主尺度论证

主尺度论证船舶的排水量、主要尺度以及船型系数统称为船舶主要要数。它们是描述船舶几何形状的一些最基本的特征数据。这些要素对船舶经济性能（如：快速性、稳性、耐波性、重量、容量、强度、总布置、经济性等）都有重大的影响，对船舶设计质量也起着决定性的作用。因此，合理地确定船舶主要要素，是船舶设计中最基本最重要的工作之一。一、船体部分1、航线与航区主要航行于东南亚、日本、韩国和中国沿海并兼顾国内长江口和珠江口深水港口的运输。本船也作为出口船舶产品，因此必须滿足国际航线的要求，如巴拿马运河及苏伊士运河航行要求。国际无限航区。2、装载要求载重量≥2600吨，运载闪点＜600C以下的散装柴油、汽油等成品油。3、船型与结构要求采用球首球尾节能船型，尾机型，船体结构按B级冰区加强。4、船籍中国，若该船出口（卖于）第3国，按第3国要求入藉；5、规范、公约和规则遵照下列规范、公约和规则。2008年中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》（国际航行船舶）；2009年中国船级社《钢质海船入级规范》;2009年中国船级社《散装运输危险化学品船舶构造与设备规范》;2009年中国船级社《材料与焊接规范》；国际海事组织(IMO)《国际海上人命安全公约》2004年综合文本；国际海事组织(IMO)《MARPOL73/78》2006年综合文本；1966年国际载重线公约和1988年议定书及各修正案；1972年国际海上避碰规则及各修正案；；1969年国际DWT位丈量公约及各修正案；石油公司国际海事论坛(OCIMF)有关系泊设备、油管吊机和油船集管站指南和标准；EXXON联营公司关于工业船舶的最小安全标准；国际海事组织IMOA.708(17)关于驾驶室视界和功能要求；6、主要技术指标（1）主尺度限制：设计吃水≤6.8m（2）载重量≥2600吨（3）服务航速：航速≥9kn（4）续航力：3000nmile（5）自给力不小于10天7、主机和齿轮箱、辅机、装卸设备主机和齿轮箱：用1台广柴6320Zcd-4柴油机,额定功率1200kw,额定转速500转/分，燃油消耗率208g/kw.h.（配GWC3032型齿轮箱，齿轮箱的速比有：2.06,2.54,3.02,3.57,4.05,4.95等，请自选）。辅机：用2台X6105C柴油发电机组，额定功率为150kw。装卸设备：船上配备2台自吸式离心油泵，150CYZ-A-45,流量为150吨/时，电动机功率为37kw，油管进出口径为100（mm）。8、定员级别驾驶部轮机部小计船长级船长1人轮机长1人2人高级船员大副1人大管轮1人2人干部级船员二副1人二管轮1人电机员1人3普通船员水手4人机工1人6人厨工1人总计8人5人13人说明：普通船员双人间、上下铺9、舾装锚泊、舵机、消防、救生、厨卫、仓储备品按相应规范和规则配齐。二、主尺度论证1、母型船资料本次2600吨油船设计采用的母型船是宁波东方船舶设计有限公司设计的3500吨级近海油轮，试航航速为11节，载重量为3500吨船型：单桨，流线型舵，支架尾，柴油机驱动，尾机型钢质近海油轮总长Loa=88.8m方形系数Cb=0.8104半进角31.5度设计水线Lw1=84.2m棱形系数pC=0.8135主机型号广柴6320Zcd-4垂线间长Lpp=81.8m舯剖面系数Cm=0.9962额定功率1800Ps型宽B=13.66m水线面系数Cw=0.921额定转速500r/min型深D=6.9m排水量Δ=5027t试航速度11kn平均吃水Tm=5.4m浮心距舯Xb=+1.376m载油量3350吨2、排水量初步估算（a）人员及行李、食品、淡水重量估算人员重量：65kg(共13人)；行李重：60kg；食品每人每天：4kg；淡水每人每天：70kg。续航时间=3000nmile/11kn*24=11.5天船员及行李、食品、淡水重量tW7.125.1113)704(13)6065(1（b）燃油重量估算船上所携带的燃油由以下公式求：ktgW02001.0式中2W——总的燃油储备量；0g——包括一切用途在内的耗油率，此处取为主机耗油率rgr的1.13倍；sP——主机持续功率；R——续航力；SV——服务航速；t——航行时间=R/vs（h）；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1.15(1)主机gr=0.195kg/KW*hg0=0.220kg/KW*hPS=1200kW；R=3000nmilek=1.15VS=11kn计算得21W=73.39t(2)辅机+发电机gr=0.195kg/KW*hg0=0.220kg/KW*hPS=37kW（辅机:油泵）+150kWx2+60（发电机）=397kWR=3000nmilek=1.15VS=11kn计算得22W=27.3t2W=2221WW=100.7t(c)滑油重量估算主机滑油储备量可用下式计算：23WW式中ε——比例系数，此处取4%3W=4t(d)备品及供应品重量估算参考母型船取4W=7.0t(e)载重量DW=2600t(f)载油量设计船载重量DW即为以上四项及载货量和即)(4321(实取2476t)利用载重量系数法估算根据资料，该油船dw可取0.65；载重量DW＝2600t。所以1＝DW/dw=2600/0.65=4000t3、主尺度初步确定(1)船长的选取选取船长应考虑主尺度的限制，浮力，快速性，总布置，经济性，耐波性，操纵性，抗沉性的影响。综合船长对船价及燃料开支的不同影响，民用运输船从船舶经济性角度常选取一个最有利的船长，称为经济船长。实船设计选取船长时，除主尺度限制条件必须满足外，往往着重考虑浮力、快速性、总布置和经济性。在确定船长时，满足布置要求和使用条件的情况下，尽量以快速性和经济性为主的最小船长。