1、 毕业设计开题报告 船舶与海洋工程 化学品船快速性研究 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.化学品船的现状及发展趋势 1.1 现状 据克拉克松咨询公司统计 :1998 年底全世界订造的化学品船共 174 艘 ( 占化学品船船队的 10. 3 %) ,共 381 万吨 (占船队的 17. 3 %) ;1999 年世界化学品船船队增加化学品船 208 万吨 / 113 艘 (船队共计 2398 万吨 / 1794 艘 ) , 增加的比例分别为 9. 5 %和 6. 3 %;统计数据不包括小于 1000 吨的化学品船。 据 RLA(英国理查逊劳瑞 ) 咨询公司统计和预测 :199
2、622000 年化学品运输需求 ,年增长率为 4 %; 200022002 年化学品运输需求 ,年增长率为 6 %。 据有关资料统计 :1991 年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别占 4. 19 %和 1. 04 %;1995 年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别为 5. 25 %和 2. 75 %;2000 年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别达 5. 63 %和 3. 04 %。 据收集到的 409 条化学品船船型资料统计 :IMO2 型化学品船约占 12. 5 %; IMO2 型化学品船约占 62. 5 %; IMO2 型化学品船约占 25. 0 % 据 112 家船东计 173
3、01465 载重吨化学品船的舱型统计 ;不锈钢舱 ,锌硅涂层和环氧涂层所占比重分别为 25. 5 %、 30. 3 %和 44. 2 %。 1.2 化学品船发展趋势 通观化学品船的发展历史及对现状进行分析 ,化学品船发展趋势的主要特点有以下几点。 1.3.1 “两头大、中间小”的趋势越来越明显 2 万 3 万吨级中型化学品船日渐萎缩 ,定单持续减少。 3 万吨级以上化学品船不断增加 ,2000 年统计仅有 288 艘 ,占 总艘数 18.2 % ,但载重量为 1 117.3 万 t ,占总量的近 1/ 2 ,且定单持续增加。 小型化学品船仍然占相当重要地位 ,1 万吨级以下船共有 917 艘、
4、 45512 万吨 ,分别占总量的 57.8 %和 20.2 %。 1.3.2 大型化问题 虽然化学品船也表现出大型化的趋势 ,但并不明显 ,这主要是由于单一品种的化学品货物难以形成稳定的大批量 ,因而大型化学品船的大型化受到比较大的限制。同时 ,小型化学品船的大型化使得 1 万到 2 万吨级船近几年比较兴旺。 1.3.4 货舱类型 货舱类型由原来的普通钢板型到后来广泛使 用防腐蚀涂层 ,再到现在越来越多地被使用不锈钢型货舱 ,以致于有些小型化学品船的货舱全部采用不锈钢。另外 ,也有一些小型化学品船采用不锈钢包覆型货舱。 1.3.5 使用年限延长 由于以美元 / 载重吨计 ,化学品船造价可为
5、VLCC 的 3 10 倍 ,一船约为 5 6 倍 ,因此船东们一直有延长化学品船使用年限的强烈要求。 1.3.6 成品油 / 化学品船 由于化学品运费高于成品油 ,其运费又比较坚挺 ,因此许多船东在订造新一代成品油船时明确要求能装载 IMO 类化学品。但它一般没有不锈钢型货舱 ,仅设涂层型货舱。 2.提高船舶快速性 的一些措施 影响船舶航速的因素很多，为了提高船舶航速，一方面要寻求在一定航速时阻力最小的船舶，从而使船舶运行所消耗的主机功率最小；另一方面设计出推进效率高的螺旋推进器，尽可能提高航速，其主要途径有： 1.减少阻力 船舶阻 力与水的航速、粘性、船舶形状、浸水面积与船壳表面粗糙度有关
