23000DWT油船方案设计

23000DWT油船方案设计学院(系)：船舶工程学院学生姓名：xxxx 指导教师：xxxx 完成日期：2016年5月26日 -I- 要分为下面六个部分：计船的主尺度、船型系数和排水量等主要要性曲线等，以确定设计船满足设计任p行货舱区的结构设计，选取构件，并校核总纵强度，以保证结构设计合理。最后绘制面图。ln andppReferringtothe26000tproductcarrier’sgeneralarrangement,thegeneralarrangementisp-III-s -V-w p -VII- 。-1-根据未来油运市场的特点，油船近期的发展是10~13万吨级的油船，中长期发展本毕业设计为23000DWT近海原油船方案设计，设计船主要用于运载闪点小于本船船员数为25人，在满足船舶营运要求的前下，充分考虑船员的起居生活，保证船员的正常工作，并保证船员的饮食和健康。-2-船体结构设计时，根据《钢质海船入级与建造规范(2006)》的相关规定，求。海船建造规范(2006)》的相关要求。本设计船为单机、单桨、单甲板、尾机型-3-船舶设计技术任务书是船舶设计的依据。他是由船东或者业主根据使用需要，考虑技术与经济等实际情况，经过技术经济论证工作之后编制的。技术经济论证工作有《国内航行海船法定检验技术规则(2004)》《国内航行海船建造规范(2006)》-4-船舶主要要素确定步估算算此次设计的23000DWT原油船为载重量型船舶，初步估算排水量的方法有很多，这里采用的是载重量系数法[1]。母型船在这里我选择26000DWT成品油26000DWT成品油船的主尺度等信息如图所示：WLWL-5-排水体积▽DW及方形系数 PPb-6-计算LB=K，Bd=K，已知方形系数C、排水量后，就可应用浮性12bLBd依据主要尺度比估算主要尺度的初始值[1]，bbLLK1K2 2b12b00PPb(LL|0|(2.9)((2.10)-7-(dD=D||0d0(Ad=d0|A0|A(2.11)(2.12)(2.13)PPb将以上三种方法初步估算的设计船主尺度作为三种方案列表比较，比较结果见下(统计公式法)(主尺度比法)(母型换算法)三种方法结果-8-PPb-9-在设计初始过程中，初步选择主机需要得到船舶的有效功率。目前有不少估计有效功率的方式，在此我采用的是海军部系数法，基本公式如下：(2.14)C为海军部系数；设计船要求为服务航速达标，因此此处取母型船服务航为船舶的排水量(t)当母型船服务航速为13.6knV时，主机功率(CSR)为5508kW，计算得此MANB&W功率kW转速燃油消耗率估算Chb(2.15)hW=CL(B+D)ffPPff ffW=CPmmB BBmmmLW=W+W+W=7759.66t(2.19)hfm衡11hfm11116DW-215.08下面计算此时是否满足允许的误差要求：1=100%=0.94%DW23000(2.20)(2.20)现行规范的误差范围内的，由此推断出浮力与重力存在一定的不平衡现象，需要通过再次计算使得他们平衡。在这里我选取用来是他们达到平衡的方法是传说中的诺曼系数法，在这里误差的范围被设定为0.5%以内。1W2W2W1-h-f-m编3编3编=1.2911LBCLB111b1b=一一bbb2通过以上主尺度得变换，将设计船的数据一一带入，可以算得：PPb依照以上变换后的设计船主要要素，再次对设计船空船重量具体的分列三项进行计算，将数据一一带入，能够算得：22222226DW-26.77 1=100%=0.12%0.5%，按照基本法这是在误差范围以内的，DW23000。总b水体积▽ckWsS0根据经验算式： 00sv00svsK为风浪储备系数，在这里取K=1.15010102.6.3炉水重量估算Wbwbw0BB上锅炉燃烧燃油和轻质船用柴油的总的重量，则令载重量中载货量以外的总重cZ=adb1(C0.437a=0.5|w|b1Cb bWWbdb12r=a22da=2Cb BBbW2把上面的数据一一代入，可以算出：r=a=6.02。22d的计算方法有很多，这里同样采用以往的经验算式计算：Z=D(2.27)gggGMZrZh.28)bgZ——相应吃水下的浮心高度；br——相应吃水下的横稳心半径；Z——所核算状态下的重心高度；gbgbg根据我国《海船法定检验技术规则(1992)》[5]的规定，油船的初稳性高为了避免船舶发生谐摇，保证船舶谐摇缓和，必须使GM小于上限值，所(2.29(2.29)^=91.3T9T——波浪周期。