武汉理工船舶设计原理课程设计20000T近海散货船设计

20000T近海散货船设计

设计任务书

本船为钢质、单甲板、艉机型国内航行海上散货船。常年航行于沿海航线，属近海航区；主要用于干散货运输。本船设计载重量20000t，积载因素经调研确定。按“CCS”有关规范入级、设计和建造。并满足中华人民共和国海事局有关国内航行海船的相关要求。满载试航速度不低于11 kn，续航力5000 n mile。

第一部分主尺度的确定

主要内容：

1.根据有关经验公式及图表资料初步确定船舶主尺度

2.通过重力与浮力平衡来调整船舶主尺度

3.主要性能的估算

4.货舱舱容的初步校核

1.初步确定船舶主尺度

船舶主尺度主要是指船长L（一般是指垂线间长L

pp

)、型宽B、型深D和设计吃水d，通常把方形系数及主尺度比参数也归为主尺度范围。

1.1 船长L

由统计公式（5.3.2）散货船（10000t

L

pp

=8.545DW0.2918 得 L=154m

1.2 船宽B和吃水d

由统计公式（5.3.17）和（5.3.18）

散货船（D W>10000t）

B=0.0734L11..113377d=0.0441L11..005511得

B=22.5m d=8.9m

1.3 型深D

参考常规货船尺度比参数关系图，取d/D=（0.7-0.8）得D=12.51，取D=12m。

1.4 方形系数CB

由统计公式（5.3.29）散货船

C B =1.0911L-0.1702B0.1587d0.0612V s-0.0317得C

B

=0.803

1.5 基本干舷的校核

保证船舶具有足够的干舷一方面可以保证有一定的浮力，另一方面可以减少甲板上浪。如果干舷太小，航行中甲板容易上浪，从而造成的后果是船舶的重量增加，重心升高，初稳性降低，并可能冲坏甲板上的某些设备，也影响船员作业和人身安全。干舷的大小直接关系到船的储备浮力，如果甲板上浪来不及排掉，或者船体开口的封闭设施被破坏而导致海水灌入船体，此时如储备浮力不足，就容易下沉，所以发生沉没或倾覆，所以保证船舶具有足够的干舷很重要。

国际规定船舶都必须满足所规定的最小干舷。这里只进行基本干舷的计算，因为这是初步校核干舷是否满足，而且对基本干舷的修正值一般相对基本干舷都很小。

查表2.2.4 该船基本干舷是2.396m<3.1m(12-8.9),（这里也没计入甲板厚度），初步校核满足干舷的要求。 1.6 排水量的初步估算

△=kpC B LBd=1.003×1.025×0.803×154×22.5×8.9=25458t 1.7 空船重量L W 的估算

空船重量通常将其分为船体钢料重量W H 、舾装重量W o 和机电设备重量W M 三大部分，即 LW= W H + W o + W M

（1）W H 的估算

散货船W H 的统计公式（3.2.11）和（3.2.8） W H =3.90KL 2 B （C B +0.7)×10-4 +1200 K=10.75-[(300-L)/100]3/2

W H =4010t

（2）W o 的估算

由统计公式（3.2.23）及图表3.2.5 W o =K B L 查图3.2.5 K =2.3 得 W o =797t

（3）机电设备重量的估算W M

根据统计，机电设备重量可以近似地按主机功率的平方根（P D 0.5）的关系进行换算。对于主机为柴油机的机电设备重量W M 可用下式初估

W M =C M （P D /0.735）0.5

主机功率可以用海军系数发估算。海军系数 C = △2/3 v 3/P

根据母型船可以算得海军系数C ，从而可以估算出主机功率。 型船资料-海船系数如表

根据上述数据，选取海军系数C=392

∴P=△2/3V3/C=254582/3×113/392=2938k w

根据此功率选择镇江船用柴油机厂中速柴油机9L27/38，该主机额定功率为3060k w,转速800r p m,净重吨40.6t.发电机组功率2970-2820k m，转速750r p m。

取C

M

=8.5

∴W

M

=8.5×（3060/0.7355）0.5=548t

∴ LW= W

H + W

o

+W

M

=4010+797+548=5355t

2.重力与浮力的平衡

初估的主尺度决定的排水量△=25458t，而估算所得的空船重量LW=5355t,这样总重量：LW+DW=5343+20000=25355t.

∴误差为：∣25458-25355 ∣/25458×100%=0.4%

在允许误差1%范围之内，可不进行调整。若相差较大，则要对主尺度进行调整。

3.主要性能的估算

3.1快速性的估算

①海军系数法

②按排水量换算

③统计回归公式：

V=2.42L

pp 0.17273 B-0.22589 d-0.06644 C

B

-0.41631 (p/0.736)0.205 N-0.01033

3.2初稳性的估算

初稳性高GM=KB+BM-KG

浮心高度KB∝d，横稳心半径BM ∝B2/d,重心高度∝D。所以有

GM=a

1 d+a

2

B2/d-a

3

D

其中，a

1、a

2

可以用近似公式得到，a

3

可以按母型船换算得到。

由《船舶设计原理》表5.3.4公式估算：

a 1=0.52a

2

=0.0834a

3

=0.6457(母型船换算)

∴G M=0.52×8.9+0.0834×22.52/8.76-0.6457×12=1.63m

3.3横摇周期的估算

我国法规的完整稳性规则(非国际航行船舶)中，横摇周期按下列估算：

f=1.0048(经修正)

所以算得f=12.5s

4.货舱舱容的校核

4.1载货量的估算（载货量的重量应该等于载重量重量减去载货量以外的重量） (1)人员及行李的重量: 此船按20名船员配置