船舶主尺度确定

1、3船舶主要要素确实定3. 1船舶主尺度初估船长(Loa&Lpp)船长L是表征船舶大小的最主要的因素之一。浮力L的增减，对排水量的影响很大。当船的各局部重量之后大于排 水量时，可以通过加大L来解决重量与浮力的平衡问题，但影响的面较广。 航速L对船舶阻力有较大影响，在不同的傅劳德数Fn下，Rt及Rr 占总阻力的百分数是变化的。在对Fn 0时，方可盈利。PBP计算投资回收期PBP=投资/ (年产值-本钱)=2. 58年PBP能反映投资回收的时间长短，值越小说明回收期越短，能更快盈利。可知：该初估主尺度船满意经济性要求。6主尺度优化初估主尺度只是最初的一套方案最初来到结果，我们通过转变Lpp、B、H、

2、 T组成了不同的方案，在通过快速性、稳性、横摇周期等性能要求，筛选出符合 要求的方案，再从中选出经济性最好的一组作为我们的最终方案。优化原理：Loa=73m77m,相邻数据间隔0. 5mLpp = 0.9795Loa - 6.5939B/d在2. 52. 9之间。L/B=4.66,相邻数据间隔0.1B/d=2.52.9,相邻数据间隔0.05D=干舷+d,千舷:D-d=0. 04Lpp-1. 47依据以上关系，在船长75米级范围内变换船长及L/B、B/d,变换值如下：LoaL/BB/d73.004.602.5073.504.702.5574.004.802.6074.504.902.6575.0

3、05.002.7075.505. 102.7576.005.202.8076.505.302.8577.005.402.905.505.605.705.805.906.00图3-3主尺度组合方式由以上尺度列出排列组合形成的总表，共有1215组数据，经过1215种方案依据 上述各指标进行排选和比对，得到最终的方案如下：表3-5设计船主尺度优选结果主要要素优选结果Loa=74.5m,Lpp=66.38mB=142mD=8.79md=5.65mCb=0.62L/B=4.7B/d=2.5V=13.51kn 二3375.37tCp=0.66Cw=0.75GM=0.6mT=13.23s载货量Wf1719.

4、23t船价=10741.93万元净现值NPV=2756.05万元投资回收期PBP=2.12年图3-1 Lpp与Loa线性关系 y = 0. 9795x - 6. 5939 R2 = 0. 9957这是一组线性相关度特别高的数据，所以我们可以依据这个线性回归公式, 来估算出垂线间长。故在任务书给定总长为75米级时，不妨就取Loa=75m,那么 可以得到相对应的垂线间长Lpp=66. 87m。型宽B在满意船宽尺度限制的条件下，选择船宽时首先考虑的基本因素是：浮力, 总布置（舱容及布置地位）和初稳性高（上，下限要求）。最小船宽常由稳性下 限调整和总布置要求所打算，这对于小型船舶和布置地位型船尤其是这

5、样。a.从布置地位看，增大船宽可增加舱室宽度，加大甲板面积，对船舶的布置及使用一般是有利的。b.从稳性要求看，船宽增大对提高船舶的稳性有显著的效果，但B偏大， Gm提升有可能不利于倾角较大时的大倾角稳性。近代拖网渔船，包括远洋拖网渔船在内，由于机械化程度日益提高，为了便 于布置，同时满意对容积的需求，型宽B已较以前有所增加，但L/B已很少大于 6o经过资料统计2000年至今远洋拖网渔船L/B集中在4. 66之间。初估主尺度时,选取L/B=4.6,那么B=Lpp/（L/B）=14.23m型深H型深对于布置地位型要求的船舶，它取决于舱内的布置地位。从对稳性的影响来看，增大型深会引起重心高度的增加，

6、加大风压倾侧力矩, 但型深加大能使甲板入水角增大，增加稳性复原力臂曲线下的面积和最大复原力 臂对应角。因此，增加型深由于重心提升会减小初稳性高，但对大倾角稳性可能 有利。从船舶纵总强度方面来看，由于增加型深对提高船体剖面模数特别有效，所 以增加型深对纵总强度有利。在远洋拖网渔船中型深H主要起到保证容积的需要，但一般对远洋拖网渔船 而言，L/H不会太大。故主尺度初估时取B/d=2. 55,已算得Lpp=66. 87m那么 d=5. 58m吃水T设计吃水的选择主要从一下几个方面来考虑：1）浮力 增加吃水，可减小Cb或B及L,对快速性和减轻空船重量等 很多方面都是有利的。当然减小B和L都应当满意稳性