T=0.58f9BB2+4Z2 Z——重心垂向高度；g99波浪周期，航区常见的大波浪周期：得出上述数据之后，即可计算调谐因数：T6.45从上述计算可知，此时的2种装载情况下设计船的横摇周期以及初稳性高我们知道航速校核的目的是校验在初拟的C，L，B，D，d等的情况bp在以上的估算公式中：设计船棱型系数C=C/C，综合考虑，后期绘制设计船水下部分的外pbm形时最好使用母型船改造法，所以在此处，令C=0.995，方形系数已知mb(2.34)(2.34)tC.33)pn=1tHR通常情况下取轴系效率n=0.97，功率储备百分之十；s则此时螺旋桨敞水收到马力：P=0.9Pnn=8171.28kW；DsRsAVPDA(2.35)00推进效率n=nnnn=0.595，做一定的功率储备，选择n=0.58。0RHs表2.6按B6法估算螺旋桨推进效率PBPMAU(查图)η0MAU(查图)η0MAU(查图)η0最终总推进系数η使用《运输船舶设计特点》[7]中的经验公式计算设计船的浮心纵向位置Xb：X=47.619(C0.765)%Lbbpp(2.36)bppbpp纵向位置是符合道理的。把航速校核的主要数据进行如下汇总：LLBdDΔ▽bCbCmCpdL/BdXbρ0.5ρSν×106近似估算有效功率的方法有很多(例如泰勒法，爱尔法等)，在这里我采取的是莱pKellerVVVV1Vkn)23sCCLpdd45Ld/B修正678dd92244.72651.87259.54767.751(1/2)ρS2sVVtkcn(VV)VDtkbn kD采用下列统计式来估计能提供的总容积V：DV=KKLBDCDvcppmdvbcmdm 采用下列统计式来估计设计船货油舱能提供的容积V：V=KL(B2b)(Dh)tkacdab C——方形系数；bBmBdd15dV=CV=Ckatk舱的容积之和即为货油区容积，因此压载水舱容积等DtkWcnrc cCcctkcntkcnDtkbnDcnbn因此容积校核完成。经济分析船长对船舶钢料重量有主要影响[10][11]，增加船长将使船体钢料及舾装设的重量增加从而增加造船价格，本设计船是原油运输船舶，设计时应注意尽量减小船长，降低造价和消耗，提高运输能力，提高船的经济性，本船垂线间长Lpp＝156.0m，小于用经验公式算得的船长，属于同类型船的经济船长范围内型深对舱容的影响较大，本设计船型深较大，有效地保证了要求的舱容，同时也有利于减小船长，降低船舶的造价，提高其经济性。的分析方形系数对船舶性能有很大的影响，尤其是阻力，因而船舶的经济性好坏与船舶的方形系数有很大关系，而方形系数又受到傅汝德数影响。本船的傅汝德数[12]为Fn=v=0.197，根据赛维尔雷夫临界方形系数估b当减小，对降低造价有利，因此本船的方形系数选取的比较合理。综上所述，本船的经济性是可以得到保证的。小结本设计船为运输船舶，应尽量提高其经济性能，因此设计时应注意降低造价，以降低成本，尽量提高航速，降低消耗，提高其运输能力，提高经济性能。船长对船舶的造价影响较大，故应该尽量减小船长；运输船舶，应满足载增加型深，以满足本船舱容；由于本设计船的吨位特点，其他性能对其的限制较少，影响较小，能够满足要经过以上稳性校核、航速校核、容量校核，得出以上性能均满足要求，因设计吃水db排水体积▽表3.1设计船与母型船主要要素设计船母型船bpb曲线CAD方式读取每一理论站的面积得到想要的横剖面积，并对每一站 -0.10 1 237.26351250.65093256.42338 52.79194229.784578 23456789 AB积曲线3.2.1母型船棱形系数以及浮心位置母型船无因次化的横剖面面积曲线的面积就是母型船棱形系数C，从而可以得到母型船前体与后体的棱形系数C与C。pf0pa0pf0pa0p0bppXXpapLpf0pf0 L由上式可以知道，dx'为无因次化时辅助站的距离，有因此话之后，距离即为ppdx'，i2i根据每一站的距离变换值则可以得到的需要的设计船横剖面面积曲线。XpfpLXpppp CpfC——设计船后体棱形系数；paC——设计船棱形系数；pX——设计船浮心纵向位置。