大工2015秋《船舶设计原理课程设计》离线作业答案

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《船舶设计原理课程设计》
题目： 14000 DWT成品油船的主尺度确定
学习中心：浙江台州奥鹏学习中心[1]
层次：专升本
专业：船舶与海洋工程
年级：年春/秋季
学号： 8888888888
学生：平安
指导教师：宋晓杰
完成日期： 2015年 7 月 9 日
1 现代油船发展及相关母型资料
1.1 现代油船发展
伴随着石油的开采利用油船运输在世界经济发展中的作用越来越明显。

目前，油船已经是世界航运业的三大主力船型之一，占当今世界船舶总拥有量的35%左右，成为世界海上运输中一股举足轻重的运输力量，且随着世界经济的发展，仍将保持较高的增长势头。

伴随着石油的开采利用，油船运输在世界经济发展中的作用越来越明显，吨位越来越大，其发展大体经历了6个阶段：
二战前，对石油开发生产和应用处于初级阶段，油运船舶最大吨位由1886
年3000t、1914年10000t增加到1942年的20000t；
二战后，50年代后期由于世界经济处于工业化恢复时期，石油消费积聚增长，加上苏伊士运河封锁，运距增长，船舶最大载重量大幅上升，由1955年的55000t 增加到100000t；
1961-1966年，世界经济高速发展增长并进入重化工业发展时期，加上石油消费持续增长，造船技术因计算机技术的应用有了长足的进步，出现了200000t 级的油船；
1967-1975年，石油运量增长迅速，苏伊士运河再度关闭加快了油船大型化进程，1968年出现了326000t油船。

1973年第二次石油危机后出现了477000t油船，以及后来超过500000t的改装油船；
1952-2002年（“9.11”前后），世界再次经历两次石油危机的油价上涨，世界各主要石油消费国采取节能措施，寻找石油代用品，使海上原油运量连年下降，平均海运距离由长向短转化，油船大型化格局开始重构。

同时国际海事组织通过一系列的法规措施，提高油船运输的安全性，加强对海洋环境的保护，单壳油船逐渐退出油运市场，船舶的安全性大大提高。

防污染、高节能、轻结构、自动化、短肥高是这一阶段油船的主要特点；
伊拉克战争后，油价屡创新高，给世界经济带来重大影响，出现新型能源危机，减小对石油特别是中东国家的过渡依赖并把多渠道中长期稳定供应安全作为主导战略，由此使以海运为主，辅以陆海管道运输的总体油运格局开始形成。

同时油船海损事故对海洋生态环境造成的破坏使人触目惊心。

随着海事组织会议通过了加速单壳油船淘汰的新规则，到2010年期间将有大量的单壳油船退出油船运
输市场。

在高运价的驱动下，世界各大船东都在大批量订购双壳油船，为尽快满足油运市场的需要。

大吨位的油船（16-20万吨）、巨型油船（VLOC）、超大型油船（ULOC）越来越受到船东的重视。

1.2 现代油船特点
纵观油船的发展历史可以看到，随着油船吨位的逐渐增大，为满足世界经济发展需要，其结构形式也在逐渐改进，使油船运输更安全、更经济、更合理。

在船型方面现在主要有巴拿马型油船和好望角型大型油船。

在舱室划分方面油船主要考虑到它的安全性根据国际海事组织对油船的要求将油舱与外界海水隔离开来，增加惰性气体系统和装载液体所布置的制荡舱壁的布置等。

其中，为防止海洋污染、提高船舶安全性而由国际海事组织推行的相关公约法规是促进油船结构发展的主要动力之一。

随着油船数量的增多和尺度的增大，以及石油运量的不断增大，大型油轮不断因触礁、碰撞等事故致使原油大量流出，不仅造成财产损失、人员伤亡而且也使海洋污染越来越严重，从而引起社会各界的广泛关注。

船舶造成的油污染的事实证明船舶污染海洋的危险性正日益严重。

油船泄漏或海损所引起的海洋污染比其他运输船更严重，对海洋环境的破坏是巨大而深远的。

随着人们对海洋环境保护意识的提高，对船舶安全尤其是对油船安全性不断提出更高的要求。

1.3 相关母型资料
母型船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由柴油驱动的成品油船，具有球尾和球鼻首线型。

