1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 2900DWT 河海联运散货船性能计算 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目录 中文摘要 - 1 英文摘要 - 2 前 言 - 3 第一章 总体部分 1.任务书与母型资料分析 - 4 2设计排水量的估算与主尺度确 - 5 3.总布置图设计 - 9 4设计船船舶的重量与重心 - 14 第二章 性能部分 1仿氏变换与设计船型线绘制 - 17 2.静水力计算与静水力曲线绘制 - 20 3.设计船初稳性与浮态计算 - 33 4.设计船船体阻力与有效功率估算 - 34 5.螺旋桨水力性能计算与螺旋桨图
2、绘制 - 35 第三章 总结部分 - 46 1.船体说明书 - 46 2.设计总结 - 50 参考文献 - 51 附 图 1 2900DWT 河海联运散货船性能计算 摘 要 本文阐述了 2900 载重吨河海联运散货船性能的计算。主要从总体、性能两部分着手，综合应用船舶原理、船舶静力学、船舶快速性等方面的专业基础知识，并运用这些知识来分析和解决船 舶技术设计中出现的各种问题。同时，在安全、适用、经济、美观与舒适的要求下对母型进行合理改进。 内容包括任务书分析， 根据母型资料运用仿式变换完成对新船参数的确定、型线设计、重量和重心的估计、总布置的设计和绘制和其它主要性能的计算、及最后对螺旋桨的设计与
3、绘制。 设计船的主要数据如下：总长 85m,垂线间长 LPP=78m,型宽 B=13.5m,型深 D=6.5m,吃水T=5m,排水量 =4000t , 浮心纵向位置 XB=0.425m (舯前 )方形系数 CB=0.7947. 关键词 ： 河海联运 ；初稳性；螺旋桨 设计；性能计算 2 The Performance Computing Of 2900DWT River-Sea Intermodal Cargo Ship Abstract This paper deals with the design of 2900DWT River-sea Intermodal Cargo Ship. P
4、roceed from the overall performance of two parts, the principle of comprehensive application of the ship, Ship Statics, ship speed and other aspects of professional knowledge, and use this knowledge to analyze and solve various problems in ship design. The same time, a reasonable improvement of the
5、parent type in the security, application, economic,aesthetic and comfort requirements. Includes analysis of mission statement, the use of imitationaccording to the female-type transformation to complete the new ship parameters,profile design,weight and center of gravity estimate,the design of genera
6、l arrangement drawing and other key performance computing,and the last of the propellerdesign and drawing. Ship design data are as follows:total length of 85m, Length between perpendiculars the LPP=78m molded breadth B=13.5m deep D=6.5m,draft=5m,displacement of =4000t, the longitudinal position of t
7、he center of buoyancy XB=0.425m(amidships)block coefficient CB=0.7947. keywords: river-sea intermodal Cargo ； initial stability ； propeller design； performance calculation 3 前言 当今世界 ,随着航运业所带来的巨大的经济利润 ,造船业一片 欣欣向荣。船舶是一种水上建筑物 ,具有环境条件特殊、类型多、系统复杂、技术含量高、投资巨大、使用周期长等特点的工程建筑物，因而船舶设计是一个相当复杂的过程，是一门综合性技术。所以，船舶设
8、计必须持认真、慎重的态度。 船舶设计的基本要求主要是： 1.适用、经济。保证新船的适用性是设计中处理各种矛盾时首先要考虑的因素。提高船舶的经济性是设计工作的重要目标。 2.安全、可靠。安全性是船舶的一项基本质量指标。 3.先进、美观。设计的船舶要具有先进性，设计的结果要追求完美性。 此次设计为 2900DWT 河海联运货船性能计算。 根据 给定的母型船的资料，通过分析、计算、运用 CAD 等计算机其它辅助工具，从而选择本船的主要参数、确定船体型线、螺旋桨及动力装置，估算和计算各项性能。在该船设计过程中 ,结合了货船本身的特点 ,在设计的各阶段尽量在满足规范 ,相关法则及任务书要求的基础上 ,注
9、重了船体空间和性能间的相互关系 ,对局部结构设置进行了调整。 该船的设计是根据母型改造法。基于 任务书的要求，从总体、性能两大方面着手进行设计，其中包括对 主尺度的确定，总布置设计，阻力估算 ,螺旋桨设计及其它性能计算。作为第一次船舶的总体设计，由于能力有限，所设计结果比较 粗糙 ,但在导师和同学的帮助下 ,基本完成了所要设计的任务。在这 次设计中 踏踏实实地摸索过，探究过，从这次毕业设计中总结出经验和教训，为以后工作和继续学习奠定一个基础。 最后，在结束此次设计的时候，本人在有些设计方面出现问题和存在一些不足之处，恳切希望老师们的批评指正，以便今后改进和进一步完善。在此表示衷心感谢。 4 第