b得：pfpa 73 78 3x -0.844-0.673345-0.5676-0.4967-0.33348-0.2.1946679-0.140101得到以上数据之后，就能够画出利用母型改造法得到的无因此化横剖面面pp设计船的棱形系数Cp及浮心纵向位置X(占船长的百分比)，其查询结果如bpbppp0.804XbbbppppCbp站站号横剖面积dx"i00.010811-0.0004040.50.047188-0.00176110.162616-0.006071.50.310094-0.01157420.450243-0.01680530.672883-0.02511540.822864-0.03071350.91597-0.03418860.967653-0.03611770.989938-0.03694980.998261-0.0372691-0.037325101-0.037325111-0.037325121-0.037325131-0.037325141-0.037325150.996416-0.037191160.962951-0.035942170.876557-0.032717180.71758-0.0267833663376 3832 89 15973 7 47 47 28272610.600491-0.0224130.455384-0.0169970.290591-0.0108460.203806-0.0076070.114985-0.0042921图3.3迁移法得到的设计船横剖面面积曲线迁移法对设计船的横剖曲线图进行变换后，利用AUTOCAD面域查询功能可以查得横剖面积曲线与x轴直线所围成形状的形心横向的坐标(即Xb的数值)以及此时形状面积的大小(即Cp的数值)：Xb=1.860%Lpp，设计船初始设计值Xb=1.858%Lpp，两%设计船横剖面C=0.80425，设计船初始设计值C=0.804，两者之间的误pp0.8040.80425差为100%=0.03%<0.5%通过上述两种对母型船型线的改造方法(具体来说是对横剖面积曲线图的变换)，LL型船各站的位置数据加上一个dx=(dx'+dx)pp即可。此时根据dx=(dx'+dx)pp即22单位(即1:1的比例)在CAD图上根据初定的设计船要素绘制完成。(1)绘制辅助站的半宽水线图之可以得到辅助站(设计船)下、辅助水线的型值半宽表：水线尾端点00.511.52345距舯半宽-1-0.95-0.9-0.85-0.8-0.7-0.6-0.5辅助站-1.000-0.951-0.905-0.860-0.815-0.723-0.628-0.530-位置4035354345744721152705861-78031-74211-70621-67124-63606-56402-48987-41406-.479.81.99-6862659.221530.341184.53184.85720.57924.59.2916788307182102196991473.68-7097057.427364.041551.52661.55190.67640.99538.912045346135431262524702783526697969141467000004436242346443624234655669369------上甲板14056.14001.13951.13908.13871.13842.13810.1380013800高60453476976122723924065D 3991 4 423 452 c、根据母型船首尾轮廓的变化，根据主要要素的比值(例如船长、吃水等)调整 -0.5-0.442.0416342 677891111112化，根据主要要素的比值(例如船长、吃水等)调整得到设计船首尾轮廓(绘制横剖面图时已完成)，此时纵剖线图水下部分基本得到完善，绘制基本完成。D=D+S(XlF)2(Lf——前半体起弧点距船中的距离)可以得出前半体各处上甲sFL2lppF板边线的高度(船后体同理)。绘制出上甲板边线之后，根据选定梁拱的梁拱曲线，可表3.8设计船的相关要素目数值WLWL排水体积▽4总布置设计置设计的主要工作包括以下四个方面：的外部造型；2.调整船舶的浮态(纵倾调整)；3.布置船舶舱室和设备；4.协调各部分通道和出入口楼梯。2遵循的原则在总布置工作中,除了注意各类船舶布置上的特殊要求之外,对各类船舶在布置上应遵循的一般规则如下:3肋骨间距划分bpp4确定双层底高度与双层壳厚度按照规定，船体舷侧外壁与货油舱壁之间(即双壳体)的间距需要大于等按照规定，船体底部外壁与货油舱壁之间(即双层底)的间距需要大于等5总布置概况及特点本船为钢质、双壳、双层底、单甲板、单机、单桨、单舵、尾机型、柴油DWT有首尾楼，尾楼甲板m甲500mm。由尾楼至首楼甲板之间设有步行天桥。全船设有六个货油舱，设有专4.6内部船舱的布置水密舱壁将船体划分为首尖舱、货油舱、机舱、尾尖舱。