(xiàng)目重量(t)垂向縱向距基線距船中（前）距船中（后）力臂(m)力矩(t m)力臂(m)力矩(t m)力臂(m)力矩(t m)1空船2402.48595.20 3.27784.80 2人員食品及備品75.6139.27 19.5136.50 4燃料191.83534.87 13.58258.02 5滑油21.9

25、3.80 15.6431.28 6淡水102.121.00 23230.00 7貨油4521.96885.92 4.5022034.90 8余量10330.00 18.94189.40 總計(jì)7402.18 1610.0 -0.547 -404.90 本船靜力水曲線由程序根據(jù)船體型值計(jì)算得到數(shù)據(jù)，自行繪制后如附錄三.本船在滿載出港情況下浮態(tài)及初穩(wěn)性計(jì)算如表6.2(表中數(shù)據(jù)取自表6.1和靜力水曲線)表6.2 序號(hào)項(xiàng)目單位符號(hào)及公式數(shù)值1排水量t7402排水體積m37403平均吃水m2.2154重心距船中m0.5475浮心距船中m0.746縱傾力臂m-0.1937縱傾力矩t m-143 8每厘米縱傾

26、力矩t m16.959縱傾值m-0.084 10漂心距船中m-0.419 11首吃水變化m-0.043 12尾吃水變化m0.041 13首吃水m2.157 14尾吃水m2.241 15重心距基線m2.1416橫穩(wěn)心距基線m6.2617初穩(wěn)性高m4.1218自由液面修正值m019修正后的初穩(wěn)性高m4.12圖6.16.2最小傾覆力臂 本船航行于B級(jí)航區(qū)，應(yīng)用計(jì)入橫搖影響后的動(dòng)穩(wěn)性曲線來(lái)確定最小傾覆力臂 (1)橫搖角 本船在計(jì)算橫搖角時(shí)，考慮波浪對(duì)船舶橫搖的影響，按下式計(jì)算: 系數(shù)按船舶自搖周期及航區(qū)選取， 按下式計(jì)算: =式中 所核算載況下船舶最大水線寬度，m，本船為9.67md所核算載況下船舶的

27、型吃水，m，本船為2.2m所核算載況下船舶未計(jì)及自由液面修正的初穩(wěn)性高，m，本船為4.12m則=4.08根據(jù)<<內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則>>P6-5表格， 為0.179系數(shù)按下式計(jì)算:=式中 d 所核算載況下船舶的型吃水，本船為2.2mKG所所載況下船舶重心到基線的垂向高度，本船為2.18m則=0.468系數(shù)按下式計(jì)算: =式中 當(dāng)時(shí)，取=10.本船為4.40 f 按船舶自搖周期選取.為 <<內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則>>P6-6表格，本船為0.00855則=0.01955系數(shù)按舭龍骨面積由<<內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則>>P

28、6-6表格選取，本船選為0.98， 則=0.98綜上，本船的橫搖角=10.08(2) 穩(wěn)性插值曲線和靜穩(wěn)性曲線本船穩(wěn)性插值曲線由程序計(jì)算得到數(shù)據(jù)，插值后得表6.3:表6.3橫傾角（度）0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ls（從穩(wěn)性橫截曲線上查得）0.00 0.43 0.80 1.08 1.28 1.46 1.61 1.75 1.86 1.96 sin0.00 0.09 0.17 0.26 0.34 0.42 0.50 0.57 0.64 0.71 (KG-KS)sin0.00 0.19 0.38 0.56 0.75 0.92 1.09 1.25 1.40 1.54 l=l

29、s-(KG-KS)sin(m)0.00 0.24 0.42 0.52 0.53 0.54 0.55 0.52 0.48 0.42 弧度值0.00 0.09 0.17 0.26 0.35 0.44 0.52 0.61 0.70 0.79 橫傾角（度）50 55 60 65 70 75 80 85 ls（從穩(wěn)性橫截曲線上查得）2.03 2.07 2.08 2.08 2.04 2.00 1.93 1.83 sin0.77 0.82 0.87 0.91 0.94 0.97 0.98 1.00 (KG-KS)sin1.67 1.79 1.89 1.98 2.05 2.11 2.15 2.17 l=ls-

30、(KG-KS)sin(m)0.36 0.28 0.19 0.10 -0.01 -0.11 -0.22 -0.34 弧度值0.87 0.96 1.05 1.13 1.22 1.31 1.40 1.48 根據(jù)以上表格繪制靜穩(wěn)性曲線如圖6.2:圖6.2(3)動(dòng)穩(wěn)性曲線查靜穩(wěn)性曲線，列表6.4:表6.4橫傾角（度）靜穩(wěn)性臂l(m)成對(duì)和自上至下和i動(dòng)穩(wěn)性臂ld=1/2×i(m)00.00 00050.24 0.24 0.35 0.015 100.42 0.66 0.90 0.039 150.52 0.94 1.84 0.080 200.53 1.05 2.89 0.126 250.54 1.

