船舶的重量重心PPT课件

1、3.1 概述概述第三章、船舶重量重心一般货船，通常取四种典型载况：一般货船，通常取四种典型载况： 满载出港满载出港设计排水量状态；设计排水量状态； 满载到港满载到港船上的油水等消耗品重量规定为设计状态储船上的油水等消耗品重量规定为设计状态储 备量的备量的10； 压载出港压载出港船上不装载货物，但有所需的压载水，油水储备船上不装载货物，但有所需的压载水，油水储备 量为设计状态之值；量为设计状态之值； 压载到港压载到港船上不装载货物，但有所需的压载水，油水为其船上不装载货物，但有所需的压载水，油水为其 总储备量的总储备量的10。2. 2. 典型载况典型载况第第1页页/共共19页页3.2 空船重量估

2、算空船重量估算第三章、船舶重量重心1. 影响船体钢料重量的主要因素影响船体钢料重量的主要因素船体钢料重量的分析与估算船体钢料重量的分析与估算(1) 主尺度主尺度主尺度主尺度(L、B、D、d、CB）中影响最大的是）中影响最大的是L，其次是，其次是B，d 和和 CB 对对WH 的影响较小，而的影响较小，而 D 的影响程度要根据具体情况来分析。如用指数函数的影响程度要根据具体情况来分析。如用指数函数的形式来表示其影响程度，即：的形式来表示其影响程度，即：BHCdDBLW式中：式中：、 称为主尺度对船体钢料重量的影响指数。称为主尺度对船体钢料重量的影响指数。各指数的大体关系为：各指数的大体关系为： 和

3、和 及及 ，其中其中 1。（参见表）。（参见表）第第2页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 船体钢料重量的分析与估算船体钢料重量的分析与估算第三章、船舶重量重心1. 影响船体钢料重量的主要因素影响船体钢料重量的主要因素 （2）布置特征）布置特征 甲板层数甲板层数 舱壁数量舱壁数量 上层建筑和甲板室上层建筑和甲板室 布置决定的结构形式布置决定的结构形式 （3）使用要求）使用要求 新船要求的使用年限新船要求的使用年限 结构材料（高强度钢的使用比例）结构材料（高强度钢的使用比例） 附体的大小和多少附体的大小和多少 第第3页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 船体钢料重量的

4、分析与估算船体钢料重量的分析与估算第三章、船舶重量重心2. WH 的粗估方法的粗估方法 （1）平方模数法）平方模数法 式中：式中：CH1取自母型船：取自母型船： a、b权重系数权重系数）（bDaBLCWHH11()HOHOOOWCLaBbD （2）立方模数法）立方模数法21HHWCLBDLhlLSDDii1式中：式中： D1 相当型深相当型深 CH2 取自母型船取自母型船第第4页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 船体钢料重量的分析与估算船体钢料重量的分析与估算第三章、船舶重量重心2. WH 的粗估方法的粗估方法 （3）指数法）指数法 式中：式中：CH3取自母型船；取自母型船；

5、忽略忽略 d 和和CB 时，取时，取 为为 0。 （4）统计法）统计法CBHHWCdDBLCW3、 统计公式。统计公式。例如：适用于例如：适用于1000050000吨散货船的统计公式：吨散货船的统计公式：120010)7 . 0(90. 342BHCBKLW23)100300(75.10LK 式中：式中：第第5页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 船体钢料重量的分析估算船体钢料重量的分析估算第三章、船舶重量重心3. 比较精确的估算方法比较精确的估算方法 （1）每米船长重量法）每米船长重量法需具备新船和母型船的典型横剖面结构图和总布置图。需具备新船和母型船的典型横剖面结构图和总布置