按照《钢制海船2.机舱的地位及长度C=10~12m。本船采用尾机型，参考母型船和同类型主机尺寸，取机舱长度l=21m。m3.首、尾尖舱长度的确定(1)货船的防撞舱壁距首垂线的距离应不小于0.05LL或10m，取较小船的LL为150.12m)；对于具有球鼻首的船舶，防撞舱壁距首垂线的距离可减小球鼻首在首垂线前方夏季载重水线上投影长度的一半，但L200m时减小值PPPPPP4.货油舱区及其他舱室的划分分为六对货油舱和七对压载水舱。参考母型船布置，以舵杆中心线处为0号肋位；船尾~#12为尾尖舱，肋1.尾尖舱区船尾~#12设有尾压载水舱、舵机舱、淡水舱(左、右)、尾轴冷却水舱(中)。2.机舱区设有双层底，双层底内#12~#14设有污水阱,#20~#31设有舱底水舱,#39~#42设有燃油溢油舱(右),#20~#32设有主机滑油循环舱(中)，#20~#31设有主辅机污油滑油舱(左),#28~#33设有轻柴油舱，#36~#41为油渣舱(右)、#41~#42的污水阱(左、右)，#42~#48设有NO.1燃料油舱(左、右)。(1)6.75m平台：#36~#42设有NO.2燃料油舱(左)。(2)10.0m平台：#12~#15设有锅炉给水舱(右)，#17~#36左侧分别设有气缸油柜、主辅机滑油沉淀舱、主辅机滑油储存舱、电工间、机修间，#21~42右侧分别设有主辅机锅炉柴油日用舱、主辅机锅炉柴油沉淀舱、分油机室、主机，锅炉燃料油日用舱、主机，锅炉燃料油沉淀舱。#48~#55设有污油水舱(左、右)；#55~#79设有NO.6货油舱(左、右)，#48~#79的双层底内设NO.6压载水舱(左、右)；#79~#107设有NO.5货油舱(左、右)，#79~#107的双层底内设NO.5压载水舱(左、右)；#107~#135设有NO.4货油舱(左、右)，#107~#135的双层底内设NO.4压载水舱(左、右)；#135~#163设有NO.3货油舱(左、右)，#135~#163的双层底内设NO.3压载水舱(左、右)；#163~#187设有NO.2货油舱(左、右)，#163~#187的双层底内设NO.2压载水舱(左、右)；#187~#211设有NO.1货油舱(左、右)，#187~#211的双层底内设#217~#220设有锚链舱；#211~船首为首尖舱兼首压载水舱。4.7甲板布置4.7.1主甲板布置主甲板上设有：舵机舱、物料架、冷藏室、各种食品库、海关仓库、电弄、管弄、泡沫剂消防机室、空调机室、洗衣间、烘衣间、船员室、健身室、走廊和通往层甲板的楼梯。4.7.2首、尾楼甲板布置2．尾楼甲板内设有：水手长室、大厨室、二厨室、机匠长室、餐厅、厨房、货控制室、吸烟室、二氧化碳室、配电间、电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯等。3.首尾楼甲板之间设有步行天桥。4.7.3艇甲板布置艇甲板甲板室内有三管轮室、机匠室、电匠室、医务室、救生器材室、消防器室、电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯。艇两舷各设有一艘25人耐火全封闭机动玻璃钢救生艇，甲板尾部两侧设有两部料吊车和导缆桩。4.7.4船员甲板布置船员甲板甲板室设有大副室、二副室、大管轮室、二管轮室，会议室、贮藏室电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯等。4.7.5船长甲板布置船长甲板室设有船长室、轮机长室、船东室、报务员室、贮藏室和通往上下层4.7.6驾驶甲板布置往上下层甲板的楼梯等。4.7.7罗经甲板布置罗经甲板设有后桅、雷达、声光信号设备、磁罗经、汽笛等设备。底舱和机舱布置4.8.1上平台布置主要布置有：主机、辅机、集中控制室、锅炉给水舱、燃料油舱、主辅机锅用舱/沉淀舱、主机与锅炉燃料油日用舱/沉淀舱、主辅机滑油储存/沉淀柜、尾管4.8.2下平台布置燃料油舱等。4.8.3底舱布置主要布置有：燃油舱、货油泵舱、污水井、海水门等。4.8.4双层底布置主要布置有：舱底水舱、主辅机污油滑油舱、主机滑油循环舱、燃料油溢油油舱和空舱等。.9船员配置类别级别人数职务人数职务人数职务人数干部船员236船长大副副三副1111轮机长大管轮二管轮三管轮1111报务员111共计443类别级别人数职务人数职务人数职务人数普通船员机匠长机匠大厨厨机匠长机匠大厨厨4水手7共计74.10舾装设备舾装设备按《钢质海船入级建造规范》舾装的要求选取。