10、一章 总体部分 1.任务书和母型船资料分析 1.1 新船任务书 船 名： 河海联运散货船 航 区 ： II 类（近海航区）、内河航道 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 2900DWT 河海联运散货船。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及内河航道，用于各类谷物粮食、煤矿 等散装货物。 主尺度 ： 总长 L oA 85m 垂线间长 Lpp 78m 型宽 B 13.5m 型深 D 6.5m 吃水 d 5.0m 方形系数 Cb
11、 0.7947 排水量 4000.0t 船员 14 人 载货量 2900 t 船级与船籍： 非国际 主机： 8310ZlDz 船用柴油机 1 台，额定功率 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、
12、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。 5 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。 1.2 母型船主要尺度及参数 1.2.1 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。 1.2.2 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。 1.2.3 主尺度： 总长 LOA 78.00 m 水线长 LWL 74.59 m 两柱间长 LPP 72.00
13、m 型宽 B 12.20 m 型深 D 6.00 m 设计吃水 d 5.00 m 排水量 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 m 2.设 计船排水量的估算与主尺度确定 2.1 设计船排水量的估算 由于 设计船的 bC =0.7947 0bC =0.7895 两船主尺度相差不大，所以设计船主尺度的确定采用仿式变换法： pnm 0其中，0ppppLLm ，0BBn ,0ddP 6 因为设计船 B=13.5m d=5m 母型船 0 =3592.4t 0ppL =72m 0B =12.2m 0d
14、=5m 经过对比母型船和设计船的数据，取设计船 ppL =78m ,得， 4.3 5 9 252.1272 55.1378 4306t 2.2 设计船的空船重量估算 2.2.1 设计船刚料重量估算 根据母型船资料 排水量 0 =3592.4t 载重量 0DW =2863.5t 母型船空船重量 0LW = 0 - 0DW =3592.4-2863.5=728.9t 所以得 : 母型船船体刚料重量 0HW = 0LW *0.55=400t 舾装重量 0OW = 0LW *0.28=204t 机电设备重量 0MW = 0LW *0.17=124t 根据平方模数法，得 )(1 bDaBLCW HH ,
15、 式中： a 和 b系数，根据船型特征决定，本船单甲板，舷侧为双壳结构，因此 a取 1， b 取 2 1HC 取自母型船， 1HC = )( 000 0 bDaBL W H0.229 )(1 bDaBLCW HH 0.229*78*(13.5+2*6.5)=473.34t 2.2.2 设计船舾装重量计算 根据平方模数法， )62.12(72 2 0 4)( 000 01 DBL WC OO0.156 )5.65.13(78156.0)(1 DBLCW OO 249.76t 2.2.3 设计船机电设备重量计算 由主机功率估算，有 5.000 )7355.0( DMM PCW ，所以 MC 3.9
16、2 5.0)7355.0( DMM PCW140.88t 7 所以，空船重量 MOH WWWLW 461.2+243.36+140.88=864t 2.3 设计船满载状态载重量估算 2.3.1 船员及行李： 额定船员人数为 14 人， 船员重量为每人 65kg，行李重量为每人 50kg。 船员行李总重量： 14（ 65+50） =1.61t。 2.3.2 食品及淡水重量 : 分别根据人数、自持力天数及有关定量标准按下式计算： 总储备量 =自持力 人员数 定量 (kg/d人 ) 式中：自持力 =24SVRR续航力 SV 服务航速 关于定量标准： 食品量通常按每人每天 2.5 4.5kg 计算，淡
17、水（饮用水和洗涤用水）的定量标准与航程、航线的气候条件等因素有关。通常海船取每人每天定量 100 200kg，综合考虑上述要素，这里定量标准取 150kg，所以， 总储备 量 = 1501424122000 14.58t 2.3.3 燃油、滑油及炉水重量 2.3.3.1 燃油 燃油储备量 WF根据主机功率、续航力、航速、主机耗油率等计算确定： 310)32211( kgPgPgtFW （ 3.3.3） 式中： t航行时间（ h） , sVRt / 错误 !未找到引用源。 ，其中 R 为续航力（ n mile），Vs 为服务航速（ kn）； g1主机耗油率 kg/(kWh)，取 0.2kg/(k
18、Wh)； 8 P1主机常用额定功率（ kW）， 950Kw； g2辅机（主要指发电机组）耗油率 kg/(kWh)； P2航行时使用的辅机总功率（ kW）； g2其他燃油设备（如燃油锅炉）单位时间耗油量 (kg/h)； k考虑风浪影响的系数，一般可取 1.1 1.2。 对于一般运输货船，粗估时 WF可按下式近似估算： 31010 ktPgFW （ 3.3.4） 式中： g0一切燃油装置耗油率 kg/(kWh)，可近似取主机耗油率的 1.15 1.20； 所以， 31010 ktPgFW 3101.112/20009502.016.1 40.4t 2.3.3.2 润滑油重量 滑油的储存量 WL近似
19、地取为燃油储量的某一百分数，即： FWLW （ 3.3.5） 式中：对应一般柴油机 0.02 0.05，主机功率大航程远的取小值，实取 0.04， 所以 FWLW =0.0440.4=1.616t。 2.3.4 供应品重量 备品是指船上备用的零部件、设备与装置，包括锚、灯具、损管器材、油漆等。供应品是指零星物品，如生活用品、炊具、办公用品、医疗器材等。国外有时将这部分放在空船重量内，我国一般将其放在载重量内，通常取（ 0.5% 1%） LW，实取 0.7%。 所以，备品、供应品重量为： 0.7%857.54=6t。 所以，载重量 DW=1.61+14.58+40.4+1.616+6+2900=2962.6t 2.4 排水量裕度 在估算空船重量时，通常要考虑加一定的排水量裕度，取为 5% LW=43.2t 由以上可得设计船实际排水量 =864+2962.6+43.2=3869.8t 由仿式变换法得到的设计船排水量 4306t，由以上可得设计船实际排水量为 3869.8t， 考虑取值 4306t