7、和布置地位等有关的要求;2）从提高推动器的性能方面考虑：吃水增加，桨轴沉深就增大，从而空泡 数较大，而吃水增加，螺旋桨半径就可以增加，从而提高螺旋桨的效率；3）从稳性方面考虑：吃水T增加，会使得B/T减小，而B/T对稳性的影响 较大，而会造成稳性的降低；4）从耐波性的观点来看，L/T大者，在风浪中纵摇与升沉运动较为缓和， 但T又不行取的过小，以免引起前踵出水而产生拍击。通常在渔船设计中，T的 选取往往依据B/T打算。依据统计，远洋渔船的B/T通常在2. 52. 9之间。在贾复的渔船设计中，当船长Lpp时，有以下阅历公式：T=d+O.0357Lpp+0. 77（3-2）由Lpp=66. 87m,

8、那么可算出吃水T=5. 81m。方形系数Cb方形系数的选择主要从以下几个方面来考虑：1）对稳性的影响：方型系数Cb增加，可是稳性降低；2）对快速性的影响：方型系数Cb越大，对摩擦阻力Rf影响不大，但对剩 余阻力Rr影响较大，尤其是高速船，选择方型系数Cb时应首先从舱容和布置方 面考虑。3）对总布置的影响：方型系数Cb越大，对增大舱容有利；4）对于渔船，从耐波性来看，对短的船，在减小失速现象上方形系数有着 显著作用，也就是在同等海况下，船长相同，方形系数大者，失速较大，相同的 方形系数，船长短的，失速较大。因此从耐波性来看，渔船采纳较小的方形系数 是比拟合理的。在贾复的渔船设计一书中，从实船统计

9、分析来看，渔船的方形系数可用以下公式表示:Cb=l.14-0. 61V/Lpp0. 5其中,V二中.5kn, Lpp=66. 87X3. 82=255. 4434 英尺,那么可得出 Cb=0.62。3. 2主机功率及主机型号的选取3.2.1 拖航功率(1)网具阻力网具选用1440型扩张比0.4。参考我们国家竹焚鱼中层拖网网具性能分 析应用网子阻力公式：R=0.0899(d/a)LCV1. 738(3-14)式中 d/a=0. 00149 L=472. 25m C=1440m该式仅适用于拖速1. 533. 06m/s范围内，大型竹荚鱼中层拖网网具阻力计算。本船拖速5kn,约为2. 57m/s.考

10、虑30%风浪储藏。网具阻力：R1 =R*L 3=610. 78KN(3-15)(2)拖网功率本船拖速5kn,航速13. 5kn拖网功率：PF610. 78*5*0. 514KW=1569. 71KW(3-16)(3)船身功率为了简化阻力计算可以由船舶原理上册相当平板阻力公式计算船身阻力, 将船简化为相当平板查船舶原理(上)可估算船身阻力：R2=7sv2pct(3-18)式中相关参数确定如下：Re= vL/u (其中口二1.006X10-6)由摩擦阻力系数公式Cf=7r篝不,将Re值代入得到Cf(IgRe - 2)2总阻力系数Ct包括摩擦阻力系数Cf和剩余阻力系数(兴波阻力很小,忽视不计)， 因

11、此取 Ct= (1+20%) Cf因此由相当平板算的船身总阻力：R2= 1/2 SV2 pCt(3-19)由功率与船速算得船身功率P2=R2XV1(3-20)由以上计算求得拖航功率P=P1+P2(3-21)主机功率、主机选型取推动效率QPC=O.50可得到主机需供应P=P/QPC的功率用于拖航。(1)用电功率速冷功率：最大网产40t,速冻柜取12个，速冷功率为600KW冷库功率为每日产量59.5t,取120KWRSW 舱大小=59. 5/1. 5=39. 666m3 取 40 m3用电功率24KW起网功率：起网时船速0. 6m/s,起网速度lm/s,起网阻力R=206. 17KN起网功率=32

12、9. 88KW其他用电功率100KW用电功率 P3=600+120+24+329 88+100=1173. 88KW(2)主机功率(3-22)IMO TIER II那么所需主机功率二P/QPC+ P3依据此计算的主机功率选择瓦锡兰中速柴油机机6L32, 4640KW 规格如下：表37主机参数WARTSILA 32Cylinder borePiston strokeCylinder output320 mm400 mm500 kW/cyl, 580 kW/cylFuel specification:Fuel oil700 cSt/50oC7200 sRl/lOOoCSpeed750 rpmISO