本船舾装数h顶部的有效高度，m。A——船长L范围内夏季载重水线以上的船体部分和上层建筑以及各层宽1.锚2.锚链3.起锚机4.掣链器带缆桩、导缆孔、导缆滚轮采用国家有关标准。由《国内航行海船法定检验技术规则(2004)》知：装运闪点不超过60(闭杯试验)货物的油船若航行于远海航区，每舷应配备经认可的能容纳船上总人数的耐火救生艇，此外，全船还应配备能容纳船上总人数50%的气胀救生筏；除客船以外的其他船舶，L≥200m应配备至少14只救生圈；每艘船舶应配备供值班人员使用和供远置的救生艇、筏存放处使用的足够数量的救生衣。综上，本船在艇甲板后部左右舷各一艘25人耐火型全封闭机动玻璃钢救生艇，左舷一艘兼做救助艇，在艇甲板上配置20人抛投式气胀救生筏两只，全船配置救生圈14只，救生衣35件(居住舱按船员人数配齐25件)。本船主要采用水灭火系统、CO2灭火和甲板泡沫灭火系统。CO2灭火主要用于机舱和货油泵舱，货油舱区域灭火采用固定式甲板泡沫灭火系统(货油舱区域共设6个泡沫灭火栓，配6具泡沫枪)。其他消防用品，如手提式灭火器、水龙带和水枪、消防员装备等均按“规范”要求配置。每个货油舱上设有一个直径为800mm的货油舱舱盖，形式为转动式钢质油密舱盖[16]。舱口围高度为700mm。在艇甲板尾部两侧各设有一部起吊重量为10kN的杂物吊，最大回转半径为7m,mm在船舯112肋位处设有一工作负载5t，回转半径10m的软管吊，用以吊运输油管道。4.11总布置图绘制4.12舱容校核4.13本章小结放的机械决定，这里缺乏数据便按照此法确定)，并适当取为整数。接着划分燃油舱等5静力学基本计算果通常都要绘制成综合性的曲线图，即船舶静水力曲线图。kkb(5)浮心垂向座标Z曲线bwfTPC线L(11)每厘米纵倾力矩MTC曲线(14)方形系数C曲线b(15)棱形系数C曲线p=Adzw0kk(5.1)(5.2)k(5.3)=p(5.3)kkbMLmiL2MLmiX=yoz=2bbZ=xoy=0wib(5.4)(5.5)BM=TBM=LFLBM=TBM=LFLC=wwpBL每厘米吃水吨数TPC：ILI式中I=Ix2.ALFLfw MTC=kLAbbLBd船中横剖面系数C：mAC=md(5.6)(5.7)(5.8)(5.9) 棱形系数C：pC=(5.14)pLAm0Aw(m2)13ftcmV(m3)000065B0B73LMTCtmcm)C0BC0MC0P稳性横截曲线的绘制静稳性臂l=l-GSsinv=l-(KG-KS)sinv(5.15)vssssv0式中：l——浮心作用线至参考轴线NN的距离；vM''+M'l=00l=000000 012-L/202ijjj=1j=1012-L/20i3nii ijjj=1j=1j——乞氏剖面号；图n9乞氏剖面位置(距船底边中点的距离，以底边半长l=L/2的百分数表示)X/l2XX/l2X/l1X/l4X/l53(1)选择计算水线、旋转点、假定重心位置和横倾角间隔的大小0(2)查询不同倾斜水线下的面积以及形心坐标 (3)计算排水体积与初始假定重心下静稳性臂l0s计算各条水线在各个旋转角度下不同乞氏站的横剖面面积A与相应的形心xi置X，可以沿船长方向积分得到中纵剖面的体积矩，体积矩与体积的比值就是相i应水线在该旋转角度下的静稳性臂l值。s表5.3与l计算表0s水线AΦyzΦAAΦA*zΦΦ123456789矩yyΦΦ函数(4)计算结果汇总横倾角Φ=10°Φ=20°Φ=30°Φ=40°Φ▽ΦlsΦ▽ΦlsΦ▽Φls.73横倾角Φ=50°Φ=60°Φ=70°Φ=80°Φ▽ΦlsΦ▽ΦlsΦ▽Φls.25(5)绘制稳性横截曲线以排水体积为横坐标，l为纵坐标，将相同横倾角的点连接起来，就得0s40°50°60°642050001000015000200002500030000350004000045000▽/m3以尾楼甲板甲板室两侧进入甲板室的门的下缘为进水点E，进水点距基线表5.5进水角计算结果405080乞氏站号AΦ12345678)()(900400025000200003000000舱容要素曲线对于船上各种液体舱，包括货油舱，压载水舱等液体舱，由于在营运过程中，油水均可有变化，所以应该给出各液体舱的容积和容积形心随液面高度变化的曲线，用来计算各种载况时的液舱装载量和重心位置。在此仅对货油舱、压载水舱进行舱容要素计算，并绘制货油舱、压载水舱的舱容要素曲线图。本船货油区采用槽形舱壁，方便在生产中进行板材的加工。计算出各个装Z。计算过程采用辛普森法。