10000DWT 成品油轮设计浅析

10000DWT 成品油轮设计浅析
摘要：本文对10000DWT 成品油轮的主尺度、性能等作了一些简要的介绍。

就该船的若干主要特点进行了讨论。

对于今后类似船型的设计有一定的参考价值。

关键字：10000DWT；成品油轮; 主尺度；
前言
10000DWT 成品油船为双底、单甲板、单壳、球首、双尾鳍尾机型油船,设双桨、双舵、柴油机推进,无限航区,装运成品油。

本船按法国船级社《BV钢质海船入级与建选规范》及其“修改通报”、《船舶与海上设施法定检验规则》(非国际航行船舶法定检验技术规则)进行设计。

本文就其总体设计做了一些简述，并对若干细节问题做了探讨，供以后设计类似的船型时参考。

概述
船型介绍
本船为钢质液货﹑单机单桨单舵油船。

船体采用双层底设计，双层底高度不大于1400mm满足MARPOL 组织对于油轮的相关规定。

船体设左右边舱，其宽度为1000mm，前后设隔离舱。

液货舱型式为整体重力式液货舱，具有带球首的前倾首柱与球尾。

本船为无限航区，经过特殊涂层的货油舱和污油舱可载运清洁与不清洁的石油产品以及原油。

船型介绍
总长约为120.76m，垂线间长约为116.00m，设计吃水为6.50m，型宽为19.05m，型深为10.50m，设计吃水为6.50m，结构吃水为7.00m。

主机选用Mak9M32C 系列或者同等的主机类型，最大输出功率为4320kw，最大转速为600rpm.。

螺旋桨为4-5 叶，直径为3600mm,转速为167rpm,螺旋桨的材料为Ni-Al-Bronze 合金。

主发电机一共有三台，规格为 3 Set *550kw*1500rpm,
采用三相交流400V,50HZ 制式.应急发电机的规格为1Set*99kw*1500rpm,采用三相交流，400V,50HZ 制式。

满载静深水，风力不超过蒲氏2 级时航速不小于13.8kn/h，续航力：以13.2kn/h 的服务航速时续航力不小于5000 海里。

主尺度分析与计算
表110000DWT 成品油轮母型资料
垂线肩长Lpp ：在不同的Fr 数下， f R 和r R 占的总阻力的百分数是不相同的。

对于本船的Fr 为0.2012，属于低速船，一般来说是减小船长有利于减小阻力。

根据巴氏公式：
(1)
：排水量长度(m)；：排水体积(m3)；：试航速度(kn)；：系数；通常取7.16。

对于单桨船：通常
型宽B：船宽B 的选择受到航线上船闸闸门宽，桥孔宽及船台，船坞宽度的限制。

船宽对稳性的影响最大。

由于横稳性半径与船宽的平方成正比，因而增加船宽常使初稳性增大，但过大的稳性又使横摇周期减小。

而且L/B 过小，形状阻力和兴波阻力上升得很快，航向的稳定性也不好。

船宽对大倾角的影响很复杂，他的大小对于稳性是否有利，要通过计算要确定。

船舶横摇周期与初稳性高有密切的关系，由于横摇周期与初稳性高的平方根成反比，所以增加船宽将使横摇周期减小，横摇加速度和横摇值均加大，这对横摇周期不利。

按照海纳公式：L / B = 2.6L0.2 (m)；进行估算得到：B =19.05m。

方形系数Cb ：Cb的选取要考虑的因素当浮力相差不大时，保持L、B、T 的不变而适当改变Cb 可以方便的调整浮力的大小，以便达到设计的需要。

减小Cb 有利于减小船舶的剩余阻力，从而改善阻力性能，减小Cb 增大L 时快速性和耐波性的改善很显著。

在排水量不变的情况下，适当增大Cb可减小L或B，从而降低船重和船价，提高船舶的经济性。

低速船从经济性考虑选择较大的Cb ，这样它的阻力较小，船舶的尺寸和空船的重量也较小。

实际方型系数的选取与船舶的类型有关。

载重型船舶常与Fr 数相配合的方型系数。

方形系数采用爱尔-陶德公式进行估算：
(2)
得到：Cb =0.818。

船体型线
船体型线设计是船舶总体设计的重要内容之一，船体型线的好坏对船舶的技术性能和经济性有重大的影响。

型线图是后续的结构设计、性能计算、模型
实验、舱室布置和放样建造的依据。

因此对型线设计应予以极大的重视。

型线设计实际上是总布置设计平行或交叉进行的，且要与总布置的要求互相协调。

为了得到优良的型线，在综合考虑本船的主尺度、船型系数、总布置、舱容以及船-机-桨的配合等诸因素后，选择了尺度相近的两个较优的母型变换出本船的型线方案，并进行了船模试验。

船模的采用的缩尺比为1/20.10,船模的Lpp 为5.7711m,螺旋桨的直径为199mm。

试验各项结果均达到设计要求。

结构设计、计算与校核
本船在保证总纵强度和装载重货以及相应的减轻结构重量。

在货舱部分底部和甲板采用纵骨架式，舷侧采用横骨架式。

货油舱区为双层底、双舷侧、单甲板结构，机舱区域的底部为双层底结构。

在货油舱区域的中心线处设置了垂向槽型纵舱壁、货油舱区的横舱壁也为垂向槽型舱壁。

纵、横槽型舱壁的下端由内底板支撑，并做相应加强。

上端直接与主甲板相接。

纵、横槽型舱壁的上端支撑由设置在主甲板上方的强纵桁和强横梁来承担。

船体强度的校核遵照BV 规范进行计算
分析与讨论
本船船型优良，具有兴波阻力小，推进效率高，船体振动小的特点。

采用低速大直径螺旋桨，进一步提高了推进效率。

布置美观舒适，总体布置设计得紧凑，船员只设单人间和双人间，床位只设单层床，舱室设备十分齐备，给船员提供了良好的生活和工作条件。

主机选择得较为合适，达到了规定航速的要求，并且对于船舶有一定的储备航速，满足了在超载情况下对航速的要求。

本船在一些细节上还有考虑不周到的地方。

特别是各个舱室的布置等。

综合来说，本船的设计基本上是成功的，它基本满足或超过设计任务书的要求。

尤其是在总布置上做了一些改进。

由于时间和经验的不足，缺点和错误是在所难免的，这需要在以后的工作中不断的改进。

参考文献
船舶设计实用手册编委会.船舶设计实用手册（总体分册、结构分册）[M].北京：国防工业出版社,1997
中国船级社.钢质海船入级和建造规范[S].北京：人民交通出版社,2006
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。