6、图。估算步骤如下：估算步骤如下： 全船性结构钢料重量的估算：全船性结构钢料重量的估算： 分别计算出新船和母型船单元长度（每米长度重量）的结构重量分别计算出新船和母型船单元长度（每米长度重量）的结构重量 w 和和 w0 。按下式换算新船的全船性钢料重量：。按下式换算新船的全船性钢料重量： 式中：下标为式中：下标为“o”者是母型船之值；者是母型船之值； WHO为母型船对应的全船性钢料重量。为母型船对应的全船性钢料重量。 3131BOBPPOPPOHOHCCLLWW 局部修正和计入其它结构重量。局部修正和计入其它结构重量。 （2）分项重量换算法分项重量换算法第第6页页/共共19页页3.2 空船重量估

7、算空船重量估算 舾装重量的分析与估算舾装重量的分析与估算第三章、船舶重量重心1. 舾装重量的分析舾装重量的分析舾装部分重量的特点是：项目繁多，且各自独立，规律性差。采舾装部分重量的特点是：项目繁多，且各自独立，规律性差。采用分类、分项估算较可靠。用分类、分项估算较可靠。估算舾装重量，通常可分成以下四类，分别对照母型船的舾装重估算舾装重量，通常可分成以下四类，分别对照母型船的舾装重量资料来分析和估算量资料来分析和估算 与船的排水量和主尺度有关的重量与船的排水量和主尺度有关的重量如船舶设备与系统，包括锚、如船舶设备与系统，包括锚、舵、系泊、消防、管系、油漆等。舵、系泊、消防、管系、油漆等。 与船员

8、或旅客人数有关的重量与船员或旅客人数有关的重量如舱室木作（衬板、天花板、甲如舱室木作（衬板、天花板、甲板敷料）、家俱、卫生设备、救生设备等。板敷料）、家俱、卫生设备、救生设备等。 与船的使用特点有关的重量与船的使用特点有关的重量如货船上的起货设备及舱口盖，拖如货船上的起货设备及舱口盖，拖船上的拖带设备等。船上的拖带设备等。 特殊项目重量特殊项目重量如减摇装置，侧向推进装置等。如减摇装置，侧向推进装置等。第第7页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 舾装重量的分析与估算舾装重量的分析与估算第三章、船舶重量重心1. 舾装重量舾装重量WO 的估算方法的估算方法WO 的粗略估算方法也有类似

9、于的粗略估算方法也有类似于WH 估算方法中的平方模数法和立估算方法中的平方模数法和立方模数法，即：方模数法，即：LBCWOO1)(2DBLCWOO4OOWCLBD平方模数法：平方模数法：立方模数法：立方模数法：2 33()OOWCLBD或：或：或：或：式中：式中：CO1、CO2、CO3、CO4均为取自母型船的对应系数。均为取自母型船的对应系数。第第8页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 舾装重量的分析与估算舾装重量的分析与估算第三章、船舶重量重心1. 舾装重量舾装重量WO 的估算方法的估算方法WO 的其他估算方法：的其他估算方法：统计公式；统计公式；较详细的分项估算。较详细的分项

10、估算。 分项估算的详细程度根据设计的深度而定。对于已确定的具体舾装设分项估算的详细程度根据设计的深度而定。对于已确定的具体舾装设备，可参照设备样本提供的重量资料来确定，如救生设备、锚泊设备、舵备，可参照设备样本提供的重量资料来确定，如救生设备、锚泊设备、舵设备、起货设备等。对于舱口盖、甲板覆料、内装材料等可根据布置和选设备、起货设备等。对于舱口盖、甲板覆料、内装材料等可根据布置和选型结果，用型船资料或经验公式等方法估算。对于设计暂未确定的其他杂型结果，用型船资料或经验公式等方法估算。对于设计暂未确定的其他杂项的重量也可用型船资料换算，换算中注意对新船和型船的不同处应进行项的重量也可用型船资料换

