船舶与海洋工程毕业设计：矿砂船性能设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）矿砂船性能设计所在学院 专业班级 船舶与海洋工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文 摘要 - 1 -摘要散货船船是现在社会的主体船型之一，在航海业占有着极其重要的地位。本次设计在已知散货船船的主尺度，型线图情况下计算了该船的静水力性能并绘制曲线，按照规范要求校核了该船四种状态下的浮态以及初稳性，并对船舶进行了阻力估算并设计了螺旋桨。整个设计从设计任务书出发，按照船舶设计的常规方法和流程完成了设计船舶各项主要性能的初步研究，设计方法结合散货船船型特点，满足相关规范及法则。设计船为一条总长 70.4 米，型宽 13.5 米，型深 6.5 米，

2、设计吃水 5 米的钢质散货船船。该船为单甲板形式，机舱区域及货舱局部设双层底，货舱区域舷侧为双壳，舷侧双壳内设抗扭箱结构。整体结构采用纵横骨架式。关键词 散货船船；性能设计；静水力性能；初稳性；螺旋桨设计本科生毕业论文 摘要 - 2 -Ore carrier performance designAbstractBulk Carrier is now one of the main hull form in the community，occupies a very important position in the maritime industry.This design ,we know

3、the main scale and molded lines of the Bulk Carrier, with this, we design the static hydraulic performance and draw curve of the ship, then, we calculated the four state of the floating vessel and the initial stability, followed by estimate the resistance of the ship and design the propeller. Accor-

4、 ding to the given ship design assignment, analyze the main parameters, estimate the offsets ,calculate the stability and other performance of the ship, combine with characteristics of the Bulk Carrier , satisfy with the principle ,then complete the design. Its a steel Bulk Carrier with 70.4m long,

5、13.5m wide, 6.5m depth, and 5m draught. with a single deck, double bottoms in cabin room and cargo room, shipboard of the cargo room is double bottoms ,under it set a torsion box. The ship constructer takes with combined system.Key wordsBulk Carrier; performance design; static hydraulic performance;

6、 initial stability; propeller design本科生毕业论文 目录- 3 -目录摘要 .- 2 -前言 .- 5 -第 1 部分 总体设计部分 .- 6 -1.1 设计任务 .- 6 -1.2 母型船资料 .- 7 -1.3 主尺度估算 .- 8 -1.4 设计船主尺度： .- 8 -1.5 设计船各项重量估算 .- 9 -1.6 其他各项重量估算 .- 10 -第 2 部分 型线设计 .- 11 -2.1 绘制设计船型线图 .- 11 -第 3 部分 总体布置 .- 15 -第 4 部分 船舶重心和浮态计算 .- 21 -4. 1 设计船舶重心计算 .- 21 -

7、浮态与初稳性计算 .- 24 -第部分 设计船静水力计算与静水力曲线绘制 .- 24 -5.1 静水力计算与静水力曲线简介 .- 24 -5.2 计算步骤和曲线绘制 .- 25 -第 6 部分 阻力估算 .- 35 -6.1. 阻力估算方法选择: .- 35 -6.2. 阻力估算步骤 .- 35 -7. 螺旋桨设计 .- 38 -7.1. 螺旋桨设计资料 .- 38 -7.2. 计算过程 .- 39 -总结 .- 48 -本科生毕业论文 目录- 4 -前言专门用于载运散装矿砂的船舶，是属于散装货船一类，它是一种单向运输船。矿砂船构造坚固，货舱的舱底多半是呈斜面的，货舱内还装有纵向档板。矿砂船货

8、舱为单层甲板，舱口较宽大，且一般由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和两侧边舱，在中间舱下部设置双层底，中间舱装载矿货，两侧边舱作压载舱。一种水上的工程建筑，其技术复杂、投资大、使用期长。船舶的发展与国民经济、国防建设等许多方面有着密切的关系。一条船的设计包括总体、性能、结构和舾装等各个部分，他们之间相互影响且相互制约着，所以每一个步骤都必须认真仔细对待。船舶设计通常包括船的浮态、稳性、抗沉性、快速性等。显然，各性能与使用要求、经济性好坏、船的安全性等有密切关系。船舶静力学书中讨论了船舶在静止浮状态下浮性和初稳性的基本原理以及其计算问题。船舶静水力曲线图表达了船舶在静止正浮状态下浮性和稳性要

9、素随吃水而变化的规律；船舶浮态的研究和初稳性保证所设计的船舶有足够的稳性；阻力估算可以估算船舶在不同航速下的有效功率的过程，也是螺旋桨设计的必要前提；螺旋桨是现在船舶最常用的也是推进效率最高的推进器，他设计不仅影响到整条船推进系统更是对船舶其他性能有着不可忽视的影响。而要完成这一系列的性能设计，不仅需要一定的船舶专业知识，而且要对实际动手设计能力有一定的要求，对图谱的理解，公式的运用和各种字母代表的意思以及各种性能之间相互影响等都是需要在性能设计里有一个很好的运用的。本科生毕业论文 正文 - 5 -第 1 部分 总体设计部分1.1 设计任务船 名： 矿砂船航 区： II 类（近海航区） 、河海