31、07 3.96 0.173 300.52 1.06 5.02 0.219 350.50 1.02 6.04 0.264 400.46 0.96 7.00 0.306 450.42 0.88 7.88 0.344 500.36 0.78 8.66 0.378 550.28 0.64 9.30 0.406 600.19 0.48 9.78 0.427 650.10 0.30 10.07 0.440 70-0.01 0.10 10.17 0.444 75-0.11 -0.11 10.05 0.439 80-0.22 -0.32 9.73 0.425 85-0.34 -0.56 9.17 0.400

32、動(dòng)穩(wěn)性曲線如圖6.3: 圖6.3已經(jīng)求得本船橫搖角為10.08，進(jìn)水角由程序計(jì)算得出為35.56·則可求得最小傾覆力臂，如圖6.4所示:圖6.4得最小傾覆力臂為0.324m6.3風(fēng)壓傾側(cè)力臂風(fēng)壓傾側(cè)力臂按下式計(jì)算: =m式中 p單位計(jì)算風(fēng)壓，Pa所核算載況下船舶的受風(fēng)面積， 所核算載況下船舶受風(fēng)面積中心到基線的垂向高度，m d 所核算載況下船舶的型號(hào)吃水，m 所核算載況下船舶的排水量，t 修正系數(shù)計(jì)算過(guò)程如表6.5表6.5項(xiàng)目滿實(shí)系數(shù)流線型系數(shù)受風(fēng)面積實(shí)際受風(fēng)面積面積中心距水線面面積中心距基線高面積靜矩主船體、舷墻、上層建筑（甲板室）1.001.0098.45998.4592.029

33、4.244417.860艏桅及其支桿1.000.600.6590.3953.1055.3202.104艉桅及其支桿1.000.601.1620.6979.49711.7128.166煙囪1.000.607.2914.3755.5697.78456.753旗1.000.601.0070.6045.3897.6047.657救生筏1.000.601.7051.0234.3336.54811.164船名燈1.001.000.6040.6047.4119.6265.813梯子1.001.000.1890.1893.0125.2270.988欄桿0.201.000.3880.0781.4393.6541

34、.418其他0.601.000.4780.2877.5319.7464.659總計(jì)106.7114.841516.581由上表計(jì)算得出：Af=106.711m2 Zf=4.841m Zf d=2.626m由Zf d查表2.1.4.2得出在B級(jí)航區(qū)單位計(jì)算風(fēng)壓p=259.3 pa修正系數(shù)=1.4-0.1×4.40=0.96則=0.01035m6.4 穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)航行于B級(jí)航區(qū)的船舶，其穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)應(yīng)符合下式: =1式中 計(jì)入橫搖影響的最小傾覆力臂， m 風(fēng)壓傾側(cè)力臂，m本船=0.324 m =0.01035m，計(jì)算可得 =1 滿足要求6.5水流傾側(cè)力臂本船航行于J級(jí)航段，應(yīng)考慮急流對(duì)船舶橫

35、傾的影響.船舶受急流影響的水流傾側(cè)力臂按下式計(jì)算:=式中 所核算載況下船舶的水線長(zhǎng)度，本船為49.88m d 所核算載況下船舶的型吃水，本船為2.2m 所核算載況下船舶的排水量，本船為740tKG所核算載況下船舶重心至基線的垂向高度，本船為2.18m按船舶的由<<內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則>>P6-8表格選取本船為4.40，則=0.500急流系數(shù)按系數(shù)f由<<內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則>>P6-8表格選取f=，其中為計(jì)算速度，根據(jù)<<內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則>>規(guī)定本船=4.44m/s，則f=3.80由<<內(nèi)河船舶

