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:ktgW02001.0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)/(0LLPP,其中Lpp0为母船长,0母船排水量取为5027t,得m76)5027/4000(8.813/1PPL(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)/(3/13/100TT(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20.0~18.0Fr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/LBTCb4、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,19.05207/06.990/00hWCht760400019.0hCWh(b)木作舾装重量fhCWfC——可根据母型船选取,082.05207/75.426/00ffWCt3284000082.0ffCW(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CVP3322958.13231150273320CC设计船航速初选P==1200KWkn1140002951200332V9kn符合要求(3)重力与浮力平衡校核载重量t261513854000111LWDW1%%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:ccctcKALVcL—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/ccV—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hZBMZGMbg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)54.078.09210.09210.01bwwCCCa095.078.04.119210.0*4.11222bwCCagZ=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GMZBfg22458.0T5.26.25/13/dBf——时的系数根据设计原理表4-4得1f,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