13、 8217, category ISO-F-RMK 700Mean effectivepressurePiston speed24.9 bar, 28.9 barSFOC 185 g/kWh at ISO condition10.0 m/sOption: Common rail fuel injection.表3-5主机规格Engine type500 kW/cyl580 kW/cyl8L324 0004 640RATED POWER表3-6主机尺度EngineA*AB*BCDFWeighttype8L325 9606 2452 3602 2952 3052 3451 15543.4DIMEN

14、SIONS (MM) AND WEIGHTS (TONNES)图3-2主机尺度示意图3. 3.性能初步校核3. 3. 1快速性用海军系数法来校核航速是否满意要求。已选定主机瓦锡兰中速柴油机 机6L32, 4640KW,经计算，由主机功率采纳海军系数法得到的航速远远大于任 务书要求的服务航速13.5kn。但考虑到渔船的特别性，只有局部主机功率用以 航行，其他局部用来制冷、供电、保鲜、加工等等。由此可知，在此主机功率下 足够保证该船到达任务书要求的航速，即满意快速性要求。3. 3. 2稳性由初稳性高公式：GM=alT+a2B2/T-a3H,(3-23)式中 Cw=l+20b =o. 75 , al

15、=0. 55, a2=- =0. 08, a3=0. 65,3Cw + Cb11.4 x Cb所以GM=0. 67m0. 35m,即满意法律规范要求。3. 3. 3横摇周期依据计算横摇周期的公式：t=0. 58f,其中,f=l+0. 07 (B/T-2. 5) =1.0035,KG=0. 65H,故t=12. 6sl. 3X8=10. 4s,满意法律规范要求。3. 4排水量计算3. 4. 1空船重量LW参照渔船空船重量与重心估算，依据LW与主尺度之间的关系估算：Lw=ClLBD(3-24)式中Lw空船重量LBD一立方数，为垂线间长、型宽、型深的乘积，m3；CL重量系数，t/m3o参照渔船空船重

16、量与重心估算，得如下数据：表3-2双甲板渔船空船重量系数此设计船为冰冻渔船，取CLR.201,因L、B D均为变量，Lw也随之变化。 Lw=0.201LBD(3-25)LPP253035404550607080冰鲜渔船0.2200.2100.202冷冻渔船0.2550.2460.2350.2300.2220.2170.2070.2010.200空船重量取6%的裕度。Lw =Lw (1+6%)(3-26)3. 4. 2载重量DW估算(取一个扒载周期时载况)(1)船员及行李每人取 110-120Kg, Wp=120*34=5. 4t(3-27)(2)食品及淡水自持力天数T取3。天。食品按每人每天2

17、. 5Kg计算Wfood=k gf M T 101. 05X2.5X4.5X30X 10一 二3. 54t(3-28)本船设有制淡装置，淡水取每人每天10Kg进行计算Wwater=k gw M T 101. 05X 10X4. 5X30X 10-=14. 18t (3-29) (3)燃油及滑油依据渔船设计一书的介绍，渔船燃油量可以由以下公式打算：Wr=k (go Pi 3+go P2 t2) 10-3=(l. 08*(0. 175*4640/0. 735*(0. 2*30*24 +0.8*30*16)+0.175*1250/0.735*(0. 2*30*24+0. 8*30*16)*0. 00

18、1)*(2/3)=53 3. 13t(3-30)Wh=k (go Pi ti+go P2 t2) 10-3=(l. 05*(0. 004*(4640*(0. 2*30*24+0. 8* 30*16)+1250*(0. 2*30*24+0. 8*30*16) )*0. 001)*(2/3)=8. 71t(3-31)载重量汇总：表3-3载重量计算 TOC o 1-5 h z 工程吨(T)船员行李54食品重量3.54淡水14.18燃油533.13滑油8.71冰盐鱼箱300渔具备品170其他73DW1619.96那么排水量：二 L06LW+DW(3-32)那么二3390. 74t3. 5经济性指标NPV, PBP经济性指标是衡量船舶是否盈利，打算船舶是否具有投资价值的指标。本船 的净现值计算方法如下：(1)船造价型船资料：L=78m B=ll. 91m D=19m 造价 1. 5 亿参考渔船设计C=K (LbpBH) 2/3 万元(3-33)那么设计船造价 C= (LbpBH/L/B/H) (1)*15000=10836. 01 万元(2)年收入最大网产40t,扒载周期为8天，每次捕鱼2个扒载周期，年打鱼次数6次。所 捕获的为70%竹荚鱼