船舶设计原理3-1容量与登记吨位.ppt

1、主题3:船舶容量和注册吨位。船舶容积是船舶内部容积和甲板面积的总称。为了满足预定的使用要求，任何船舶至少应具备两个条件：第一，它必须满足重力和浮力之间的平衡，并提供足够的浮力来支撑船舶的自重和预定载荷；第二，设计船必须提供足够的容量，以满足货物、燃油、淡水、压舱水等的要求。用于装载空间和用于舱室空间的舱室设备；同时，必须提供足够的内甲板和露天甲板面积，以满足生活舱、工作舱和公共场所各种人员的布局要求，并满足各种甲板机械的布局和作业面积要求。研究的意义船舶能力的研究很重要，因为它关系到设计的船舶能否满足任务书规定的使用要求，也影响到船舶的技术性能(如漂浮状态)和经济性。船舶容量不足，不能满足使用

2、要求的；相反，如果运力过大，船舶规模就会过大，船舶成本和运营成本就会增加。因此，无论容量是不足还是过大，都应及时调整船舶的主要尺寸。研究船舶容量的方法研究船舶容量的方法因设计阶段而异。在船舶初始设计阶段，设计者应根据任务书规定的要求，估算设计船舶所需的能力；同时，有必要根据满足重力和浮力平衡条件的船舶主要尺寸和总布置，估算设计船能够提供的容量，尽量使设计船提供的容量等于或略大于所需容量。在技术设计过程中，设计人员将根据船舶线图、总布置图、船舶曲线等绘图数据，详细计算全船各舱室的容积和质心，并绘制容积图和舱室容积要素曲线，从而准确计算货物、油、水的重心，为各种载荷条件下的配平调整和稳性计算提供必

3、要的数据。本课内容：(1)初步设计阶段船舶容积的估算方法，研究舱室容积与船舶主尺度之间的联系规律，以便利用这些规律合理选择船舶主尺度；(2)工艺设计过程中能力图和罐容要素曲线的计算和绘制方法；(3)船舶注册吨位与船舶内部容积密切相关，是影响船舶经济性的重要指标。因此，本主题也结合规范进行了简要介绍。31货船1卷。船舶的相关概念第1卷。货物积载系数货物积载系数是每吨货物装船时所占的货舱容积，以立方米/吨表示。货物的积载系数因货物的类型、原产地和装运方式而异。例如，当铁矿石散装运输时，其装载系数为c 0.330.45；小麦散装运输时，c 1.221.34，袋装运输时，C134145表31列出了一些

4、常见货物的积载系数。(2)型容积利用系数型容积(或总容积)是指根据型线图计算的舱室容积(m3)。净体积：事实上，机舱里总有骨架，而机舱里的骨架、护栏和底板总会占据一定的空间。当装载货物、油和水时，扣除该空间后的剩余有效装载体积称为净体积；折扣系数：客舱净容积与定型容积之比称为定型容积利用系数，有时也称为折扣系数，用kc表示。显然，kc的大小表示客舱容量的利用率。对于包装货舱，各种货舱的kc值一般取0.880.92；对于散装货舱，大约是0.98；对于货油舱，它是0.950.96(其中23是考虑油受热膨胀所需的体积)；对于冷藏室来说，大约是0.70.8(因为隔热和管道占据了更多的空间)。需要注意的

5、是，这些数值仅供参考，在设计中最好参考类似母船的数据进行比较和分析。如果船很小，kc通常应该更小；甲板更多，kc更小。如果值是larg(3)散装能力和包装能力1用包装货物和散装货船运输的货物有很多种，根据其运输形式可分为两类：包装货物和散装货物。包装好的货物，如装在箱子、桶或袋子里的水果和食品，被称为包装好的货物。家具、五金、瓶装酒和油、袋装化工产品、面粉、水泥、糖等。也有一些商品已经被分类，如组装机器、汽车等。也是包装商品。另一种商品，如矿石、煤、谷物、散装水泥等。在运输过程中不进行包装，而是直接包装在货舱中。这种货物被称为散装货物。有时同一种货物可以包装或散装运输，如谷物、盐、水泥等。视具

6、体情况而定。包装货舱容积和散装货舱容积由于装运的货物分为包装货物和散装货物，货舱容积也分为包装货舱容积和散装货舱容积。所谓散装容量是指装载散装货物时货舱的有效容积。此时，货物装载可到达甲板梁(或纵向肋)的上边缘、肋的外边缘和甲板地板的顶面。货舱容积=十字形容积利用系数kc(0.980.99)，包装容积是装载包装好的货物时货舱的有效容积。此时，货物装载只能到达甲板梁(或纵肋)的下边缘、肋和货舱裙板的内边缘以及底部甲板的顶面。货舱的包装容量约为货舱容积的0.880.92倍。一般来说，同一个货舱的包装容量约为总容量的0.90倍。2.所需船体体积的计算图31显示了典型货船的布局图。主体配有货舱、机舱、