36、法寶檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則>>P6-8表格=0.311綜上，本船水流傾側(cè)力臂=0.0499 m 已知不計(jì)橫搖影響的最小傾覆力臂為0.409m則對(duì)于航行于J級(jí)航段的船舶,其穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)=0.409/0.04991滿足規(guī)范要求7中橫剖面設(shè)計(jì)7.1 基本情況1 運(yùn)輸貨物種類本船主要用于成品油運(yùn)輸2 結(jié)構(gòu)形式本船貨油艙范圍采用雙舷雙底結(jié)構(gòu)形式，甲板無(wú)升高圍阱，船底、甲板、舷側(cè)均為縱骨架式結(jié)構(gòu)。為了便于清艙，貨油艙縱、橫艙壁扶強(qiáng)材垂直布置，不設(shè)水平桁肋骨和橫梁間距0.60m，甲板縱骨間距 0.60m，船底縱骨間距0.60m，舷側(cè)縱骨間距 0.60m，貨油艙范圍雙層底內(nèi)肋板間距為1.80m全船結(jié)構(gòu)材料采用

37、普通強(qiáng)度鋼，屈服極限235 N/mm23 適用規(guī)范本船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)中國(guó)船級(jí)社鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級(jí)與建造規(guī)范（2002）(以下計(jì)算中，所依據(jù)的鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級(jí)與建造規(guī)范條款號(hào)用括號(hào)加以表示，如(1.1.1.2)表示所依據(jù)的是規(guī)范1.1.1.2條)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足B級(jí)航區(qū)和J2級(jí)航段的要求，半波高r=0.75m4主尺度垂線間長(zhǎng) L           49.88m 型寬 B               9.67m 型深 D        

38、0;      3.00m 吃水 d         3.20m雙層底高 0.80m 舷艙寬 0.80m主尺度比值L/D=16.63，B/D=3.32，符合 (10.1.3.1)規(guī)定范圍7.2 貨油艙結(jié)構(gòu)(1) 外板及內(nèi)底板船底外板中船底、甲板、舷側(cè)均為縱骨架式結(jié)構(gòu)，故中49.88+5.50×0.6+0.30)=5.814mm實(shí)取8mm6.84雙雙(2) (3)按(10.5.5.1)，層底外底縱骨的剖面模數(shù)應(yīng)不小于：按按(4)雙雙按(5) (6) 式中：k系數(shù)，按下表選?。簊 扶強(qiáng)材間距，mh 計(jì)算水柱高度，m，由

39、扶強(qiáng)材跨距中點(diǎn)至艙壁甲板上方1.0m或圍阱頂板上方0.5m或溢流管頂端之距離，取其大者，但應(yīng)不小于2.0ml 扶強(qiáng)材跨距，m，若設(shè)有水平桁時(shí)，取水平桁至扶強(qiáng)材端部的距離(7) 按(8)A=0.5B(L+)=0.5本船實(shí)際積：338.45+=392.05滿足要求7.4 總縱強(qiáng)度0.670經(jīng)列表計(jì)算（見(jiàn)附錄四），本船實(shí)際中剖面模數(shù)：甲板邊線W1= 5102 cm2m8 螺旋槳設(shè)計(jì)8.1 已知船體的主要參數(shù)設(shè)計(jì)水線長(zhǎng) =51.38m垂線間長(zhǎng) =49.88m型寬 B=9.67m型深 D=3.00m設(shè)計(jì)吃水 T=2.20m方形系數(shù) =0.6700棱形系數(shù) =0.694排水量 =740t槳軸中心距距基線

40、=1.00m由愛(ài)爾法得到的有效馬力曲線數(shù)據(jù)如下:v(kn)891010.51112EHP(kw)58.89 74.91 121.19 159.02 204.11 346.96 8.2 主機(jī)參數(shù)型號(hào) 淄博柴油機(jī)廠 兩臺(tái)最大持續(xù)功率 260KW(353.5hp)轉(zhuǎn)速 1000rpm變速箱子 重慶齒輪有限公司 CHA3001 變速比2.5螺旋槳轉(zhuǎn)速 N=1000/2.5=400rpm8.3 推進(jìn)因子的決定由漢克歇爾公式(<<船舶推進(jìn)>>P53)取伴流分?jǐn)?shù) w=0.7-0.3=0.2505由漢克歇爾公式(<<船舶推進(jìn)>>P56)取推力減額 t=0.50-

41、0.18=0.2132取相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率 =1.0船身效率 =1.0508.4 可以達(dá)到最大航速的計(jì)算采用MAU四葉槳圖譜進(jìn)行計(jì)算取功率儲(chǔ)備10%，軸系效率=0.97螺旋槳敞水收到馬力: =353.5×0.9××=353.5×0.9×0.97×1.0=308.6hp根據(jù)MAU4-40，MAU4-55，MAU4-70的BP-圖譜列表計(jì)算如表8.1表8.1項(xiàng)目單位數(shù)值航速V91011VA=(1-）×V6.75 7.50 8.24 BP=N×PD0.5/VA2.559.460 45.691 36.004 BP7.711 6.