11、算，换算中注意对新船和型船的不同处应进行适当的修正。适当的修正。第第9页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 机电设备重量估算机电设备重量估算第三章、船舶重量重心1. 按主机功率按主机功率 的粗估方法的粗估方法机电设备重量可以近似地按主机功率平方根机电设备重量可以近似地按主机功率平方根 的关系进行换算的关系进行换算 ，例如：，例如： 式中：式中：PD主机功率主机功率MCR（kW）；）； CM系数，可用母型船资料换算。缺乏母型资料时，系数，可用母型船资料换算。缺乏母型资料时， CM可按可按以下范围取值：对于中速主机：以下范围取值：对于中速主机： CM =56，对于低速主，对于低速主机

12、：机：MCR 在在10000kW以上时以上时 CM =78；MCR在在10000kW 以下时以下时 CM =89。5 . 0DP5 . 0)7355. 0(DMMPCW2. 分项估算方法分项估算方法第第10页页/共共19页页3.2 空船重量估算空船重量估算 固定压载和排水量裕度固定压载和排水量裕度第三章、船舶重量重心1. 固定压载固定压载固定压载属于空船重量的一部分。船舶加固定压载的主要原因有：固定压载属于空船重量的一部分。船舶加固定压载的主要原因有： 某些船稳性不足，加固定压载以降低重心高度；某些船稳性不足，加固定压载以降低重心高度； 某些特殊船舶嫌满载吃水太浅或排水量太小，用固定压载加大吃

13、水和某些特殊船舶嫌满载吃水太浅或排水量太小，用固定压载加大吃水和排水量；排水量； 有的船因布置的特殊要求导致浮态不理想，用加固定压载来调整纵倾。有的船因布置的特殊要求导致浮态不理想，用加固定压载来调整纵倾。对于一般运输货船，设计成加固定压载是不允许的。某些特殊情对于一般运输货船，设计成加固定压载是不允许的。某些特殊情况下，新船建造完工后，发现重心过高或浮态很不好，用加固定压载况下，新船建造完工后，发现重心过高或浮态很不好，用加固定压载来作为一种补救措施，以便在新船牺牲了部分装载能力后还能继续使来作为一种补救措施，以便在新船牺牲了部分装载能力后还能继续使用。用。第第11页页/共共19页页3.2

14、空船重量估算空船重量估算 固定压载和排水量裕度固定压载和排水量裕度第三章、船舶重量重心设计中重量估算误差。设计中重量估算误差。未预计重量的增加，如在设计后期或建造过程中船东未预计重量的增加，如在设计后期或建造过程中船东提出增加设备等。提出增加设备等。建造中时常难免会采用代用品（包括材料及设备等）建造中时常难免会采用代用品（包括材料及设备等）导致空船重量增加。导致空船重量增加。2. 排水量裕度排水量裕度 排水量裕度也叫排水量储备。在估算空船重量时，通常都排水量裕度也叫排水量储备。在估算空船重量时，通常都要考虑加一定的排水量裕度，其原因大致有以下三个方面：要考虑加一定的排水量裕度，其原因大致有以下

15、三个方面：排水量裕度的取值视不同设计阶段而定，例如，在初步设计阶排水量裕度的取值视不同设计阶段而定，例如，在初步设计阶段，排水量裕度可取空船重量段，排水量裕度可取空船重量 LW 的的 46。或者对船体钢料重。或者对船体钢料重量量 WH 取取 35，对舾装重量，对舾装重量 WO 和机电设备重量和机电设备重量WM各取各取 8%10。第第12页页/共共19页页3.3 载重量估算载重量估算第三章、船舶重量重心人员、行李、食品、淡水的重量人员、行李、食品、淡水的重量载重量载重量DW包括了货物、人员及行李、食品、淡水、燃油、滑油、炉水包括了货物、人员及行李、食品、淡水、燃油、滑油、炉水以及备品和供应品的重