关于船长的选取可以用以下公式：310pp)/(0LLPP,其中Lpp0为母船长，0母船排水量取为5027t,得m76)5027/4000(8.813/1PPL(2)船宽的选取选取船宽应考虑主尺度限制，稳性与横摇，总布置，浮力和经济性，快速性。通常，选取船宽时除必须满足主尺度限制条件外，要着重考虑初稳性、总布置与浮力。关于船宽的选取通常用以下公式：3/100)/(BB,其中0B为母船宽，0母船排水量取为5027t，得mB13)5027/4000(66.133/1（3）吃水的选取选取吃水应考虑主尺度限制，浮力，快速性与经济性。关于吃水的选取通常用以下公式：m5)5027/4000(4.5)/(3/13/100TT（4）型深的选取选取型深时应考虑舱容与总布置，甲板上浪与抗沉性，稳性，强度与经济性。实船设计中型深的选取，除一般要满足建造规范对DL/、DB/的要求外，唱根据船舶类型的不同作不同的处理：对于载运重货的最小干舷船，按满足载重线规范的最小干舷来确定型深；对于载运轻货的富裕干舷船，则按舱容要求确定型深；布置地位型船、小型船舶一般按总布置要求选型深；小型海船，从船舶安全性考虑，一般选取适当大的型深，同时可考虑加固定压载降低重心以改善船舶大角稳性、抗沉性和甲板上浪。关于型深的选取通常用以下公式：mLLDDPPPP1.6)8.81/76(9.6)/(3/53/500（4）方型系数的选取选取方型系数应考虑浮力，快速性与耐波性，经济性，总布置。船摸实验表明，对于20.0~18.0Fr的中速运输船，在Fr一定的情况下，存在一个阻力最低的bC和一个引起阻力显著增加的临界bC，实船的bC常大于阻力最佳的bC而接近于临界bC，这是船舶尺度较小，重量较轻，船价较低，同时阻力增加亦不大，耗油较为节省，实船的这一bC值称为经济方型系数。关于方型系数的选取通常用以下公式：78.0)51376025.1008.1/(4000k/LBTCb4、重量校核（1)空船重量估算母型船资料：母型船的空船重量等于5207-3500=1707t钢料重量为990.06t舾装重量为426.75t机电设备重量为290.19t主机额定功率为1707KW(a)钢料重量hCWhhC——可根据母型船选取，19.05207/06.990/00hWCht760400019.0hCWh(b)木作舾装重量fhCWfC——可根据母型船选取，082.05207/75.426/00ffWCt3284000082.0ffCW（c)机电设备重量取与母型船重量相等，tWm19.290取5%重量储备，空船重量t1385%5119.290328760f1）（）（mh、性能校核与主尺度调整(2)主机与航速估算CVP3322958.13231150273320CC设计船航速初选P==1200KWkn1140002951200332V9kn符合要求(3)重力与浮力平衡校核载重量t261513854000111LWDW1%%58.026002600-2615）（不需要修正主尺度主尺度为L=76mB=13mT=5mD=6.1mCb=0.78△=4000t(4)舱容校核油舱容积：ccctcKALVcL—货舱长度:本船取为52m；cA—船中处货舱横剖面面积：货舱区不设边舱时，)h(cDDBA,其中Dh为双层底高度；散货船cK=0.135+1.08bC杂货船cK=0.l75+1.08bC双层底高度Dh=B/15=13/15=0.87,这里取为Dh=1m，则2c3.661-1.613)h(mDBAD）（cK=0.175+1.08×0.78=1.021tcV=52×66.3×1.02=3517m3取2%的网损，则：30034461)21(mVtcVtc新船所能提供的货油舱的容积为：tcV=34463m所需的货舱容积,根据公式：cccKWV/ccV—货舱所需的型容积（m3)；cW—载油量(t)2476t；c—货物的积载因数（m3/t）cK—型容积利用系数.液货（如原油、成品油等）的积载因数等于密度的倒数，本船的货物为成品油，其密度为0.813/gcm,积载因数为1.23t/m3,容积折扣系数取0.9.cV=2476×1.23÷0.9=3383＜tcV=3446（舱容满足要求）（5）船型系数估算（参考母型船）方形系数bCb、wCw、pC和mCbC==0.78wC==0.9210mC=0.9962,取与母型船一致pC=bC/mC=0.78（6）初稳性与横摇周期估算稳性校核包括初稳性和大角稳性，在主要尺度确定时通常只校核设计船的初稳性是否满足要求。初稳性高度的估算按初稳性方程式进行hZBMZGMbg浮心高度bZ∝T，横稳心半径BM∝B2/d，重心高度gZ∝D。由于资料较少故采用经验公式估算：DTBaTaGM/221（T为吃水d=5m）54.078.09210.09210.01bwwCCCa095.078.04.119210.0*4.11222bwCCagZ=D=0.7×6=4.2mmGM7.12.45/13095.0554.02代入数据解得：GM=1.7m≥0.15m，满足要求横摇周期由公式GMZBfg22458.0T5.26.25/13/dBf——时的系数根据设计原理表4-4得1f,则ST9.67.12.441358.022小结：根据以上计算可认为：ppL=76m,B=13m,T=5m,D=6m,Cb=0.78,△=4000t的方案能满足任务书的要求。故可按此进行型线设计以及总布置图设计，利用TRIBON软件进行型线光顺，再利用maxsurf软件作静水力性能分析，阻力估算，操纵性分析及航速预报等，并对船舶各项性能作较仔细的校核，最后调整并确定设计船的主要要素。总长oaL=83m吃水T=5m棱形系数pC=0.78垂线间长ppL=76m排水量△=4000t横