6、。所以考虑改变船型和降低船体周围水介质的影响程度，以减少航行阻力是一项重要的技术经济措施。以下分三个方面来谈如何减少船 舶阻力。 1.1 改变船体外在因素以减少水阻力 设计时应严格控制船舶自重，船体线型应光顺，附属体布置应合理。应使附属体与所在地位水流方向一致，上层建筑设计呈流线型。建造中应提高船体加工和焊接质量，以降低总体和局部的粗糙度，特别是油漆层的粗糙度。应用化学活性物质涂抹在船体表面上，使船体在水中运动时能造成气体膜，从而降低船体粘性阻力。 1.2 合理选择船型以减少阻力 设计时应采用经船模试验，阻力较小的优良节能船型，如双尾型。影响形状阻力的主要因素是船体后端形状，船体后端收缩越缓和
7、，则纵向正压梯度较小，分离现象可 以推迟，从而减少形状阻力。后体收缩的缓和程度可用船尾水线和中线的夹角表示。越瘦即为方形系数越小，在设计船舶线形时，若要使其航速增加，就应相对的把船舶方形系数减小，从而达到增加航速的目的。 1.3 改变船型要素以减少水阻力 选取最佳浮心纵向位置与船速有关。方型系数较大的低速船是采用丰满首部的船型，其外形对摩擦阻力和兴波阻力的影响均不大，确对减小形状阻力有利。对于中、高速船，其方型系数较小，一般不会产生大量漩涡，这类船舶是以兴波阻力为主，浮心后移，使尾部丰满，首部尖瘦，可以减小兴波阻力。 2. 提高推进效率 为了提高航速，必须提高推进效率，为此，就必须提高螺旋桨推
8、进效率和船身效率。以下分几个方面来谈如何提高推进效率。 2.1 合理选择船舶尾型、布置推动器和减少船壳与水介质的摩擦 我们知道，船身伴流的存在使推进器效率提高，这是有利的因素；但由于伴流形成的船尾压力差，产生附加阻力，使推力减额，这是不利因素，针对这个矛盾，就必须应用其有利因素而避开不利因素。船壳与水的摩擦对船舶航速影响很大。笔者曾对一条3000t 级货船做过试验，在装载货物 3000 吨时，静水船舶最大航速 17.8km/h，经过 2周时间上墩修理后， 下水再装货物 3000 吨时，静水最大航速能达到 20km/h。其上墩修理只是做了常规的除锈刷漆，把水线以下的青苔、蚌壳等船壳附属物清理干净
9、后重新刷漆，就达到了以上的效果。因此不难看出，船体附属物与水的摩擦相当大，清理好船体附属物对提高船舶航速有直接作用。 2.2 合理设计推进器 推进器设计得是否合理的要求是能量转化过程要完善，推进器消耗的功率应与动力装置所提供的功率匹配，使动力装置在最佳工况下运转。 2.3 合理安装轴系 轴系安装质量的好坏，将直接影响到推进效率的发挥，所以安装时必须做到：配套设备必须检查其完整性 ，并核对产品铭牌、规格、型号。 检查设备的外观是否有碰擦伤、油漆剥落、锈蚀及杂物污染等。 2.4 改善机舱工作状况 改善机舱工作状况，必须保持机舱通风良好，使主机燃油具有足够的空气，能充分燃烧。 二、研究的基本内容，拟
10、解决的主要问题 ： 1、确定设计船的排水量和主尺度； 2、设计船型线设、总布置图设计； 3、估算船体有效马力曲线，进行螺旋桨设计并绘制桨图； 4、外文文献翻译。 三、研究步骤、方法及措施 ： 1、 学习 船型设计及总布置图 的相关内容，查找有关资料 ； 2、 学习 螺旋桨设计 ，对 螺旋桨设计 有一定得了解 ； 3、 学习 AUTOCAD 软件基本操作 ； 4、利用 AUTOCAD 软件 绘制螺旋桨图和总布置图。 四 、参考文献 1 张佳宁，当代化学品船发展综述 J，船舶工程， 2003（ 02） 2 张勇慧 ,林焰 ,桑松 ,雷栋，当代化学品船运输及其发展趋势 J， 水运工程， 2001（
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