设有首楼和尾楼，机舱内设有4层平台。

货油舱区域为双底双壳结构，共有六对货油舱，一对污油水舱，五对压载水舱。

母型船载重量为68000吨，用于运载闪点小于60o C的汽油、轻柴油和重油可同时装载两种不用的油种。

主要航区为近海。

1.3.1 主要尺度
总长L pp225.00m
型宽B33.30m
型深D21.00m
设计吃水d12.96m
方形系数C b0.8414
载重量DW68000t
0.8082
载重量系数η
DW
排水量84129.71t
排水体积 81997.77m3
1.3.2 航速、螺旋桨及续航力
母型船选用M AU型5叶螺旋桨，螺旋桨直径为6.55m，盘面比0.5593，螺距比0.703，螺旋桨材料为Cu3镍铝青铜。

螺旋桨设计时考虑了主机功率储备15%，母型船在设计吃水（12.96
=
d m），船壳清洁无污底情况下，处于风力小于蒲氏风级三级的平静深水水域条件下主机达到额定转速时的服务速度约13.5海里/小时。

母型船燃油的装载量为燃料油885吨，轻柴油71吨，满足船舶在满载状态，服务航速（13.5
V=海里/小时）时的续航力为6000海里。

母型船舶淡水容量为
s
206吨，饮用水容量为40吨以及食品和粮食的储备量满足20名船员20天的自持能力。

2 船舶主要要素的初步拟定
2.1 排水量和主尺度的初步确定
2.1.1 设计分析
本设计船是一条运输船舶，因此设计时应注意降低造价，降低消耗，提高运输能力，提高本船的经济性，可适当减小船长；作为运输船，航行时间也很重要，要力求达到较适宜的航速，船长不能过小；本船为双壳双层底结构，为保证舱容，可适当增加型深；本船吨位较大，具有较好的适航性，因此满足要求即可。

总结以上，总的设计思想是：保证舱容和航速要求下，减小本船主尺度。

2.1.2 估算排水量
对油船这种重量型船舶，由于
DW η随Δ变化有相当稳定的范围，通常采用载重量系数法初估排水量。

母型船为68000吨成品油船，母型船排水量为84129.71∆=t ，其载重量系数
DW η=0.8082；
设计船为XX 吨成品油船，其载重量系数随着载重量的增加而增大，初定为DW η=0.75
根据公式 η∆=
DW DW （2.1）
得到：设计船排水量 =18667t 。

2.1.3 初始方案拟定
根据主尺度比法来确定主尺度，设计船的1K 、2K 、3K 、b C 取值与母型船相同，其中B L K /1=，d B K /2=，D L K /3=。

根据公式
3221/krCb k k L ∆=可初步估算得到设计船船长L ，再由公式1/k L B =、2/k B d =，3
/K L D =可以计算得到船宽B 、吃水d 和型深D 。

最后计算得设计船主尺度为：
L=137.4m
B=20.3m
D=12.8m
d=7.90m
2.2 主机选择
用海军系数法估算所需的主机功率：
公式如下：
2/33
=DW v BHP c （2.2）
取c 值为300
BHP =4254KW
根据计算结果主机选用MAN B&W 公司生产的6S35MC 型主机，最大输出功率4440KW ，最大转速为186rpm 。

2.3 空船重量估算
2.3.1 船体钢材重量W h
按立方模数公式估算该项重量。

钢料重量系数C h 一般在0.0792-0.1053
W h ＝C h L pp BD （2.3） C h 取0.1053；
W h ＝C h L pp BD=0.1053x137.4x20.3x12.8=3759t
2.3.2 舣装设备重量W f
按平方模数公式估算该项重量。

木作舣装重量系数为:
1.4950.34280.0886-=+f C DW （
2.4）
()=+f f W C Lpp B D （2.5）
得C f =0.0886
W f =0.0886x137.4x （20.3+12.8）=403t
2.3.3 机电设备重量W m
利用公式：
*m m B W C P = （2.6）
C m 一般在0.11－0.132，本船取C m ＝0.118
Wm=0.118x4254=502t
综合以上三部分重量，本船的空船重量为：
=++h f m LW W W W （2.7）
2.4 小结
通过本课题的设计工作，对船舶设计的具体设计细节、计算细节、图纸表达方式等有了全面的了解和掌握。

本毕业论文设计包括主尺度的确定、航速、稳性和螺旋桨的设计，以及总布置图的绘制。

通过毕业论文的设计过程，对所学的知识有了一次系统的应用，加深了对知识的理解和掌握。

对船舶设计的程序、各个间断所需要做的工作有了全面的了解，从而能够更快的适应将来的工作。