16、量，如果设计状态还有压载水的话，则还包括压载水以及备品和供应品的重量，如果设计状态还有压载水的话，则还包括压载水的重量。的重量。 如设计任务书已知如设计任务书已知DW，为了考虑各种舱室容积的要求和计算重心的位，为了考虑各种舱室容积的要求和计算重心的位置等，也必须对组成载重量的各部分重量进行计算或估算。置等，也必须对组成载重量的各部分重量进行计算或估算。 人员和行李通常按每人平均（人员和行李通常按每人平均（70kg50kg）计算。）计算。 食品及淡水总储备量自持力食品及淡水总储备量自持力人员数人员数定量定量）（自持力dVRS24R为续航力，为续航力，Vs是服务航速。是服务航速。食品和淡水的定量标

17、准食品和淡水的定量标准。第第13页页/共共19页页3.3 载重量估算载重量估算第三章、船舶重量重心1. 燃油（燃油（WF）33221110k)gPgPg(tWFt 航行时间航行时间 （h）;g1主机耗油率主机耗油率kg/(kW.h)；p1主机常用额定功率（主机常用额定功率（kW）；）； g2辅机（主要指发电机组）耗油率辅机（主要指发电机组）耗油率kg/(kW.h) ；p2航行时使用的辅机总功率（航行时使用的辅机总功率（kW）；）；g3其他燃油设备（如燃油锅炉）单位时间耗油量其他燃油设备（如燃油锅炉）单位时间耗油量 （kg/h）；）；k风浪影响系数，可取风浪影响系数，可取1.11.2。2. 滑油

18、（滑油（WL）FLWW3. 炉水（炉水（WBW）tGWBW4. 备品供应品备品供应品备品和供应品的重量可取空船重量的一个百分数，如（备品和供应品的重量可取空船重量的一个百分数，如（0.5%1.0%）LW。燃油、滑油、炉水及备品供应品的重量燃油、滑油、炉水及备品供应品的重量第第14页页/共共19页页3.4 排水量的粗估和重量与浮力的平衡排水量的粗估和重量与浮力的平衡第三章、船舶重量重心在设计的最初阶段，初步选取主尺度时如何考虑排水量的要求是设计在设计的最初阶段，初步选取主尺度时如何考虑排水量的要求是设计者面临的第一个问题。在已知载重量的情况下，排水量的第一次近似通常者面临的第一个问题。在已知载重

19、量的情况下，排水量的第一次近似通常可应用载重量系数的方法初步确定，即：可应用载重量系数的方法初步确定，即：DW 的估算方法在有相近母型船资料时，用母型船资料较可靠。的估算方法在有相近母型船资料时，用母型船资料较可靠。也有一些统计公式可供参考使用，例如：也有一些统计公式可供参考使用，例如：DWDW式中式中DW 称为载重量系数称为载重量系数 。 DW 表示船舶载重量表示船舶载重量DW占排水量的比例占排水量的比例系数，对于相同排水量的船来说，系数，对于相同排水量的船来说， DW大，表示空船重量轻，或者说载大，表示空船重量轻，或者说载重能力大。由此可见，一艘运输货船重能力大。由此可见，一艘运输货船 D

20、W的大小是反映该船设计建造质的大小是反映该船设计建造质量的一个重要指标。量的一个重要指标。 554535255)10(0469. 0)10(1441. 0)10(1294. 0)10(0775. 0)10(1304. 07666. 0DWDWDWDWDWDW该式适用于该式适用于DW=10000100000t的散货船。的散货船。第第15页页/共共19页页3.4 排水量的粗估和重量与浮力的平衡排水量的粗估和重量与浮力的平衡第三章、船舶重量重心根据浮性方程：根据浮性方程：DWLWkLBdCB已知粗估所得的新船排水量已知粗估所得的新船排水量和初步选取的和初步选取的L、B、D、d及及CB ，就可，就可根据这些要素估算出空船的重量根据这些要素估算出空船的重量 LW以及载重量以及载重量DW。此时