g(1)计算各液面高度下的V与XiViV=lf(V)i3f(M)XVi=lf(V) 式中l——划分横剖面之间的间距。(2)计算各个液面下的重心高度Zlf(AZ)Zlf(AZ)Vi3ViA—各横剖面面积；ii面高度下的货仓容积。以下选取一种特定的情况(十一点八米液面高度即满仓情况的一号货油舱)作为计算案例：液液面高舱长分段数△L号横剖面积f(V)力矩乘数f(M)Am×Zf(Am×Z)012和计算VXZ用上述方法可以求出各个舱室的舱容要素，并根据这些数据绘制出货油舱NONO.4货油舱(左、右)舱容曲线为了完成静稳性曲线和动稳性曲线的绘制并进一步进行稳性校核，定下计算载况共有四种：满载出港、压载出港、满载到港及压载到港。5.4.1各种载况排水量及重心坐标计算、浮态及初稳性计算(1)满载出港的排水量及重心坐标计算，汇总见表5.7。7满载出港重量重心计算序号载重名称12345滑油6生活用水78人员与行李9食品及备品其中该种载况下货油区的货油舱和污油水舱均装载至96%，燃油舱也装载至96%，压载水舱均不装载压载水，生活用水、炉水、滑油及食品与备品都装序号项目单位符号及公式数值1排水量t△23456789排水体积平均吃水重心纵向坐标浮心纵向坐标纵倾力臂纵倾力矩每厘米纵倾力矩纵倾值漂心纵向坐标首吃水增量尾吃水增量首吃水尾吃水重心距基线浮心距基线横稳心半径横稳心距基线未修正初稳心高mmmmmmmmmmmmmmmm▽dmxgxbx-xgbM=△(x-x)tgbt=M/100MTCtxfδd=(L/2-x)t/LFfδd=-(L/2+x)t/LAfd=d+δdFmFd=d+δdAmAzgzbBMm=b+m=b+0mgδGMi/△x实际初稳心高横摇周期Tw调谐因数mss0wTT9w(2)压载出港的排水量及重心坐标计算，汇总见表5.9。表5.9压载出港的排水量及重心坐标序号载重名称1空船8483.384.4222.5337459.20191160.302压载水719.396.0246004330.1133093193No.1燃油舱274.566.1250611680.9813895424No.2燃油舱34.790.88617030.612146445滑油103.8912.25-51201272.64-5319116生活用水69.5811.576830805.004752087炉水3.0023.21556969.62167088人员与行李64.7218.20-65701177.94-4252259食品及备品载至5.10压载出港浮态及初稳性计算序号项目单位符号及公式数值123456789排水量排水体积平均吃水重心纵向坐标浮心纵向坐标纵倾力臂纵倾力矩每厘米纵倾力矩纵倾值漂心纵向坐标首吃水增量尾吃水增量首吃水尾吃水重心距基线浮心距基线tmmmmmmmmmmmm△▽dmxgxbx-xgbM=△(x-x)tgbt=M/100MTCtxfδd=(L/2-x)t/LFfδd=-(L/2+x)t/LAfd=d+δdFmFd=d+δdAmAzgzb横稳心半径横稳心距基线未修正初稳心高实际初稳心高横摇周期Tw调谐因数mmmmmssBMBMm=b+GMGMzz0=m-g0wTT9w(3)满载到港的排水量及重心坐标计算，汇总见表5.11。.11满载到港重量重心计算序号载重名称距基线Mzi距船中Mxi123压载水456油7生活用水89人员与行李其中该种载况下货油区的货油舱和污油水舱均装载至96%，燃油舱装载至到10%。序号项目单位符号及公式数值123456789排水量排水体积平均吃水重心纵向坐标浮心纵向坐标纵倾力臂纵倾力矩每厘米纵倾力矩纵倾值漂心纵向坐标首吃水增量尾吃水增量首吃水tmmmmmmmmm△▽dmxgxbx-xgbM=△(x-x)tgbt=M/100MTCtxfδd=(L/2-x)t/LFfδd=-(L/2+x)t/LAfd=d+δdFmF尾吃水重心距基线浮心距基线横稳心半径横稳心距基线未修正初稳心高实际初稳心高横摇周期Tw调谐因数mmmmmmmmssd=d+δAmAgz6.025BMm=b+m=b+0mgδGMi/△xx0wTT9w(4)压载到港的排水量及重心坐标计算，汇总见表5.13。