42、759 6.000 有效功率kw74.91 121.19 204.11 設(shè)計(jì)船有效馬力hp101.85 164.77 277.51 MAU4-40877971P/D0.610 0.630 0.660 00.515 0.545 0.580 PTE=PD×H×0hp167 177 188 MAU4-55867770P/D0.630 0.670 0.700 00.495 0.535 0.565 PTE=PD×H×0hp160 173 183 MAU4-70857468.2P/D0.660 0.700 0.720 00.480 0.515 0.542 PTE=P

43、D×H×0hp156 167 176 圖8.1根據(jù)表格繪制有效馬力曲線，如圖8.1從PTEf(V)曲線上與船體滿載有效馬力曲線之交點(diǎn)，可獲得不同盤面比所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)航速通過(guò)直線插值的方法可以得到螺旋槳最佳要素P/D，D及0如表8.1所列：表8.2MAUVmax(kn)P/D0VaD(m)44010.12 0.634 78.0 0.549 7.585 1.479 45510.09 0.673 76.4 0.538 7.562 1.444 47010.01 0.700 73.9 0.515 7.502 1.386 8.5 空泡校核按柏利爾空泡限界線中商船上限線，計(jì)算不發(fā)生空泡之最

44、小展開(kāi)面積比 計(jì)算溫度t=15 ，pa=101302.69 Pa， pv=1706 Pa ，=100.0 kgf.s2/m4槳軸沉深 hs=T-Zp=2.2-1=1.2m，計(jì)算過(guò)程如表8.3表8.3序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值MAU4-40MAU4-55MAU4-701Vmaxkn10.12 10.09 10.10 2VA=0.5144×Vmax×(1-)m/s3.902 3.890 3.894 3(0.7××N×D/60)2(m/s)2470.20 448.09 412.95 4V0.7R2=VA2+(3)(m/s)2485.43 463.22 428.

45、11 5=(p0-pv)/(1/2V0.7R2)0.468 0.490 0.531 6c（查圖）0.170.1720.1757T=PD×0×75/VAkgf3257 3266 3198 8Ap=T/(1/2c V0.7R2)m20.789 0.820 0.854 9AE=Ap/(1.067-0.229×P/D)m20.862 0.906 0.944 10AE/A0=AE/(/4×D2)0.448 0.487 0.530 據(jù)上述結(jié)果作圖8.2，可求得不發(fā)生空泡的最小盤面比以及所對(duì)應(yīng)的最佳螺旋槳要素 AE/A0=0.465 ， P/D=0.660 ， D=1

46、.458m ， 0=0.543 ， Vmax=10.10kn8.6 強(qiáng)度校核按1983年規(guī)范校核t0.25R及t0.6R應(yīng)不小于按下式計(jì)算之值:t= Y=A1×Ne/(Z×b×N) X=A2×G×Ad×N2×D3/(1010×Z×b)計(jì)算功率Ne=353.5×0.98=346.43hp Ad=AE/A0=0.465 P/D=0.660 =8°G=7.6gf/cm3 N=400rpm 材料系數(shù)K=1.179b0.66R=0.226×D×AE/A0/(0.1×

47、Z)=0.226×1.458×0.465/0.4=0.383mb0.25R=0.7212×b0.66R=0.2763m b0.60R=0.9911×b0.66R=0.3794m圖8.2由推進(jìn)書82頁(yè)表72查得諸系數(shù)如表8.4:表8.4 KfrK1K2K3K4K5K6K7K80.25R634250141048234413800.60R20715163534231265330計(jì)算過(guò)程如表8.5表8.5序號(hào)項(xiàng)目單位所校核的葉切面0.25R0.60R1弦長(zhǎng)bm0.27630.37942A1=D/P×(K1-K2×D/P0.7)+K3×

48、;D/P0.7-K42519 2519 3A2=D/P×(K5+K6×)+K7×+K81244 1030 4Y=A1×Ne/(Z×b×N)1974.0 1437.6 5X=A2×G×Ad×N2×D3/(1010×Z×b)0.1973 0.1190 6規(guī)范要求最小厚度t=(Y/(K-X)mm44.843 36.826 7MAU標(biāo)準(zhǔn)槳葉切面厚度t'mm55.8 31.8 8校核結(jié)果滿足不滿足9實(shí)取槳葉厚度mm64.937實(shí)際槳葉厚度按t1.0R=0.0035D=5.103mm與t0.6R=37mm連直線決定:r/R0.