7、燃油箱、淡水箱、压载水箱、前后倾翻箱等。各舱室容积的计算方法：1 .在货舱类型容积Vc公式中，Wc货物容量(t)；c .货物积载系数(m3/t)；kc型容积利用系数。2油水箱式容积V0wW0w油和水重量(t)；I燃油、润滑油和淡水的相应密度(t/m3)，通常为重油：089t/m3；ki液体罐的容积利用系数一般为燃料罐0.94，水箱0.97。3、油轮、散货船和专用压载舱容积为Vb的多用途货船在返航时经常需要加压水。装载压载水的原因是：(1)确保必要的漂浮状态。空载返回时，吃水过小，叶片不能完全浸没在水中，螺旋桨的推进效率和推力会降低，叶片交替放水会引起叶片严重振动；当首吃水在空载时过小时，船舶很

8、容易在海浪中造成砰击和砰击，这将损坏船首结构。此外，极端的尾部配平会降低驾驶室的视野，这将使在横向风和波浪中转向更加困难。因此，有必要对水加压，以确保船舶适航性所需的漂浮状态。(2)空载返航过程中油、水和晶体制备的消耗使船舶重心增加，初始稳定高度降低。为了确保稳定性，也有必要在压力下运送水。由于环保和防污染规定，油罐不再作为压载水舱使用，但设置了专用压载水舱。压载水的数量因船而异。通常，要求压载航行期间的第一个和最后一个吃水深度为：第一个吃水深度TF；253磅。尾吃水ta: 080d (d为螺旋桨直径)，尽可能浸没螺旋桨。沿着海岸或河流和海洋航行的直达货船的第一吃水深度Tf可以更浅。在设计初期

9、，压载水舱的形状容积Vb可按以下步骤估算：估算压载航行时的平均吃水Tb，Tb=(Tf Ta) 2 (33)，5，其他舱的形状容积V是指前、后尖舱和竖井洞室。此外，油轮还设有泵舱、前干货舱(用于配平调整)、机舱与货油舱之间的隔离空舱、油水舱、轻油和润滑油及重油舱等。所有这些都占据了一定的空间，在估计所需的客舱容量时应该考虑到这一点。货船的Va4.容量方程(1)全船容量方程设计船提供的主体容积Vh应等于或略大于要求的主体容积，以满足设计任务书对舱室容量的要求。如果公式(3-9)等于公式(310)，则可以得出结论，整个船舶容量公式为： CBD lbd 1=vcvowvbvmvu(312)。(2)货舱

10、容积方程中货船容积的主要矛盾是货舱容积。一般来说，如果货舱容量满足使用要求，就不难满足其他舱室的容量。此外，在相同的主尺度下，可以从两个方面建立货舱容积方程：所需货舱容积Vc和可由船舶主体提供的货舱容积Vch，以便在供应船的初始设计阶段选择主尺度和检查货舱容积。如图31所示，船舶主体提供的货舱容积为：设计船舶所需的货舱容积Vc根据公式(31)计算；为了满足货舱容量的要求，在忽略货舱港口容量的情况下；使Vch，也就是说，这是货物容量的等式。货舱容量方程清晰地揭示了货舱容量与船舶主要尺寸和总布置参数之间的内在联系，有利于从容量角度研究和调整船舶方案的主要尺寸和总布置。因此，对于货物承运人来说，货舱

11、容量方程比整船容量方程使用得更方便。5.容量检查在重型船舶的设计中，在初步选择船舶的主要尺寸并绘制总布置草图(绘制总布置图)之后，将进行一系列初步性能检查。性能检查的第一步通常是重力和浮力之间的平衡，第二步是容量检查。所谓能力校核，一方面是根据设计任务书的要求估算设计船所需的能力，另一方面是根据设计船的主要尺寸和总布置来估算实际能力，通过将所需能力与实际能力进行比较，来检验设计船主要尺寸方案和总布置形式的可行性和合理性。如果实际容积小于要求容积，设计船的货舱容积应通过修改主尺度或适当调整总布置来增加；另一方面，如果实际体积太大，船的主要尺寸通常会减小。(1)容量检查方法容量检查有两种方法。一是