表5.13压载到港的排水量及重心坐标序号载重名称12压载水343.480.8861703.06214645滑油10.3912.255120127.26531916生活用水6.9611.57-683080.50-475217炉水3.0023.21556969.62167088人员与行李6.4718.206570117.79425239食品及备品其中该种载况下货油区的货油舱和污油水舱均不装货油，燃油舱装载至5.14压载到港浮态及初稳性计算序号项目单位符号及公式数值123456789排水量排水体积平均吃水重心纵向坐标浮心纵向坐标纵倾力臂纵倾力矩每厘米纵倾力矩纵倾值漂心纵向坐标tmmmmmm△▽dmxgxbx-xgbM=△(x-x)tgbt=M/100MTCtxf首吃水增量mδd=(L/2-x)t/LFf尾吃水增量mδd=-(L/2+x)t/LAf首吃水md=d+δdFmF尾吃水md=d+δdAmA重心距基线mzg浮心距基线mzb横稳心半径mBM横稳心距基线mm=BM未修正初稳心高mGMzz0=m-gm实际初稳心高m0横摇周期sTwsw调谐因数TT9w5本章小结6完整稳性计算完整稳性计算，综合运用所学的知识，根据中国船级社和国际海事组织IMO所颁布的有关稳性规范、规则的规定和要求对所设计船进行完整稳性校核及评定船的稳性。主要内容涉及到进水角及曲线的绘制、自由液面对稳性影响计算、风压倾斜力臂计算、横摇角计算等。静稳性曲线是船在某一装载情况下，静横倾角与复原力臂(又称静稳性臂)的关系曲线。在各种装载情况下的静稳性曲线，可根据静力学计算中算得的稳性横截曲线和在各种装载情况下的浮态和初稳性计算所得的数据进行计(1)根据各种装载情况下的排水体积，在稳性横截曲线上读出不同排水体积不同横倾角时浮力作用线至假定重心的距离ls。(2)根据公式l=l-(KG-KS)sin0求得不同横倾角下的静稳性臂l。s1(3)船上液舱的自由液面对稳性的影响，主要是对初稳性高度和静稳性曲iiiiiiiii液体重量密度、舱内液体体积和该舱液体在各倾角时体积形心的横向移动距离之积。y是用作图法求出各等面积倾斜液面下(10°~60°)的面积形心位置。i①只画出液体舱的某一平均剖面；②用作图法求出等面积30°倾斜液面下的面积形心位置；③量出此倾斜液面下面积形心的横向移动距离y；④假定y即为该舱液体在30°倾角时体积形心的横向移动距离。若舱内液体体积为V，密度为ω，则横倾30°时自由液面修正值为6l=Vy；y30的6l均取为6l。自由液面对稳性的影响，还可以通过修正(增加)重心高度的方法计及，重(4)静稳性臂l＝l1－6l，从而取得不同横倾角下的复原力臂。(5)各种装载情况下的静稳性臂计算过程及结果见表6.1和表6.2。满载出港静稳性臂计算ZgZs)sinΦ/mL/m压载出港静稳性臂计算ZgZs)sinΦ/mL/m3满载到港静稳性臂计算ZgZs)sinΦ/mL/m压载到港静稳性臂计算ZgZs)sinΦ/mL/m(6)各种装载情况下的静稳性曲线见图。2.084200.800.40.2002030400005.0503.53.02.52.0500.5002030050002.08200.8000.2002030050000033.022.00000203000600船舶横倾角与动稳性臂的关系曲线称为动稳性曲线，动稳性曲线是静稳性曲线的积分曲线，静稳性曲线下的面积(从平衡位置到某一横倾角φ)就是该d各种装载情况下的动稳性臂计算过程及结果见表。满载出港动稳性臂计算静稳性臂度差梯形面积动稳性臂压载出港动稳性臂计算静稳性臂度差梯形面积动稳性臂满载到港动稳性臂计算静稳性臂度差梯形面积动稳性臂压载到港动稳性臂计算静稳性臂度差梯形面积动稳性臂2.08200.8000.200203000000033.022.00000203000002.08200.8000.20020300000图6.7满载到港动稳性曲线0033.022.0000020300000(1)船舶在所校核的装载状况下，稳性衡准数K应符合下式要求：KK=q1(6.1)lfqf(2)风压倾侧力臂l(m)按下式计算：fl=PAZff9810 A——船舶吃水线以上受风面积，为船舶正浮时实际水线以上fZ(3)横摇角θ(度)，按下式计算：CC2C3 922222234 (4)最小倾覆力臂l由计及船舶横摇影响及进水角后的动稳性曲线作图来确定，如图所示。01053°°20306°50607050010L203040506070q.00103.65°57.3°96°607004.54.050.5.01.00.5010.47°57.3°LqL203040506070.27°(5)规范要求满足如下稳性要求：j (D)6.2.2各种载况下完整稳性计算(1)满载出港完整稳性计算912d2233C根据船舶类型及舭龙骨尺寸，取为1.00。