10、联运船型特征：本船为钢质，单甲板，货舱区域及机舱局部设有双层底，货舱区域舷侧为双壳结构，单桨、单舵、单机，艉机型柴油机推进的 2850DWT 河海联运矿砂船。本船具有球艏。有艏楼和艉楼，全船设两个货舱，船 体 结 构 和 稳 性 满 足 近 海 航 区 的 要 求 。用 途： 本船主要航行于中国近海航区，用于各类铁矿、煤矿等矿石。主尺度： 总 长 LoA 80m垂线间长 kw 75m型宽 B 13.5m型深 D 6.5m吃水 d 5.0m方形系数 Cb 0.7947排水量 4000.0t船员 14 人载货量 2850 t船级与船籍： 非国际主机： 8310ZlDz 船用柴油机 1 台，额定功率

11、 950KW，额定转速 500r/min。干重：15000kg，耗油率：95g/kWh，尺寸（长宽高）：40109101740mm齿轮箱：GWC39.41 船用齿轮箱 1 台，减速比 2.5:1 重：5000kg航速/功率储备： 不低于 11.5Kn/10%MCR续航力/自持力：2000 海里 船体结构（材料、结构形式等）：钢质焊接，纵、横混合骨架形式总布置要求：本船主船体内设置淡水舱、机舱、压载水舱、货舱、燃油舱、主机舱等；尾甲板上设置有厨房、船员室、餐厅、辅机室、卫生间、驾驶室等。设备要求：10 人 B 型气胀式救生筏 2 具，采用 2.5m 液压舵机一台，其余按法规和规范要求配备。设计内

12、容：1、 确定设计船的排水量、重量重心计算与主尺度；2、 总布置设计；本科生毕业论文 正文 - 6 -3、 型线设计、计算船体静水力曲线与初稳性；4、阻力估算和螺旋桨计算与绘图；1.2 母型船资料船型：本船为钢质、双甲板、单机单桨、柴油机驱动的尾机型货船，全船设有一个货舱。本船设有首、尾楼，尾楼甲板上设三层甲板室。 航区及用途：本船主要航行于中国近海航区，用于装运煤、矿砂、水泥（袋装）等。船 体 结 构 和 稳性 满 足 近 海 航 区 的 要 求 。主尺度： 总长 LOAo 78.00 m水线长 LWLo 74.59 m两柱间长 kwo 72.00 m型宽 Bo 12.20 m型深 Do 6

13、.00 m设计吃水 do 5.00 m排水量 o 3592.4 t船员 16 人甲板间高： 主甲板至救生甲板 2.60 m救生甲板至驾驶甲板 2.40 m驾驶甲板至罗经甲板 2.40 m1.3 主尺度估算本船设计中主尺度确定参照母型船：因为母型船和设计船的方形系数相同，因此可以用仿氏变换法确定设计船主尺度。 （式中： 与 分别表示设计、 PL、 B、 d00P、 L、 B、 d船和母型船的排水量、垂线间长、船宽、吃水。 ）kwo=72 Bo=12 .2 do=5 o=3592.4tkw=68 B =13.5 d= 5.0 =3995.88t( )0mnp0PL0Bn0dp本科生毕业论文 正文

14、- 7 -取垂线间长 kw =68mm= =0.9444 n= =1.1066 P= =1.00.9441.10661.03592.4=3995.888tnp1.4 设计船主尺度： 总长 LOA 73.67 m水线长 LWL 70.44 m两柱间长 kw 68.00 m型宽 B 13.50 m型深 D 6.50 m设计吃水 d 5.00 m排水量 3995.9 t1.5 设计船各项重量估算空船重量 LWo 估算母型船空船重量： =3592.42750=842.4t0LW空船重量 LW 估算 MOHW式中： 船体钢料重量， 舾装重量， 机电设备重量Ho查船舶设计原理表 3.2.3 船体钢料和舾装

15、重量与空船重量之比 可得：， 50OHLW29.0OLW则=0.42 =0.55842.4=463.32tHOWOL=0.41 =0.29842.4=244.30t=842.4463.32244.30=134.78tMO本科生毕业论文 正文 - 8 -由船舶设计原理的公式（3.2.3）可得： 356.0)216(723.4)(1 DoBLWCHOH由船舶设计原理的公式（3.2.20）可得： 84.OO由船舶设计原理的公式（3.2.26）可得： 26)735.0(814)7350(.0.DMOMOPWC则 857.40)135(1 BLWHtCO 268142PDM 735.0926)735.0

16、(.0因此 68.71MOHWLW1.6 其他各项重量估算1 人员及行李：新船设定船员人数为 16 人，人员重量=65kg16=1040kg=1.04t行李重量=55kg16=560kg=0.88t食品和淡水自持力= = =7.2524sRV总储备量=自持力 人员数（食品定量 +淡水定量）=7.2516（4+160）=14268kg=14.268t燃油及滑油的重燃油重量： = 58.397tFW润滑油重量： = =0.0559=2.920tLF备品、供应品重量：取 0.6%LW=5.295t载货量 2850t总和以上各重量可得整船总重量=3820.907tLWD本科生毕业论文 正文 - 9 -由仿氏变换所得的排水量 =3995.888t LWD整船总重量与由仿氏变换所得的排水量的差值可以用来当排水量裕度,船舶满足正浮要求。