12、根据全船容量方程(312)估算船舶主体的实际容积和各舱室所需的总容积；其次，根据货舱容量方程(314)，分别估计设计船货舱部分的实际容积和装载预定货物容量所需的货舱容积。然后比较实际体积是否等于或略大于所需体积。(2)增加货舱容积的措施根据货舱容积方程，可以看出增加货舱容积应增加Vc、L、B和D，或减少la、lf、lm和hd。(1)增加l和b；(2)降低低、中、高三个等级；(3)减少lm；综上所述，增加货舱容积最有效(也是最合理)的措施是适当增加大深度D或D/T。当然，增加平行船中部、弦弧和梁拱的长度也可以增加Vc，但效果不显著。(4)增加d；客船的甲板面积客船是运载乘客的运输船舶。安全性、速

13、度和舒适性是客船设计的基本要求。为了满足旅客运载、住宿、旅游、文化、娱乐和观光的需求，拥有足够的甲板面积已经成为客船设计的主要矛盾。类似于货船的容积研究，客船的设计往往需要先估算出所需的甲板面积，然后进行主尺度规划，再通过总平面图来验证和确定各舱室的实际甲板面积。1.交通部颁布的ZC旅客定额和客舱设备规范及标准对所需甲板面积的估算沿海旅客a组船员和旅客的主舱面积和家具设备配置一般来说，需要估算和统计的主要舱室和场所包括：不同等级的旅客住宿(每个舱室的人数，人均占用面积)；机舱公共场所(厨房、餐厅、浴室、卫生间等)；旅游文化娱乐场所(阅览室、娱乐室、舞厅)；每层的甲板通道和乘客步行甲板面积；不同

14、级别的船员住宿；船员生活区的公共场所和文化娱乐场所(包括会议室)；船员工作舱(驾驶室、海图室、电报局、广播室、乘客室、警察室、医务室、小卖部等。)；其他特设办公室。根据以上估算和统计数据求和，可以得到全船所需的总甲板面积a。主要尺寸(1、B、D)客船的规划由于客舱和船员舱都布置在上部结构中，因此客船的上部结构通常非常发达。在开始规划客船的主要尺寸时，通常需要确定上层建筑的层数。楼层数很少，而且没有更少的船舱；如果层数多，风面积会过大，重心会上升，不利于稳定性。一般来说，上层建筑的层数可以参照同类船舶与船舶宽度的协调来确定。船的宽度b是根据横向布置和稳定性要求确定的。横向布局，即考虑外部走道、床

15、(座)的数量和大小以及内部走廊的布局，有时如果宽度不太大，可以增加一排床(座)，大大提高了客舱的利用率。b小型客船还应考虑机舱的布置位置(尤其是双引擎双螺旋桨船)，以便在靠近舷缘的主机侧有足够的空间进行检查、操作和维护。船长，可根据以下公式，参照具有相同等级的类似建筑形式的船舶类型进行估算：L=A(nB)，设计船舶所需的总甲板面积；设计船N和B的甲板数量和宽度，以及客船总甲板面积与nLB的比率通常取自母船。d型深度，对于大型远洋客船，应考虑船东的甲板层数和层高；对于小型客船，通常取决于主机的高度和机舱的布置要求。3.甲板面积的标定客船L、B、D初步拟定后，即可绘制新船总布置图。对于客船上甲板的

16、总长度，有必要考虑在头部和尾部有足够的开放甲板面积，用于系泊和系泊装置的布置，以及在接近和离开码头时便于船员操作。上层甲板上方的每一层甲板通常沿L方向收缩，形成流线型的侧面外观，每一侧也沿B方向收缩约50毫米，以避免在紧靠船舶时损坏上部结构。每层甲板的平面布局往往从不同层次的航道规划和舱室划分开始，每层客舱都要按照统一的方式进行标准间布局，以确定其客舱面积。通过绘制全船的总布置草图，将各种舱室布置在合理的位置。然后仔细检查每一类舱室的数量和面积、船员铺位的数量和面积、公共场所和其他舱室的面积，计算舱室和船员舱室的总面积和人均占有面积，以验证每一类舱室和舱室面积是否满足预定的要求，这可以作为与其他客船在舒适性和甲板面积利用率方面进行比较的数据。33容量图和舱室容量要素曲线在船舶的初始设计阶段，容量方程可用于检查船舶的主要尺寸方案是否满足设计任务书中提出的舱室容量要求。随着设计的深化，后线绘制、总平面布置图、肋线绘制等。完成后，有必要精确计算每个舱室的舱室容量和质心位置，并绘制一个容量图(也称舱室容量图)和舱室容量要素曲线。为了准确计算出各舱室载荷的重量和重心，进而计算出船舶在各种载荷条件下的漂浮状态，并进行配平调整和稳