4计算得CC2C3fmf根据满载出港计及船舶横摇影响及进水角后的动稳性曲线，q所以稳性衡准数f表6.5各种装载情况下完整稳性计算项目满载出港压载出港满载到港压载到横摇周期C12C3C41423AfZPff进水角最小倾覆力臂lq表6.6各种装载情况下完整稳性校核结果况稳性横初稳性高度(m)度时复原最大复原力臂时的横倾角(°)稳性消失角(°)进水角(°)满载出港压载出港满载到港压载到港规范要求小于校核结果满足要求满足要求满足要求满足要求满足要求不同排水体积下不同横倾角所对应的ls。1s得快速性计算和螺旋桨设计满载有效马力估算参数LLmLdmBmdm▽m3mSm2mρS2XbmAmm2mν*106CbCCmCpCdL/BdCVVVV序号1V(kn)6.1736.6877.2022Vs(m/s)3V=CLsV=CL4ζr×103(查图)5Ld/B修正6修正后的ζr×1030.9401.0741.2097972.5861053.6351134.6848dd81846182288666697495487212691.5691.5531.53910Ca×103(查表)[9]1.7691.7531.739122.7092.8282.94713Cti×103=(7)+(12)1415(1/2)ρS2s31069.50638058.54246010.09216Rti=(13)×(15)×10-3(kg)B/d修正=(B/d-2.4)×5%31799.35538952.57047090.90918Rt=(16)×(1+(17))(kg)0.0820.0890.096Vs/75(m/s)1926.2702556.2133327.99520EHP=(18)×(19)×0.736(kW)VVVV序号1V(kn)23sCCLpdd45Ld/B修正678d92259.53767.73976.47215(1/2)ρS2s17919782.520388730.323016965.1-100-压载有效马力估算参数LLmLdmBmdm▽mm3Smm2ρS2XbmAmmm2ν*106CbCCmCpCdL/BdC-101-VVVV序号值1V(kn)6.1736.6877.2022Vs(m/s)3V=CLsV=CL4ζr×103(查图)5Ld/B修正6修正后的ζr×1030.7870.8581.0017972.5861053.6351134.6848dd81846182288666697495487212691.5691.5531.53910Ca×103(查表)[9]1.7691.7531.739122.5552.6112.74013Cti×103=(7)+(12)1415(1/2)ρS2s21913.76626278.83231977.89316Rti=(13)×(15)×10-3(kg)B/d修正=(B/d-2.4)×5%24533.40429420.28335800.62718Rt=(16)×(1+(17))(kg)0.0820.0890.096Vs/75(m/s)1486.1291930.6692530.09120EHP=(18)×(19)×0.736(kW)-102-VVVV序号值1V(kn)7.7168.2308.7452Vs(m/s)3V=CLsV=CL4ζr×103(查图)5Ld/B修正6修正后的ζr×1031.3592.0742.14571215.7331296.7821377.8318d10230772781091282430115948758291.5251.5131.50210Ca×103(查表)[9]1.7251.7131.70212(CFs+Ca)×103=(10)+(11)3.0843.7873.84713Cti×103=(7)+(12)1415(1/2)ρS2s41321.70657728.19866204.05016Rti=(13)×(15)×10-3(kg)B/d修正=(B/d-2.4)×5%46261.42864629.20174118.28318Rt=(16)×(1+(17))(kg)0.1030.1100.117Vs/75(m/s)3502.9015219.9496360.50820EHP=(18)×(19)×0.736(kW)-103-力马效有力马效有时有效马力估算载140001200010000000载满000载满0200001112131111-104-螺旋桨采用MAU四叶桨，在设计过程中采用功率储备法，即螺旋桨设计7.2.1船体主要参数船型：单机，单桨，球首，尾机型沿海成品油船，船体主要参数列表如设计水线长垂线间长设计吃水方形系数排水量桨轴中心线距离基线wlbZ=2.94mp-